Xe ô tô tự hành hoạt động như thế nào?

Hiện nay, đã có rất nhiều tập đoàn sản xuất xe hơi và công nghệ lớn trên thế giới đã tham gia vào cuộc chạy đua phát triển xe hơi công nghệ tự lái thông minh (sau đây gọi tắt là xe tự lái, xe tự hành) mà không cần đến bất cư can thiệp nào từ bàn tay của con người, trong đó có những tên tuổi nổi bật như Tesla, Daimler, Google…

Công nghệ đóng vai trò quan trọng trên xe tự hành.

Đối với việc phát triển xe không người lái thì phần mềm đóng vai trò quan trọng nhất. Nó được ví như não bộ, đảm bảo sự vận hành cho xe. Nếu trước đây, ô tô đặc trưng bởi  động cơ, hộp số, bộ dẫn động, vô lăng điều khiển, xăng dầu… thì ngày nay, nó giống như một chiếc máy tính. Phần mềm và điện đã thay thế chức năng của các yếu tố cơ học, con người và nhiên liệu. Một chiếc xe hiện đại được điều khiển bởi 80 tới 100 hệ thống nhúng, 90% sáng tạo của xe hơi hiện nằm ở phần mềm, 100% xe sẽ kết nối với Cloud ( điện toán đám mây ).

Xe ô tô tự hành hoạt động như thế nào?

Theo Sridhar Lakshmanan, một chuyên gia về xe hơi tự lái, giáo sư về kỹ thuật của trường Đại học Michigan-Dearborn, một chiếc ô tô chỉ có thể tự lái được nếu nó đáp ứng được các tiêu chuẩn sau:

  • Có hình dạng giống những chiếc ô tô thông thường.
  • Được trang bị hệ thống nhận diện các biến động trên đường : GPS sẽ xác định nhiệm vụ của xe tự lái bằng các thiết lập điểm đầu và điểm cuối của hành trình dựa trên tính năng dẫn đường của Google Maps. Một hệ thống công nghệ hỗ trợ khác như radar, laser, camera để phát hiện và xử lý các tình huống bất ngờ. Trong đó, camera được dùng để hệ thống máy tính bên trong xe có thể nhìn thấy tình trạng xung quanh xe, còn radar sẽ giúp ô tô nhìn được đường phía trước (khoảng cách 100m), laser được dùng để quét các hiện tượng xảy ra xung quanh liên tục và gửi đến hệ thống máy tính.
  • Có hệ thống chuyển các thông tin từ hai hệ thống trên thành hành động thực tế trên đường.

“Một hệ thống tự hành đúng nghĩa phải đáp ứng được hai yếu tố: phải xử lý khối lượng lớn dữ liệu tương tự như một chiếc máy tính; và phải thông minh như não người để thích ứng với môi trường mới lẫn cũ” theo Sridhar Lakshmanan (Đại học Michigan-Dearborn).

Các cấp độ khác nhau của xe tự hành.

 

Nói một cách đơn giản, cấp độ của xe ô tô tự hành có nghĩa là một bộ hướng dẫn được xác định bởi Hiệp hội kỹ sư ô tô (SAE) để mô tả các mức độ tự chủ ( tự động hóa các hành động ) khác nhau trong những chiếc xe không người lái. Trong đó cấp cơ bản nhất là 1 và cấp độ 5 là cấp độ có thể tạm gọi là cao nhất.

Xe ô tô tự hành cấp 1: một khía cạnh duy nhất là tự động.

Cấp độ 1 là loại cơ bản nhất, có nghĩa là các yếu tố của quá trình lái xe được thực hiện một cách cô lập, sử dụng dữ liệu từ các cảm biến và máy ảnh, người lái xe vẫn chịu phần lớn trách nhiệm điều khiển. Điều này bắt đầu vào cuối những năm 1990 tại Mercedes-Benz, với hệ thống kiểm soát hành trình tiên phong được quản lý bằng radar, trong khi Honda giới thiệu hỗ trợ giữ làn đường trên Legend 2008. Đây là những bước đầu tiên để loại bỏ nhiệm vụ của người lái xe phía sau tay lái. Bao gồm: Hỗ trợ giữ làn đường, kiểm soát hành trình tự động.

Xe ô tô tự hành cấp độ 2: chip kiểm soát hai hoặc nhiều yếu tố.

Tự hành cấp 2 hiện nay đã được trang trị trên một số hãng xe: ở cấp độ này, máy tính đảm nhận nhiều chức năng từ trình điều khiển – và đủ thông minh để kết hợp các hệ thống lái và tốc độ với nhau bằng nhiều nguồn dữ liệu như : đảm nhiệm các chức năng định hướng, bướm ga và phanh cho một trong những hệ thống kiểm soát hành trình – sử dụng dữ liệu sat-nav chi tiết để tự động phanh cho các góc phía trước, giữ khoảng cách đặt trước xe và lùi lại khi kẹt xe, với trình điều khiển các chế độ đơn giản như : chế độ chuyển làn đường, tính năng tự đỗ xe, v.v.v.

Xe ô tô tự hành cấp 3: xe có thể làm chủ các chức năng quan trọng về an toàn.

Dự định sẽ được trang bị vào năm 2020 trên một số loại xe.

SAE gọi Cấp độ 3 là ‘tự động hóa có điều kiện’ – một chế độ cụ thể cho phép tất cả các khía cạnh của việc lái xe được thực hiện ( trình điều khiển vẫn ở chế độ chờ, nhưng có thể tắt tay trong một khoảng thời gian ), điều quan trọng nhất là người lái xe phải có mặt để đáp ứng yêu cầu can thiệp. Có nghĩa là chiếc xe có khả năng tự lái trong một số trường hợp nhất định, nơi nó sẽ nắm quyền kiểm soát tất cả các chức năng quan trọng về an toàn. Bằng cách tinh chỉnh bản đồ, radar, các cảm biến và hợp nhất dữ liệu môi trường này với bộ xử lý, các cảm biến thế hệ tiếp theo, thuật toán, luật mới.

Xe không người lái cấp 4: tự chủ hoàn toàn trong khu vực kiểm soát.

 

Mọi thao tác điều khiển xe được tự chủ hoàn toàn.

Ở cấp độ 4, giáo sư tự trị của Merc, Christoph von Hugo nói : “ Khả năng là bạn sẽ chỉ thuê xe, thay vì sở hữu nó. Bạn sẽ không mang chiếc xe này đi nghỉ ở Florida nhưng bạn sẽ lái nó trong một chuyến đi đô thị quanh New York. Việc lập bản đồ cực kỳ chi tiết cho các khu vực được xác định cẩn thận sẽ dễ dàng hơn ” . Một số nhà sản xuất xe hơi cho biết họ sẽ bán xe tự trị ở Mỹ vào năm 2022. Những chiếc xe sẽ tự lái hoàn toàn trong các khu vực đô thị được định vị địa lý, như lập bản đồ HD, dữ liệu kịp thời hơn, giao tiếp xe hơi và trung tâm cuộc gọi ngoài địa điểm (để đối phó với các mối nguy hiểm bất thường) cải thiện độ chính xác.

Xe không người lái cấp độ 5: hoàn toàn tự động, mọi nơi với trình điều khiển tùy chọn.

Mọi việc bạn cần làm bây giờ là chờ điểm đích.

Sự khác biệt giữa Cấp độ 4 và 5 rất đơn giản: bước cuối cùng để tự động hóa hoàn toàn là thay vì làm việc trong một môi trường được quản lý cẩn thận (thường là ở thành thị) với nhiều vạch kẻ đường hoặc cơ sở hạ tầng chuyên dụng, nó sẽ có thể tự lái ở bất cứ đâu. Bởi vì tần số và khối lượng dữ liệu được các máy chủ giải quyết gần như triệt để nhất có thể. Có nghĩa là những chiếc xe được cảm hóa. Đó là một thế giới mới dưới sự tự trị hoàn toàn của những chiếc xe – và một thế giới mà chiếc xe Waymo của Google đang nhắm đến, nhảy vọt khỏi những nỗ lực của các nhà sản xuất truyền thống. Các nhà phân tích của HER dự báo 21 triệu xe tự trị trên toàn cầu vào năm 2035.

Xe không người lái chủ yếu phục vụ mục đích nghiên cứu khoa học. Thế nhưng những năm gần đây, các hãng xe lớn như GM, VW, Audi, BMW, Volvo hay Cadillac đã bắt đầu thử nghiệm hệ thống tự vận hành trên nhiều mẫu xe ứng dụng.

Trong năm 2005, BMW đã cho những phiên bản tự hành chạy trên đường thử. Năm 2008, GM công bố khởi đầu những nghiên cứu xe không người lái cho tới năm 2015 và lăn bánh trên đường năm 2018. Hai năm sau đó, phiên bản tự hành Audi TTS đã đạt tới tốc độ gần với xe đua trên đường lái tới đỉnh núi Pikes Pick, Hoa Kỳ.

Năm 2011 thực sự là năm khởi sắc trong lĩnh vực nghiên cứu xe tự động. Volvo cho biết đã phát triển hệ thống tự động hóa trên đường cao tốc và sẽ tích hợp trên xe năm 2020.

Không nằm ngoài xu hướng đó, VW hiện nay đang thử nghiệm hệ thống điều khiển tự động tạm thời (TAP) cho phép xe tự lái với tốc độ lên tới 128 km/giờ trên đường cao tốc. Nhà máy ô tô tự động đầu tiên của Trung Quốc kết hợp với Đại học Công nghệ Quốc phòng Quốc gia đã thử nghiệm mẫu xe không người lái Hongqi HQ3 trên quãng đường 280 km, với vận tốc 88 km/giờ trong điều kiện đường cao tốc tấp nập.

Những tháng đầu năm 2012, Google đã thử nghiệm phiên bản tự hành của mẫu xe Toyota Prius trên những con đường bang California. Mới đây, Cadillac ra mắt hệ thống bán tự động có tên gọi “Super Cruise” với hứa hẹn sẽ sớm đưa vào sản xuất.

Theo Market & Research, thị trường xe có cài hệ thống hỗ trợ lái xe cao cấp (ADAS – Advanced driver assistance system) năm 2016 có doanh thu 12 tỷ USD thì đến năm 2025 có doanh thu 62 tỷ USD, tăng trưởng trung bình hơn 18% một năm.

Tính đến thời điểm hiện tại, trên thế giới có hơn 30 công ty đầu tư nghiên cứu và phát triển xe không người lái như Google, Tesla, Apple, Audi, Nissan, Nividia…. Họ đầu tư rất mạnh mẽ cho lĩnh vực này:

  • Toyota đầu tư 1.2 tỉ USD để phát triển trí thông minh nhân tạo trên dòng xe của mình với mục tiêu đưa xe tự lái vào đời thực năm 2020.
  • Các hãng xe của Nhật cũng đang liên kết với nhau để thực hiện kế hoạch lập bản đồ 3D cho xe không người lái…
  • Audi chi 3,1 tỉ USD để mua lại cơ sở hữu dữ liệu đường phố của Nokia.
  • GM mua lại tài sản của Sidecar và đầu tư 500 triệu USD vào Lyft.
  • Uber China cho biết sẽ đầu tư 500 triệu USD vào sáng kiến lập bản đồ toàn cầu.

Bên cạnh đó, FPT đang triển khai một số dự án công nghệ xe tự hành cho các khách hàng lớn trong lĩnh vực automotive.

Cuộc đua số do FPT tổ chức trên nền tảng xe tự hành.

=>>> Xem thêm: Lộ diện Hyundai Grand i10 thế hệ mới 2020

Bạn cũng có thể thích Bài đăng cùng tác giả

Chia sẻ ý kiến của bạn

Thông Tin Cá Nhân

NamNữ

Trình Độ Học Vấn

Thông tin chung