Khám phá Xe ô tô tự lái và Bí mật hoạt động

Việc các hãng như Tesla, Daimler,... đưa ra những chiếc xe có khả năng tự lái đã tạo ra sự tò mò và quan tâm lớn. Điều này đặt ra câu hỏi: Xe ô tô tự lái là gì và làm thế nào chúng hoạt động? Hãy khám phá cùng chúng tôi!

1. Định nghĩa Xe ô tô tự lái

Xe ô tô tự lái, hay còn gọi là xe không người lái, là phương tiện ô tô có khả năng tự nhận biết môi trường xung quanh và hoạt động mà không cần sự can thiệp của con người trong quá trình điều khiển.

2. Bậc thăng trình của Xe ô tô tự lái

Dựa theo Hiệp hội Kỹ sư Ô tô (SAE International) và Cơ quan An toàn Giao thông Cao tốc Quốc gia Mỹ (NHTSA), tính năng của xe ô tô tự lái được phân thành 6 bậc độ, từ bậc 0 đến bậc 5. Chi tiết như sau:

- Bậc 0 - Hoàn toàn thủ công

Phần lớn phương tiện giao thông hiện nay thuộc bậc 0. Đây là bậc mà xe hoàn toàn phụ thuộc vào con người và người lái xe phải đảm nhận trách nhiệm toàn bộ quá trình vận hành.

- Bậc độ 1 - Hỗ trợ lái xe

Ở bậc độ này, người lái xe và hệ thống tự động cùng chia sẻ quyền kiểm soát xe. Chẳng hạn như đánh lái, thay đổi – duy trì tốc độ (kiểm soát hành trình) hay phanh khẩn cấp tự động cảnh báo người lái xe khi có va chạm,…Xe chỉ có khả năng thực hiện một nhiệm vụ tự động duy nhất để hỗ trợ người lái.

- Bậc độ 2 - Tự động hóa một phần lái xe

Xe được tích hợp những chức năng tự động tiên tiến có khả năng thực hiện nhiều hơn một tác vụ, có thể kiểm soát cả chuyển hướng và tăng/giảm tốc, cảnh báo chệch làn đường/hiệu chỉnh. Tuy nhiên, người điều khiển vẫn phải giám sát việc lái xe và sẵn sàng can thiệp ngay lập tức bất cứ lúc nào nếu hệ thống tự động không phản hồi đúng cách. Những chiếc xe có khả năng tự động bậc độ 2 bao gồm: Tesla Autopilot, Cadillac Super Cruise, Mercedes-Benz Drive Pilot và Volvo Pilot Assistant.

- Bậc độ 3 - Tự động hóa có điều kiện

Xe bậc độ 3 có khả năng nhận diện môi trường xung quanh và đưa ra quyết định tự động, như tăng tốc để vượt qua xe chạy chậm; tự điều khiển từ điểm xuất phát đến đích mà không cần sự tham gia của con người trong một số điều kiện nhất định. Nếu hệ thống không hoạt động đáng tin cậy, người lái xe phải luôn cảnh báo và sẵn sàng kiểm soát. Hiện tại, chỉ có Audi A8 được chấp nhận là xe tự động ở bậc độ 3.

- Bậc độ 4 - Tự động hóa hoàn toàn trong môi trường kiểm soát

Những chiếc xe không cần sự can thiệp của con người trong hầu hết các tình huống. Tính năng tự lái chỉ được hỗ trợ trong các khu vực không gian hạn chế (có rào chắn địa lý) hoặc trong những trường hợp đặc biệt. Bên ngoài các khu vực hoặc trường hợp này, phương tiện phải có khả năng dừng chuyến đi một cách an toàn nếu tài xế không kiểm soát lại. Tính đến thời điểm hiện tại, chưa có xe tự động bậc độ 4 được bán cho người tiêu dùng.

- Bậc độ 5 - Tự động hóa hoàn toàn

Đây là mục tiêu cuối cùng của xe tự lái, có khả năng hoạt động tự động trong mọi tình huống và điều kiện. Tại bậc độ này, xe sẽ không cần sự can thiệp của con người, thậm chí không có vô lăng hoặc bàn đạp tăng tốc/phanh. Phương tiện có thể sử dụng ở mọi nơi, thực hiện mọi công việc mà người lái xe kỳ cựu có thể thực hiện trong mọi điều kiện.

3. Nguyên lý hoạt động của xe ô tô tự lái

Xe ô tô tự lái hoạt động dựa trên các cảm biến, bộ truyền động, thuật toán phức tạp, hệ thống học máy (Machine Learning) và bộ xử lý mạnh mẽ để thực thi phần mềm.

Đầu tiên, xe sẽ tạo và duy trì một bản đồ của môi trường xung quanh bằng cách sử dụng hệ thống định vị GPS và nhiều loại cảm biến đặt ở các bộ phận khác nhau của xe.

- Cảm biến RADAR giám sát vị trí của các phương tiện xung quanh.

- Cảm biến LIDAR (Ánh sáng + RADAR) phản xạ ánh sáng từ môi trường xung quanh ô tô, giám sát khoảng cách đến người đi bộ và các phương tiện khác phía trước. Từ đó, hệ thống sẽ ra lệnh phanh hoặc giảm tốc độ một cách khẩn cấp.

- Cảm biến siêu âm (Ultrasonic Sensor) sử dụng sóng âm để phát hiện vật thể. Theo dõi chuyển động của xe, phát hiện lề đường và các phương tiện khác khi đỗ xe. Thông thường, cảm biến này được kích hoạt khi xe di chuyển ngược chiều.

- Camera nhận diện đèn giao thông, đọc biển báo đường bộ, cảnh báo chệch làn đường, nhận dạng người đi bộ và các phương tiện khác.

Sau đó, phần mềm xử lý tất cả dữ liệu từ cảm biến và thông qua thuật toán, hướng dẫn bộ truyền động của ô tô, nơi có nhiệm vụ kiểm soát tốc độ, phanh và hệ thống lái.

Chúng tôi hy vọng rằng bài viết trên đã truyền đạt đến bạn những kiến thức cơ bản về xe ô tô tự lái. Cảm ơn bạn đã dành thời gian quan tâm và theo dõi!