Xe ô tô tự lái là gì? Xe ô tô tự lái hoạt động như thế nào

• Hướng tới tương lai: Dự kiến ​​xu hướng công nghệ ô tô vào năm 2024
• Lập trình nhúng học ngành gì? Kiến thức lập trình nhúng có khó không?
• 5G trong ngành ô tô trở nên hiệu quả và an toàn hơn như thế nào?
• Tầm quan trọng của hệ thống phần mềm nhúng đối với hiệu quả kinh doanh
• 10 Xu hướng công nghiệp ô tô hàng đầu năm 2024

Con đường hướng tới ô tô tự lái bắt đầu với các tính năng tự động hóa gia tăng để đảm bảo an toàn và tiện lợi trước năm 2000, với hệ thống kiểm soát hành trình và phanh chống bó cứng. Sau khi bước sang thiên niên kỷ mới, các tính năng an toàn tiên tiến, bao gồm kiểm soát ổn định điện tử, phát hiện điểm mù, cảnh báo va chạm và chuyển làn đường, đã có sẵn trên xe. Theo NHTSA, từ năm 2010 đến 2016, các khả năng hỗ trợ người lái tiên tiến, chẳng hạn như camera chiếu hậu, phanh khẩn cấp tự động và hỗ trợ định tâm làn đường, đã xuất hiện.

Kể từ năm 2016, ô tô tự lái đã chuyển sang tự lái một phần, với các tính năng giúp người lái đi đúng làn đường của mình, cùng với công nghệ ACC và khả năng tự đỗ.

Các phương tiện hoàn toàn tự động vẫn chưa được phổ biến rộng rãi và có thể sẽ không xuất hiện trong nhiều năm nữa. Tại Hoa Kỳ, NHTSA cung cấp hướng dẫn liên bang về việc giới thiệu ADS mới trên đường công cộng. Khi các công nghệ ô tô tự trị phát triển, hướng dẫn của bộ cũng vậy.

Ô tô tự lái chưa hợp pháp trên hầu hết các con đường. Vào tháng 6 năm 2011, Nevada trở thành khu vực tài phán đầu tiên trên thế giới cho phép thử nghiệm ô tô không người lái trên đường công cộng; California, Florida, Ohio và Washington, DC, đã theo sau trong những năm kể từ đó.

Lịch sử của những chiếc xe không người lái còn xa hơn thế nhiều. Leonardo da Vinci đã thiết kế nguyên mẫu đầu tiên vào khoảng năm 1478. Chiếc xe của Da Vinci được thiết kế như một rô-bốt tự hành chạy bằng lò xo, với hệ thống lái có thể lập trình và khả năng chạy theo các lộ trình định sẵn.

1. Ô tô tự lái là gì?

Ô tô tự lái (đôi khi được gọi là ô tô tự lái hoặc ô tô không người lái) là phương tiện sử dụng kết hợp cảm biến, camera, radar và trí tuệ nhân tạo ( AI ) để di chuyển giữa các điểm đến mà không cần người điều khiển. Để đủ điều kiện là hoàn toàn tự động, một phương tiện phải có khả năng điều hướng mà không cần sự can thiệp của con người đến một điểm đến được xác định trước trên những con đường chưa được điều chỉnh để sử dụng.

Các công ty đang phát triển và/hoặc thử nghiệm ô tô tự lái bao gồm Audi, BMW, Ford, Google, General Motors, Tesla, Volkswagen và Volvo. Thử nghiệm của Google liên quan đến một đội xe ô tô tự lái – bao gồm Toyota Prii và Audi TT – điều hướng hơn 140.000 dặm đường phố và đường cao tốc California.

>>> Xem thêm: 9 Xu hướng học máy hàng đầu tính đến 2025

2. Ô tô tự lái hoạt động như thế nào

Công nghệ AI cung cấp năng lượng cho hệ thống Ô tô tự lái. Các nhà phát triển ô tô tự lái sử dụng lượng dữ liệu khổng lồ từ các hệ thống nhận dạng hình ảnh , cùng với máy học và mạng lưới thần kinh , để xây dựng các hệ thống có thể tự lái.

Các mạng thần kinh xác định các mẫu trong dữ liệu, được cung cấp cho các thuật toán học máy. Dữ liệu đó bao gồm hình ảnh từ camera trên ô tô tự lái mà từ đó mạng nơ-ron học cách xác định đèn giao thông, cây cối, lề đường, người đi bộ, biển báo đường phố và các bộ phận khác của bất kỳ môi trường lái xe cụ thể nào.

Ví dụ: dự án ô tô tự lái của Google, được gọi là Waymo, sử dụng kết hợp các cảm biến, lidar (phát hiện ánh sáng và phạm vi – một công nghệ tương tự như RADAR) và máy ảnh, đồng thời kết hợp tất cả dữ liệu mà các hệ thống đó tạo ra để xác định mọi thứ xung quanh phương tiện và dự đoán những đối tượng đó có thể làm gì tiếp theo. Điều này xảy ra trong phần nhỏ của một giây. Sự trưởng thành là quan trọng đối với các hệ thống này. Hệ thống càng lái nhiều thì càng có nhiều dữ liệu có thể kết hợp vào các thuật toán học sâu , cho phép hệ thống đưa ra nhiều lựa chọn lái nhiều sắc thái hơn.

Phần sau đây phác thảo cách thức hoạt động của các phương tiện Google Waymo:

• Người lái xe (hoặc hành khách) đặt điểm đến. Phần mềm của ô tô tính toán lộ trình.
• Cảm biến Lidar xoay, gắn trên nóc xe giám sát phạm vi 60 mét quanh xe và tạo bản đồ ba chiều ( 3D ) động về môi trường hiện tại của xe.
• Một cảm biến ở bánh sau bên trái theo dõi chuyển động ngang để phát hiện vị trí của ô tô so với bản đồ 3D.
• Hệ thống radar ở cản trước và sau tính toán khoảng cách tới chướng ngại vật.
• Phần mềm AI trong ô tô được kết nối với tất cả các cảm biến và thu thập thông tin đầu vào từ Google Street View và máy quay video bên trong ô tô.
• Trí tuệ nhân tạo mô phỏng các quá trình ra quyết định và nhận thức của con người bằng cách sử dụng học sâu và kiểm soát các hành động trong các hệ thống điều khiển người lái, chẳng hạn như hệ thống lái và phanh.
• Phần mềm của ô tô tham khảo Google Maps để biết trước những thứ như địa danh, biển báo giao thông và đèn.
• Chức năng ghi đè có sẵn để cho phép con người điều khiển phương tiện.

>>> Đọc thêm: Ứng dụng của thực tế ảo tăng cường AR trong thực tiễn – Ví dụ kinh điển nhất

3. Xe có tính năng tự lái

Dự án Waymo của Google là một ví dụ về Ô tô tự lái gần như hoàn toàn tự động. Nó vẫn yêu cầu phải có trình điều khiển của con người nhưng chỉ để ghi đè hệ thống khi cần thiết. Nó không tự lái theo nghĩa thuần túy nhất, nhưng nó có thể tự lái trong điều kiện lý tưởng. Nó có mức độ tự chủ cao.

Nhiều chiếc xe dành cho người tiêu dùng ngày nay có mức độ tự chủ thấp hơn nhưng vẫn có một số tính năng tự lái. Các tính năng tự lái có sẵn trên nhiều ô tô sản xuất kể từ năm 2022 bao gồm:

• Hệ thống lái rảnh tay  tập trung vào xe mà người lái không cần đặt tay lên vô lăng. Người lái xe vẫn phải chú ý.
• Kiểm soát hành trình thích ứng (ACC)  tự động duy trì khoảng cách có thể lựa chọn giữa xe của người lái và xe phía trước.
• Hệ thống lái tập trung vào làn đường  can thiệp khi người lái xe băng qua vạch kẻ đường bằng cách tự động nhích xe về phía vạch kẻ đường đối diện.

4. Mức độ tự chủ trong Ô tô tự lái

Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia Hoa Kỳ (NHTSA) đưa ra sáu cấp độ tự động hóa, bắt đầu với Cấp độ 0 khi con người thực hiện việc lái xe, thông qua các công nghệ hỗ trợ người lái cho đến ô tô hoàn toàn tự động. Dưới đây là năm cấp độ tuân theo tự động hóa Cấp độ 0:

• Cấp độ 1:  Hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến (ADAS) hỗ trợ người lái lái, phanh hoặc tăng tốc, mặc dù không đồng thời. ADAS bao gồm camera chiếu hậu và các tính năng như cảnh báo ghế rung để cảnh báo người lái xe khi họ đi chệch khỏi làn đường đang di chuyển.
• Cấp độ 2:  Một ADAS có thể đánh lái và phanh hoặc tăng tốc đồng thời trong khi người lái vẫn hoàn toàn nhận thức được sau tay lái và tiếp tục đóng vai trò là người lái.
• Cấp độ 3:  Hệ thống lái xe tự động (ADS) có thể thực hiện tất cả các tác vụ lái xe trong một số trường hợp nhất định, chẳng hạn như đỗ xe. Trong những trường hợp này, người lái xe phải sẵn sàng giành lại quyền kiểm soát và vẫn phải là người điều khiển chính phương tiện.
• Cấp độ 4:  ADS có thể thực hiện tất cả các nhiệm vụ lái xe và giám sát môi trường lái xe trong một số trường hợp nhất định. Trong những trường hợp đó, ADS đủ tin cậy để người lái xe không cần chú ý.
• Cấp độ 5:  ADS của xe hoạt động như một tài xế ảo và thực hiện mọi hoạt động lái xe trong mọi tình huống. Những người ngồi trong xe là hành khách và không bao giờ được phép lái phương tiện.

>>> Xem thêm: Học lập trình ô tô: Cơ hội tiềm năng trong kỷ nguyên số

Nguyễn Cúc