Xe tự lái là gì? Nguyên lý và các cấp phân loại xe tự lái

công nghệ xe tự lái là gì

Trong tương lai, cảnh một chiếc xe ô tô di chuyển tự động, mà trước đây chỉ xuất hiện trong các bộ phim khoa học viễn tưởng, sẽ trở thành hiện thực trên khắp thế giới. Điều này sẽ thực hiện khi công nghệ xe tự lái (tự hành) đạt đến độ hoàn thiện cao nhất. 

Bài viết sau đây của Phú Gia Auto sẽ cung cấp các thông tin cần thiết xoay quanh công nghệ tương lai này nhé!

Xe tự lái là gì?

Xe tự lái (hay còn được gọi là xe tự hành) là loại xe có khả năng tự cảm nhận môi trường xung quanh và thực hiện các hành động di chuyển một cách an toàn mà ít hoặc không cần sự can thiệp của con người.

công nghệ xe tự lái là gì
Công nghệ xe tự lái là gì?

Xe tự lái tích hợp nhiều công nghệ cảm biến như radar, lidar, sonar, định vị GPS, trí tuệ nhân tạo,… Hệ thống điều khiển tiên tiến sẽ phân tích thông tin từ các cảm biến để đưa ra quyết định về đường đi phù hợp và nhận biết chướng ngại vật cũng như biển báo giao thông liên quan.

Nguyên lý hoạt động

Xe ô tô tự lái hoạt động dựa trên một hệ thống phức tạp gồm cảm biến, bộ điều khiển, thuật toán, máy học (Machine learning) và bộ xử lý mạnh mẽ.

Xe tự lái tạo và duy trì bản đồ môi trường xung quanh bằng cách sử dụng nhiều loại cảm biến được đặt ở các phần khác nhau của xe.

  • Cảm biến radar theo dõi vị trí của các phương tiện xung quanh.
  • Camera video phát hiện đèn giao thông, đọc biển báo chỉ dẫn, theo dõi các phương tiện và nhận diện người đi bộ.
  • Cảm biến LiDAR phát ra các tia laser để đo khoảng cách, phát hiện mép đường và xác định vạch kẻ đường.
  • Cảm biến siêu âm được lắp đặt trong bánh xe để phát hiện lề đường và các phương tiện khi đỗ xe.
công nghệ xe tự lái là gì
Nguyên lý hoạt động

Sau đó, phần mềm sẽ xử lý tất cả thông tin đầu vào này, tạo ra một bản đồ chi tiết và gửi hướng dẫn đến bộ điều khiển của ô tô để điều khiển tốc độ, phanh và lái.

Các quy tắc giao thông được lập trình cố định trong hệ thống, với thuật toán tránh chướng ngại vật, mô hình dự đoán và nhận diện đối tượng, giúp ô tô tự lái tuân thủ các quy tắc và tránh chướng ngại vật khi di chuyển trên đường.

Các cấp độ xe tự lái theo SAE

Trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô, thuật ngữ “xe tự lái” ngày càng trở nên phổ biến. Xe tự hành đánh dấu một lĩnh vực hoàn toàn mới, và để áp dụng nó vào thực tế, chúng ta cần thiết lập các quy chuẩn chung.

Hiệp hội Kỹ sư Ô tô (SAE) là tổ chức phát triển quy định và tiêu chuẩn toàn cầu cho ngành công nghiệp ô tô, đã phát triển một hệ thống phân loại với 6 cấp độ tự lái khác nhau để xác định mức độ tự chủ của phương tiện và người lái khi vận hành.

công nghệ xe tự lái là gì
Các cấp độ trong công nghệ xe tự hành

Cụ thể, 6 cấp độ tự lái này bắt đầu từ Cấp độ 0 – nghĩa là không có sự trợ giúp nào từ phương tiện – đến Cấp độ 5 – khi phương tiện tự chủ hoàn toàn mà không cần sự can thiệp từ chủ xe.

  • Xe tự lái cấp độ 0 – Không tự động hhóa

Ở cấp độ này, người lái hoàn toàn chịu trách nhiệm điều khiển phương tiện, bao gồm cả đánh lái, tăng tốc, phanh, đỗ xe, và mọi hành động nhằm điều hướng chiếc xe.

Mặc dù vậy, mức độ tự lái này vẫn bao gồm các tính năng như hỗ trợ phanh khẩn cấp, cảnh báo điểm mù, hay cảnh báo lệch làn đường. Điều này là do những công nghệ này không tham gia vào việc điều khiển phương tiện mà chỉ cung cấp cảnh báo hoặc hướng dẫn cho người sở hữu trong những tình huống cụ thể. Đa phần các mẫu xe hơi hiện đại trên thị trường thuộc nhóm này.

  • Xe tự lái cấp độ 1 – Hỗ trợ người lái

Ở cấp độ thấp nhất trong hệ thống phân loại xe tự lái, người lái phải thực hiện hầu hết các nhiệm vụ để kiểm soát chiếc xe, kết hợp với một số tính năng cụ thể. Những tính năng này sẽ hỗ trợ người lái trong việc điều hướng chiếc xe trong những trường hợp đặc biệt.

các cấp độ xe tự lái
Cấp độ tự hành số 1

Một ví dụ điển hình cho Cấp Độ 1 là Hệ Thống Kiểm Soát Hành Trình Thích Ứng (Adaptive Cruise Control – ACC). Theo đó, hệ thống này sẽ tự động chọn tốc độ phù hợp để giữ khoảng cách an toàn với các phương tiện di chuyển phía trước. Ngoài ra, tính năng Hỗ Trợ Giữ Làn Đường (Lane Keeping Assist – LKA) cũng được xem là công nghệ tự động hóa ở Cấp Độ 1.

So với tính năng cảnh báo lệch làn đường, LKA sẽ tự động điều khiển phương tiện để đảm bảo chiếc xe di chuyển theo đúng làn đường quy định. Một phương tiện có cả hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng và hỗ trợ giữ làn đường đủ điều kiện để được xếp hạng là ô tô tự lái ở Cấp Độ 2.

  • Xe tự lái cấp độ 2 Tự Hành Một Phần Dưới Sự Giám Sát Của Tài Xế

Cấp độ tự lái này đánh dấu sự tiến bộ, khi không chỉ có một hệ thống hỗ trợ người lái mà còn xuất hiện Hệ thống Hỗ Trợ Người Lái Nâng Cao (Advanced Driver Assistance Systems – ADAS) được lập trình giúp xe tự đánh lái, tăng tốc và phanh trong các tình huống phức tạp.

Mặc dù xe có khả năng tự đánh lái và phanh, tài xế vẫn phải chủ động tham gia vào quá trình điều khiển phương tiện, đặc biệt là giữ hai tay trên vô lăng và theo dõi hướng di chuyển của xe.

Cấp độ 2 thường được gọi là “tự lái một phần”, và nhiều mẫu xe đã xuất hiện trên thị trường Mỹ và châu Âu trong năm 2020 có thể được phân vào cấp độ này.

  • Xe tự lái cấp độ 3 – Tự lái có điều kiện, có tài xế

Cấp độ này còn được biết đến như “tự động hóa có điều kiện”, với nhiều hệ thống hỗ trợ người lái được lập trình để đưa ra quyết định theo thời gian thực dựa trên sự thay đổi của môi trường giao thông xung quanh.

Mặc dù xe tự lái Cấp độ 3 có thể hoạt động mà không cần sự can thiệp của tài xế trong quá trình điều khiển, người lái vẫn phải có mặt để kiểm soát phương tiện, đặc biệt là trong các tình huống khẩn cấp do lỗi hệ thống.

các cấp độ của xe tự lái
Cấp độ tự hành số 3
  • Xe tự lái cấp độ 4 – Tự lái có điều kiện, không tài xế

Xe tự lái ở cấp độ cao, còn được gọi là Cấp độ 4, đánh dấu bước tiến lớn khi không đòi hỏi sự tương tác của tài xế trong quá trình vận hành, đồng thời có khả năng tự dừng khi hệ thống gặp sự cố. Tài xế thường không cần can thiệp để kiểm soát xe, trừ khi có các tình huống đặc biệt.

các cấp độ xe tự lái
Cấp độ tự hành số 4

Ở cấp độ này, xe được thiết kế để tự di chuyển từ điểm A đến điểm B, thường trong các ranh giới địa lý cụ thể. Waymo, công ty phát triển công nghệ tự lái của Google, đã triển khai dịch vụ tương tự tại Phoenix, Arizona, sau khi hoàn thành bản đồ hóa toàn bộ đường phố trong thành phố.

Tuy nhiên, điều kiện thời tiết có thể ảnh hưởng đến hoạt động của xe tự lái Cấp độ 4. Tính đến thời điểm này, hiệu suất của xe phụ thuộc chủ yếu vào công nghệ mà nó sử dụng. Ví dụ, một số xe thông minh sử dụng cảm biến LiDAR để phân tích môi trường xung quanh mà không bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết.

  • Xe tự lái cấp độ 5 – Tự động hóa không điều kiện

Cấp độ 5 là mức độ tự lái cao nhất của SAE. Tại cấp độ này, chiếc xe có khả năng hoàn toàn tự động di chuyển và xử lý tình huống theo thời gian thực mà không cần sự tương tác nào từ phía người lái. Xe ở cấp độ 5 sẽ không có vô lăng, tay ga, chân phanh, hay thậm chí là gương chiếu hậu giống như xe truyền thống.

các cấp độ xe tự lái
Cấp độ tự hành số 5 – Cấp độ cao nhất

Chúng có thể được coi như là những toa xe di động hơn là chiếc ô tô, được trang bị công nghệ xe tự lái cho phép vận hành ở mọi nơi mà không bị hạn chế về điều kiện địa lý hoặc thời tiết.

Xe ở cấp độ 5 không có người lái, và sự tham gia duy nhất của con người là ra lệnh cho chiếc xe đi đến đâu, thậm chí có thể thực hiện từ điện thoại thông minh của người dùng mà không cần phải trực tiếp trên xe.

Tiêu chuẩn an toàn của công nghệ xe tự lái

Để đảm bảo an toàn và giảm thiểu các rủi ro không mong muốn như tai nạn hay tấn công phần mềm tự lái, các nhà sản xuất ô tô phải tuân thủ theo Tiêu Chuẩn An Toàn Phương Tiện Cơ Giới Liên Bang (FMVSS – Federal Motor Vehicle Safety Standards). Đồng thời, xe tự lái cần được chứng nhận là không gây rủi ro khi tham gia giao thông.

Dưới đây là một số tiêu chuẩn an toàn mà công nghệ xe tự lái cần đảm bảo:

  • Học được cách xác định đối tượng: Hệ thống tự lái cần có khả năng nhận biết và đánh giá đối tượng trong phạm vi di chuyển của nó.
  • Quyết định tức thì về tốc độ và hướng đi: Hệ thống phải có khả năng đưa ra quyết định ngay lập tức về việc tăng giảm tốc độ hoặc thay đổi hướng đi để đảm bảo an toàn.
  • Phần mềm điều khiển an toàn và chống tấn công mạng: Phần mềm điều khiển tự lái cần đảm bảo an toàn và khả năng chống lại các rủi ro về an ninh mạng.

Người dùng cũng cần tuân thủ các hướng dẫn từ nhà sản xuất về cách sử dụng các hệ thống tự lái, đặc biệt là ở những cấp độ yêu cầu sự giám sát và tương tác của con người. Tránh tâm lý chủ quan có thể dẫn đến các sự cố bất ngờ không mong muốn.

Xem thêm: Hướng dẫn cách đi xe số tự động cực dễ

Lời kết

Trên đây là những thông tin chi tiết về công nghệ xe tự lái – xu hướng tương lai trong ngành công nghiệp ô tô. 

Theo dõi Phú Gia Auto để cập nhật các thông tin ô tô mới nhất nhé!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *