Tải bản đầy đủ

O TO TU LAI GOOGLE

Ô TÔ TỰ LÁI GOOGLE
1. Sự cần thiết phát triển ô tô tự lái
Từ khi ra đời, ô tô đã trở thành phương tiện vận tải phổ biến nhất trên thế
giới.Tuy nhiên, sự gia tăng lớn về số lượng đã làm tăng số vụ tại nạn và thương vong.
Một số thống kê của Hiệp hội du lịch an toàn du lịch quốc tế cho biết [1]:
- Gần 1,3 triệu người chết vì tai nạn giao thông mỗi năm, trung bình trên 3.287
người chết mỗi ngày và 20-50 triệu người bị thương hoặc tàn tật.
- Tai nạn giao thông đứng thứ 9 và chiếm 2,2% về nguyên nhân dẫn đến cái chết
trên toàn cầu.
- Tai nạn giao thông làm thiệt hại 518 tỷ đô la trên toàn cầu, chiếm 1-2% thu
nhập hàng năm của thế giới.
- Nếu không có biện pháp hạn chế thì đến năm 2030, tai nạn giao thông sẽ đứng
thứ 5 về nguyên nhân dẫn đến cái chết.
Bảng 2.1. Tỷ lệ nguyên nhân dẫn đến cái chết của tai nạn giao thông [4]
Nguyên nhân gây tai nạn giao thông

Tỷ lệ (%)

Say rượu khi lái xe

32


Không làm chủ tốc độ

31

Mất tập trung

16

Thời tiết xấu

11

Các nguyên nhân khác

10

Những thống kê trên cho thấy tai nạn giao thông là vấn đề rất nhức nhối cần có
giải pháp để hạn chế và ô tô tự lái là một giải pháp khả thi. Bởi vì với những công
nghệ hiện đại được sử dụng trên ô tô tự lái thì những nguyên nhân dẫn đến tai nạn như
say rượu, không làm chủ tốc độ, mất tập trung hay thời tiết xấu sẽ được loại bỏ. Chúng
ta chỉ cần chọn điểm đến, chiếc ô tô tự lái sẽ đưa ta đi mà không cần bất cứ sự tác
động nào trên suốt hành trình. Ô tô tự lái luôn tính toán và đưa ra tốc độ thích hợp nhất
mà nó có thể làm chủ được và nếu thời tiết xấu ảnh hưởng đến tầm quan sát của con
người thì ô tô tự lái đã có công nghệ xử lý hình ảnh để đưa tầm quan sát của ô tô về
trạng thái như bình thường.
2. Tổng quan về ô tô tự lái của Google
Ô tô tự lái là ô tô có khả năng nhận biết được điều kiện môi trường xung quanh
để thay đổi hướng, tốc độ theo ý muốn của chúng ta. Trong số các công ty đang phát
triển ô tô tự lái thì Google là công ty có bước đột phá tiên tiến nhất. Chiếc ô tô không
người lái đầu tiên trên thế giới được phát triển bởi sự kết hợp giữa công ty ô tô
Mercedes-Benz và Đại học Bundeswehr Munich vào 1980 có thể chạy với tốc độ


63Km/h [2]. Kể từ đó, đã có nhiều nghiên cứu được công bố trong các triển lãm công
nghệ ô tô. Năm 2013, nhiều hãng như Mercedes-Benz, General Motors, Google,
Continental Automotive Systems, Bosch, Nissan, Toyota và Audi đều đưa ra những
mẫu thử nghiệm về ô tô lái tự động và hiện đang cạnh tranh phát triển hoàn thiện để
thương mại hóa sản phẩm của họ.
Tuy đã được biết đến từ lâu nhưng đến tháng 5/2012, chiếc ô tô không người lái

đầu tiên mang tên Google mới là ô tô tự lái đầu tiên được cấp phép và đăng ký. Ô tô
không người lái của Google đã được thử nghiệm với tổng đoạn đường dài 50.000Km
và cho kết quả tốt như là một người có trình độ lái xe cao [6]. Với những ưu điểm vượt
trội như tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao tính an toàn và tạo sự thoải mái cho hành
khách…cùng với sự phát triển không ngừng của công nghệ điện tử, máy tính, những
nhà nghiên cứu dự đoán ô tô tự lái sẽ là sự lựa chọn của người tiêu dùng trong tương
lai.

Hình 2.1. Bố trí các bộ phận trên ô tô tự lái google
3. Nguyên lý hoặt động của ô tô tự lái của Google
Khi chế độ tự lái trên ô tô Google được kích hoạt, hệ thống các cảm biến và tín
hiệu đầu vào liên tục gửi các dữ liệu đến máy tính, máy tính sẽ căn cứ vào các tín hiệu
đầu vào này để xử lý xác định được điều kiện môi trường xung quanh ô tô, kết hợp với
dữ liệu điểm đến mà người sử dụng cung cấp sẽ đưa tín hiệu đến bộ phận điều khiển
cơ cấu chấp hành: ga, phanh và góc xoay vô lăng để điều khiển tốc độ, tránh chướng
ngại vật, chuyển hướng một cách chính xác và tối ưu nhất.


Máy quay và thiết bị
hình ảnh ba chiều
LIDAR
Cảm biến siêu âm

Máy
tính
ô tô

Cảm biến Hồng Ngoại

Ga
Phanh
Góc xoay vô lăng

Cảm biến ra đa
Hệ thống định vị GPS

Hình 3.1. Sơ đồ thu nhận tín hiệu và điều khiển cơ cấu chấp hành
trên ô tô tự lái Google
Các dữ liệu từ mỗi cảm biến được lọc để loại bỏ các yếu tố gây nhiễu và được kết
hợp với các nguồn dữ liệu khác để tăng thêm độ xác thực của hình ảnh được dựng nên.
Sau đó sử dụng hình ảnh này để đưa ra quyết định hướng chuyển, trong đó tốc độ là phụ
thuộc bởi máy tính ô tô. Máy tính ô tô trên xe tự lái đưa ra một quyết định hợp lý nhờ sự
kết hợp của 2 yếu tố sau:
1) Một bản đồ nội bộ của môi trường xung quanh xe.
2) bản đồ tĩnh dựng sẵn để tìm một đường đi tối ưu.
Ô tô có thể tránh các kiến trúc đường bộ như cột đèn giao thông, lối băng qua
đường, các tòa nhà, người đi bộ và các phương tiện khác để đến được đích của nó từ
một tập hợp các con đường có thể đi. Khi chiếc xe xác định con đường tốt nhất, quyết
định sau đó được chia thành các lệnh nhỏ điều khiển các cơ cấu chấp hành của xe để
điều khiển tay lái, phanh và ga. Quá trình định vị, lập bản đồ, tránh chướng ngại vật và
quy hoạch con đường được lặp đi lặp lại hàng triệu lần mỗi giây trên bộ vi xử lý mạnh
mẽ được tích hợp trên Máy tính ô tô.
Hệ thống LIDAR được gắn trên nóc xe tự lái Google có thể quay 3600 với 64 tia
laser sẽ thu thập mọi đối tượng xung quanh xe và liên tục đưa tín hiệu về máy tính để
thực hiện hơn một triệu phép tính mỗi giây. Cơ sở dữ liệu này tạo thành một bản đồ
nội bộ có độ phân giải cao về môi trường xung quanh chiếc xe.
Để cho chiếc xe biết nó ở đâu trong mối quan hệ với các đối tượng khác trong
bản đồ, nó phải sử dụng hệ thống định vị GPS và các cảm biến để xác định chính xác
vị trí của chính nó. Định vị GPS có thể bị sai lệch do tín hiệu chậm trễ gây ra bởi
những thay đổi trong khí quyển và phản xạ từ các tòa nhà và địa hình xung quanh do
đó các thuật toán định vị sẽ thường kết hợp bản đồ hoặc cảm biến dữ liệu trước đây
được thu thập từ cùng một vị trí để giảm sai lệch. Khi xe di chuyển, thông tin về vị trí


mới và cảm biến dữ liệu mới được sử dụng để cập nhật bản đồ nội bộ của xe.
Bản đồ nội bộ của một chiếc xe bao gồm các vị trí hiện tại và dự đoán của tất cả
các di chuyển (ví dụ như phương tiện khác và người đi bộ) gây trở ngại trong vùng lân
cận của nó. Chướng ngại vật được phân loại tùy thuộc vào hình dạng và chuyển động
của nó phù hợp như thế nào với một thư viện đối tượng xác định trước. Xe sử dụng
một mô hình xác suất để theo dõi con đường tương lai, dự đoán di chuyển các đối
tượng dựa trên hình dạng của nó và quỹ đạo trước. Ví dụ, nếu một đối tượng giống
như xe đạp đang đi ở tốc độ 60 km/h so với 15 km/h, nó rất có thể là một chiếc xe máy
và không phải là một chiếc xe đạp. Quá trình này cho phép chiếc xe để đưa ra quyết
định thông minh hơn khi tiếp cận lối băng qua đường hoặc các nút giao thông đông
đúc. Các vị trí tương lai của tất cả chướng ngại vật trong vùng lân cận của xe trước,
hiện tại và dự đoán được đưa vào bản đồ nội bộ của mình, được chiếc xe sau đó sử
dụng để lập kế hoạch đường đi của nó.

Hình 3.2. Bản đồ của ô tô tự lái Google mô phỏng bởi các cảm biến
Hoạch định đường dẫn tối ưu: Mục tiêu của hoạch định đường dẫn tối ưu là sử
dụng các thông tin thu được từ bản đồ của xe để chỉ dẫn xe đến đích một cách an toàn
trong khi tránh chướng ngại vật và theo các quy tắc của luật giao thông. Các thuật toán
của Máy tính ô tô sẽ xác định tổng quát hướng di chuyển của xe để đến vị trí cần đến mà
người sử dụng đưa ra dựa trên thông tin của bản đồ tĩnh dựng sẵn, đồng thời liên tục
điều chỉnh hướng đi phù hợp với điều kiện thu thập được từ bản đồ nội bộ (ví dụ như
thay đổi làn đường, lái xe về phía trước 10m, rẽ phải). Nó bắt đầu từ một tập hợp các
đường dẫn tầm ngắn mà chiếc xe có khả năng hoàn thành được với tốc độ của nó, hướng
di chuyển, vị trí góc rẽ và loại bỏ tất cả đường dẫn khi vượt qua trở ngại hoặc đến quá
gần với đường dẫn mới. Ví dụ, một chiếc xe đi ở tốc độ 75 km/h sẽ không thể rẽ phải
một cách an toàn khi ngã rẽ chỉ cách có 5 mét về phía trước, do đó con đường đó sẽ
được loại bỏ. Các đường dẫn còn lại được đánh giá dựa trên tính an toàn, tốc độ và thời


gian yêu cầu. Một khi đường dẫn tốt nhất đã được xác định, một bộ tập hợp các lệnh
điều khiển ga, phanh và lái, được truyền từ Máy tính ô tô đến các cơ cấu truyền động
của chiếc xe. Nhìn chung, quá trình này diễn trong thời gian trung bình khoảng 50ms
(có thể dài hơn hoặc ngắn hơn tùy thuộc vào số lượng dữ liệu thu thập được, năng suất
xử lý và sự phức tạp của thuật toán lập kế hoạch con đường). Quá trình định vị hóa, lập
bản đồ, phát hiện chướng ngại vật và lập kế hoạch dẫn đường được lặp đi lặp lại cho đến
khi chiếc xe đi đến đích của nó .
Trong chế độ tự lái của ô tô Google được chia ra làm nhiều hệ thống: Hệ thống tự
kiểm soát ACC (Autonomous Cruise Control); hệ thống định vị sử dụng GPS cung cấp
liên tục những thông tin về trình trạng giao thông và tự động tìm kiếm hướng đi tối ưu
nhất; hệ thống giám sát điểm mù BSM (Blind spot Monitoring) sử dụng máy quay để
xác định những va chạm có khả năng xảy ra trong khi xe đang chuyển làn đường; hệ
thống tự động đỗ xe APS (Automatic parking system) sử dụng ra đa và máy quay được
lắp ở trước và sau để tự động đỗ xe trong khoảng không gian có sẵn; hệ thống nhận biết
tín hiệu giao thông TSR (Traffic Sign Recognition) sử dụng tín hiệu từ máy quay để
nhận biết tín hiệu, bảng hiệu giao thông trên những con đường và giúp ô tô tự động điều
chỉnh tốc độ phù hợp. Mỗi hệ thống đảm nhận mỗi chức năng riêng và được hỗ trợ bởi
các thiết bị công nghệ. Do đó, các cảm biến này hoạt động tương tự như tai, mắt của
người lái xe và máy tính ô tô tự lái giống như bộ não của con người.
4. Các hệ thống hỗ trợ chế độ tự lái
4.1. Hệ thống tự kiểm soát tốc độ (ACC)
Hệ thống tự kiểm soát ACC là hệ thống
quan trọng nhất sử dụng tín hiệu của ra
đa để xác định khoảng cách từ đầu xe
đến các phương tiện khác hoặc vật cản
trước nó và tự động điều chỉnh tốc độ
hay giữ khoảng cách an toàn. Khi được
kích hoạt, hệ thống ACC sẽ ghi nhận
các phương tiện giao thông hay vật cản
nhờ các tín hiệu ra đa, máy quay và
Lidar. Mỗi thiết bị đều có một khoảng
Hình 4.1.. Xác định khoảng cách và thời gian
không gian làm việc và tín hiệu từ các đến xe phía trước từ tín hiệu ra đa: (a) 1 giây;
(b) 2 giây
cảm biến sẽ được máy tính ô tô tổng
hợp lại thành một bản đồ hoàn chỉnh. Khoảng cách từ xe đến các vật thể khác được
xác định bởi thời gian truyền tín hiệu ra đa.Hệ thống ACC tự động điều chỉnh tốc độ
của xe để duy trì một khoảng cách an toàn tới các phương tiện phía trước.


Hình 4.2. Tầm làm việc của các cảm biến
Nguyên tắc hoạt động:
- Ngay khi hệ thống ACC được kích hoạt, cảm biến ra đa sẽ dò tìm các phương
tiện phía trước với tầm quét ngắn từ 0,2m - 30m và rộng 800, ở tầm quét dài lên tới
200m và rộng 350.
- Đo khoảng cách, góc và tốc độ của các phương tiện tương ứng.
- Tính toán các thông tin về phương hướng, sai số.
- Chọn lựa vật thể có liên quan trong phạm vi xe hoạt động.
- Tự động điều chỉnh tốc độ so với xe phía trước đó với khả năng tăng tốc và
giảm tốc khác nhau.
Nếu không có ô tô phía trước hoặc ô tô phía trước nằm xa tầm làm việc của ra đa, thì
hệ thống ACC sẽ tự động chuyển sang chế độ vận hành trên đường cao tốc (trường hợp a
hình 4.3).
Khi ô tô phía trước nằm trong tầm làm việc của ra đa, hệ thống ACC sẽ tính toán
khoảng cách và thời gian để giảm tốc độ về giới hạn an toàn (trường hợp b hình 4.3).
Khi ô tô phía trước chuyển làn đường, hệ thống ACC lại điều chỉnh cho ô tô tăng
tốc (trường hợp c hình 4.3).

(a)

(b)

(c)

Hình 4.3. Nguyên tắc điều chỉnh tốc độ của hệ thống ACC


4.2. Hệ thống giám sát điểm mù (BSM)
Nhiều tai nạn xảy ra khi một chiếc xe va
chạm vào một chiếc xe khác bởi không quan
sát thấy trong khi thay đổi làn đường. Hệ thống
giám sát điểm mù được thiết kế để ngăn chặn
điều đó bằng cách giám sát khu vực bên cạnh
và phía sau xe. Nếu một chiếc xe khác nằm
trong vùng này, một đèn báo nằm trong hoặc
gần kính chiếu hậu sẽ hoạt động; nếu người lái

Hình 4.4. Hệ thống giám sát điểm mù

xe kích hoạt tín hiệu chuyển hướng, hệ thống sẽ thể gửi một cảnh báo mạnh hơn, như
một đèn báo nhấp nháy hoặc một âm thanh cảnh báo để cảnh báo với người lái xe rằng
không an toàn như trên hình 4.4:
1: Xe sau đi vào vùng điểm mù của xe trước.
2: ra đa gắn phía sau xe đi trước sẽ phát hiện được xe phía sau đi vào điểm mù.
3: Đèn cảnh báo ở cạnh kính chiếu hậu sẽ nhấp nháy để cảnh báo.
Khi xe hoạt động theo chế độ tự động, nếu có bất kỳ xe nào khác nằm trong khu vực
điểm mù, hệ thống BSM sẽ truyền tín hiệu đến Máy tính ô tô và xe không chuyển làn tại
thời điểm này.
4.3. Hệ thống tự động đỗ xe (APS)
Khi hệ thống APS được kích hoạt, ô tô tự lái di chuyển với tốc độ chậm dưới
20km/h và giữ khoảng cách với các ô tô khác đang đỗ tối đa 80cm. Hệ thống sẽ tự
động tìm khoảng trống giữa hai xe (vị trí đỗ) và đo khoảng không gian cần thiết (tối
thiểu bằng 1,4 chiều rộng xe). Thông qua những hình ảnh nhận được APS sẽ tính toán
kích thước vị trí đỗ, nếu đảm bảo sẽ thông báo đã tìm thấy vị trí đỗ trên bảng điều
khiển và âm thanh (tiếng bíp).Chức năng đỗ ô tô tự động đã sẵn sàng.
Chọn số lùi, buông hết tay lái, hệ thống tự đánh lái cho xe vào vị trí. Trong quá
trình đỗ, ô tô sẽ thông báo vào số lùi hoặc tiến trên bảng điều khiển cho người lái,
những thao tác xoay vô lăng và đệm ga ô tô sẽ tự làm việc với tốc độ tối đa cho cả quá
trình lùi xe vào chỗ là dưới 10km/h.
Khi xe đã vào đúng vị trí, hệ thống báo trên bảng điều khiển đã hoàn tất việc hỗ
trợ đỗ xe.
4.4. Hệ thống nhận biết tín hiệu đèn giao thông (TSR)
Biển báo giao thông cung cấp cho người lái xe các thông tin khác nhau nhằm mục
đích đảm bảo an toàn và chuyển hướng. Vì vậy hệ thống tự nhận dạng tín hiệu giao
thông có vai trò rất quan trọng đối với ô tô tự lái.


TSR là công nghệ trên ô tô
tự lái giúp nhận biết các tín hiệu
giao thông trên đường, ví dụ như
giới hạn tốc độ, cấm vượt, các bản
báo chỉ dẫn hướng đi… Máy quay
trên ô tô sẽ chụp ảnh các bản báo
hiệu giao thông trên đường, phần

Hình 4.5. Tổng quan về hệ thống nhận biết tín hiệu
giao thông

mềm trên máy tính sẽ dùng các
thuật toán để xử lý, nhận dạng được nội dung của biển báo hiệu và dựa vào nội dung của
biển báo hiệu sẽ đưa ra những lệnh xử lý phù hợp. Hệ thống TSR nhận dạng và hiểu
được nhiều loại biển báo hiệu khác nhau, bao gồm các biển báo hiệu ở phía bên đường
và cả các biển báo bằng đèn LED phía bên trên ô tô.

(a) (b)
Hình 4.6. (a) Hình chụp được từ máy quay; (b) kết quả TSR nhận được sau khi xử lý
5. Quy trình thao tác với ô tô tự lái google
5.1. Khởi động chức năng tự động lái
Chức năng tự động lái có thể được kích hoạt ngay khi ô tô bắt đầu chuyển động
hoặc khi ô tô đang chuyển động trên đường tùy thuộc vào yêu cầu của người điều
khiển. Có một số tùy chọn bắt buộc người điều khiển phải xác định trước khi chức
năng tự động lái được kích hoạt như là tốc độ tối đa, khoảng cách giữ tới xe phía trước
(được tính bằng thời gian 1 giây, 2 giây, 3 giây và 4 giây), địa điểm đến. Dựa vào vị trí
hiện tại của ô tô và địa điểm đến mà hệ thống định vị GPS sẽ chỉ dẫn đường đi cho ô
tô với tốc độ và khoảng cách an toàn như người điều khiển đã lựa chọn.
5.2.Chuyển động trên đường
Khi chuyển động trên đường, tốc độ được kiểm soát nhờ vào hệ thống ACC với
các thông số mà người điều khiển đã lựa chọn. Trong đó hệ thống ACC được hỗ trợ
bởi các thông tin về bản đồ giao thông bởi các hệ thống khác.


a

b

Hình 5.1. Ô tô chạy theo bản đồ chỉ dẫn của GPS
a)Bản đồ giao thông của ô tô tự lái; b)hình ảnh thực tế trên đường
Nếu không nhận thấy chướng ngại vật hay tín hiệu bất thường nào trên làn đường
của ô tô tự lái đang chạy thì ô tô sẽ chạy với tốc độ tối và khoảng cách đến xe phía
trước theo các thông số người dùng đã cài đặt trước. Khi tốc độ tối đa lựa chọn trước
lớn hơn tốc độ cho phép trên làn đường theo biển báo thì ô tô sẽ ưu tiên chạy với tốc
độ cho phép theo biển báo.
Khi phát hiện có chướng ngại vật hay phương tiện trên hướng đi, ô tô tự động
tính toán và giảm tốc độ đồng thời có sự phán đoán hướng dịch chuyển của các đối
tượng khác để có hướng dịch chuyển hay đổi làn đường nhằm giữ khoảng cách an toàn
với các đối tượng hay phương tiện khác. Trong bản đồ giao thông của ô tô tự lái thì bất
kỳ một đối tượng nào mà ô tô phát hiện trên hướng dịch chuyển của mình đều được
phân tích và đánh giá như nhau cho dù đó là ô tô, xe đạp hay người đi bộ.
a

b

Hình 5.2. Ô tô tự lái phán đoán hướng di chuyển của các đối tượng phía trước
a)Bản đồ giao thông của ô tô tự lái; b)hình ảnh thực tế trên đường
Trên hình 5.2 ta thấy, ô tô nhận biết các đối tượng phía trước và phán đoán các
đối tượng này có khả năng di chuyển ngang qua làn đường của ô tô đang chạy và đã
thiết lập các hàng rào màu đỏ và màu xanh để ô tô giảm tốc độ và dịch chuyển (thậm
chí là chuyển làn đường) theo hướng giữ an toàn.


5.3. Giao nhau với đường sắt
Khi gặp đường giao nhau với đường sắt trên bản đồ giao thông lúc này được
quan tâm nhất là hàng rào chắn và tín hiệu đèn đỏ.
a

e

d

b

c

Hình 5.3. Ô tô tự lái dừng lại khi giao nhau với đường sắt
a)Bản đồ giao thông của ô tô tự lái; b)hình ảnh thực tế trên đường; c)ô tô tự
lái; d)hàng rào cảnh báo; e)tín hiệu đèn đỏ giao nhau với đường sắt trên bản
đồ giao thông
Trong hình 5.3 ta thấy, ô tô tự lái nhận biết tín hiệu đèn đỏ e) trên bản đồ giao
thông đồng thời rào cảnh báod) cũng được hệ thống định vị giống như lúc gặp các
đoạn đường giao nhau để đảm bảo độ an toàn và dừng lại chờ trước đèn đỏ. Khi không
còn tín hiệu đèn đỏ và hàng rào cảnh báo thì ô tô mới tiếp tục di chuyển.
5.4. Qua ngã tư
Khi qua ngã tư phức tạp những chiếc ô tô khác được đại diện bởi những chiếc
hộp màu hồng, người đi xe đạp và đi bộ được đại diện bằng hộp màu vàng trên bảng
đồ giao thông.
a

e

d

b

c

Hình 5.4. Ô tô tự lái dừng lại khi qua ngã tư
a)Bản đồ giao thông của ô tô tự lái; b)Hình ảnh thực tế trên đường; c) Ô tô tự lái; d)
hàng rào cảnh báo người đi bộ băng qua đường; e) hướng di chuyển của ô tô tự lái


Trên hình 5.4 ta thấy, ô tô tự lái dừng lại trước đèn đỏ. Những người đi bộ có
hướng băng qua đường nên được ô tô tự lái phán đoán và vạch các hàng rào cảnh báo
d) trên bảng đồ giao thông.Sau khi nhận biết tín hiệu đèn giao thông cho phép xe được
rẻ và không còn các hàng rào cảnh báo thì ô tô tự lái thực hiện quá trình rẻ phải theo
hướng đã xác định trước.

Hình 5.5. Ô tô tự lái thực hiện quá trình rẻ phải tại ngã tư
5.5. Khi gặp sự cố
Trong khi hệ thống tự lái hoạt động có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau mà
dẫn đến một số sự cố vượt ngoài tầm kiểm soát của hệ thống. Lúc đó hệ thống sẽ báo
hiệu cho người điều khiển biết bằng tín hiệu còi bíp liên tục nhằm cảnh báo cho người
điều khiển biết. Một trong những khả năng đó là do khả năng giảm tốc của hệ thống tự
lái có giới hạn (tối đa 2m/s2) nên nếu một phương tiện phía trước phanh gấp (tốc độ
giảm lớn hơn 2m/s2) sẽ dẫn tới khoảng cách giữa ô tô tự lái và phương tiện phía trước
sẽ không còn giữ được đúng như giá trị đã cài đặt ban đầu.
6. Ưu điểm và hạn chế của ô tô tự lái Google so với ô tô thông thường
Hiện nay, khi ngành công nghiệp ô tô đã phát triển vượt bậc thì phần lớn tai nạn
xảy ra đều do nguyên nhân chủ yếu là lỗi của người điều khiển ô tô, một khi yếu tố
chủ quan là người lái được loại trừ thì số vụ tai nạn giao thông chắc chắn sẽ giảm
xuống.
Với những công nghệ hiện đại được trang bị thì ô tô tự lái có thể giúp con người
bỏ qua những thao tác thông thường khi lái ô tô như là đạp ga, đạp phanh hay xoay vô
lăng.Hệ thống điều khiển lái ô tô tự động không cảm thấy mệt mỏi hay bị làm phiền
bởi các tin nhắn hay các cuộc gọi… như con người và hơn nữa là nó không bao giờ
biết sử dụng bia rượu. Với những tính năng hiện có thì ô tô tự lái có một số ưu điểm
sau.


6.1. Ưu điểm
6.1.1. Giảm tiêu hao năng lượng và khí thải
Trọng lượng bản thân ô tô trong vòng 20

(1)

năm qua ngày càng tăng để bảo đảm đáp ứng
được tính an toàn cho người lái khi xảy ra tai
nạn. Nếu tai nạn được giảm nhờ công nghệ ô tô
tự lái thì chúng ta không cần làm ô tô quá nặng
như hiện nay. Do đó giảm được đáng kể nhiên
liệu nhờ ô tô nhẹ hơn và có thể dùng các nhiên

(2)

Hình 5.1. Mô tả hành trình ô tô đi đúng
tâm và không đúng tâm làn đường
(1) Đi không thẳng tâm làn đường
(2) Đi thẳng tâm làn đường

liệu thay thế, chẳng hạn như điện hay pin nhiên
liệu khí xả gây ô nhiễm môi trường như hiện nay nữa.
Với việc tính toán để ô tô đi đúng tâm làn đường sẽ có quãng đường đi ngắn
nhất, tránh đi vào các đường tắc nghẽn cũng rút ngắn hành trình của ô tô nhỏ nhất có
thể.
6.1.2. Giảm tai nạn giao thông
Theo viện Bảo hiểm An toàn xa lộ, tai nạn giao thông và số người chết vì tai nạn
giao thông có thể giảm một phần ba nếu tất cả phương tiện giao thông có hệ thống
cảnh báo chướng ngại vật phía trước, làn đường khởi hành, hệ thống hỗ trợ điểm mù,
và đèn pha phân cực. Ô tô càng tự động hóa hơn sẽ giảm được nhiều tai nạn hơn. Nếu
ô tô hoàn toàn tự động điều khiển thì loại trừ được lỗi do con người tạo ra khi tham gia
giao thông, là nguyên nhân chính gây ra tai nạn giao thông.
6.1.3. Thuận lợi đối với những người không thể tự lái ô tô
Hiện nay, nhiều người không lái ô tô được vì họ quá trẻ hoặc bị khuyết tật.Ô tô
không người lái sẽ giúp họ rất nhiều trong việc đi lại, tăng cường khả năng tương tác
trong xã hội, cơ hội tìm kiếm việc làm và đặc biệt là mang lại hạnh phúc cho cuộc
sống của họ.
6.1.4. Giảm thiểu tắc nghẽn giao thông
Ô tô tự lái góp phần giảm đáng kể chi phí do tắc nghẽn giao thông vì ô tô có thể
tránh đi vào các con đường đang bị tắc nghẽn, trong trường hợp không thể tìm được
con đường nào thông suốt để tránh thì người đi ô tô vẫn có thể tận dụng thời gian này
để làm các công việc khác mà không phải mệt mỏi khi điều khiển ô tô một thời gian
dài một cách chậm chạp trên những con đường bị tắc nghẽn giao thông như những ô tô
thông thường.
6.1.5. Cải thiện hiệu quả sử dụng đất
Tại các đô thị lớn, hơn 30 % diện tích đất sử dụng cho việc đậu ô tô. Để giải
quyết vấn đề đó, ô tô tự lái có thể đưa con người đến nơi cần đến trong khu đô thị và
thông qua vệ tinh có thể tìm kiếm nơi đậu thích hợp ở vùng ngoại ô. Thêm vào đó,


chương trình chia sẻ quyền sử dụng ô tô sẽ giảm đáng kể tỷ lệ sở hữu ô tô trong khu
dân cư. Từ đó chính quyền sẽ có nhiều đất trống hơn cho quy hoạch xây dựng thành
phố.
6.2. Hạn chế của ô tô tự lái
Trong một chừng mực nào đó, sự liên hợp giữa các loại cảm biến và trí thông
minh nhân tạo của Máy tính cũng không thể nào thấy và hiểu những yếu tố bên ngoài
của phương tiện chính xác như con người được. Con người sử dụng kết hợp những ký
ức được lưu trữ và những giác quan để hiểu về những sự kiện họ nhận biết và suy đoán
được những tình huống sắp xảy ra. Ví dụ như: nếu một trái bóng bỗng nhiên lăn ra
đường, con người sẽ suy đoán là có thể một đứa trẻ đang chạy theo sau quả bóng đó,
nhưng trí thông minh nhân tạo thì không thể. Vì vậy, tuy được trang bị những công
nghệ rất hiện đại có thể thay thế những giác quan con người nhưng Máy tính ô tô
không được cung cấp đủ các cấp bậc suy luận của con người.
Với những thiết bị công nghệ cao lắp trên ô tô tự lái sẽ đẩy giá thành của nó lên gấp
nhiều lần so với một ô tô thông thường.Vì vậy, để tăng tính cạnh tranh của ô tô tự lái với
những ô tô thông thường thì giá thành là điều mà các hãng sản xuất phải đặc biệt quan tâm
đến.
Kết luận
Với những công nghệ hiện đại được trang bị thì ô tô tự lái hoàn toàn có thể đáp
ứng được những yêu cầu về tính năng ngày càng cao của người dùng, hơn nữa ô tô tự
lái có thể giải quyết được một vấn đề rất cấp thiết hiện nay: giảm thiểu tai nạn giao
thông do yếu tố chủ quan của người điều khiển.
Một số nghiên cứu và khảo sát trên thế giới cho thấy nhu cầu sử dụng ô tô tự lái
trong thực tế đang ngày một tăng dần và sẽ trở nên phổ biến trong tương lai.


Tài liệu tham khảo
[1]. KS. Nguyễn Ngọc Quang, Hệ thống tự động kiểm soát hành trình của ô tô, Hội
nghị khoa học – Công nghệ về công tác Đăng kiểm xe cơ giới, Quảng Ninh 07/2005.
[2]. Pranjali Modak, Priti RannaDive, To be or not to be… a Drive, Techtalk@KPIT,
số 6, tháng 10/2013.
[3]. Vinuchakravarthy S, Seeing Through Sensor, Techtalk@KPIT, số 6, tháng
10/2013.
[4].Vina Vaidya, Priti Ranadive, Sudhakar Sah, “Method and System for Speeding
Execution of Software code”, PCT/IN2009/000697.
[5]. Association of safe international road travel, Washington, 30/07/2013.
[6]. Paul F. Whelan, member, IEEE, and Bruce G. Batchelor, IEEE Transactions on
system, man and Cybernetics – Part A: System and Humans, Vol.26, số 5, tháng
9/1996.
[7]. http://en.wikipedia.org/wiki/Autonomous_car.
[8]. http://techcrunch.com/2014/05/14/googles-self-driving-car-project-is-a-worldsfair-fantasy-turned-city-street-reality/



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×