Xe tự lái là gì? Nguyên lý hoạt động và phân loại cấp độ theo SAE

1. Xe tự lái là gì?

Xe tự lái còn gọi là xe tự hành (self-driving car) có khả năng cảm nhận môi trường xung quanh và di chuyển an toàn với ít hoặc không có sự can thiệp của con người.

Xe tự lái kết hợp các công nghệ có khả năng cảm biến môi trường xung quanh như radar, lidar, sonar, định vị GPS, trí tuệ nhân tạo,... Hệ thống điều khiển nâng cao sẽ phân tích thông tin thu được để xác định đường đi phù hợp, cũng như chướng ngại vật và biển báo liên quan.

Công nghệ xe tự lái với triển vọng thay đổi tương lai của ngành xe tự động hóa (Nguồn: Sưu tầm)

2. Nguyên lý hoạt động của xe tự lái

Xe ô tô tự lái hoạt động dựa vào cảm biến, bộ điều khiển, thuật toán, hệ thống máy học và bộ xử lý mạnh mẽ.

Ô tô tự lái tạo và duy trì bản đồ môi trường xung quanh dựa trên nhiều loại cảm biến nằm ở các bộ phận khác nhau của xe. 

• Cảm biến radar theo dõi vị trí của các phương tiện gần đó. 
• Camera video phát hiện đèn giao thông, đọc biển báo chỉ dẫn, theo dõi các phương tiện khác và phát hiện người đi bộ. 
• Cảm biến LiDAR phát ra các xung ánh sáng để đo khoảng cách, phát hiện các mép đường và xác định vạch kẻ đường. 
• Cảm biến siêu âm được lắp đặt trong bánh xe giúp phát hiện lề đường và các phương tiện khác khi đỗ xe.

• Sau đó, phần mềm sẽ xử lý tất cả thông tin đầu vào trên, vạch ra một con đường và gửi hướng dẫn đến bộ điều khiển của ô tô để điều khiển tốc độ, phanh và lái. Các quy tắc được mã hóa cố định, thuật toán tránh chướng ngại vật, mô hình dự đoán và nhận dạng đối tượng giúp ô tô tự lái tuân theo các quy tắc giao thông và tránh các chướng ngại vật trong khi lưu thông trên đường.

  3. Các cấp độ xe tự lái theo SAE 

  Tính đến thời điểm hiện tại, thuật ngữ “xe tự lái” đang dần trở nên quen thuộc hơn trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô. Xe tự hành là một lĩnh vực hoàn toàn mới và để áp dụng vào thực tế, chúng ta sẽ cần phải đặt ra những quy chuẩn chung. Hiệp hội Kỹ sư Ô tô (SAE) – tổ chức phát triển các quy định và tiêu chuẩn cho ngành công nghiệp ô tô toàn cầu - đã xây dựng một hệ thống phân loại gồm 6 cấp độ tự lái khác nhau để xác định mức độ tự chủ của phương tiện và người lái khi vận hành.

  Theo đó, 6 thang đo các cấp độ xe tự lái sẽ bắt đầu từ Cấp độ 0 – tức là không hề có sự trợ giúp nào từ phương tiện – cho đến Cấp độ 5 – khi phương tiện tự chủ hoàn toàn mà không cần đến bất cứ thao tác điều khiển nào đến từ người ngồi sau vô-lăng.

  

   

  Thang đo 6 cấp độ xe ô tô tự lái theo phân loại của SAE International (Nguồn: Sưu tầm)

  3.1. Xe tự lái Cấp độ 0 – Không tự động hóa

• Ở cấp độ này, người lái sẽ hoàn toàn phụ trách việc điều khiển phương tiện, từ đánh lái, tăng tốc, phanh, đỗ xe hay bất cứ hành động nào nhằm điều hướng chiếc xe.

  Mặc dù vậy, mức độ tự lái này vẫn bao gồm những tính năng như hỗ trợ phanh khẩn cấp, cảnh báo điểm mù hay cảnh báo lệch làn đường. Lý do là vì những công nghệ này không tham gia điều khiển phương tiện mà thay vào đó đưa ra cảnh báo hoặc chỉ dẫn cho chủ phương tiện trong những tình huống cụ thể. Phần lớn các mẫu xe hơi bán có mặt trên thị trường hiện nay đều là những phương tiện thuộc nhóm này.

  3.2. Xe tự lái Cấp độ 1 – Hỗ trợ người lái

  Ở cấp độ thấp nhất trong thang phân loại xe ô tô tự lái, người lái phải thực hiện hầu hết các tác vụ cần thiết để điều khiển chiếc xe, kết hợp với một số tính năng nhất định. Những tính năng này sẽ hỗ trợ người lái trong việc điều hướng chiếc xe trong một vài trường hợp cụ thể.

  Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng – Adaptive Cruise Control (ACC), là một ví dụ tiêu biểu cho Cấp độ 1. Theo đó, hệ thống này sẽ chọn tốc độ phù hợp cho phương tiện để nó giữ khoảng cách an toàn với các phương tiện di chuyển ở phía trước. Thêm vào đó, tính năng Hỗ trợ giữ làn đường Lane Keeping Assist (LKA) cũng được coi là công nghệ tự động hóa Cấp độ 1.

  

   

  Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng AAC được coi là công nghệ xe tự hành Cấp độ 1 (Nguồn: Sưu tầm)

  Khác với tính năng cảnh báo lệch làn đường, hỗ trợ giữ làn đường sẽ tự điều khiển phương tiện để đảm báo chiếc xe đi theo đúng làn đường nhất định. Một phương tiện với cả hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng và hỗ trợ giữ làn đường sẽ đủ điều kiện để xếp hạng ô tô tự lái Cấp độ 2.

  3.3. Xe tự lái Cấp độ 2 – Tự hành một phần dưới sự giám sát của tài xế

  Ở cấp độ tự lái này, chiếc xe không chỉ có một hệ thống hỗ trợ người lái duy nhất, mà còn sở hữu hệ thống Hỗ trợ người lái nâng cao - Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) được lập trình từ trước giúp phương tiện tự đánh lái, tăng tốc và phanh trong những tình huống phức tạp.

  Nhưng mặc dù xe có thể tự đánh lái hay phanh, tài xế vẫn được yêu cầu phải chủ động tham gia vào quá trình điều khiển phương tiện, đặc biệt là phải để 2 tay lên vô lăng cũng như theo dõi hướng di chuyển của phương tiện.

  Cấp độ 2 thường được gọi là tự lái một phần và nhiều mẫu xe từng được giới thiệu tại thị trường Mỹ và châu Âu trong năm 2020 vừa qua đều có thể xếp vào cấp độ này.

  3.4. Xe tự lái Cấp độ 3 – Tự lái có điều kiện, có tài xế

  Cấp độ này còn được gọi là tự động hóa có điều kiện, với nhiều hệ thống hỗ trợ người lái sẽ được lập trình để đưa ra quyết định (bằng trí tuệ nhân tạo - AI) theo thời gian thực dựa vào sự thay đổi của môi trường giao thông xung quanh chiếc xe.

  

   

  Việc phát triển xe tự hành sẽ phụ thuộc vào công nghệ bản đồ hóa môi trường xung quanh (Nguồn: Sưu tầm)

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

  3.5. Xe tự lái Cấp độ 4 – Tự lái có điều kiện, không tài xế

  Được gọi là xe tự lái cấp độ cao, những phương tiện tự động hóa Cấp độ 4 sẽ không cần bất cứ tương tác nào của tài xế trong quá trình vận hành xe, vì xe được lập trình để tự dừng trong trường hợp hệ thống bị lỗi. Vì vậy trong hầu hết điều kiện thực tế, tài xế sẽ không cần can thiệp để kiểm soát xe.

  Tại cấp độ xe tự hành thứ 4, phương tiện được thiết kế để cho phép tự di chuyển từ điểm A đến điểm B, nhưng thường là trong các ranh giới địa lý cụ thể. Waymo – công ty phát triển công nghệ tự lái của Google – đã cung cấp dịch vụ như vậy tại Phoenix, bang Arizona sau khi thực hiện bản đồ hóa (mapping) toàn bộ đường phố tại thành phố này.

  Mặc dù vậy, các điều kiện thời tiết có thể hạn chế hoạt động của ô tô tự lái Cấp độ 4. Đến lúc này thì mọi thứ lại dựa vào công nghệ mà chiếc xe được trang bị. Ví dụ như một số chiếc xe thông minh sử dụng công nghệ cảm biến LiDAR để phân tích dữ liệu môi trường xung quanh mà không bị ảnh hưởng bởi yếu tố thời tiết.

  3.6. Xe tự lái Cấp độ 5 – Tự động hóa không điều kiện

  Đây là mức độ tự lái cao nhất trong thang đo của SAE. Ở cấp độ này, chiếc xe hoàn toàn tự động di chuyển và xử lý tình huống theo thời gian thực mà không cần đến bất kỳ sự tương tác nào từ phía người lái. Cấp độ thứ 5 sẽ không có vô lăng, tay ga, chân phanh hay thậm chí là gương chiếu hậu như các dòng xe truyền thống.

  Chúng giống như những toa xe hơn là một chiếc ô tô, được trang bị loạt công nghệ xe tự hành cho phép vận hành ở mọi nơi mà không bị ràng buộc về điều kiện địa lý cũng như thời tiết. Các phương tiện cũng hoàn toàn không có người lái và sự tham gia duy nhất của con người chỉ là ra lệnh cho chiếc xe đi đến đâu. Việc này thậm chí cũng không cần phải được thực hiện trên xe mà có thể được ra lệnh từ điện thoại thông minh của người dùng.

  

   

  Những chiếc xe tự hành Cấp độ 5 có khả năng vận hành ở mọi nơi mà không bị ràng buộc về bất kỳ điều kiện nào (Nguồn: Sưu tầm)

  4. Tiêu chuẩn an toàn của công nghệ xe tự lái

  Để đảm bảo an toàn và hạn chế một số rủi ro không đáng có như: tai nạn, phần mềm điều khiển tự hành bị tấn công,... Các nhà sản xuất ô tô cần tuân thủ theo Tiêu chuẩn An toàn Phương tiện Cơ giới Liên bang (FMVSS - Federal Motor Vehicle Safety Standards) và xe tự lái phải được chứng nhận là không có rủi ro khi tham gia giao thông. 

  Sau đây là một số tiêu chuẩn an toàn xe tự hành cần đảm bảo: 

• Xe tự hành phải học được cách xác định đối tượng trong phạm vi di chuyển. 
• Hệ thống cần đưa ra được quyết định tức thời về thời điểm cần tăng giảm tốc độ hoặc chuyển hướng.
• Phần mềm điều khiển phải đảm bảo an toàn cũng như khắc phục được các rủi ro về an ninh mạng. 

• Bên cạnh đó, người dùng cũng cần tuân thủ theo các hướng dẫn từ nhà sản xuất về cách sử dụng các hệ thống tự lái ở một số cấp độ như vẫn cần sự giám sát, tác động của con người. Tránh tâm lý chủ quan dẫn tới gây ra sự cố bất ngờ.

  Với tốc độ phát triển rất mạnh mẽ của ngành công nghiệp ô tô hiện nay, công nghệ self-driving car đang nhận được sự quan tâm và đầu tư rất lớn từ các nhà sản xuất xe nổi tiếng trên thế giới. VinFast cũng không phải là một ngoại lệ với kế hoạch ra mắt một số dòng xe điện có công nghệ tự hành Cấp độ 2 - 3.

  VinFast hiện có nhiều ưu đãi hấp dẫn khi khách hàng đặt mua VF e34 và đặt cọc VF 8, VF 9, VF 5 Plus. Quý khách sẽ được trải nghiệm công nghệ tự hành và các tính năng mạnh mẽ và thông minh được tích hợp trên xe.

  Đối với những khách hàng đã đặt cọc VinFast VF 8 trước ngày 6/4/2022 số tiền 10 triệu đồng có thể liên hệ Showroom để bổ sung 40 triệu và ký hợp đồng chính thức. Hoặc truy cập website https://shop.vinfastauto.com/vn_vi/ev-deposit để bổ sung cọc VF 8 trực tuyến một cách nhanh chóng.