Xe điện tự hành là gì? Nguyên lý hoạt động và các cấp độ xe tự hành

Trong thời đại công nghệ tiến bộ, xe điện tự hành đang trở thành một xu hướng đột phá trong lĩnh vực giao thông. Với khả năng tự động điều khiển và định hướng trên đường, nó hứa hẹn mang đến sự tiện ích, an toàn và tiết kiệm năng lượng cho người dùng. Nhưng bạn có bao giờ tự hỏi, xe điện tự hành là gì và hoạt động như thế nào chưa? Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về định nghĩa, nguyên lý hoạt động và các cấp độ xe điện tự hành hiện nay.

XE ĐIỆN TỰ HÀNH LÀ GÌ?

Xe tự lái (self-driving car) chạy bằng điện, hay xe điện tự hành, là một dạng phương tiện giao thông có khả năng tự động điều khiển và di chuyển an toàn mà ít hoặc không cần sự can thiệp của con người. Xe tự hành sử dụng nhiều công nghệ và hệ thống cảm biến để cảm nhận môi trường xung quanh, từ đó đưa ra các quyết định về hướng đi, tương tác với các yếu tố giao thông như đường, xe khác và biển báo.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG XE TỰ HÀNH

Nguyên lý hoạt động của xe điện tự hành dựa trên sự kết hợp của cảm biến, bộ điều khiển, thuật toán, một hệ thống máy học và bộ xử lý mạnh mẽ.

Xe tự lái tạo và duy trì một bản đồ chi tiết về môi trường xung quanh bằng cách sử dụng nhiều loại cảm biến được đặt tại các phần khác nhau trên xe.

• Cảm biến radar được sử dụng để theo dõi vị trí của các phương tiện xung quanh.
• Camera video phát hiện đèn giao thông, đọc các biển báo chỉ dẫn, theo dõi các phương tiện khác và phát hiện người đi bộ.
• Cảm biến LiDAR sử dụng tia laser để đo khoảng cách, phát hiện biên đường và xác định vạch kẻ đường.
• Cảm biến siêu âm được gắn trên bánh xe để phát hiện lề đường và các phương tiện khác khi đỗ xe.

Nguyên lý xe điện tự hành

CÁC CẤP ĐỘ XE ĐIỆN TỰ HÀNH THEO SAE

Theo Hiệp hội Kỹ sư Ô tô (SAE), xe tự hành được phân thành 6 cấp độ khác nhau để xác định mức độ tự chủ của phương tiện và người lái. Cấp độ 0 không có sự trợ giúp từ phương tiện, trong khi cấp độ 5 đại diện cho sự tự chủ hoàn toàn mà không cần sự can thiệp của người lái.

Xe điện tự hành cấp độ 0 – Không tự động hóa

Xe tự lái cấp độ 0 đòi hỏi người lái hoàn toàn chịu trách nhiệm cho việc điều khiển phương tiện, bao gồm lái xe, tăng tốc, phanh, đỗ xe…

Tuy nhiên, ở cấp độ 0 vẫn có tính năng hỗ trợ như hệ thống phanh khẩn cấp, cảnh báo điểm mù, cảnh báo lệch làn đường… Những tính năng này không tham gia vào việc điều khiển phương tiện, mà chỉ cung cấp cảnh báo hoặc hướng dẫn cho người lái trong một số tình huống cụ thể. Hầu hết các mẫu ô tô hiện có trên thị trường thuộc vào cấp độ 0.

Xe điện tự hành cấp độ 1 – Hỗ trợ người lái

Xe điện tự hành cấp độ 1, còn được gọi là Hỗ trợ người lái, là cấp độ thấp nhất trong hệ thống phân loại xe tự lái. Tại Cấp độ này, người lái phải thực hiện hầu hết các tác vụ điều khiển xe, nhưng được hỗ trợ bởi một số tính năng cụ thể trong một số trường hợp.

Một ví dụ điển hình cho Cấp độ 1 là hệ thống Kiểm soát hành trình thích ứng (Adaptive Cruise Control – ACC), nơi hệ thống này sẽ tự động chọn tốc độ phù hợp để giữ khoảng cách an toàn với xe phía trước. Ngoài ra, tính năng Hỗ trợ giữ làn đường (Lane Keeping Assist – LKA) cũng được coi là một công nghệ tự động hóa cấp độ 1.

Xe điện tự hành cấp độ 2 – Tự hành một phần dưới sự giám sát của tài xế

Xe điện tự hành cấp độ 2, được gọi là tự hành một phần dưới sự giám sát của tài xế, là một cấp độ tự lái mà chiếc xe không chỉ có một hệ thống hỗ trợ người lái duy nhất, mà còn được trang bị hệ thống Hỗ trợ người lái nâng cao – Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) được lập trình từ trước. Hệ thống này giúp phương tiện tự đánh lái, tăng tốc và phanh trong những tình huống phức tạp.

Tuy nhiên, mặc dù xe có khả năng tự đánh lái và phanh, tài xế vẫn cần tham gia chủ động vào quá trình điều khiển phương tiện, đặc biệt là phải đặt 2 tay trên vô lăng và theo dõi hướng di chuyển của xe.

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

Xe điện tự hành cấp độ 3, còn được gọi là Tự lái có điều kiện, là một cấp độ tự lái mà nhiều hệ thống hỗ trợ người lái được lập trình để đưa ra quyết định thời gian thực (thường thông qua AI) dựa trên sự thay đổi của môi trường giao thông xung quanh xe.

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

Xe điện tự hành cấp độ 4 – Tự lái có điều kiện, không tài xế

Xe điện tự hành cấp độ 4, còn được gọi là Tự lái có điều kiện, không tài xế, là một cấp độ tự lái cao hơn, trong đó phương tiện tự động hóa không yêu cầu sự tương tác của tài xế trong quá trình vận hành xe, được lập trình để tự động dừng lại nếu hệ thống gặp lỗi. Do đó, trong hầu hết các điều kiện thực tế, tài xế không cần can thiệp để kiểm soát xe.

Ví dụ về một bước đột phá trong lĩnh vực này là mẫu xe tự hành Phenikaa “Made in Việt Nam”. Xe tự hành này có độ an toàn cao nhờ vào hệ thống cảm biến siêu nhạy. Với các tính năng thông minh như giám sát hành trình, hệ thống kiểm soát làn đường, cảnh báo va chạm và điều chỉnh tốc độ, xe tự hành Phenikaa-X mang đến không gian sử dụng hiện đại, thông minh và thân thiện với môi trường.

Xe điện tự hành cấp độ 5 – Tự động hóa không điều kiện

Xe điện tự hành Cấp độ 5, còn được gọi là Tự động hóa không điều kiện, đại diện cho mức độ tự lái cao nhất trong thang đo của SAE. Ở cấp độ này, xe hoàn toàn tự động di chuyển và xử lý tình huống theo thời gian thực mà không cần sự tương tác từ phía người lái. Xe cấp độ 5 không có vô lăng, tay ga, chân phanh hay thậm chí gương chiếu hậu như các xe truyền thống.

Vừa rồi Hangchavn đã cùng các bạn tìm hiểu về xe điện tự hành là gì. Có thể thấy rằng với những tiềm năng và lợi ích mà xe điện tự hành mang lại, chúng hứa hẹn một tương lai sẽ trở thành phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày, mang đến sự an toàn, tiện ích và bền vững cho hệ thống giao thông toàn cầu.