(KTSG Online) – Các công ty ở Mỹ đang cải tiến công nghệ radar để giúp xe cộ hiện nay và xe tự lái trong tương lai có thể hoạt động an toàn hơn mà không cần quá nhiều sự can thiệp của con người.
Nâng cấp công nghệ radar cho xe hơi
Một trong những công nghệ mới được quan tâm nhất đối với hệ thống an toàn cho xe thế hệ tiếp theo và xe tự lái là công nghệ radar, vốn từ lâu đã được sử dụng để dự báo thời tiết và cho phép các nhân viên kiểm soát không lưu giữ an toàn trên bầu trời.
Ngày nay, radar không chỉ sử dụng cho máy bay và các cơ sở quân sự. Một loạt công ty phần cứng và phần mềm đang phát triển radar trở thành một bộ phận không thể thiếu đối với hệ thống an toàn của xe cộ, có thể giúp phát hiện người đi xe đạp hay người đi bộ trên đường.
Tính cần thiết của công nghệ này đang trở nên khẩn cấp. Số vụ tử vong của người đi bộ trên đường tại Mỹ tăng vọt trong những năm qua dù người dân có xu hướng ít chạy xe trên đường hơn. Chưa nói đến xe tự lái, mức độ tự động ngày càng cao trong thế hệ xe mới khiến các tính năng như cảnh báo va chạm, phanh tự động, phát hiện điểm mù đang trở nên hoàn toàn phụ thuộc vào các hệ thống cảm biến tân tiến. Các hệ thống đó rất cần thiết đối với hãng xe khi họ cam kết tích hợp hệ thống phanh tự động vào tất cả xe mới vào năm 2022.
Để giảm và ngăn ngừa tai nạn trên đường, các công ty như Mobileye, công ty con của hãng chip Intel, đang phát triển các con chip có gắn các ăng-ten radar nhỏ xíu. Intel đã bỏ ra đến 15,3 tỉ đô la để thâu tóm Mobileye hồi năm 2017.
Gần đây, hãng xe General Motors (Mỹ) đầu tư vào Oculii, một công ty khởi nghiệp (startup) phần mềm đang sử dụng công nghệ học máy để định dạng các loại tín hiệu mà hệ thống radar của ô tô sử dụng. Trong khi đó, hãng phần mềm MathWorks (Mỹ) cũng đang phát triển các thuật toán có thể cho phép các hãng xe tích hợp dữ liệu từ radar và các hệ thống cảm biến khác vào một hình ảnh đáng tin cậy về môi trường xung quanh xe.
Erez Dagan, Phó chủ tịch phụ trách chiến lược và sản phẩm của Mobileye, cho rằng đối với các kỹ sư phát triển cảm biến xe cộ, đây là giai đoạn thay đổi rất nhanh chóng.
Khắc phục yếu điểm của camera và lidar
Camera được sử dụng ở ô tô ngày càng có có độ phân giải cao hơn và có thể cảm nhận được ánh sáng tự nhiên tốt hơn trước đây. Lidar, hệ thống đo khoảng cách các vật thể xung quanh xe bằng tia laser để quan sát trong theo dạng hình ảnh 3D, cũng đang ít tốn kém hơn so với trước đây. Lidar là hệ thống được trang bị phổ biến ở các mẫu xe tự lái của Waymo, (công ty con của Tập đoàn công nghệ Alphabet), Cruise của General Motors và Zoox của Amazon.
Radar, thiết bị dò tìm và định vị bằng sóng vô tuyến, đã từng được sử dụng ở các hệ thống an toàn đầu tiên ở xe cộ vào thập niên 1990. Chúng đủ bền bỉ để tồn tại qua nhiều năm khi treo trên xe, rẻ hơn nhiều so với hệ thống lidar và rất chính xác trong việc đo tức thì vận tốc các vật thể và có thể “nhìn” xuyên qua các điều kiện thời tiết khắc nghiệt như sương mù, mưa, vốn có thể làm vô hiệu hệ thống camera lẫn lidar. Tuy nhiên, chúng có một nhược điểm lớn: chỉ có độ phân giải rất nhỏ so với các hệ thống an toàn khác, có nghĩa là các hình ảnh mà chúng tạo ra mờ hơn nhiều.
Công nghệ của Oculii giúp thay đổi hình dạng sóng của tín hiệu được phát ra bởi radar trên xe. Các nguyên lý vật lý rất phức tạp nhưng việc thay đổi bản chất của tín hiệu radar, vốn phụ thuộc vào vào dạng vật thể mà sóng radar phát hiện và bật trở lại, có thể giúp xác định được các vật thể mà hình dạng của nó không thể “nhìn thấy” trong hoàn cảnh khác.
Steven Hong, Giám đốc điều hành Oculii, cho rằng công nghệ của công ty ông, nếu áp dụng cho các cảm biến radar trị giá khoảng 50 đô la trên xe cộ hiện nay, có thể giúp tạo ra hình ảnh 3D về môi trường xung quanh xe với độ phân giải cao hơn.
Phần mềm của Oculii dự kiến sẽ ra mắt ở hệ thống an toàn dựa vào radar của mẫu xe điện Lotus Lambda SUV của hãng xe Geely (Trung Quốc) dự kiến tung ra thị trường vào vào năm 2023.
Tận dụng năng lực sản xuất chip của công ty mẹ Intel, Mobileye đang phát triển các vi chip độc lập được gắn gần 100 ăng-ten nhỏ. Bằng cách sử dụng phần mềm trí tuệ nhân tạo để xử lý tín hiệu tiếng ồn, Mobileye cho biết hệ thống cảm biến radar của công ty có thể xác định người đi bộ, ít nhất là trong phòng thí nghiệm. Đó là điều mà trước đây chỉ có hệ thống camera và lidar mới làm được.
Kết hợp tất cả hệ thống an toàn là giải pháp tối ưu cho xe tự lái
Matthew Weed, kỹ sư và giám đốc cấp cao về quản lý sản phẩm tại Luminar, công ty sản xuất hệ thống lidar cho ô tô, cho biết độ phân giải tốt nhất của các radar ô tô tốt nhất cũng chỉ ngang ngửa với độ phân giải của hệ thống lidar kém nhất. Tuy nhiên, hệ thống lidar của Luminar có giá đến 1.000 đô la.
Ông thừa nhận ngay cả khi xe đã lắp đặt hệ thống lidar thì radar cũng là một hệ thống dự phòng tốt trong trường hợp lidar bị lỗi hoặc không thể hoạt động tốt trong các điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Elon Musk, Giám đốc điều hành hãng xe điện Tesla, đặt cược rằng công ty ông có thể phát triển được khả năng tự lái thực sự cho các mẫu xe điện bằng cách chỉ sử dụng camera.
Lợi thế của camera là có thể ghi nhận hình ảnh với độ phân giải cực cao, giá cả phải chăng và nhỏ gọn nhờ những tiến bộ nhiều năm ở camera lắp đặt trên thế hệ điện thoại thông minh. Nhưng để trở thành một hệ thống có thể đạt được các tiêu chuẩn an toàn cao nhất và thậm chí cuối cùng là tự chủ hoàn toàn, camera cần các hệ thống an toàn dự phòng khi các cảm biến của nó không hoạt động tốt trong một số tình huống.
Ví dụ sương mù có vẻ như là một chướng ngại vật đối với cả hệ thống an toàn dựa trên camera và hệ thống dựa trên lidar, có khả năng khiến xe dừng lại ngay cả khi không nhất thiết phải dừng. Theo một báo cáo nghiên cứu được công bố vào năm 2020, xe cộ lắp cảm biến an toàn trên radar không gặp khó khi đi xuyên qua sương mù vì xác định được chính xác các phương tiện đang ẩn bên trong màn sương mù, Dinesh Bharadia, giáo sư kỹ thuật tại Đại học California San Diego, người đóng góp vào công trình nghiên cứu này, cho biết.
Mobileye sử dụng lidar, camera và radar trong hầu hết hệ thống an toàn. Giám đốc điều hành Mobileye, Amnon Shashua cho biết dù chi phí hệ thống lidar đã giảm nhưng vẫn còn đắt gấp 10 lần so với radar.
Giới chuyên gia công nghệ ô tô gần như đồng ý rằng giải pháp tốt nhất để tạo ra hệ thống an toàn tối ưu cho xe tự lái sẽ là sự kết hợp của camera, lidar và radar.
Erez Dagan, Phó Chủ tịch phụ trách chiến lược và sản phẩm của Mobileye, nhận định đối với xe tự lái, cách để bù đắp cho nhược điểm của mỗi hệ thống cảm biến an toàn là sử dụng tất cả chúng để nếu một cảm biến này bị lỗi thì các cảm biến khác giúp xác định môi trường xung quanh chính xác hơn. Theo ông, đó là giải pháp nhanh nhất giúp xe tự lái có thể nhận biết môi trường xung quanh tốt như con người.
Theo WSJ
