Porsche phát triển hệ thống hỗ trợ người lái tự động giảm thiểu nguy hiểm trên đường

Bên cạnh việc phát triển các chức năng lái xe tự động hóa cao, việc đảm bảo hệ thống này phải hoạt động an toàn và đáng tin cậy trong mọi tình huống cũng là một yếu tố rất quan trọng. Một trong những cách các nhà nghiên cứu của Porsche đang hướng tới chính là hệ thống “redundancy”, đây chính là hệ thống song song quan sát môi trường, tình huống xung quanh và quyết định phải làm gì trong các tình huống quan trọng.

Theo tình huống giả lâp, một chiếc xe tải phía trước bất ngờ bị rơi mất một pallet khi đang di chuyển làm chắn làn đường, gây nguy hiểm cho xe đi sau. Hệ thống có thể giúp xe tự động xử lý, tránh tình huống này nhờ vào ba hệ thống cùng lúc hoạt động gồm: bộ lập kế hoạch chính xử lý các hoạt động lái xe bình thường với chức năng phanh và tăng tốc nhẹ nhàng. Hệ thống hai chính là công cụ lập kế hoạch dự phòng và tính toán quỹ đạo để nhanh chóng điều động xe vào vị trí an toàn nếu cần. Hệ thống thứ ba được gọi là “người giám sát” với chức năng liên tục kiểm tra xem có rủi ro hay không và chọn phương án thay thế an toàn nhất trong từng trường hợp.

Đội ngũ Porsche Engineering đang nghiên cứu để làm cho các chức năng lái xe tự động hóa nâng cao (HAD) trở nên an toàn và đáng tin cậy hơn. Thay vì sử dụng một hệ thống điều khiển duy nhất, thương hiệu lại áp dụng tới ba hệ thống khác nhau. Jan Gutbrod, trưởng nhóm phát triển hệ thống hỗ trợ lái xe tại Porsche Engineering giải thích: “Cùng với nhau, các hệ thống đạt được mức độ an toàn chính xác hơn nhiều so với một hệ thống duy nhất.”

Albrecht Böttiger, người đứng đầu bộ phận ADAS/HAD Project House tại Porsche AG, cho biết: “Hệ thống này phải có khả năng đối phó với các loại xe và phong cách lái xe khác nhau, nhận biết vạch kẻ đường bằng các màu khác nhau ngay cả khi vạch kẻ đã bị mờ. Điều này đòi hỏi sự tương tác phối hợp của ba hệ thống và hệ thống này sẽ phải tự chứng minh tính hiệu quả trong các cuộc thử nghiệm và chạy thử trên đường.”

Andreas Nagler, Trưởng bộ phận Kiến trúc và Kỹ thuật Hệ thống tại Cariad cho biết, để dự liệu tình huống, hệ thống giám sát chỉ sử dụng danh sách đối tượng để mô phỏng hình ảnh của môi trường xung quanh xe. Các danh sách này được tạo ra bởi các cảm biến trên xe. Ví dụ, một cảm biến radar cung cấp danh sách tất cả các phương tiện hoặc vật thể có thể được phát hiện trong vùng lân cận, bao gồm cả hướng di chuyển của những vật thể này. Mặt khác, hệ thống lập kế hoạch chính và dự phòng thu thập dữ liệu thô từ các cảm biến, ví dụ như đám mây điểm từ máy quét laser (LiDAR).

Nhiệm vụ của hệ thống giám sát là kiểm tra các cung đường được tính toán bởi hai hệ thống lập kế hoạch chính và dự phòng về những rủi ro có thể xảy ra. Hệ thống này liên tục tạo ra các dự báo với các khoảng thời gian khác nhau. Hệ thống giám sát giả định rằng các vật thể về cơ bản sẽ duy trì hướng chuyển động và vận tốc do quán tính và khối lượng. Dự báo thứ hai kéo dài vài giây trong tương lai. Để dự đoán các tình huống giao thông sắp xảy đến cần phải có phần mềm phức tạp với hàng nghìn tham số. Ngoài ra, còn tính đến tốc độ, mặt đường, điều kiện thời tiết, chuyển động của những người tham gia giao thông xung quanh xe ô tô.

Ngoài ra, tính năng bãi đỗ xe tự động phải đối phó với những tình huống bất ngờ và đội ngũ từng thử nghiệm tính năng này tại IAA Mobility vào tháng 9 năm ngoái. Người lái chiếc Porsche Cayenne E-Hybrid đã đỗ chiếc SUV xuống khu vực chuyển tiếp đặc biệt trong bãi đỗ xe và ra lệnh đỗ xe thông qua điện thoại thông minh. Cayenne sau đó sẽ bắt đầu di chuyển về phía bãi đỗ xe. Nếu người lái muốn, trước tiên xe sẽ lái đến một trạm sạc và sẽ có một cánh tay robot có phích cắm sạc sẽ tự động cắm sạc cho xe.

Nếu người dùng cần gọi xe, họ có thể gọi xe trở lại khu vực trung chuyển thông qua ứng dụng. Albrecht Böttiger, Trưởng ban Dự án ADAS / HAD tại Porsche AG cho biết: “Về nguyên tắc, việc đỗ xe tự động có thể được thực hiện theo hai cách: xe tự lái đến chỗ đỗ hoặc cơ sở hạ tầng bãi đỗ xe tiếp quản quyền kiểm soát chiếc xe. Trong trường hợp tự động hóa với bãi gửi xe, hệ thống đỗ xe sẽ cung cấp cho phương tiện đường đi thông qua tín hiệu radio và tăng hoặc giảm tốc cho phù hợp. Böttiger giải thích: “Kiểm soát thông qua cơ sở hạ tầng dễ thực hiện và an toàn hơn.”

Sebastian Reikowski, giám đốc dự án hệ thống đỗ xe tại Porsche Engineering cho biết: “Chúng tôi sẽ kiểm tra chặt chẽ các thuật toán của các nhà điều hành cơ sở hạ tầng. Tuy nhiên, để thực hiện việc đỗ xe được kiểm soát bên ngoài một cách an toàn, xe cũng cần phải có những điều chỉnh và lập trình cụ thể. Reikowski giải thích: “Tất cả giao tiếp với cơ sở hạ tầng bãi đỗ xe phải được thông qua kết nối 5G hoặc WiFi phải được mã hóa để ngăn truy cập trái phép. Nếu kết nối vô tuyến bị hỏng, xe sẽ tự động dừng lại. Xe cũng cần có khái niệm dừng khẩn cấp nếu hệ thống phanh chính bị lỗi, hệ thống thứ cấp sẽ phải khởi động và đảm bảo xe có thể dừng an toàn. Chúng tôi cũng có một ý tưởng là sử dụng sức mạnh phục hồi của động cơ điện kết hợp với phanh đỗ và khóa đỗ để có thể kiểm soát xe trong tình huống khẩn cấp.”

Tham khảo: Porsche