Xe có thể chở tối đa 6 người, tự động xác định điểm xuất phát và đường đi. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.
Một buổi sáng lên trường của TS Lê Anh Sơn, Đại học Phenikaa (Hà Nội) bắt đầu bằng việc cho chiếc xe tự hành mà anh và cộng sự chế tạo thực hiện các bài kiểm tra về độ nhạy và chính xác. Bước lên xe, thay vì khởi động bằng chìa khóa và di chuyển bằng vô lăng như xe ôtô thông thường, anh Sơn chỉ chọn điểm xuất phát và điểm đến trước, nhấn nút "bắt đầu tự hành", chiếc xe 6 chỗ từ từ lăn bánh.
Là trưởng nhóm nghiên cứu, TS Sơn cho biết, xe được trang bị các tính năng tự hành chuẩn cấp độ 4 theo Hiệp hội Kỹ sư Xe hơi (SAE), như bản đồ 3D, các cảm biến Lidar và GPS phân giải cao, công nghệ học máy, học sâu. Các tính năng này hỗ trợ 4 nhóm hệ thống gồm hệ thống kiểm soát, hệ thống an toàn, hệ thống nhận diện, và hệ thống điều khiển thông minh.
"Hiện có hai nước nghiên cứu xe tự hành là Nhật và Mỹ, cao nhất là cấp độ 3, 4 đang thử nghiệm. Việt Nam chế tạo xe tự hành đầu tiên trong số ít quốc gia chứng minh khả năng làm chủ công nghệ tự hành", anh Sơn nói.
Cùng cộng sự lên ý tưởng từ tháng 7 năm trước, TS Sơn từng nghĩ sản phẩm này 90% thất bại bởi khi đó trong nước chưa có nghiên cứu về công nghệ tự hành, cũng như hạ tầng (đường, đèn thông minh). Mọi công đoạn đều được bắt đầu từ con số không, "chỉ có niềm đam mê công nghệ luôn ở mức sẵn sàng", anh Sơn nói và xác định, nếu thất bại, ít nhất đội ngũ thầy cô, sinh viên trong trường cũng có thể tiếp cận đến công nghệ mới hoặc trở thành tài liệu mở hỗ trợ các nghiên cứu sau này.
Mất ba tháng đầu để anh tìm kiếm đồng đội, kết nối những nhà khoa học Việt ở nước ngoài có cùng mong muốn phát triển công nghệ tự hành tại Việt Nam. "Chỉ sau cuộc điện thoại và vài thông tin trao đổi, anh em làm nghiên cứu bên Nhật, Nga sẵn sàng bay về để cùng lên kế hoạch", TS Sơn kể lại.
Ở công đoạn đầu tiên, nhóm tạo hệ thống bản đồ 3D để xe có thể xác định vị trí xuất phát và điểm đến. Trên thế giới có một số nguồn mở để tham khảo, nhưng chỉ hỗ trợ xác định trong khoảng cách nhỏ. Nhóm phải tự tìm cách thay đổi các thuật toán để phù hợp với đặc điểm địa hình và giao thông trong nước. Tùy vào địa hình, hệ thống có thể quét thành bản đồ 3D cho khu vực 10 ha chỉ trong 30 phút.
Hai yếu tố quan trọng của xe tự hành là khả năng tự động và độ chính xác, được hỗ trợ bằng hệ thống cảm biến và nhận diện. Nhóm sử dụng công nghệ lidar, các cảm biến phát tia laser giúp xe xác định vị trí hiện tại, các điểm xung quanh và đo góc quay bánh lái. Nhằm tăng độ chính xác của xe, TS Sơn sử dụng thêm thiết bị GPS, định vị và báo ngược lại hệ thống, nhờ đó, lidar hiệu chỉnh lại vị trí xe trên bản đồ với độ chính xác dưới 1 cm.
Nhờ công nghệ trí tuệ nhân tạo(AI), xe tự hành có thể biết được phía trước là người hay vật.Trong quá trình di chuyển, xe tự động nhận diện làn đường, cảnh vật, người đi đường và xử lý nhanh trong từng tình huống như dừng xe khi có biển báo, người qua đường, các khúc cua, nhờ camera và cảm biến laser. Dữ liệu thu thập càng nhiều, khả năng nhận diện của xe càng cao. Các đặc điểm về người, địa hình, biển báo được xử lý trên mô hình AI nhóm tự phát triển.
TS Sơn chia sẻ, là phương tiện tham gia giao thông, AI cần nhận diện chính xác 100%, khó có thể áp dụng hoàn toàn một mô hình từ nước ngoài. Vì vậy, nhóm tập trung xây dựng các thuật toán phù hợp với điều kiện thực tế về địa hình, biển báo giao thông trong nước và hành vi của người tham gia lái xe.
Anh kể, khi mô hình được hoàn thiện và đẩy dữ liệu lên hệ thống trung tâm, tốc độ mạng 4G không đủ mạnh khiến nhóm gặp khó khăn chuyển dữ liệu. "Điều này ảnh hưởng tới độ chính xác khi nhận diện của xe", anh Sơn nói. Tìm giải pháp thay thế, nhóm đã xây dựng hệ thống wifi nội bộ để tín hiệu được truyền nhanh tới mức, bộ trung tâm có thể nhận biết và xử lý mọi thứ đang diễn ra trong thời gian thực.
Sau 6 tháng chế tạo, thử nghiệm qua các bài kiểm tra, nhóm nhận thấy xe hơi nhạy với vật phía trước, phanh lập tức khiến người ngồi trên xe có thể cảm thấy sợ hãi. Để xe xử lý thông minh hơn, anh và cộng sự tính toán vận tốc tương đối giữa hai vật thể để xác định khoảng cách dừng lại và áp dụng lực phanh khoảng 10%, xe phanh dịu hơn.
Theo TS Sơn, sản phẩm đã hoàn thiện và tiếp tục thử nghiệm, cải tiến để có thể giảm giá thành. Nhóm dự định rút gọn một số cảm biến trong xe nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác và an toàn bằng cách cải tiến thuật toán đủ mạnh. Nhờ vậy, xe có khả năng tự giảm tốc khi vào góc cua, vật cản phía trước. Với vận tốc trung bình 20 km/h. Trong trường hợp vượt quá tốc độ cho phép, hệ thống ra tín hiệu cảnh báo, người dùng bấm nút dừng khẩn cấp.
"Hiện trong nước chưa có quy định hoặc văn bản dưới luật về xe tự hành tham gia giao thông, vì vậy nhóm mong muốn đưa sản phẩm phục vụ khu du lịch, sân golf", anh nói. Ngoài ra, nhóm tiếp tục nghiên cứu để áp dụng công nghệ tự hành, tạo nhiều sản phẩm, thiết bị thông minh mới.
Xe tự lái được phân chia 5 cấp độ chính:
- Cấp độ 1: cấp độ đơn giản nhất, tài xế phải làm chủ tay lái, xe có thêm công nghệ hỗ trợ tối thiểu, ví như kiểm soát hành trình, hỗ trợ giữ làn, hỗ trợ đỗ xe...
- Cấp độ 2: lúc này, tài xế đã không còn phải lo lắng tới việc ga, phanh, đánh lái. Các công nghệ trên xe như tự động phanh, hỗ trợ chuyển làn, kiểm soát hành trình thích ứng... Tuy vậy, tài xế vẫn phải tập trung vào hành trình, sẵn sàng kiểm soát. Đây là cấp độ phổ biến trên ôtô hiện nay.
- Cấp độ 3: xe đã chủ động hơn, không còn dừng ở "hỗ trợ" mà có thể chủ động, ví như tự động chuyển làn...
- Cấp độ 4: gần như tự lái hoàn toàn, tài xế không cần can thiệp, nhưng vẫn phải để ý.
- Cấp độ 5: tài xế không cần để ý đến xe.