Số 31/2018: Kỹ thuật Địa không gian trải đường cho xe không người lái - Số 5

Image Content

Wim van Wegan

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam dịch và biên soạn.

LIDAR (máy quét laser 3 chiều)

Tháng 8 năm 2016 Velodyne LiDAR, hãng dẫn đầu thế giới về công nghệ LiDAR kích thước nhỏ công bố đã nhận được khoản đầu tư kết hợp trị giá khoảng 150 triệu đô la Mỹ từ hãng Ford và Beidu một trong những công ty dẫn đầu trong lĩnh vực nghiên cứu động cơ của Trung Quốc. Khoản đầu tư này cho phép Velodyne tiếp tục mở rộng các hoạt động nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các dạng cảm biến LiDAR tốc độ cao, giá thành hợp lý phục vụ riêng cho lĩnh vực công nghiệp xe hơi không người lái. Bước tiến này của Velodyne, Ford và Beidu sẽ tạo tiền đề quan trọng cho việc hiện thực hoá các loại phương tiện giao thông không người lái trong tương lai gần thông qua các ứng dụng của hệ thống hỗ trợ lái xe nâng cao ADAS (Advanced Driver Assistance System) có khả năng đánh giá, hỗ trợ và xử lý mọi tình huống trong quá trình phương tiện tham gia giao thông cũng như những lợi thế to lớn mà các ứng dụng của hệ thống này có thể mang lại cho ngành công nghiệp ô tô trên thế giới nói chung.


Công nghệ LiDAR đã, đang và vẫn sẽ được các công ty nghiên cứu sản xuất ô tô không người lái lựa chọn là hợp phần tối quan trọng trên những chiếc ô tô không người lái hoàn toàn. Tháng 12 năm 2016, Magna nhà sản xuất thiết bị hợp phần cho ô tô danh tiếng trên thế giới công bố phối hợp với đối tác Innovize để sản xuất các giải pháp cảm biến LiDAR sử dụng cho các phương tiện giao thông không người lái, đặc biệt là những chiếc ô tô hoàn toàn tự động trong tương lai. Trên đây chỉ là hai ví dụ điển hình mà các nhà sản xuất nổi tiếng trên thế giới đầu tư vào nghiên cứu phát triển các cảm biến LiDAR đặc biệt dành riêng cho lĩnh vực xe hơi không người lái, bên cạnh đó một số hãng sản xuất ô tô lớn trên thế giới cũng đang chuyển dịch mối quan tâm vào các cảm biến LiDAR. Cho tới thời điểm hiện tại hầu hết những phương tiện không người lái đang triển khai thử nghiệm vận hành đều lựa chọn hai kỹ thuật là LiDAR và Radar để đảm bảo nguồn cung cấp thông tin vật cản trên đường cũng như dự đoán chuyển động của các đối tượng mà chúng quan sát được liên tục.

Như đã nói ở trên hầu hết các xe ô tô tự lái đến thời điểm hiện tại đều sử dụng cảm biến LiDAR, nhưng Tesla lại là trường hợp ngoại lệ. Tới thời điểm hiện tại, ông chủ sở hữu của Tesla là tỷ phú Elon Musk vẫn nhất quyết lựa chọn sử dụng kỹ thuật Radar truyền thống kết hợp với các cảm biến siêu âm. Musk vẫn lặp lại việc không công nhận khả năng của kỹ thuật LiDAR với tuyên bố rằng LiDAR hoàn toàn không có ý nghĩa trong việc phát triển các phương tiện giao thông không người lái. Tuy nhiên ở dưới góc nhìn kỹ thuật công nghệ của các nhà chuyên môn công với việc giá thành của các cảm biến LiDAR đang giảm rất nhanh, dường như việc Tesla sẽ sử dụng các cảm biến LiDAR trên những chiếc ô tô không người lái của họ chỉ còn là vấn đề thời gian. 

TRÍ TUỆ NHÂN TẠO AI

Nhà sản xuất Ford không chỉ tập chung nhiều vào kỹ thuật LiDAR, tháng 2 năm 2017 hãng công bố sẽ đầu tư 1 tỷ đô la Mỹ trong vòng 5 năm tới để kết hợp với Argo AI, một công ty chuyên biệt trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, đây cũng chính là công ty đang nhận được  sự quan tâm đặc biệt của Google và Uber. Ý tưởng đằng sau khoản đầu tư lớn này chính là việc hiện thực hoá kinh nghiệm trong lĩnh vực tự động hoá và trí tuệ nhân tạo cao cấp của Argo AI vào những chiến ô tô không người lái. Mục tiêu chính yếu của khoản đầu tư này của Ford và Argo AI là việc hoàn thiện toàn bộ nền tảng phần mềm trong những chiếc ô tô không người lái mà Ford sẽ chính thức đưa ra vào năm 2021.

BẢN ĐỒ 3 CHIỀU

Một trong những động lực quan trọng khác thúc đẩy tự phát triển của các phương tiện giao thông không người lái nữa chính là khả năng thu thập và tái tạo không gian thông qua các đám mây điểm để tạo ra các bản đồ 3 chiều. Những bản đồ được xây dựng để sử dụng trên các phương tiện không người lái đòi hỏi cao hơn những loại bản đồ thông thường ví dụ thông tin phải nhiều hơn, chi tiết hơn, độ chính xác và tính chất thực cao hơn, khả năng phân biệt chính xác từng làn đường cũng như tất cả những địa vật hai bên đường như biển báo hay hộ lan. Những tập hợp số liệu bản đồ độ phân giải cao (High definition Maps) thể hiện chính xác và chi tiết tất cả các đối tượng liên quan tới các tuyến đường giao thông một cách chính xác và chi tiết như vạch sơn kẻ đường, biển báo giao thông, công trình ven đường 3D, cột tín hiệu, biển dừng đỗ, không gian đỗ xe … Ngoài ra các giải pháp bản đồ 3 chiều thế hệ mới phát triển riêng cho lĩnh vực phương tiện không người lái còn giải quyết được bài toán cập nhật số liệu thường xuyên để đảm bảo tính thời sự của thông tin, cho phép chính xác phương tiện không người lái thu thập thông tin và tự cập nhật cho chính bản đồ của mình đang sử dụng. Tất cả các loại ô tô không người lái đều có khả năng thu thập, xử lý và chuyển đổi số liệu thông minh thành dạng thông tin hữu ích trong quá trình di chuyển trên đường. Hơn thế nữa, những chiếc ô tô này còn được kết nối bằng kỹ thuật điện toán đám mây để đảm bảo chúng sẽ đưa ra các quyết định chính xác như điểm đến là đâu, tối ưu hoá tuyến đường di chuyển …

Hệ thống bản đồ dành cho các phương tiện giao thông không người lái được thiết kế để trợ giúp cho các nhà sản xuất ô tô, các công ty bản đồ và các công ty khởi nghiệp tạo ra các bản đồ độ phân giải cao, cập nhật bản đồ thường xuyên những nhà sản xuất dẫn đầu trong lĩnh vực này phải kể đến như TomTom, HERE, Nvidia và Sanborn. Hiện đang có một dự án thú vị mới được khởi động tại Nhật Bản bởi liên minh các nhà sản xuất xe hơi của nước này mang tên DMP (Dynamic Map Planning) mà trong đó Mitsubishi Electric là đơn vị khởi xướng. Chín hãng sản xuất ô tô phối hợp với nhau và cùng liên kết với các nhà bản đồ chuyên ngiệp Zenrin. Liên minh này sẽ tạo ra bản đồ hệ thống đường cao tốc của Nhật Bản để trang bị trên tất cả các phương tiện giao thông do từng hãng sản xuất. Nhật Bản đang phấn đấu để các phương tiện không người lái sẽ vận hành trên đường vào đúng thời điểm đất nước này tổ chức thế vận hội Olympic mùa hè 2020 tại Tokyo.

NHỮNG YẾU TỐ TẠO TIỀN ĐỀ

Tất cả những phương tiện giao thông không người lái đều phải có khả năng hiểu rõ tất cả những gì đang diễn ra xung quanh trong chế độ thời gian thực ngay cả khi chiếc xe không chuyển động giống như chính chúng ta khi điều khiển ô tô vậy, chúng cần có khả năng tự định vị một cách chính xác trên cả bản đồ có độ phân giải cao, có khả năng lên kế hoạch di chuyển trên một tuyến đường tối ưu … Những chiếc ô tô không người lái cao cấp nhất đều có hệ thống nền tảng kết hợp bởi khả năng tự quan sát, tự học hỏi, tự phân tích thông tin gửi về từ các cảm biến số liệu khác nhau để tạo ra khả năng điều khiển và xử lý tình huống tối ưu. Các thiết bị như máy thu tín hiệu định vị vệ tinh GNSS, thiết bị đo khoảng cách và hình ảnh 3 chiều LiDAR, trí tuệ nhân tạo, bản đồ độ phân giải cao … tất cả được tích hợp lại để biến một chiếc xe thông thường có người điều khiển thành một phương tiện không còn có sự can thiệp của con người nữa. Theo đó, chúng chính là những yếu tố quan trọng, là tiền đề đóng góp vào thành công của các phương tiện giao thông không người lái trong tương lai, và chính phương tiện không người lái lại đóng góp vai trò quan trọng trong việc thay đổi những khái niệm truyền thống về giao thông và ô tô, chúng ta cũng đã nhận thấy rõ vai trò quan trọng của kỹ thuật LiDAR, những cải tiến mới của LiDAR cùng với mức giá hợp lý chắc chắn sẽ là điểm mấu chốt để LiDAR đến gần với tất cả các phương tiện không người lái (khi so sánh với các kỹ thuật khác như camera, radar và GNSS). Trong một báo cáo nghiên cứu thị trường do Market Research Future công bố mới đây, thị trường phương tiện giao thông không người lái sẽ vượt giá trị 65.3 tỷ đô la Mỹ vào năm 2027. Như vậy chúng ta những người làm việc trong lĩnh vực địa không gian chẳng mấy chốc sẽ nhận được thông báo từ chính chiếc ô tô của mình “Hãy thắt dây an toàn và bắt đầu cuộc hành trình”.

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn