Với sự phát triển không ngừng của công nghệ ô tô, hệ thống cảnh báo người đi bộ đã thể hiện cam kết đối với an toàn giao thông. Hơn thế, chúng còn là bước tiến quan trọng hướng tới tương lai của xe tự lái. Bài viết sau đây, Wuling EV Việt Nam sẽ đưa ra cái nhìn tổng quan về cơ chế hoạt động, ưu điểm và một số thách thức của hệ thống này. Qua đó cung cấp một cái nhìn toàn diện về một trong những công nghệ an toàn tiên tiến nhất hiện nay.
1. Hệ thống cảnh báo người đi bộ là gì?
Hệ thống cảnh báo người đi bộ (Pedestrian Detection System - PDS) sử dụng cảm biến, camera và công nghệ nhận dạng hình ảnh. Từ đó, phát hiện người đi bộ đang ở gần hoặc có khả năng băng qua đường phía trước xe. Khi hệ thống phát hiện rủi ro va chạm với người đi bộ, nó có thể tự động cảnh báo cho tài xế thông qua tín hiệu. Có thể là âm thanh, hình ảnh và thậm chí có thể tự động áp dụng lực phanh để giảm tốc độ nếu tài xế không phản ứng kịp thời.
1.1. Mục đích và nhiệm vụ
Mục đích của hệ thống cảnh báo người đi bộ là tăng cường an toàn cho cả người đi bộ và người lái xe bằng cách giảm thiểu va chạm. Nhiệm vụ của hệ thống bao gồm:
- Phát hiện người đi bộ: Sử dụng công nghệ nhận dạng để phát hiện người đi bộ trong khu vực gần xe.
- Cảnh báo sớm: Cảnh báo cho người lái về nguy cơ va chạm với người đi bộ, cho phép họ có thêm thời gian để phản ứng.
- Phanh tự động: Trong trường hợp người lái không kịp thời phản ứng, hệ thống có thể tự động áp dụng phanh để ngăn chặn hoặc giảm thiểu hậu quả của va chạm.
Hệ thống phát hiện người đi bộ giúp nhận diện vật cản đi vào điểm mù
1.2. Cấu tạo của hệ thống
Hệ thống cảnh báo người đi bộ là sự kết hợp của nhiều thiết bị hiện đại phối hợp cùng với nhau, bao gồm các thành phần tiêu biểu như:
- Camera và cảm biến: Cảm biến radar, lidar và camera được sử dụng để thu thập dữ liệu về môi trường xung quanh xe. Camera hồng ngoại hoặc camera quang học cao độ phân giải, giúp hệ thống có thể "nhìn thấy" môi trường xung quanh dưới mọi điều kiện ánh sáng. Lidar cung cấp chi tiết độ chính xác cao về hình dáng và kích thước của đối tượng. Trong khi radar hoạt động tốt hơn trong điều kiện thời tiết xấu như mưa hoặc sương mù. Chúng có thể nhận dạng các vật thể cách xa tới 40m.
- Bộ xử lý trung tâm: Đây là trái tim của hệ thống, nơi dữ liệu từ camera và cảm biến được phân tích để nhận diện người đi bộ. Các thuật toán AI và học máy cho phép hệ thống phân biệt giữa người đi bộ và các đối tượng khác. Từ đó, dự đoán hành vi di chuyển của họ và đánh giá nguy cơ va chạm.
- Hệ thống cảnh báo và phanh: Bao gồm các thiết bị cảnh báo (âm thanh và hình ảnh) và hệ thống phanh tự động, được kích hoạt khi có nguy cơ va chạm cao.
Cấu tạo của hệ thống cảm biến người đi bộ và vật cản
2. Hoạt động của hệ thống phát hiện người đi bộ
Hoạt động của hệ thống cảnh báo người đi bộ của xe ô tô điện Wuling EV khi xe chạy ở tốc độ thấp từ 0 - 30km/h hoặc xe đang lùi. Vì xe điện di chuyển êm, tiếng ồn nhỏ nên âm lượng của hệ thống cảnh báo sẽ phát ra lớn nhất khi di chuyển ở tốc độ thấp khoảng 15 - 20 km/h. Nó được vận hành cụ thể như sau:
Bước 1: Thu thập tình hình từ không gian xung quanh
Hệ thống sử dụng camera hồng ngoại cho điều kiện ánh sáng kém và cảm biến (như radar và lidar) sẽ quét lòng đường di chuyển của phương tiện. Nhờ vậy thu thập thông tin về môi trường xung quanh xe dễ dàng hơn. Cảm biến radar có thể phát hiện vật thể dựa trên sóng radio. Trong khi lidar sử dụng ánh sáng laser để tạo ra hình ảnh chi tiết về hình dạng và khoảng cách của vật thể.
Bước 2: Xử lý và phân tích vùng dữ liệu được thu thập
Dữ liệu thu thập được gửi đến bộ xử lý trung tâm của xe, nơi các thuật toán AI và học máy phân tích dữ liệu để nhận dạng hình ảnh. Từ đó, xác định rõ vị trí của người đi bộ với các vật thể khác và dự đoán hướng di chuyển tiềm năng của họ.
Bước 3: Xem xét và đánh giá nguy cơ va chạm
Dựa trên vị trí, tốc độ và hướng di chuyển của người đi bộ so với xe, hệ thống đánh giá nguy cơ va chạm. Nếu phát hiện nguy cơ cao, hệ thống sẽ chuyển sang giai đoạn cảnh báo hoặc can thiệp.
Bước 4: Cảnh báo và can thiệp
- Nếu hệ thống đánh giá có nguy cơ va chạm, nó sẽ cảnh báo tài xế qua các tín hiệu âm thanh, hình ảnh hoặc thậm chí cảm giác (như rung vô-lăng).
- Trong trường hợp tài xế không phản ứng hoặc phản ứng không kịp thời để giảm thiểu hoặc tránh va chạm, hệ thống có thể tự động kích hoạt phanh. Hơn thế, chúng còn điều chỉnh hướng lái (ở một số hệ thống tiên tiến) để ngăn chặn hoặc giảm nhẹ va chạm.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống phát hiện người đi bộ
3. Ưu và nhược điểm của hệ thống cảnh báo người đi bộ
Mặc dù hệ thống cảnh báo người đi bộ mang lại nhiều lợi ích nhưng cũng có những hạn chế cần được giải quyết. Sau đây là một số ưu điểm và nhược điểm của hệ thống cảnh báo này:
Ưu điểm
- Tăng cường an toàn: Giảm thiểu va chạm giữa xe và người đi bộ, đặc biệt ở khu vực đông dân cư và trong các tình huống có tầm nhìn hạn chế. Hệ thống phát hiện người đi bộ có thể giảm thiểu 100% va chạm nếu phương tiện duy trì tốc độ 35km/h. Theo Viện Bảo hiểm An toàn Xa lộ Mỹ (IIHS) tại 1.500 vụ va chạm, hệ thống phát hiện người đi bộ mang lại hiệu quả tích cực. Cụ thể, hệ thống giúp giảm 27% tỷ lệ va chạm và giảm 30% tỷ lệ thương tật.
- Hỗ trợ tài xế lái xe tốt hơn: Cung cấp thông tin và cảnh báo cho người lái về nguy cơ va chạm, giúp họ có thêm thời gian để phản ứng. Từ đó cải thiện trải nghiệm lái xe và giảm stress.
Phanh tự động: Trường hợp người lái không kịp phản ứng, hệ thống có khả năng tự động phanh hoặc thậm chí điều chỉnh hướng lái để tránh hoặc giảm thiểu va chạm. - Công nghệ AI tiên tiến: Kết hợp sử dụng camera, radar, lidar và công nghệ AI để nhận diện và dự đoán hành vi của người đi bộ. Lúc này cho phép xe "nhìn thấy" và "hiểu" vật cản từ môi trường xung quanh.
- Làm việc trong điều kiện ánh sáng yếu: Camera hồng ngoại và cảm biến giúp hệ thống hoạt động hiệu quả ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc ban đêm.
Nhược điểm
- Chi phí cao: Việc tích hợp công nghệ này có thể làm tăng đáng kể chi phí sản xuất xe, ảnh hưởng đến giá bán cuối cùng.
- Không phát huy hiệu quả nếu xe chạy với tốc độ cao: Theo Tạp chí đánh giá sản phẩm hàng đầu của Mỹ Consumer Reports, ô tô di chuyển với tốc độ khoảng 33 km/h sẽ chỉ tránh được 40% va chạm. Hơn nữa, nếu camera phát hiện 2 người lớn ở 2 bên đường thì 80% va chạm sẽ xảy ra. Đặc biệt, nếu một đứa trẻ chạy ra giữa lòng đường bất ngờ, xe đang di chuyển với vận tốc 33km/h sẽ dẫn đến va chạm 89%. Trong trường hợp phương tiện di chuyển 48km/h thì va chạm với người đi bộ chắc chắn sẽ xảy ra.
- Hạn chế trong điều kiện thời tiết xấu: Trong một số điều kiện thời tiết xấu, hiệu suất của hệ thống có thể giảm, làm giảm khả năng phát hiện và nhận dạng người đi bộ. Theo Cục quản lý đường cao tốc và an toàn giao thông quốc giaMỹ NHTSA, 75% vụ va chạm với người đi bộ đều xảy ra vào ban đêm. Khi đó, ánh sáng bị hạn chế, người lái bị giới hạn tầm quan sát và các cảm biến, camera khó có thể nhận diện người và vật thể.
- Cảnh báo sai: Các hệ thống có thể phát ra cảnh báo không cần thiết hoặc không chính xác do nhận dạng sai lầm giữa người đi bộ và các đối tượng khác. Điều này gây ra sự phiền toái hoặc mất tập trung cho tài xế.
- Phụ thuộc vào phần mềm và cập nhật: Hệ thống cần được cập nhật thường xuyên để duy trì hiệu quả, điều này đòi hỏi sự chăm sóc và bảo dưỡng thêm từ phía người sử dụng.
- Hành vi không dự đoán được của người đi bộ: Dù công nghệ AI ngày càng tiên tiến, việc dự đoán hành vi bất ngờ từ người đi bộ vẫn là một thách thức lớn.
Hệ thống cảnh báo người đi bộ giúp phát hiện vật cảnh nhanh chóng
4. Luật quy định về nhường đường cho người đi bộ
Luật quy định về nhường đường cho người đi bộ thường được thiết lập nhằm bảo vệ người đi bộ. Đặc biệt là tại các vị trí có nguy cơ cao như vạch kẻ đường cho người đi bộ và khu vực gần trường học, công viên. Quy định về nhường đường cho người đi bộ theo khoản 4 Điều 11 Luật Giao thông đường bộ 2008 như sau:
- Tại nơi có vạch kẻ đường dành cho người đi bộ, người điều khiển phương tiện phải quan sát, giảm tốc độ. Cũng như nhường đường cho người đi bộ, xe lăn của người khuyết tật qua đường.
- Tại những nơi không có vạch kẻ đường cho người đi bộ, người điều khiển phương tiện cần chú ý quan sát. Nếu thấy người đi bộ, xe lăn của người khuyết tật đang qua đường, người lái phải giảm tốc độ và nhường đường cho họ.
Biển báo người đi bộ cắt ngang
Ngoài công nghệ phát hiện người đi bộ, hệ thống an toàn ngày càng được cải tiến với nhiều tính năng vượt trội hơn. Theo đó, thương hiệu nổi tiếng trong ngành sản xuất ô tô điện nhưng Wuling EV đã không ngừng cải tiến và ứng dụng công nghệ hiện đại này. Nổi bật như cảnh báo chệch làn đường, cảnh báo điểm mù, cảnh báo phương tiện cắt ngang khi lùi, cảnh báo luồng giao thông đến khi mở cửa,... .
Như vậy, Wuling EV Việt Nam đã cùng bạn hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động, những lợi ích mà hệ thống phát hiện người đi bộ mang lại. Cũng như những thách thức mà nó phải đối mặt trong quá trình ứng dụng vào thực tế. Hệ thống cảnh báo người đi bộ không chỉ là một bước tiến về mặt công nghệ mà còn thể hiện sự quan tâm đến giá trị của mạng sống con người.
