Tìm hiểu cảm biến LiDAR là gì: Nguyên lý hoạt động và ứng dụng trên ô tô

Nếu là một người yêu công nghệ, chắc hẳn bạn đã từng nghe đến cảm biến LiDAR - một công nghệ đã và đang đem lại rất nhiều lợi ích cho ngành công nghiệp xe hơi trên toàn thế giới. Trong số đó, xe ô tô điện tự hành chính là một ứng dụng phổ biến nhất hiện nay của cảm biến LiDAR trên ô tô.

Tìm hiểu cảm biến LiDAR là gì?

Cảm biến LiDAR - Light Detection And Ranging là công nghệ sử dụng ánh sáng tia laser đo khoảng cách và xây dựng bản đồ 3D trên ô tô của vật thể. Bằng cách phát ra chùm tia laser có công suất thấp tới môi trường và nhận về rồi tiếp nhận ánh sáng phản chiếu ngược lại phần cứng để xử lý. Từ dữ liệu đó, hệ thống sẽ xây dựng bản đồ 3D mô phỏng không gian, đồ vật và con người.

Mặc dù cảm biến LiDAR đã xuất hiện từ rất sớm vào những thập niên 60. Lúc này hệ thống LiDAR được trang bị trên máy bay quân sự. Thế nhưng, phải đến hơn 20 năm sau, LiDAR mới dần trở nên phổ biến hơn nhờ vào sự xuất hiện của hệ thống định vị GPS.

 - Chức năng của công nghệ LiDAR:

LiDAR được ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, Robot, đóng vai trò như là một “xúc giác” kỹ thuật số. Các cảm biến công nghệ LiDAR sử dụng tia hồng ngoại để phát hiện các vật thể xung quanh. Cảm biến LiDAR tạo ra hình ảnh ba chiều chính xác nhất về mọi thứ xảy ra như: Các phương tiện, con người… trong nhiều môi trường khác nhau và điều kiện ánh sáng khác nhau.

 - Cách thức hoạt động của hệ thống LiDAR:

Hệ thống LiDAR sẽ phát xạ xung laser quay liên tục 360 độ, ghi lại thông tin tín hiệu và trả về tín hiệu khoảng cách 3D của những vật thể xung quanh. Với cơ chế hoạt động chiếu hàng triệu điểm khi quay laser liên tục, hệ thống cảm biến LiDAR có thể đo được khoảng cách giữa các vật thể. Dữ liệu truyền về là những mây điểm (Point Cloud), sau đó sẽ được xây dựng bản đồ số 3D.

Ứng dụng cảm biến LiDAR trong ngành công nghiệp ô tô điện

Công nghệ cảm biến LiDAR trên ô tô lần đầu tiên xuất hiện vào năm 2018 khi mà một hãng xe nổi tiếng sử dụng cảm biến LiDAR gắn trên xe tải để thiết lập bản đồ 3D chính xác. Mọi dữ liệu sẽ được đưa vào các dòng xe cho phép chúng tự định vị và điều hướng khi lưu thông trên các tuyến đường cao tốc của Hoa Kỳ với độ chính xác cực kỳ cao.

Tuy nhiên, giai đoạn này chi phí phát triển công nghệ cảm biến LiDAR vẫn còn quá cao đối với sản xuất ô tô. Do đó, việc hiện thực hóa giấc mơ xe tự hành vẫn chưa thể phổ biến được trong khoảng thời gian này.

Cùng với sự bùng nổ và phát triển của công nghệ, những cảm biến va chạm trên ô tô phổ biến hiện nay đa phần chỉ là công cụ đo khoảng cách từ xe đến vật thể phía trước, khoảng cách và tốc độ tương đối của vật thể đó. Những cảm biến này không đủ nhạy cảm để phân biệt giữa hình dạng, kích thước, những chướng ngại vật nhỏ hơn sẽ khó phát hiện. Do đó, công nghệ LiDAR trên các cấp độ xe ô tô tự lái và ô tô điện là lựa chọn lý tưởng để cải thiện nhược điểm của công nghệ cũ hơn trong quá trình vận hành và phát triển của ngành công nghiệp ô tô..

Một hệ thống LiDAR hiện đại có thể gửi hàng triệu chùm tia laser mỗi giây ra mọi hướng, sau đó nhận lại dữ liệu phản hồi và cung cấp thông tin từ cảm biến cho máy tính để thiết lập bản đồ 3D của môi trường xung quanh theo thời gian thực.

Với hệ thống máy tính đủ mạnh, Lidar được sử dụng để theo dõi các đối tượng chuyển động có kích thước nhỏ bằng một chú cún con, dự đoán hướng đi của chúng, phân biệt giữa các chướng ngại vật tiềm ẩn trong môi trường xung quanh xe, tự điều khiển xe ôm những khúc cua gắt một cách an toàn nhất.

Tiềm năng của cảm biến LiDAR trong tương lai

Cảm biến LiDAR là công nghệ hiện đại vượt trội, không chỉ được ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất xe ô tô, cảm biến LiDAR còn được ứng dụng trong nghiên cứu địa hình, vẽ bản đồ. Mới đây còn được ứng dụng trong iPhone 12 giúp người dùng có thể trải nghiệm những tính năng mới mẻ như: Chơi đùa với các vật thể ảo, tạo hiệu ứng cho ảnh và video, quét vật thể. Điều đó chứng minh tương lai của công nghệ cảm biến LiDAR sẽ tiếp tục rộng mở nếu được đầu tư nghiên cứu và phát triển.

Trong tương lai, hệ thống cảm biến LiDAR được nghiên cứu giảm kích thước và chi phí vận hành thì chắc chắn hệ thống này sẽ được trang bị trên nhiều xe tự lái hơn. Nhanh chóng đưa ngành công nghiệp ô tô vươn lên một tầm cao mới.

Hiện nay, một số công ty chuyên phát triển xe tự lái ở Mỹ, Trung Quốc đã tiên phong trong việc thử nghiệm xe tự lái trên đường công cộng. Những công ty công nghệ lớn với nguồn nhân lực dồi dào sẽ có nhiều khả năng đưa hệ thống cảm biến LiDAR phát triển vượt bậc, trở thành một cuộc cách mạng công nghệ xe ô tô điện và ô tô tự hành trong thời gian không xa.

Hệ thống cảm biến LiDAR trên ô tô tự lái VinFast

Sau một thời gian đi vào hoạt động, VinFast đã chính thức công bố nghiên cứu, phát triển thành công các dòng xe điện thông minh là VF e34, VF e36 sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo và tính năng tự hành.

Cả hai dòng xe điện của VinFast đều sở hữu tính năng tự hành cấp độ 2-3 với nhiều tính năng thông minh như: Hệ thống trợ lái, hệ thống kiểm soát hành trình chủ động, hệ thống kiểm soát làn thích ứng, hệ thống cảnh báo va chạm đa điểm, hệ thống giảm thiểu va chạm toàn diện, hệ thống đỗ xe tự động và hệ thống giám sát người lái.

Dự kiến, trong bản cao cấp của VF e34, VF e35 đều sở hữu hệ thống cảm biến hiệu suất cao gồm: Cảm biến LiDAR trên ô tô, trang bị 14 camera có khả năng phát hiện vật thể cách xa tới 687m, cho phép cảnh báo và xử lý tốc độ cao trên 100km/h với 19 cảm biến 360 độ. Hệ thống tự lái của xe có thể xử lý tới 200 GB dữ liệu/1 giây, có thể cho phép điều khiển và dẫn đường nhanh gấp 8 lần so với những thế hệ hiện tại.

Bên cạnh đó, ở bản Cao cấp của cả 3 dòng xe đều được trang bị thêm tính năng tự hành như: Tự động thiết lập bản đồ 3 chiều, tự động tìm chỗ đỗ xe, tìm kiếm xe. Cùng với đó là khả năng kết nối hệ thống giao thông và đô thị thông minh. Hứa hẹn sẽ mang đến những trải nghiệm tiện nghi, an toàn và hiện đại cho người dùng.

Trong tương lai không xa, hệ thống cảm biến LiDAR ứng dụng trên xe ô tô điện sẽ là một cuộc cách mạng công nghệ ưu Việt nhất. 

Khách hàng hãy tham khảo thông tin và đặt cọc xe điện VinFast VF e34, VF 8 và VF 9 ngay hôm nay để được trải nghiệm tính năng thông minh trên xe và hưởng những chính sách ưu đãi hấp dẫn từ VinFast.

Để biết thêm thông tin chi tiết về các sản phẩm của VinFast hoặc hỗ trợ tư vấn, vui lòng liên hệ với chúng tôi:

• Tổng đài tư vấn: 1900 23 23 89.
• Email chăm sóc khách hàng: [email protected]

>>> Tìm hiểu thêm:

• Công nghệ ô tô tự lái - Triển vọng của ngành tự động hóa trong tương lai
• Vì sao VinFast chọn chip ô tô điện của Nvidia?

* Thông tin trong bài viết mang tính chất tham khảo