đồ án cá nhân nhập môn công nghệ kỹ thuật ôtô đề tài trình bày bất kỳ công nghệ mới trên ôtô

ADAS cũng có thể cho phép lái xe tự động ở nhiều cấp độ khác nhau.- Cảnh báo an toàn cho người lái: Thông qua các tính năng cảnh báo thông minh như: Cảnhbáo va chạm phía trước, cảnh báo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂNKHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN CÁ NHÂN

NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ Tên đề tài: Trình bày bất kỳ công nghệ mới trên ôtô

Họ tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Trà Mã số sinh viên: 29212335634 Lớp: AET 101 B

Mục lục

Chương 1 Công nghệ lái tự động

1 Công nghệ lái tự động ADAS là gì?

2 Nguyên lý hoạt động của ADAS

3 Phân loại các tính năng hỗ trợ lái xe an toàn

4 Các tên gọi khác nhau của ADAS

5 Sự phát triển của công nghệ lái tự động ADAS

Chương 2 Phân tích công nghệ lái tự động ADAS

1 Cảnh báo va chạm trước (FCW)

1.1 Cảnh báo va chạm trước (FCW) là gì

1.2 Cấu tạo hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW

1.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống cảnh báo va chạm phía trước

1.4 Hiệu quả và lợi ích của hệ thống FCW

1.5 Một số lưu ý khi sử dụng hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW

2 Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng (ACC - Adaptive Cruise Control)

2.1 Nhiệm vụ của hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng?

2.2 Cấu tạo của hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng?

2.3 Can thiệp hệ thống điều khiển động cơ

2.4 Điều kiện kích hoạt hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng?

2.5 Cách thức kích hoạt chế độ ACC

3 Đèn pha thích ứng Adaptive Light Control

3.1 Đèn pha thích ứng thông minh là gì?

3.2 Tác dụng của công nghệ đèn pha thích ứng

3.3 Nguyên lý hoạt động của đèn pha thích ứng thông minh

4 Phanh khẩn cấp tự động (Auto Emergency Braking - AEB)

4.1 Phanh khẩn cấp tự động (Auto Emergency Braking - AEB) là gì? 4.2 Chức năng của hệ thống phanh tự động khẩn cấp AEB (Autonomous Emergency Braking)

4.3 Các loại AEB

4.4 Vì sao xe ô tô cần được trang bị hệ thống AEB ?

4.5 Các tên khác của hệ thống phanh tự động khẩn cấp AEB

4.6 Hỗ trợ phanh khẩn cấp Emergency Brake Assist không giống với AEB

5 Đỗ xe tự động

5.1Phương thức hoạt động

5.2 Hỗ trợ đỗ xe tự động toàn diện

6 Hệ thống giám sát ngưới lái

6.1 Hệ thống giám sát người lái Driver Monitoring System (DMS) là gì?

6.2 Nguyên lý hoạt động và vai trò của hệ thống giám sát người lái

7 Giám sát phát hiện buồn ngủ

8 Tính năng nhận dạng biển báo giao thông (TSR)

Chương 3 Nhận xét hệ thống lái tự động ADAS

A Công nghệ hỗ trợ lái tự động (ADAS)

1 Công nghệ hỗ trợ lái tự động ADAS là gì?

- ADAS là viết tắt của Advanced Driver Assistance System: tức là Hệ thống hỗ trợ

người lái tiên tiến, bao gồm các công nghệ hỗ trợ người lái xe vận hành xe an toàn Thông qua giao diện người máy, ADAS tăng cường độ an toàn cho ô tô và đường bộ ADAS sử dụng công nghệ tự động, chẳng hạn như cảm biến và camera, để phát hiện các chướng ngại vật gần đó hoặc lỗi của người lái xe và phản hồi tương ứng ADAS cũng có thể cho phép lái xe tự động ở nhiều cấp độ khác nhau.

- Cảnh báo an toàn cho người lái: Thông qua các tính năng cảnh báo thông minh như: Cảnh

báo va chạm phía trước, cảnh báo lệch làn đường, phát hiện điểm mù, phát hiện tài xế buồn ngủ, kiểm soát đổ đèo, hệ thống nhìn ban đêm, hệ thống hỗ trợ đỗ xe Theo nghiên cứu của Hiệp hội Bảo hiểm An toàn Đường bộ Hoa Kỳ, hệ thống tránh va chạm có thể giảm 27% tai nạn ô tô từ phía sau; hệ thống cảnh báo lệch làn đường có thể giảm 21% số vụ tai nạn thương vong; hệ thống phát hiện điểm mù có thể giảm 14% tai nạn va chạm trong làn đường.

- Lái xe bán đự động: ADAS cũng giúp lái xe nhàn hơn qua một số tính năng hỗ trợ người lái

như: Hỗ trợ giữ làn đường, ga thích ứng tự động, tự lùi chuồng, tự ra khỏi chuồng tìm chủ nhân

* Một nghiên cứu từ Hiệp hội Ôtô Mỹ (AAA) dự đoán rằng công nghệ hỗ trợ lái xe nâng cao ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) nếu được trang bị đại trà trên nhiều mẫu ô tô có thể ngăn chặn 37 triệu vụ tai nạn, cứu mạng khoảng 250.000 người từ nay đến năm 2053.

2 Nguyên lí hoạt động của ADAS.

- Thiết bị hỗ trợ lái xe ADAS hoạt động dựa trên các thông tin có được từ camera đa

tính năng kết hợp với các cảm biến Chúng được lắp đặt bên ngoài xe, chủ yếu ở phía trên, phía trước, phía sau và hai bên thân xe để ghi lại hình ảnh của nhiều đối tượng và ngôn ngữ ký hiệu giao thông như đường phố, phương tiện, biển báo đường bộ, người đi bộ và các đối tượng khác Nhờ những thông tin được cung cấp, ADAS có khả năng phát hiện các nguy hiểm tiềm ẩn, từ đó đưa ra cảnh báo cũng như chủ động can thiệp trong những trường hợp người lái bị mất tập trung.

(Nguyên lý hoạt động của ADAS)

3 Phân loại các tính năng hỗ trợ lái xe an toàn

- Có thể phân hệ thống hỗ trợ lái nâng cao ADAS thành bốn loại khác nhau: thích

ứng, tự động, giám sát và cảnh báo.

+ Thích ứng: Hệ thống hỗ trợ lái thích ứng giúp xe thực hiện những điều chỉnh nhỏ để lái xe an toàn hơn dựa trên dữ liệu từ môi trường xung quanh Điển hình như hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng (ACC – Adaptive Cruise Control) sử dụng cảm biến radar hoặc laser để phát hiện khoảng cách giữa các xe và tự động điều chỉnh tốc

độ để duy trì khoảng cách tối ưu, đảm bảo an toàn.

+Tự động: Hệ thống hỗ trợ an toàn tự động có thể tự kiểm soát chiếc xe trong

trường hợp sắp xảy ra va chạm Một trong những tính năng an toàn tuyệt vời phải kể đến của loại ADAS này là hệ thống phanh khẩn cấp tự động (AEB) AEB giúp cảnh báo người lái xe khi tai nạn sắp xảy ra và tự động áp dụng phanh gấp để tránh va chạm.

+ Giám sát : Hệ thống giám sát hỗ trợ an toàn sử dụng camera và cảm biến để tăng

khả năng hiển thị đối với các dữ liệu quan trọng về an toàn, chẳng hạn như phanh gấp hay lăn qua các điểm dừng Tính năng nhận dạng biển báo giao thông (TSR) cung cấp thông tin giúp người điều khiển dễ dàng nhận diện các biển báo.

+ Cảnh báo: Đây là hệ thống cảnh báo tự động trong cabin, giúp người lái xe lường trước những rủi ro có thể xảy ra khi tham gia giao thông Điển hình như chức năng cảnh báo va chạm trước (FCW) giúp đo khoảng cách, góc và tốc độ tương đối giữa xe và các vật thể khác trên đường, để cảnh báo người lái xe về các va chạm sắp xảy ra bằng âm thanh.

ADAS được xem là trợ thủ đắc lực của người lái xe

4- Các tên gọi khác nhau của ADAS

- Các hãng xe đều hướng tới trang bị gói hỗ trợ lái tiên tiến ADAS cho các dòng xe của mình Tuy vậy tên gọi và bộ tính năng có thể khác nhau Ví dụ:

+ Toyota: Toyota Safety Sense (TSS)+ Honda: Honda Sensing

+ Lexus: Lexus Safety System (LSS)

Xe Toyota Safety Sense (TSS)Xe Lexus Safety System (LSS)

Mercedes-Benz: Driver Pilot

Xe Mazda:i-Activsense

5 Sự phát triển của công nghệ lái tự động ADAS

- Công nghệ lái tự động đã trở nên phổ biến đáng kể trong vài năm gần đây, nhưng việc đánh giá sự phổ biến chính xác có thể phụ thuộc vào cách định nghĩa "lái tự động" cũng như các tiêu chí khác nhau.

- Tính đến năm 2022, các tính năng hỗ trợ lái tự động (ADAS) như hỗ trợ duy trì làn đường, hỗ trợ giữ khoảng cách, và cảnh báo va chạm trở nên phổ biến trên nhiều mẫu xe mới Tuy nhiên, các hệ thống hoàn toàn tự động cấp độ cao vẫn đang trong quá trình phát triển và triển khai thương mại.

- Một số sự kiện và dấu mốc quan trọng trong việc phát triển công nghệ lái tự động bao gồm:

+ 2014-2015: Các hãng xe như Tesla, BMW và Mercedes-Benz giới thiệu các tính năng lái tự động cấp độ 2 trên một số mẫu xe của họ, cho phép xe tự động duy trì làn đường và giữ khoảng cách với các xe khác trên đường.

+ 2016-2018: Công nghệ lái tự động tiếp tục phát triển, với việc các công ty như Waymo (của Alphabet/Google) và Uber triển khai các dịch vụ thử nghiệm về taxi tự động lái trên đường thực tế.

+ 2019-2022: Các hãng xe như Tesla và GM tiếp tục cải tiến công nghệ lái tự động của họ, đưa ra các tính năng mới như "Full Self-Driving" (FSD) và "Super Cruise" để cung cấp trải nghiệm lái xe gần như hoàn toàn tự động trong một số điều kiện cụ thể.

=> Tính đến năm 2022, công nghệ lái tự động đã trở nên rất phổ biến trên các mẫu xe mới, và có xu hướng ngày càng phát triển và tiếp tục mở rộng phạm vi ứng dụng.

Các cấp độ xe lái tự động

Chương 2 Phân tích công nghệ lái tự động ADAS 1 Cảnh báo va chạm trước (FCW)

1.1 Cảnh báo va chạm trước (FCW) là gì:

- Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW (Forward Collision Warning) hay còn gọi là cảnh báo tiền va chạm là một tính năng an toàn chủ động trên ô tô có thể giúp phát hiện và cảnh báo sớm cho người lái về các tình huống có khả năng dẫn đến va chạm trực diện phía trước khi phương tiện được trang bị FCW đang đến quá gần xe hoặc vật thể.

- Phương thức báo hiệu cũng khác biệt trên từng mẫu xe và hãng xe, nhưng đa số đều sử dụng cảnh báo ở dạng tín hiệu rung vô lăng hoặc ghế, âm thanh và hình ảnh trên màn hình bảng đồng hồ.

Cách hoạt động của hệ thống cảm biến trước

1.2 Cấu tạo hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW:

* Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước bao gồm các thành phần chính như:

- Cảm biến radar: Hoạt động bằng cách phát ra sóng vô tuyến từ mui xe ở tần

số cao Khi gặp chướng ngại vật, chúng sẽ dội ngược lại cảm biến.

- Hệ thống laser: Tia laser hồng ngoại được phát ra từ mui xe Khi chùm tia này

chạm vào phương tiện khác và phản xạ ngược lại nguồn của nó cho phép đo khoảng cách giữa hai phương tiện Đồng thời tốc độ của xe cũng được tính toán cụ thể Qua đó xác định nguy cơ va chạm trực diện.

- Hệ thống camera: Khác với radar hay laser, hệ thống này sẽ sử dụng một

camera gắn ở đầu xe cùng bộ xử lý hình ảnh điện tử để theo dõi vật thể và xác định nguy cơ va chạm.

- Bộ xử lý trung tâm: Chịu trách nhiệm thu thập, xử lý dữ liệu và tính toán

khoảng cách cũng như thời gian từ xe đến vật thể dựa trên tốc độ hiện tại để xác định xem có nguy cơ va chạm hay không, đồng thời đưa ra cảnh báo nếu cần thiết.

- Hệ thống cảnh báo: Thực hiện cảnh báo người lái về nguy cơ va chạm bằng

âm thanh, hình ảnh hoặc cảm giác rung, siết chặt dây an toàn.

- Cấu tạo cụ thể của hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW có thể khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất và kiểu xe Tuy nhiên, những bộ phận chính trên dường như là giống nhau.

Sơ đồ bộ phận chính hệ thống cảnh báo và phòng tránh va chạm trên xe ô tô

1.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống cảnh báo va chạm phía trước

- Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW sử dụng các cảm biến radar, camera hoặc laser để quét con đường phía trước và tìm ra các chướng ngại vật như xe khác, vật thể cố định và thậm chí cả người đi bộ Khi bạn đang lái xe, FCW sẽ đo tốc độ và khoảng cách của xe với các vật thể xung quanh Trong trường hợp hệ thống phát hiện nguy cơ va chạm khi phương tiện của bạn đến quá gần thì nó sẽ cảnh báo cho người lái bằng âm thanh, hình ảnh, đèn trên bảng điều khiển và đèn phanh mô phỏng trên kính chắn gió hoặc cảnh báo xúc giác rung vô lăng và ghế, siết chặt dây an toàn vào thân xe.

- Ở những xe đời mới, hệ thống cảnh báo va chạm phía trước có thể được ghép nối với hệ thống phanh khẩn cấp, tự động tác dụng phanh theo các cấp độ khác nhau để làm giảm tốc độ xe nếu tài xế không phản ứng nhằm tránh va chạm hoặc giảm thiệt hại nếu có tai nạn xảy ra

FCW sử dụng các cảm biến radar, camera hoặc laser để quét con đường phía trước và tìm ra các chướng ngại vật

1.4 Hiệu quả và lợi ích của hệ thống FCW

- Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW trên ô tô giúp phát hiện và cảnh báo sớm cho người lái về các tình huống có khả năng dẫn đến va chạm trực tiếp phía trước Đặc biệt, tính năng được đánh giá rất hữu ích trong các tình huống có rủi ro va chạm cao như lái xe quá nhanh nhưng bất ngờ gặp chướng ngại vật phía trước, xe không giữ khoảng cách an toàn với xe phía trước, xe phía trước đột ngột giảm tốc mà không có tín hiệu, người đi bộ băng qua đường thiếu quan sát,

- Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hệ thống FCW có thể giúp giảm nguy cơ va chạm và thương vong do tai nạn giao thông Theo một nghiên cứu của Cơ quan An toàn Giao thông Quốc gia Hoa Kỳ (NHTSA), hệ thống cảnh báo va chạm phía trước có thể giúp giảm nguy cơ tử vong do tai nạn giao thông lên tới 30%.

- Ngoài việc giúp giảm nguy cơ va chạm và thương vong, hệ thống FCW còn có một số lợi ích khác như giúp người lái tập trung hơn vào việc lái xe bằng cách cảnh báo người lái về các mối nguy hiểm tiềm ẩn hay giảm tình trạng căng thẳng và mệt mỏi khi lái xe,

- Hệ thống cảnh báo va chạm phía trước là một tính năng an toàn cao cấp trên ô tô nên thường chỉ xuất hiện trên các dòng xe sang Nhưng hiện nay, chức năng này đã được trang bị trên nhiều mẫu xế hộp khác nhau, trong đó có một số ít xe phân khúc phổ thông như Honda Accord, Kia Sorento, Toyota Hilux, Toyota Fortuner,

- FCW là một thành phần của hệ thống hỗ trợ phòng tránh va chạm phía trước

cùng với hệ thống phanh khẩn cấp tự động AEB Trên thực tế, hầu hết các hệ thống FCA hiện nay đều bao gồm cả FCW và AEB Việc kết hợp hai thành phần này có thể giúp giảm nguy cơ va chạm và thương vong do tai nạn giao thông Tuy nhiên, FCW vẫn có thể hoạt động độc lập và chỉ có chức năng cảnh báo người lái về nguy cơ va chạm, không có khả năng tự động phanh xe.

Tác dụng của hệ thống cảnh báo va chạm phía trước xe

1.5 Một số lưu ý khi sử dụng hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW

- Việc sử dụng hệ thống FCW đúng cách có thể giúp giảm nguy cơ va chạm và thương vong do tai nạn giao thông Người lái cần nắm rõ một số lưu ý dưới đây để phát huy hiệu quả tối đa:

+ Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng xe của mình để hiểu loại cơ chế an toàn nào được tích hợp trên xe cũng như hiểu rõ chức năng của FCW Hệ thống chỉ có thể phát hiện các vật thể ở phía trước xe và không thể phát hiện các vật thể ở bên hoặc phía sau xe.

+ Không phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW bởi đây là một công cụ hỗ trợ lái xe, không phải là một giải pháp thay thế cho sự chú ý và phản ứng của người lái Người lái vẫn cần luôn tập trung quan sát đường và các phương tiện xung quanh.

+ Người lái cần kiểm tra hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW thường xuyên để đảm bảo tính năng luôn hoạt động bình thường.

+ FCS hỗ trợ người lái hạn chế xảy ra va chạm phía trước tuy nhiên hiệu quả hoạt động của hệ thống phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện mặt đường, thời tiết, tình trạng của phương tiện.

+ Ngoài hệ thống FCW thì người lái cũng cần thực hiện các biện pháp an toàn khác để giảm nguy cơ va chạm, chẳng hạn như giữ khoảng cách an toàn với phương tiện xung quanh, không sử dụng điện thoại khi lái xe, không lái xe trong tình trạng mệt mỏi thiếu tập trung,

* Có thể thấy, hệ thống cảnh báo va chạm phía trước FCW là một tính năng an toàn hiện đại, cực kỳ thông minh được thiết kế để ngăn ngừa va chạm và hạn chế các vụ tai nạn phía trước xe.

2 Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng (ACC - Adaptive Cruise Control)

2.1 Nhiệm vụ của hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng?

Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng ngoài khả năng duy trì tốc độ xe theo ý muốn của tài xế còn có chức năng:

- Cảnh báo va chạm và hỗ trợ giảm tốc trong trường hợp cần thiết, nhằm tăng sự an toàn và tính tiện dụng cho người lái xe.

Công nghệ ACC này sẽ:

- Tự động giảm ga và thậm chí là tự động phanh (sử dụng bơm từ hệ thống chống bó cứng phanh ABS) khi phát hiện có vật cản phía trước trong các điều kiện giao thông đông đúc để duy trì được khoảng cách an toàn với các xe phía trước.

- Tự động điều khiển bướm ga để tăng tốc xe đạt đến tốc độ đã đinh sẵn khi radar phát hiện khoảng cách phía trước xe đã an toàn.

- Nếu vượt quá khoảng cách mong muốn hoặc đường trống trải, xe sẽ tăng tốc cho đến khi đạt được tốc độ của xe phía trước hoặc tốc độ mong muốn do người lái cài đặt.

Điều kiện kích hoạt hệ thống ACC

- Với những ưu điểm như vậy nên ACC giúp ích rất nhiều cho lái xe ở những cung đường nội đô đông đúc khi phải liên tục thay đổi chế độ giữa dừng và chạy Bên cạnh đó, nó còn đặc biệt hữu ích ở những cung đường cao tốc, quốc lộ đem lại khả năng an toàn cao hơn cho lái xe.

- Trên thị trường, ACC cơ bản được chia làm hai lại chính là “full range ACC” –

hoạt động trên toàn dải tốc độ từ 0 đến trên 100 km/h với giá trên $2000 và “partial

ACC” – chỉ hoạt động ở tốc độ khoảng từ 35 – 40km/h với giá rẻ hơn tầm $500 đến

2.5 Cách thức kích hoạt chế độ ACC:

+ Quá trình sử dụng hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng ACC cũng tương tự như những hệ thống kiểm soát hành trình truyền thống:

- Lái xe chỉ cần đưa xe đạt đến tốc độ mong muốn và chọn nút “set” trên vô lăng để kích hoạt hệ thống.

- Bên cạnh đó, người dùng cũng có thể dùng nút “+/-“ để tinh chỉnh chính xác tốc độ với bước chuyển 1 – 5 km/h.

- Sau đó, lái xe cần chọn thêm khoảng cách tối thiểu mong muốn giữa hai xe trước khi hệ thống ACC can thiệp giảm tốc độ của xe trong quá trình di chuyển.