Thuyết minh PBL4 nhóm 9

Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN LIÊN MÔN Ô TÔ
(Project-Based Learning)
Họ và tên nhóm sinh viên:
1. Sinh viên: Nguyễn Tấn Dũng Mã sinh viên: 103180141
2. Sinh viên: Trần Thông
Mã sinh viên: 103180178
3. Sinh viên: Nguyễn Công Trứ Mã sinh viên: 103180180
4. Sinh viên: Trương Công Đạt Mã sinh viên: 103180140
Ngày bắt đầu: 11/09/2021 Ngày hoàn thành: 01/01/2022
Giáo viên HD 1: TS. Nguyễn Văn Đông Giáo viên HD 2: TS. Lê Văn Tụy
1. Đầu đề thiết kế: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIAO THƠNG THƠNG MINH
2. Số liệu cho trước:
+ Loại ơ tơ: Xe Vận tải (4x2) Loai động cơ: Diesel
+ Tốc độ cực đại của xe: Vmax = 120[km/h]
+ Khối lượng không tải:
m0 = 8000 [kg]; Phân bố lên trục trước: 32%
+ Khối lượng toàn tải:
ma = 15000[kg]; Phân bố lên trục trước: 30%
+ Chiểu cao trọng tâm đầy tải: hg = 1,500[m]; Chiều cao không tải: hg0= 1,453[m]
+ Chiều dài cơ sở của xe: L0 = 4,000[m]; Bán kính bánh xe: Rbx= 0,50[m]
+ Kiểu hệ thống phanh : Hệ thống phanh trống guốc, dẫn động dầu, trợ lực khí nén
3. Yêu cầu:
3.1. Các nội dung thuyết minh và tính tốn:
1. Tổng quan về ô tô thông minh.
2. Giới thiệu về hệ thống phanh điều khiển nâng cao.
3. Tính tốn thiết kế điều chỉnh lực phanh.
4. Tính tốn thiết kế hệ thống phanh tự động (AEB

– Automated Emergency
Brake).
5. Tính tốn hệ thống phanh dừng
3.2. Các nội dung thuyết minh và tính tốn:
1.
Sơ đồ hệ thống phanh điều khiển tự động thông minh AEB;
2.
Bản vẽ kết cấu cơ cấu phanh trống guốc và bầu trợ lực khí nén.
3.
Bản vẽ đặc tính điều chỉnh phanh.
4.
Bản vẽ các đặc tính phanh thơng minh.
5.
Kết cấu cơ cấu phanh dừng.
3.3. Hình thức: Tập báo cáo: theo "Quy định về hình thức đồ án liên mơn PBL của Bộ mơ
n Kỹ
thuật Ơ tơ". Hình thức báo cáo: Báo cáo trình chiếu bằng phần mềm PowerPoint trong
thời gian khơng q 30 Slides.
Đà Nẵng, ngày 11 Tháng 09 năm 20
21
Trưởng Bộ mơn Kỹ thuật Ơtơ
TS. Nguyễn Văn Đơng


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………...1
5: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHANH ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO
5.1Tìm hiểu sơ lược về hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh (Anti – Lock Brake System):
5.1.1 Anti – Lock Brake System (ABS) là gì:
5.1.2 Lịch sử ra đời:
5.2 Nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, yêu cầu của hệ thống ABS:
5.2.1 Nhiệm vụ
5.2.2 Cấu tạo............................................................ .........................................................
5.2.3 Nguyên lí hoạt động của hệ thống phanh ABS
5.3. Điều khiển phanh tự động AEB đối với hệ thống phanh dầu trên ô tô
5.4 Điều chỉnh phân bố lực phanh điện tử EBD.

TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………….97


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

LỜI NÓI ĐẦU
Những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh. Bên cạnh đó
kỹ thuật của nước ta cũng từng bước tiến bộ. Trong đó phải nói đến ngành động lực
và sản xuất ô tô, chúng ta đã liên doanh với khá nhiều hãng ô tô nổi tiếng trên thế
giới như Nissan, Honda, Toyota, cùng sản xuất và lắp ráp ơ tơ. Để góp phần nâng
cao trình độ và kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiên cứu và chế tạo đó là
một yêu cầu cấp thiết. Có như vậy ngành sản xuất ơ tơ của ta mới có thể phát triển
được.
Phanh ơ tơ là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ơ tơ chạy an
tồn ở tốc độ cao. Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm : bền vững, tin cậy,
phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanh

được...để tăng tính an tồn cho ơ tơ khi vận hành.
Trong đồ án thiết kế ô tô này em được giao nhiệm vụ: “ Tính tốn thiết kế
hệ thống phanh ô tô ”.
Đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học, tính tốn thiết kế hệ thống
phanh theo số liệu kỹ thuật. Trong q trình tính tốn mặc dù em đã được sự giúp
đỡ và hướng dẫn rất tận tình của thầy TS. Lê Văn Tụy và thầy TS. Nguyễn Văn
Đơng. Nhưng vì dịch covid 19 nhóm chúng em làm việc nhóm online nên gặp rất
nhiều khó khăn và khơng tránh khỏi sự sai sót, vì vậy em rất mong được sự xem xét
và giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân ngày càng được hoàn thiện hơn về kiến
thức kỹ thuật.
Qua lần này em đã tự xây dựng cho mình phương pháp nghiên cứu. Rất mong
được sự giúp đỡ hơn nữa của các thầy. Em xin chân thành cảm ơn.

Đà Nẵng, ngày 9 tháng 10 năm 2021
Sinh viên thực hiện

Nhóm 9

-3-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ THÔNG MINH
1.1Khái niệm về ô tô thông minh:
-

Có thể định nghĩa ô tô thông minh (Intelligent Vehicle) là những chiếc ô tô được

trang bị một số hệ thống có tính năng thơng minh, theo đó nó có thể thực hiện một
cách tự động mà không cần đến sự can thiệp của người lái xe.
Hiện nay, một số ô tô được trang bị các phụ kiện có tính năng thơng minh hỗ
trợ tối đa cho người lái xe như: thiết bị hỗ trợ định vị và điều hướng dẫn đường, hệ
thống cảnh báo các va chạm, hệ thống hổ trợ tự động chuyển số, hệ thống tự động
phanh chống trượt quay bánh xe… có thể gọi đó là những ơ tơ thơng minh; tuy
nhiên theo hiệp hội kỹ sư ô tô thế giới SEA International (Society of Automotive
Engineers) thì các xe này chưa được xếp vào 1 trong 5 cấp độ ơ tơ tự lái.

Hình 1.1: Minh họa xe được hỗ trợ một số tính năng thông minh

-4-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Theo đó, các ơ tơ được gọi là thơng minh hiện nay được trang bị một số cảm biến
và camera hỗ trợ cho việc điều khiển tự động thông minh như sau:
•

Camera hành trình:

Camera hành trình của ơ tơ chính là thiết bị giúp ghi lại những hình ảnh, sự
việc diễn ra khi xe di chuyển và cả khi xe đã dừng lại. Theo đó, phần lớn chúng đều
được trang bị các chế độ cảnh báo như: cảnh báo quá tốc độ, cảnh báo chuyển
hướng đột ngột, cảnh báo vượt làn, cảnh báo khoảng cách quá gần với xe trước…
những tính năng này giúp tài xế giữ được sự an toàn tối đa khi vận hành xe trên
đường.

•

Camera lùi:

Camera lùi ơ tô đang là một trong những thiết bị hổ trợ rất quan trọng trong
việc bảo đảm an toàn cho xe khi lùi xe; đăc biệt đưa xe vào đúng vị trí tránh xảy ra
va quệt, trầy xước hay hư hỏng xe do va quẹt.
•

Ăng ten & màn hình LCD:

Ăng ten sẽ nhận tín hiệu GPS từ vệ tinh, sau đó định vị chính xác vị trí của
xe trên bản đồ đã được cài đặt. Hình ảnh về giao thơng tại vị trí hiện tại của xe được
thể hiện trên màn hình LCD. Qua đó, lái xe sẽ dễ dàng xác định được vị trí xe, các
tuyến đường gần đó; giúp cho lái xe thuận lợi trong việc xác định được vị trí cũng
như cách di chuyển để đến địa điểm cần đến.
•

Chìa khóa thơng minh:

Chìa khóa thơng minh giúp người lái xe loại được nhiều phiền phức khi thao
tác với chìa khóa cơ của ơ tơ. Khơng chỉ dừng lại ở việc tự động mở / đóng cửa xe,
tự động khởi động / tắt máy xe, chìa khóa thơng minh hiện nay cịn được tích hợp
thêm nhiều tính năng như điều chỉnh vị trí ghế ngồi, tự động điều chỉnh nhiệt độ
điều hòa, cảnh báo trộm, cảnh báo tốc độ….

-5-


Nhóm 9

•

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (Brake Assist – BA)
Trong nhiều trường hợp lái xe gặp tình huống bất ngờ cần phải phanh

gấp, người lái thường hoảng sợ, đạp phanh thật nhanh nhưng thế vẫn chưa đủ, bạn
vẫn có thể còn thiếu lực đạp phanh. Một yếu tố nữa là lực đạp phanh thường có xu
hướng giảm sau thời điểm nhấn phanh đầu tiên. Lực phanh không đủ dẫn đến
việc xe dừng quá điểm và tai nạn là điều hồn tồn có thể xảy ra.

Với Hệ thống BA, khi có tình huống bất ngờ xảy ra, các cảm biến sẽ phát hiện
những động thái bất thường của bàn đạp phanh, lúc này, bộ điều khiển trung tâm sẽ
kích hoạt van điện cấp khí nén vào bộ khếch đại lực phanh, giúp chiếc xe dừng lại
kịp thời. Thậm chí, một số dịng cao cấp cịn ghi nhớ thói quen sử dụng phanh của
người lái, để nhanh chóng phát hiện tình huống khẩn cấp.
• Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD
Hệ thống phanh điện tử EBD làm việc cũng dựa trên các tín hiệu vào của ABS như
cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến giảm tốc,cảm biến gia tốc ngang,…và chức năng
-6-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

xử lý của ECU.Để nhận biết trường hợp phanh khẩn cấp, một cảm biến áp suất dầu
xy lanh phanh chính được lắp thêm trong bộ chấp hành thủy lực. Cảm biến này
nhận biết được trường hợp phanh gấp thông qua sự gia tăng áp suất dầu. Trên một

vài kiểu xe của châu Âu, một cảm biến gia tốc được gắn trong bầu trợ lực chân
không, đo gia tốc của cần đẩy xy lanh phanh chính để nhận biết trường hợp phanh
gấp thay cho cảm biến áp suất dầu.
EBD có vai trị khơng kém ABS trong việc trợ giúp q trình phanh.Nó hoạt động
hồn tồn tự động và khơng cần tài xế kích hoạt. Giống như tên gọi, EBD phân bổ
lực phanh tới các bánh để đảm bảo xe dừng một cách cân bằng nhất. Sự kết hợp
giữa hai công nghệ ABS và EBD sẽ giúp quá trình phanh tối ưu hơn.
Với những xe khơng trang bị EBD, có những tình huống mà lực phanh lệch hẳn về
một bên khiến xe bị lệch, thậm chí có thể gây trượt bánh. Nếu có EBD, máy tính
trung tâm sẽ tự động tính tốn và phân bổ lực phanh dựa theo thông số về tốc độ, tải
trọng xe, độ bám đường.

EBD giúp lái xe an toàn hơn

-7-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Ngày nay, phanh điện tử EBD đã trở thành 1 công nghệ phổ biến trên xe hơi. Tuy
nhiên, dòng thể thao đa dụng SUV mới là loại được hưởng lợi nhiều nhất từ công
nghệ này. Nguyên nhân là do SUV thường có gầm cao, trọng tải lớn nên rất dễ bị
trượt bánh khi khơng có EBD. EBD chỉ có hai chế độ là Hold Mode và Dump Mode
dành cho người sử dụng.

•

Hệ thống phanh tự động (Auto Emergency Brake – AEB)

Hệ thống phanh tự động khẩn cấp AEB (Autonomous Emergency Braking) là cơng
nghệ an tồn trên xe ơ tơ có khả năng ngăn chặn một vụ tai nạn đến từ phía sau hay
giảm thiểu tốc độ nếu xảy ra va chạm.

•

Hệ thống cân bằng điện tử (Electronic Stability Program – ESP)

Hệ thống này tác động vào các bánh trong trường hợp tài xế đánh lái bất ngờ, tránh
hiện tượng mất lái dẫn đến lật xe. Cụ thể, khi tài xế đánh lái quá gấp để vào cua,
tránh chướng ngại vật ở tốc độ cao, xe sẽ tự động phanh một bánh nào đó để đảm
bảo xe khơng bị mất lái. Tăng tính ổn định và giảm thiểu khả năng xảy ra tai nạn
trong các tình huống khi xe lưu hành.
-8-


Nhóm 9

•

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Hệ thống chống trượt

Hệ thống chống trượt hay hệ thống kiểm sốt lực kéo, hệ thống chống trượt khi tăng
tốc có tác dụng ngăn chặn tình trạng xe bị mất kiểm soát, văng xe do mất ma sát với

mặt đường khi tăng tốc đột ngột, giúp xe giữ được tính ổn định, điều chỉnh xe đúng
hướng ở điều kiện mặt đường trơn trượt, khi vào cua.

-9-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Có thể nói nếu hệ thống cân bằng điện tử ESP giúp ổn định xe ở tốc độ cao thì hệ
thống chống trượt giúp ổn định xe khi tăng tốc, khi đi trên mặt đường trơn trượt ở
tốc độ thấp.
•

Hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự động (Active Parking Assist – System)

Hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự động sẽ giúp lái xe hồn thành việc đỗ xe nhanh hơn mà
khơng cần phải chạm tay vào vô-lăng. Hơn nữa, một số dòng xe còn hỗ trợ người
lái lấy xe ra khỏi nơi vừa đậu vào, hạn chế những va quẹt cũng như tai nạn khi đỗ
xe.

Khi nhấn nút kích hoạt, hệ thống sẽ tự động dị tìm chỗ trống thơng qua các cảm
biến và báo cho người lái, sau đó bác tài chỉ cần vào số và đạp phanh theo lệnh của
chiếc xe. cịn việc tính tốn đánh lái sao cho tối ưu và nhanh nhất sẽ được điều
khiễn hoàn toàn tự động.
•

Hệ thống cảnh báo chệch làn đường (Lane Departure Warning System –
LDWS)

Hệ thống cảnh báo chuyển làn đường trên xe ô tô giúp báo hiệu cho người lái trong

trường hợp xe bị chệch khỏi làn đường đang di chuyển bằng âm thanh, rung vôlăng.

-10-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Hệ thống cảnh báo chuyển làn là một cơ chế được thiết kế để cảnh báo người lái xe
khi chiếc xe bắt đầu di chuyển ra khỏi làn đường đang chạy mà khơng có tín hiệu
đèn báo rẽ. Hệ thống này được thiết kế để giảm thiểu tai nạn bằng cách giải quyết
các nguyên nhân chính gây tai nạn: tài xế ngủ gật hoặc phân tâm khi lái xe dẫn đến
xe chuyển làn đột ngột.
•

Đèn pha thích ứng thơng minh (Adaptive Headlights)

Bằng cách sử dụng nhiều khối đèn LED hay Laser có thể mở tắt độc lập, kết hợp
với hệ thống camera để phát hiện các nguồn sáng trước xe, qua đó, hệ thống sẽ điều
khiển, tắt các khối sáng có thể gây ảnh hưởng cho xe đối diện. Nhờ công nghệ này,
lái xe có thể sử dụng đèn pha liên tục, cải thiện đáng kể tầm quan sát, mà không lo
ảnh hưởng đến các xe phía trước.

-11-


Nhóm 9

•

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Camera 360

Camera 360 là hệ thống giúp ghi hình tồn cảnh xung quanh xe, cho phép bạn quan
sát được cả hình ảnh ở các góc khuất, điểm mù mà mắt thường khơng thể nhìn thấy
thơng qua gương chiếu hậu (khác với hệ thống cảnh báo điểm mù chỉ cảnh báo khi
phát hiện phương tiện trong vùng mù).

•

Hệ thống kết nối điện thoại thông minh

-12-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Việc tích hợp điện thoại trên ơ tơ khơng phải mới mẻ, nhưng nó là tính năng tiếp
cận người tiêu dùng mỗi ngày gần như tiêu chuẩn đối với những mẫu xe hiện nay.
chức năng kết nối điện thoại thông minh đã dần hồn thiện hơn khi xuất hiện 2 tính
năng vô cùng thông minh là Apple Carplay và Android Auto.

Với 2 hệ thống này người dùng có thể kết nối với các điện thoại sử dụng hệ điều
hành Android hay IOS, cho phép đọc nhắn tin, gọi điện, đọc mail… trên ngày màn
hình cảm ứng của chiếc xe mà khơng cần phải móc điện thoại ra.

•

Hệ thống cảnh báo điểm mù (Blind Spot Warning)

Hệ thống giám sát điểm mù gồm các bộ phát sóng điện từ gắn trên gương chiếu hậu,
quanh thân xe hoặc cản sau có nhiệm vụ phát ra sóng điện từ khi xe đang di chuyển.
Ngồi ra, có thể có thêm camera được đặt trên hai gương chiếu hậu. Khi một chiếc
xe phía sau hoặc bên hơng tiến quá sát đến chiếc xe của bạn thì bộ phát sóng điện từ
sẽ nhận ra và gửi tín hiệu về bộ điều khiển. Hệ thống sẽ cảnh báo bạn bằng cách
phát âm thanh, vô lăng sẽ rung lên và hình ảnh sẽ hiện thị lên màn hình trung tâm
cho dễ quan sát.

-13-


Nhóm 9

•

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Hệ thống kiểm sốt hành trình (Cruise Control)

Hệ thống điều khiển hành trình Cruise Control là một cơng nghệ hỗ trợ người lái.
Khi được kích hoạt, thơng qua nút điều khiển bằng tay, hệ thống này có thể duy trì
tốc độ mong muốn mà không cần người lái phải tác động lực vào chân ga.

-14-

Nhóm 9

1.2

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Ơ tơ tự lái.
Có thể hiểu ơ tơ tự lái (Self-Driving Cars) là ơ tơ có sự tham gia điều khiển

tự động của các hệ thống điều khiển mà không cần sự các thiệp của lái xe; kể cả các
hệ thống chính như hệ thống lái (Steering System), hệ thống điều khiển bướm ga
(Position Throtle Control System) và hệ thống phanh (Braking System).
1.2.1 Lịch sử xe tự lái.
Vài năm gần đây, khái niệm xe tự lái Self-Driving Cars thực sự ”bùng nổ”
khi ơ tơ điện của các tập đồn lớn Tesla, Daimler,…. ra đời và phát triển, khiến
khơng ít người mơ ước và muốn khám phá! Tuy nhiên, khái niệm xe tự lái đã có
lịch sử phát triển khá lâu!
* Năm1939 lần đầu tiên xuất hiện dưới sự tài trợ của General Motors (GM)
tại hội nghị khoa học quốc tế về xe tự lái; xe không người lái chủ yếu phục vụ mục
đích nghiên cứu khoa học. Thế nhưng những năm tiếp theo, các hãng xe lớn như
GM, Volkswagen (VW), Audi, BMW, Volvo hay Cadillac đã bắt đầu thử nghiệm hệ
thống tự lái thông minh trên nhiều mẫu xe ứng dụng.
* Năm 2005, BMW đã cho những phiên bản tự lái chạy trên đường thử.

-15-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

* Năm 2008, GM công bố khởi đầu những nghiên cứu xe không người lái
cho tới năm 2018 mới thực sự cho xe lăn bánh trên đường.
* Năm 2010, phiên bản ô tô tự hành Audi TTS đã đạt tới tốc độ gần với xe
đua trên đường lái tới đỉnh núi Pikes Pick của Hợp chủng quốc Hoa Kỳ.
* Năm 2011 thực sự là năm khởi sắc trong lĩnh vực nghiên cứu xe tự động.
Volvo cho biết đã phát triển hệ thống tự động hóa trên đường cao tốc và sẽ tích hợp
trên xe năm 2020.
* Đầu năm 2012, Google đã thử nghiệm phiên bản tự hành của mẫu xe
Toyota Prius trên những con đường bang California, Mỹ.
* Năm 2015, GM khẳng định kế hoạch ra mắt xe bán tự động và xe tự động
tồn phần năm 2020.
Hiện nay đã có rất nhiều tập đồn sản xuất xe hơi và cơng nghệ lớn trên thế
giới đã tham gia vào cuộc chạy đua phát triển xe hơi công nghệ tự lái thông
minh (sau đây gọi tắt là xe tự lái) mà không cần đến bàn tay can thiệp của con
người, trong đó có những tên tuổi nổi bật như Tesla, Daimler, Google,…
1.2.2 Khái niệm về ô tô tự lái thông minh
Hiện nay, có thể khái niệm về một chiếc ơ tơ tự lái (Self-Driving Cars) là ơ
tơ có thể tự vận hành trong bất kỳ điều kiện nào mà khơng có sự tham gia của lái xe
đối với bất kỳ một hành động nào.
Trở lại với việc con người điều khiển lái một chiếc xe, đòi hỏi người lái xe
phải thực hiện điều khiển một loạt hệ thống cơ bản sau:
(1) Hệ thống điều khiển bướm ga (Position Throtle Control);
(2) Hệ thống điều khiển lái (Steering System);
(3) Hệ thống điều khiển phanh (Braking System);
-16-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Ngồi ra, lái xe thơng thường cịn phải thực hiện điều khiển một số hệ thống
phụ khác như điều khiển chuyển đổi số truyền (Shifts Up / Down Gears), điều
khiển tín hiệu đèn rẻ phải / rẻ trái (cheap right / left control), điều khiển cần gạt
nước mưa (rain wipers control), …
Với một con người bình thường, chúng ta có mắt để nhìn, não để suy nghĩ &
hệ thần kinh tuy duy để xử lý và truyền đạt thông tin ra lệnh cho các bộ phận như
tay, chân thực hiện hành động theo lệnh đã ban hành.
Tương tự, với một chiếc xe tự lái, chiếc xe đó sẽ cần có "mắt", "bộ não" &
"hệ thần kinh" và các bộ phận chấp hành thực hiện hành động.
Đó sẽ là camera hay cảm biến đóng vai trị như "con mắt", các hệ
thống máy tính như "bộ não", hệ thống mạch và dây dẫn để truyền tín hiệu đến
các hệ thống chấp hành thực hiện các hành động yêu cầu.
1.2.3 Hệ thống hỗ trợ lái nâng cao ADAS (Advance Driver Assistance System)
Muốn vậy, xe ô tô tự lái phải có hệ thống hổ trợ lái nâng cao ADAS
(Advance Driver Assistance System) ;theo đó xe được trang bị đầy đủ các hệ thống
cảm biến và camera cùng với hệ thống máy tính tốc độ cao để xử lý nhanh các thuật
toán phức tạp.

-17-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Hình 1.2: Minh họa hệ thống cảm biến & camera ở xe tự lái.
Để thực hiện hổ trợ lái tự động, đầu tiên hệ thống sẽ tạo và duy trì bản đồ
môi trường xung quanh nhờ hệ thống định vị GPS cùng với hệ thống cảm biến và

camera bố trí quanh xe như được minh hoạ trên hình 1.8; theo đó chức năng của
chúng lần lượt được giải thích như sau.
+ Cảm biến RADAR giám sát vị trí của các phương tiện gần đó. Có 2 loại
RADAR được sử dụng:
- Cảm biến RADAR tầm dài (Long-Range RADAR): Điều khiển hành trình thích
ứng.
- Cảm biến RADAR tấm ngắn (Short-Medium Range RADAR): Giúp phát hiện
điểm mù, cảnh báo va chạm.
+ Cảm biến LIDAR (Light + RADAR) phản xạ xung ánh sáng từ môi
trường xung quanh ô tô, giám sát khoảng cách của những người đi bộ và bất kỳ
phương tiện nào khác phía trước nó. Từ đó, ra lệnh điều khiển phanh cùng bướm ga
để duy trì tốc độ và khoảng cách an tồn, hoặc có thể phanh dừng khẩn cấp.
-18-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

+ Cảm biến siêu âm (Ultrasonic Sensor) sử dụng sự truyền âm thanh để phát
hiện vật thể. Theo dõi các chuyển động của xe, phát hiện lề đường và các phương
tiện khác khi đỗ xe. Đặc biệt, cảm biến này sẽ được kích hoạt hiệu quả khi có xe
chuyển động theo chiều ngược lại.
+ Hệ thống các camera để phát hiện các tín hiệu đèn giao thơng, đọc các tín
hiệu biển báo đường bộ, phát hiện cảnh báo chệch làn đường, nhận dạng và theo dõi
người đi bộ và các phương tiện khác.
Sau đó, phần mềm trong máy tính siêu tốc độ sẽ xử lý các tín hiệu đầu vào
của tất cả những cảm biến và cameras này, rồi thông qua những thuật toán, phần
mềm sẽ chỉ ra các cách vận hành tối ưu, gửi tín hiệu đến các hệ thống chấp hành
của ơ tơ, nơi có nhiệm vụ thực hiện lái xe tự động bởi bộ phận tăng / giảm ga, bởi

hệ thống phanh và hệ thống lái.
Để thực hiện một hệ thống nào đó, cần có trình tự các bước: tiếp nhận thông
tin, xử lý và truyền đạt thông tin, và cuối cùng là thực hiện các hành động. Chẳng
hạn để thực hiện quá trình phanh: trước hết tiếp nhận thơng tin có chướng ngại vật,
tiếp theo là xử lý thông tin để tiến hành phanh cục bộ hay phanh khẩn cấp (100%),
và cuối cùng là thực hiện tạo lực phanh nhẹ hay lực phanh khẩn cấp.

-19-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Hình 1.3: Minh họa hình ảnh xe tự lái tham gia giao thông trên đường
Trên những mẫu xe thông thường, người lái ln ln quan sát tình trạng
giao thơng trên đường ,chủ động tham gia trong mọi tình huống vận hành như đánh
lái, tăng/giảm ga, đạp phanh…
Với xe tự hành, chiếc xe hồn tồn có khả năng tự xử lý và thực nhiện những
tình huống đó mà khơng cần người lái tham gia (xem hình 1.10) nhờ hệ thống hổ trợ
lái xe nâng cao ADAS (Advance Driver Assistance System).
Để có thể điều khiển tự động một hệ thống bất kỳ ở xe tự lái, cần 3 bước cơ
bản để thực hiện như sau:
Bước 1: Tiếp nhận thông tin;
Bước 2: Xử lý và truyền đạt thông tin;
Bước 3: Thực hiện hành động theo lệnh.

Hình 1.4:Minh họa hình ảnh xe tự lái khơng cần con người can thiệp
Ở Bước 1, chiếc xe sẽ thu thập dữ liệu về môi trường xung quanh do camera
và hệ thống cảm biến ghi nhận, cũng như lộ trình hay tuyến đường di chuyển qua hệ

thống định vị GPS. Với những chiếc xe của các hãng có mạng lưới xe lớn như
Tesla, chiếc xe cịn có thể nhận dữ liệu đã có từ hệ thống trung tâm tổng gửi về.
-20-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Đến bước 2, toàn dữ liệu thu được sẽ đưa về hệ thống máy tính có sẵn trên
xe xử lý. Dựa trên nền tảng của Trí tuệ nhân tạo AI, hệ thống sẽ phân tích dữ liệu,
đối chiếu với những gì nó đã học và trải nghiệm được, đưa ra dự đốn các tình
huống sẽ xảy ra. Bước dự đốn cũng có thể xảy ra trước bước đối chiếu thơng tin.
Tại bước 3, sau khi dự đốn được các tình huống có thể xảy ra, hệ thống
máy tính sẽ tự đưa ra quyết định hành động cho các hệ thống của chiếc xe (tăng ga
hay giảm ga, phanh nhẹ hay phanh gấp, đánh lái qua bên trái / phải nhanh hay
chậm).
Cho tới hiện tại vẫn chưa có cơng ty nào tự tin khẳng định đã đạt được tự lái
hoàn toàn mà không cần người lái can thiệp. Ngay cả với bản cập nhật tự lái mới
của Tesla, vẫn chỉ là chế độ thử nghiệm và người lái xe vẫn cần có mặt và sẵn sàng
can thiệp khi gặp tình huống khơng mong muốn xẫy ra.
1.2.4. Hệ thống biển báo giao thông thông minh
* Với nghiên cứu của Google, để một chiếc xe có thể tự điều khiển, bên cạnh
việc tự động hóa các hệ thống điều khiển chính như: hệ thống lái (Steering System),
hệ thống điều khiển bướm ga (Position Throtle Control System) và hệ thống phanh
(Braking System)… cần tới sự kết hợp của một loạt các công nghệ kèm theo như
bản đồ được lập trình sẵn về hệ thống giao thông thông minh.

-21-

Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Hình 1.5: Minh họa đặc điểm giao thông và môi trường trên đường thực
Bên cạnh đó, hệ thống giao thơng thơng minh cũng phải được thiết kế và chuẩn
hóa như các biển báo giao thông; kẻ vạch phân làn.
Bằng cách lập bản đồ đánh dấu làn đường cũng như các biển báo giao
thông, phần mềm trong xe sẽ được làm quen trước với mơi trường bên ngồi và đặc
điểm của hệ thống giao thông trên đường thực.
Trước khi áp dụng công nghệ tự động trên bất cứ tuyến đường nào, các kỹ
sư phải tự lái xe và sử dụng công cụ như camera, cảm biến hay radar để ghi lại
bản đồ kỹ thuật số thật chi tiết những đặc tính của lộ trình. Mỗi chiếc xe tự lái
đều phải trải qua thời kì thử nghiệm nghiêm ngặt và giai đoạn phát triển lâu dài để
đảm bảo rằng tất cả thiết bị hoạt động nhịp nhàng đồng bộ và an toàn.
Những chuyến đi ban đầu được thực hiện với sự giúp sức của hệ thống hỗ
trợ lái xe để chuẩn bị sẵn sàng cho bước tiếp theo. Chiếc xe sau đó sẽ xử lý trên
đường mà không cần hệ thống hỗ trợ, chỉ có camera, cảm biến laser và radar để
giúp quyết định vị trí và tốc độ di chuyển của các xe khác. Phần mềm kiểm soát
tăng giảm tốc độ cùng với camera gắn phía trên sẽ đọc và giải thích tín hiệu đèn
giao thơng hay các tín hiệu khác xuất hiện trên đường.

-22-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Hình 1.6: Minh họa hệ thống quan sát các tín hiệu trên đường
Tương tự với cơng nghệ dị đường “Super Cruise” của Cadillac, ý tưởng
đằng sau khá đơn giản: trong điều khiển môi trường nhất định được đáp ứng, hệ
thống sẽ cung cấp các tín hiệu điều khiển đến các hệ thống vận hành xe như: hệ
thống phanh (Braking System), điều khiển bướm ga (Position Throtle Control
System) và hệ thống lái (Steering System)… để chạy xe theo làn đường đã xác định.
Khi được triển khai, hệ thống sẽ dựa trên thiết bị kiểm sốt thích ứng hành
trình để duy trì khoảng cách an tồn với xe phía trước, cộng với sự hỗ trợ của
camera để phát hiện làn đường và các tín hiệu khác trên đường; dữ liệu này cũng
được so sánh với dữ liệu GPS để theo dõi thay đổi bất ngờ trên đường như khúc
cua hay vỉa hè.
1.2.5. Ưu nhược điểm xe tự lái thông minh.
Ưu điểm nổi bật xe tự lái: Giảm bớt gánh nặng đặt lên người điều khiển trên
đường cao tốc hay khi tắc đường bởi tất cả đều được tự động hóa. Từ phát hiện
điểm mù, cảnh báo làn đường khi khởi hành, quản lý gia nhập làn đường và thậm
chí chạy xe ban đêm, trời mưa sương mù…
-23-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Từ trước đến nay, điều khiển một chiếc xe chỉ dành cho người có thể vượt
qua kì thi lấy bằng lái. Những người quá trẻ hoặc quá già, người khuyết tật hoặc có
triệu chứng tâm lý khơng thể có được trải nghiệm này. Nhưng với xe tự hành thông
minh, giao thông cá nhân sẽ mở ra tất cả các phân khúc đơn lẻ của xã hội. Việc làm
chủ một thiết bị di chuyển hiện đại sẽ nằm trong tầm tay của tất cả mọi người.

Hình 1.7: Minh họa thay đổi trang trí nội thất ở xe tự lái.

Về mặt thẩm mỹ, xe tự lái sẽ thay đổi cách nhìn nhận một chiếc xe cao cấp,
hoặc ít nhất về khía cạnh nội thất sẽ rất khác biệt. Những nguyên tắc cứng nhắc như
ghế ngồi phải hướng về phía trước sẽ khơng cịn hiệu lực (xem minh họa 1.12).
Vô-lăng, bàn đạp phanh, chân ga, và nhiều cụm thiết bị khác bỗng trở nên
thừa thãi và có thể chuyển đổi sang một dạng thức khác (nếu cần) linh hoạt hơn.
Trên hình 1.13 minh họa một vơ lăng kiểu xếp có thể thu xếp lại như một đồ vật
trang trí hoặc được mở ra để trở thành vô lăng kiểu càng như càng lái máy bay.

-24-


Nhóm 9

PBL4: Thiết kế hệ thống giao thơng thơng minh

Hình 1.8: Vơ lăng kiểu càng giống vơ lăng máy bay.

Hình 1.9: Vơ lăng có thể xếp lại như một vật trang trí
Khó khăn của xe tự lái : Tuy nhiên, dù với khá nhiều ưu điểm nhưng các hệ
thống hổ trợ lái hiện nay chưa thực sự hồn hảo. Tính hiệu quả chỉ phát huy tối đa
khi môi trường xung quanh hội tụ đủ tiêu chuẩn nhất định. Thời tiết và môi trường
không thuận lợi sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác của hệ thống thu – phát tin hiệu, và
do đó ảnh hưởng đến sự an tồn của xe khi vận hành. Thậm chí, hệ thống điều khiển

-25-