Xe ô tô tự động lái là mục tiêu hướng tới trong tương lai của khoa học kỹ thuật và ngành công nghiệp ô tô. Đây là một cuộc đua công nghệ khốc liệt, các doanh nghiệp ô tô phải ứng dụng kết nối mạng tiên tiến nhất để cấp V2X (xe tới vạn vật) nhằm mang tới khả năng tự động lái xe hoàn toàn.
Hiện tại hãng xe ô tô VinFast của Việt Nam cũng đang nghiên cứu và sản xuất các mẫu xe điện tự lái với độ tự hành khá cao. Sau đây chúng tôi sẽ nêu ra 6 yêu cầu về kết nối mạng của xe lái tự động để các bạn có thể hiểu thêm về khía cạnh này!
Kiến trúc mạng phải có dự phòng và truyền tải thông tin của thời gian thực
Xe ô tô tự động lái đòi hỏi các cấu trúc trên cơ sở mạng có độ tin cậy cao, truyền tải thông tin của thời gian thực và cơ cấu dự phòng.
Các kiến trúc mạng dành cho xe tự lái tổ chức những cụm hiệu suất cao trong các miền chức năng và được kết nối thông qua một cổng trung tâm trong cấu trúc đường truyền băng thông rộng, chia sẻ dữ liệu tốc độ cao. Các cụm cảm và cơ cấu tự hành được tổ chức theo phân cấp thực hiện.
Nhu cầu về dữ liệu tốc độ cao chỉ gia tăng
Xe ô tô tự động lái phải sở hữu một hệ thống thông tin cực kỳ tinh vi với máy tính hiệu suất cao, cùng các cảm biến hệ thống hỗ trợ người lái (ADAS) tiên tiến nhất như âm thanh nổi, máy ảnh đơn sắc với độ phân giải cao, LIDAR, RADAR, giao diện người – máy (HMI), màn hình 4k/8K lớn hoặc màn hình hiển thị thông tin trong suốt head-up (HUD).
Những hệ thống này sẽ thu thập một lượng dữ liệu khổng lồ, đòi hỏi cần phải có sự hỗ trợ điện tử phức tạp. Trong đó bao gồm các nút dữ liệu tốc độ cao, cáp, các liên kết và tổ hợp cụm chi tiết. Đây là một xa lộ thông tin với những luồng dữ liệu chạy nhiều hướng hoặc song song với nhau, nhờ các bộ chuyển mạch mạng và cơ chế dự phòng để đảm bảo chiếc xe hoạt động an toàn.
Ô tô không người lái luôn có nhu cầu tăng băng thông cho cả đường ống dữ liệu điểm đến và cấu trúc mạng phân tán. Xe ô tô tự động lái cấp độ 5 sẽ gửi 25 gigabyte dữ liệu tới đám mây điện toán mỗi giờ.
An toàn và các ứng dụng khác đối với yêu cầu kết nối ngoài
Truyền thông V2X cần liên tục thu thập và phân tích thông tin dữ liệu hoàn chỉnh liên quan tới môi trường xung quanh xe ô tô tự động lái, để có thể thực hiện chính xác những hành động điều khiển. Giao tiếp V2X sử dụng cả công nghệ giao tiếp sử dụng sóng vô tuyến và các cảm biến.
Hệ thống vô tuyến này cho phép các phương tiện trao đổi thông tin với nhau và với cơ sở hạ tầng giao thông như biển báo, đèn và thu phí. Những phương tiện xung quanh chủ động truyền đạt trạng thái tình huống và những điều kiện thay đổi xung quanh phương tiện.
Công nghệ lái xe tự động cần phải truyền tải thông tin dữ liệu theo thời gian thực. Truyền tải vô tuyến di động hiện nay như LTE với độ trễ khoảng 30 – 40 mili giây, không thể đảm bảo tính an toàn. Đối với truyền tải thông tin di động 5G, được triển khai vào năm 2019, cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn tới 10 Gbps với độ trễ thấp hơn nhiều so với LTE, phù hợp với những ứng dụng an toàn thời gian thực.
Xe ô tô tự động lái phải đạt độ tin cậy 100%
Ngoài thời gian thực, cảm biến và truyền tải dữ liệu cần phải đạt độ tin cậy 100%. Kết nối không thể bị lỗi do điều kiện môi trường và thời gian sử dụng.
Các nhà sản xuất xe chỉ có thể đạt được điều này khi sử dụng các hệ thống kết nối cấp ô tô công suất lớn, do những nhà cung cấp có kinh nghiệm và năng lực chuyên môn sâu về kỹ thuật và khoa học vật liệu, ứng dụng những vật liệu hiện đại cho các kết nối cơ – điện – âm thanh, có những quy trình sản xuất hiệu quả cao và công cụ chính xác để chế tạo.
Phương pháp tiếp cận mới phải đảm bảo an toàn
Đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu trong những ứng dụng chức năng an toàn là điều bắt buộc đối với xe tự hành để đảm bảo tính an toàn. Các mẫu ô tô đời mới hiện nay đang dần được điện hoa, vậy nên điều cần thiết là phải đảm bảo được khả năng truyền tải dữ liệu an toàn ở cấp độ vật lý và có những biện pháp cao nhất bảo vệ an toàn dữ liệu và thiết bị.
Các công ty về ô tô đang nghiên cứu phương án sử dụng kết nối sợi quang nhằm hạn chế tình trạng nhiễu điện từ. Truyền tải thông tin qua cáp quang sẽ không bị ảnh hưởng bởi điện tử, nhiễu âm hay biến dạng tín hiệu.
Các nhà cung cấp cũng đang phát triển mạng trong xe ô tô toàn cầu trên tiêu chuẩn Ethernet, mạng dữ liệu được mã hóa. Áp dụng những tiêu chuẩn này, xe ô tô tự động lái sẽ không bị tin tặc tấn công và điều khiển từ xa.
Giải pháp thu nhỏ kích thước bộ phận
Để lắp hệ thống V2X trong ô tô, các nhà sản xuất cần phát triển những giải pháp kết nối thu nhỏ và tích hợp cao cấp. Mạng trong xe là các cụm cáp và đầu nối nhẹ, gọn nhất, chịu được ô nhiễm và độ ẩm lắp đặt trong một cấu hình dày đặc.
Hiện tại, các bạn đã có thể đặt mua sản phẩm xe ô tô điện của VinFast với dòng xe VinFast VF e34. Chắc chắn với sức phát triển này, hãng xe ô tô Việt sẽ cho ra đời những chiếc xe ô tô tự động lái hoàn thiện nhất trong tương lai.
