Xe tự hành (AV) phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ cảm biến tiên tiến để điều hướng an toàn trong các môi trường phức tạp. Mặc dù máy ảnh, LiDAR và radar đã trở thành các thành phần tiêu chuẩn nhưng chúng thường gặp khó khăn trong các điều kiện tầm nhìn kém—chẳng hạn như ban đêm, sương mù, mưa hoặc bụi—khi các cảm biến quang học truyền thống không thể ghi lại các chi tiết rõ ràng. Đây là nơi các máy dò hồng ngoại (IR), đặc biệt là các hệ thống hồng ngoại sóng dài (LWIR) được hỗ trợ bởi máy dò hồng ngoại không được làm mát và công nghệ vi nhiệt kế, nổi lên như một giải pháp quan trọng. Bằng cách tích hợp các mô-đun hình ảnh nhiệt vào bộ cảm biến AV, các nhà sản xuất đang giải quyết một điểm yếu chính trong việc lái xe tự động: tầm nhìn ban đêm đáng tin cậy và khả năng phát hiện trong mọi thời tiết.
Giá trị cốt lõi của công nghệ hồng ngoại trong lái xe tự động
Không giống như các cảm biến ánh sáng khả kiến, máy dò hồng ngoại hoạt động bằng cách phát hiện bức xạ nhiệt phát ra từ tất cả các vật thể có nhiệt độ trên độ không tuyệt đối. Khả năng độc đáo này cho phép chúng “nhìn thấy” các dấu hiệu nhiệt thay vì dựa vào ánh sáng xung quanh, giúp chúng miễn nhiễm với bóng tối, ánh sáng chói và hầu hết các nhiễu loạn trong khí quyển. Đối với xe tự hành, điều này mang lại ba lợi thế có thể thay đổi cuộc chơi:
1.Tăng cường phát hiện người đi bộ và người đi đường dễ bị tổn thương
Người đi bộ, người đi xe đạp và động vật phát ra các tín hiệu nhiệt riêng biệt nổi bật trên nền lạnh hơn—ngay cả trong bóng tối hoàn toàn. Các nghiên cứu của Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia (NHTSA) cho thấy 40% số ca tử vong do giao thông xảy ra vào ban đêm, mặc dù chỉ có 25% số lần lái xe hàng ngày diễn ra sau khi trời tối. Các mô-đun hình ảnh nhiệt LWIR có thể phát hiện người đi bộ cách xa tới 300 mét vào ban đêm, giúp AV có nhiều thời gian phản ứng hơn so với camera ánh sáng khả kiến.
2. Độ tin cậy trong mọi thời tiết
Sương mù, mưa và tuyết phân tán ánh sáng khả kiến và làm giảm độ phân giải của radar, nhưng bức xạ hồng ngoại sóng dài xuyên qua các điều kiện này hiệu quả hơn nhiều. Máy dò hồng ngoại không được làm mát, sử dụng máy đo nhiệt độ vi mô làm bộ phận cảm biến cốt lõi, duy trì hiệu suất ở nhiệt độ từ -40°C đến 85°C, khiến chúng phù hợp với những vùng khí hậu khắc nghiệt nơi các cảm biến khác hoạt động kém.
3. Cảm biến bổ sung cho sự dư thừa
An toàn AV yêu cầu cảm biến dự phòng để giảm thiểu các lỗi tại một điểm. Các mô-đun hình ảnh nhiệt hoạt động song song với LiDAR và radar để lấp đầy các khoảng trống phát hiện: LiDAR vượt trội trong việc lập bản đồ 3D, radar theo dõi vật thể tầm xa và máy dò hồng ngoại trong việc xác định các vật thể phát nhiệt trong các tình huống tầm nhìn thấp. Sự hợp nhất đa cảm biến này làm giảm đáng kể nguy cơ va chạm.
Xe tự hành (AV) phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ cảm biến tiên tiến để điều hướng an toàn trong các môi trường phức tạp. Mặc dù máy ảnh, LiDAR và radar đã trở thành các thành phần tiêu chuẩn nhưng chúng thường gặp khó khăn trong các điều kiện tầm nhìn kém—chẳng hạn như ban đêm, sương mù, mưa hoặc bụi—khi các cảm biến quang học truyền thống không thể ghi lại các chi tiết rõ ràng. Đây là nơi các máy dò hồng ngoại (IR), đặc biệt là các hệ thống hồng ngoại sóng dài (LWIR) được hỗ trợ bởi máy dò hồng ngoại không được làm mát và công nghệ vi nhiệt kế, nổi lên như một giải pháp quan trọng. Bằng cách tích hợp các mô-đun hình ảnh nhiệt vào bộ cảm biến AV, các nhà sản xuất đang giải quyết một điểm yếu chính trong việc lái xe tự động: tầm nhìn ban đêm đáng tin cậy và khả năng phát hiện trong mọi thời tiết.
Giá trị cốt lõi của công nghệ hồng ngoại trong lái xe tự động
Không giống như các cảm biến ánh sáng khả kiến, máy dò hồng ngoại hoạt động bằng cách phát hiện bức xạ nhiệt phát ra từ tất cả các vật thể có nhiệt độ trên độ không tuyệt đối. Khả năng độc đáo này cho phép chúng “nhìn thấy” các dấu hiệu nhiệt thay vì dựa vào ánh sáng xung quanh, giúp chúng miễn nhiễm với bóng tối, ánh sáng chói và hầu hết các nhiễu loạn trong khí quyển. Đối với xe tự hành, điều này mang lại ba lợi thế có thể thay đổi cuộc chơi:
1.Tăng cường phát hiện người đi bộ và người đi đường dễ bị tổn thương
Người đi bộ, người đi xe đạp và động vật phát ra các tín hiệu nhiệt riêng biệt nổi bật trên nền lạnh hơn—ngay cả trong bóng tối hoàn toàn. Các nghiên cứu của Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia (NHTSA) cho thấy 40% số ca tử vong do giao thông xảy ra vào ban đêm, mặc dù chỉ có 25% số lần lái xe hàng ngày diễn ra sau khi trời tối. Các mô-đun hình ảnh nhiệt LWIR có thể phát hiện người đi bộ cách xa tới 300 mét vào ban đêm, giúp AV có nhiều thời gian phản ứng hơn so với camera ánh sáng khả kiến.
2. Độ tin cậy trong mọi thời tiết
Sương mù, mưa và tuyết phân tán ánh sáng khả kiến và làm giảm độ phân giải của radar, nhưng bức xạ hồng ngoại sóng dài xuyên qua các điều kiện này hiệu quả hơn nhiều. Máy dò hồng ngoại không được làm mát, sử dụng máy đo nhiệt độ vi mô làm bộ phận cảm biến cốt lõi, duy trì hiệu suất ở nhiệt độ từ -40°C đến 85°C, khiến chúng phù hợp với những vùng khí hậu khắc nghiệt nơi các cảm biến khác hoạt động kém.
3. Cảm biến bổ sung cho sự dư thừa
An toàn AV yêu cầu cảm biến dự phòng để giảm thiểu các lỗi tại một điểm. Các mô-đun hình ảnh nhiệt hoạt động song song với LiDAR và radar để lấp đầy các khoảng trống phát hiện: LiDAR vượt trội trong việc lập bản đồ 3D, radar theo dõi vật thể tầm xa và máy dò hồng ngoại trong việc xác định các vật thể phát nhiệt trong các tình huống tầm nhìn thấp. Sự hợp nhất đa cảm biến này làm giảm đáng kể nguy cơ va chạm.
