Phát triển thành công hệ thống giúp xe hơi phát hiện chướng ngại vật

Theo trang Gizmodo, thời tiết xấu, đặc biệt là mưa và sương mù có thể gây nguy hiểm rất lớn cho người lái hoặc những chiếc xe tự hành dựa vào cảm biến.

Mới đây, các nhà khoa học tại Viện công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát triển thành công một hệ thống hình ảnh mới, cho phép xe tự hành có thể nhìn thấy chướng ngại vật ngay cả khi trời đầy sương mù.

Hấu hết các hệ thống định vị tự động hiện nay đều sử dụng camera và cảm biến để xác định vật thể phía trước trong điều kiện ánh sáng thuận lợi. Con người cũng vậy. Nhưng có một điểm yếu cố hữu mà cả con người lẫn máy móc đều chịu thua, đó là việc không thể xác định vật thể phía trước khi thời tiết cản trở tầm nhìn.

Nắm được nguy cơ tiềm ẩn tai nạn do thời tiết, nhóm nghiên cứu tại MIT gồm Guy Satat, Ramesh Raskar, và Matthew Tancik đã nghiên cứu và phát triển thành công hệ thống hình ảnh sử dụng laser.

Nếu tầm nhìn trung bình của con người trong điều kiện sương mù chỉ là khoảng 36cm thì với công nghệ của MIT, phạm vi quan sát được có thể nâng lên tới 57cm. Hệ thống này áp dụng thuật toán thời gian bay (TOF-time-of-flight) hỗ trợ tính toán chính xác khoảng cách từ xe tới chướng ngại vật, ngay cả khi bị sương mù cản trở.

Khi thời tiết đẹp và quang đãng, tia laser dễ dàng truyền đi và xác định được khoảng cách từ xe tới vật thể. Nhưng khi xuất hiện sương mù, các giọt nước nhỏ li ti lơ lửng trong không khí có phân tán ánh sáng theo nhiều hướng. Điều này ảnh hưởng không hề nhỏ tới thời gian tia laser phản hồi lại về hệ thống, dẫn tới việc tính toán khoảng cách sai lệch.

Nhưng các nhà nghiên cứu MIT khẳng định, phương pháp thống kê số liệu mới sẽ giúp giải quyết vấn đề này. Mô hình thống kê số liệu "gamma distribution" được cho sẽ đảm bảo thời gian phóng đến của tia laser không bị ảnh hưởng ngay cả khi sương mù có dày đến đâu đi chăng nữa.

Hệ thống hình ảnh mới cho phép quan sát vật thể phía trước ngay cả khi sương mù dày đặc

Một camera sẽ có nhiệm vụ đếm số lượng photon phản xạ trở lại cảm biến với tốc độ cực nhanh. Khi kết quả phân tích được ghi trên đồ thị, hệ thống sẽ áp dụng các bộ lọc toán học để xác định những điểm bất thường, nghi vấn là vật thể ẩn trong lớp sương mù.

Để kiểm chứng tính hữu dụng,  các nhà khoa học đã thử nghiệm hệ thống hình ảnh trong quy mô phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy, hệ thống đã xác định được vật thể ở khoảng cách xa hơn tới 21cm. Quy mô của phòng thử nghiệm chỉ dài hơn 1 mét.

Khi mở rộng quy mô và điều kiện thực tế và sương mù có thể dày hoặc ít hơn, hệ thống được kỳ vọng sẽ giúp phát hiện các vật thể từ khoảng cách đủ xa để xe hoặc người lái kịp phản ứng, tránh những tai nạn bất ngờ không đáng có.