Nội dung của bài báo:
- Lịch sử xuất hiện
- Thiết bị và tùy chọn
- Kỹ thuật phát hiện
- Nguyên lý hoạt động
- Ưu điểm và nhược điểm
- Ô tô
Phát hiện người đi bộ là một hệ thống an toàn hỗ trợ đặc biệt giúp phát hiện và tránh va chạm với người đi bộ. Có thể nói đây là một cơ chế tổng thể, bao gồm cả phần mềm và phần kỹ thuật (cảm biến, camera, radar). Điểm đặc biệt của hệ thống này không chỉ là nó có thể nhận ra người đi bộ và thông báo cho người lái xe biết, mà còn có thể điều khiển xe để tránh va chạm hoặc giảm thiểu lực của nó. Theo quy định, việc phát hiện người đi bộ được thực hiện trên phần đường hoặc phần vai, cũng như ở những nơi nằm trong khu vực di chuyển của phương tiện.
Làm thế nào để phát hiện người đi bộ
Từ đầu những năm 90, các kỹ sư quân sự đã phát triển một hệ thống phát hiện người ở một khoảng cách và lãnh thổ nhất định. Sau đó, nó là cần thiết cho sự an toàn và bảo vệ bổ sung, nhưng, giống như bất kỳ công nghệ nào, theo thời gian, nó đã chuyển sang sử dụng dân sự. Lần đầu tiên, công nghệ này xuất hiện trong những chiếc máy ảnh đặc biệt có khả năng nhận dạng khuôn mặt người (máy ảnh của các nhà sản xuất Nhật Bản đầu thế kỷ 21).
Bắt đầu từ năm 2010, nhà sản xuất xe hơi Volvo đã bắt đầu lắp đặt cơ chế này trên những chiếc xe đầu bảng của mình, với tên gọi PDS (Pedestrian Detection System) - hệ thống phát hiện người đi bộ. Ngày nay có một số hệ thống tương tự từ các nhà sản xuất khác nhau, nhưng trong khi đó tất cả chúng đều hoạt động theo cùng một nguyên tắc và với cùng mục đích.
Như đã đề cập, mục đích chính của hệ thống phát hiện người đi bộ là nhận ra các vật thể chuyển động và thông báo cho người lái xe về điều đó. Nếu chúng ta xem xét những phát triển hiện đại nhất của các kỹ sư, chính xác hơn là các phiên bản mới nhất của cơ chế này, thì hệ thống cũng có thể tránh va chạm, kiểm soát tay lái, phanh, hoặc thậm chí tính toán tuyến đường tối ưu để tránh tai nạn. Theo thống kê và các nghiên cứu khác nhau, sau khi bắt đầu sử dụng hệ thống này, tỷ lệ va chạm chết người với người đi bộ giảm 20% và tỷ lệ thương tích nghiêm trọng giảm 30%, điều này cho thấy ngay những yếu tố hữu ích của cơ chế này.
Thiết kế hệ thống PDR và các biến thể
Việc thiết kế hệ thống phát hiện người đi bộ là một cơ chế rất phức tạp. Như đã đề cập, danh sách của anh ấy bao gồm phần mềm và phần cứng, được kết nối chặt chẽ với nhau. Tùy thuộc vào nhà sản xuất xe hơi, phần kỹ thuật của hệ thống có thể khác nhau, nhưng phần mềm chỉ khác nhau một chút. Theo quy định, một camera, radar và cảm biến chuyển động được sử dụng trong danh sách tiêu chuẩn của hệ thống phát hiện người đi bộ, Subaru đã bổ sung thêm một camera khác (tổng cộng hai camera thu được phía trước).
Có thể là hệ thống phát hiện người đi bộ có thể ký sinh với chi phí của các hệ thống an ninh khác hoặc sử dụng các đơn vị riêng biệt. Ví dụ, một camera toàn cảnh, cảm biến của nhiều hệ thống an ninh khác nhau. Cần hiểu rằng đây là những chi tiết chính và tùy thuộc vào từng hãng xe và kiểu dáng của xe mà cấu hình và cấu tạo có thể thay đổi.
Cách nhận biết hình ảnh của người đi bộ
Trái tim của hệ thống phát hiện người đi bộ là phần mềm, nó là phần mềm nhận biết, đưa ra quyết định cuối cùng và đưa ra thông báo cho người lái xe. Một số phương pháp được sử dụng để công nhận, mỗi phương pháp được áp dụng trong những điều kiện nhất định. Tổng cộng, các chuyên gia xác định 4 phương pháp chính phù hợp với các tình huống khác nhau và hoạt động hiệu quả nhất có thể, ngoài ra, kết quả tích lũy của các phương pháp đó cho một tỷ lệ lớn khả năng nhận biết và phát hiện người đi bộ.
Phương pháp đầu tiên và quan trọng nhất là phát hiện toàn diện. Trong trường hợp này, hệ thống nhằm phát hiện một vật thể chuyển động tích phân. Các kích thước tích phân được nhận dạng, bộ phận điều khiển phân tích các kích thước thu được và so sánh chúng với các kích thước tương tự và cảm biến hồng ngoại cho biết sự hiện diện của nhiệt trong đối tượng được nhận dạng, hệ thống đưa ra kết luận thích hợp rằng đối tượng này là người (ít nhất là một sinh vật sự vật).
Phương pháp thứ hai để phát hiện người đi bộ là phương pháp từng phần. Trong hình ảnh thu được từ máy ảnh, không phải hình ảnh hoàn chỉnh được xem xét, mà chỉ xem xét các yếu tố riêng lẻ hoặc sự kết hợp của chúng. Theo quy luật, chúng có thể là đường viền của đầu, thân, tay chân hoặc sự kết hợp của chúng. Đối với phương pháp này, kích thước của các đường viền và bộ phận riêng lẻ cũng được lưu trong cơ sở dữ liệu. Phương pháp này là thứ tự độ lớn chính xác hơn phương pháp trước, nhưng cần nhiều thời gian hơn để thu thập và phân tích thông tin.
Phương pháp thứ ba là phát hiện mẫu người đi bộ. Đúng hơn, nó thậm chí không phải là một phương pháp riêng biệt, mà là sự kết hợp của hai phương pháp trước đó (tích phân và từng phần). Bộ phận điều khiển được trang bị một cơ sở dữ liệu lớn đặc biệt, chứa thông tin cố định về hình dạng của cơ thể, các bộ phận cơ thể riêng lẻ, những sai lệch có thể có so với tiêu chuẩn và các đặc điểm khác của người đi bộ.
Phương pháp thứ tư để phát hiện người đi bộ là sử dụng nhiều camera. Phương pháp này thường được sử dụng nhất trên xe Subaru, nhờ đó mỗi camera có thể theo dõi một người đi bộ cụ thể và hệ thống sẽ dự đoán quỹ đạo của từng người đi bộ. Nhờ phương pháp này, độ an toàn của xe cao hơn rất nhiều, ngoài ra hệ thống có thể phân tích thêm nhiều tình huống để tránh va chạm với người đi đường. Bộ phận điều khiển chia bức tranh tổng thể thành nhiều mảnh riêng biệt, mỗi mảnh được phân tích riêng biệt về nguy cơ va chạm có thể xảy ra.
Cách hoạt động của tính năng phát hiện người đi bộ
Khoảng cách hiệu quả nhất để phát hiện người đi bộ là 40 mét, nhưng phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, địa hình và ánh sáng. Ngay sau khi hệ thống phát hiện ra người đi bộ, việc phân tích hướng chuyển động của đối tượng và vị trí tiếp theo tại thời điểm xe tiếp cận người đi bộ gần nhất sẽ được thực hiện. Thông thường, một hệ thống như vậy sẽ hiển thị hình ảnh trên màn hình của hệ thống đa phương tiện để người lái xe có thể hiểu được tình hình trên đường càng nhiều càng tốt và thực hiện các hành động tiếp theo. Song song với việc hiển thị hình ảnh trên màn hình là phát hiện người đi bộ. hệ thống phân tích khả năng xảy ra va chạm. Nếu xác suất không đáng kể hoặc hoàn toàn vắng mặt, người lái xe chỉ cần hiển thị hình ảnh của người đi bộ mà không cần bất kỳ tín hiệu bổ sung nào. Trong trường hợp hệ thống đã xác định được rằng tình trạng hiện tại của chiếc xe sắp xảy ra va chạm, một tín hiệu âm thanh tương ứng sẽ được gửi đến người lái.
Các hệ thống phát hiện người đi bộ hiện đại, đặc biệt là của Volvo, đã nhận được những cải tiến theo hướng thông minh. Nếu một vụ va chạm sắp xảy ra sau khi phát hiện người đi bộ và người lái xe không có hành động gì, hệ thống sẽ tiếp nhận và cố gắng tránh va chạm nhiều nhất có thể. Theo nguyên tắc, đây là kiểm soát vô lăng, hệ thống phanh và động cơ nói chung.
Hệ thống cũng tính đến và ghi nhận các phương tiện đang di chuyển và các vật thể khác, từ đó dẫn đến tình huống va chạm tối thiểu hoặc giảm thiểu hậu quả. Trong trường hợp này, hệ thống sử dụng cơ cấu phanh khẩn cấp và kích hoạt các hệ thống an toàn khác được lắp đặt trên xe.
Theo thống kê từ các cuộc thử nghiệm khác nhau, hệ thống phát hiện người đi bộ có thể độc lập tránh va chạm ở tốc độ lên đến 35 km / h, mặc dù vào đầu năm 2019, họ đã nói về việc nâng vạch này lên 50 km / h. Khi vượt quá ngưỡng tốc độ này, hệ thống không thể hoàn toàn tự tránh va chạm, nhưng có thể giảm thiểu hậu quả và mức độ nghiêm trọng của việc va quệt vào người đi bộ. Như vậy, ngày nay con số thống kê về va chạm với người đi bộ và hậu quả nghiêm trọng ở tốc độ 65 km / h là 85%, ở tốc độ 50 km / h chỉ số này là 45%, và ở tốc độ 30 km / h chỉ là 5%.
Các kỹ sư Volvo đã giảm nguy cơ thương tích cho người đi bộ bằng cách chia sẻ các hệ thống an toàn khác như túi khí dành cho người đi bộ (giữa kính chắn gió và mui xe) và hệ thống bảo vệ người đi bộ. Nếu chúng ta nói về các cơ chế hiện đại nhất để phát hiện người đi bộ, thì chúng dựa trên hệ thống quan sát ban đêm, cho phép bạn làm việc vào ban đêm và nhận được kết quả phân tích chính xác hơn. Mặt khác, việc phân tích khả năng tránh va chạm chủ động trong một hệ thống như vậy hoạt động kém hơn nhiều.
Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống PDR
Bất kỳ cơ chế nào, dù hoàn hảo đến đâu cũng đều có ưu và nhược điểm của nó. Hệ thống phát hiện người đi bộ cũng có ưu điểm và nhược điểm. Nếu nói về ưu điểm thì ở đây nó giúp ích không nhỏ cho người lái xe, tránh những tai nạn có thể xảy ra. Một yếu tố quan trọng là tính logic của bộ phận điều khiển, khi nó có thể tự áp dụng giải pháp và nếu cần, có thể dừng hoàn toàn xe hoặc giảm thương tích đến mức thấp nhất. Hơn hết, hệ thống phát hiện người đi bộ đã thể hiện ở chế độ di chuyển trong đô thị, khi một đứa trẻ có thể chạy ra từ phía sau xe hoặc một người đi bộ có thể ra khỏi lòng đường.
Đối với những khía cạnh tiêu cực, mặc dù sự phức tạp của hệ thống và cái tên ồn ào, chúng cũng tồn tại. Ví dụ: một phương pháp phát hiện người đi bộ tổng thể có thể tạo ra lỗi khi một số người đi bộ hoặc các đối tượng khác nhau (sống và không sinh sống) đi vào vùng nhận dạng cùng một lúc. Kết quả là hệ thống sẽ không thể đưa ra kết luận một cách chính xác.
Một yếu tố rất lớn và cũng là một điểm trừ là điều kiện thời tiết. Hệ thống thực tế từ chối hoạt động trong thời tiết mưa và hoàn toàn không hoạt động trong thời tiết tuyết. Kết quả nhận dạng sẽ kém hơn nhiều trong sương mù hoặc trong điều kiện ánh sáng kém. Ngoài ra, cần hiểu rằng quyết định cuối cùng vẫn thuộc về người lái xe, cũng như hậu quả của việc va chạm với người đi bộ, vì vậy hệ thống này khá phụ trợ cho người lái xe và chỉ trong những tình huống khẩn cấp và khó lường nhất mới có thể thực hiện được. quyết định cuối cùng mà không có quyền can thiệp. Nếu cần, hệ thống có thể được tắt, vì ở các thành phố đông dân và giao thông đông đúc, hệ thống sẽ không cho phép xe di chuyển.
Những xe nào đã lắp đặt hệ thống PDR
Volvo được coi là nhà sản xuất ô tô đầu tiên và chính, mà hệ thống phát hiện người đi bộ có thể được tìm thấy thường xuyên nhất trên những chiếc xe. Họ là những người đầu tiên phát triển và bắt đầu cài đặt một cơ chế như vậy. Ngày nay, tính năng nhận dạng mẫu đã được hoàn thiện và, tuân theo tất cả các quy tắc và tốc độ, xác suất tránh va chạm là hơn 90%. Một ví dụ về điều này là Volvo S90 sedan hoặc Volvo XC90 crossover.
Subaru đã phát triển một phương pháp để phát hiện người đi bộ thông qua việc sử dụng hai camera phía trước xe. Thông thường, cơ chế như vậy có thể được tìm thấy trên các mẫu Subaru Legacy và Outback. Hệ thống tương tự cũng có thể được tìm thấy trên các mẫu ô tô hàng đầu của Mercedes-Benz, Audi, BMW, Rolls-Royce, Land Rover và các thương hiệu nổi tiếng khác. Nhiều quốc gia đã thông qua một thỏa thuận rằng những chiếc xe cao cấp như vậy, bắt đầu từ cấu hình cơ bản, phải được trang bị một cơ chế tương tự.
Rõ ràng là sự hiện diện của hệ thống phát hiện người đi bộ trên xe làm tăng thêm một khoản nhất định vào tổng chi phí. Mặt khác, nếu có thể lắp đặt hệ thống phát hiện người đi bộ trên ô tô lúc mới mua, bạn không nên tiết kiệm chi phí này, vì trong tương lai, hệ thống này có thể đóng nhiều vai trò tích cực trong các tình huống khác nhau.
