Hệ thống cảnh báo lệch làn đường (LDWS) là gì

Hệ thống cảnh báo lệch làn đường là gì

Hệ thống cảnh báo lệch làn đường (LDWS – Lane Departure Warning System) là một công nghệ an toàn tích hợp trên ô tô giúp người lái xe giữ xe ở vị trí an toàn, tránh va chạm hoặc tai nạn giao thông. Hệ thống này sẽ thông báo cho người lái về việc xe của họ đang di chuyển ra khỏi làn đường mà không có bất kỳ tín hiệu nào thông báo cho các phương tiện khác về sự thay đổi hướng đi. Hệ thống sử dụng các cảm biến và camera để phát hiện khi xe bị lệch khỏi làn đường và cảnh báo tài xế bằng âm thanh, rung hoặc điều chỉnh lái.

Camera hỗ trợ làn đường của VW Golf

Trong kỹ thuật ô tô, hệ thống cảnh báo lệch làn đường (LDWS) là một cơ chế được thiết kế nhằm cảnh báo người lái xe khi phương tiện đang đi ra ngoài làn đường của mình (trừ khi bật đèn xi-nhan theo hướng ngược lại) trên đường cao tốc và trên những con đường không có vạch kẻ phân chia làn đường. Các hệ thống này được thiết kế để giảm thiểu tai nạn bằng cách giải quyết các nguyên nhân chính gây ra va chạm: lỗi của người lái xe, mất tập trung và buồn ngủ. Năm 2009, Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia Hoa Kỳ (NHTSA) bắt đầu nghiên cứu xem có nên bắt buộc sử dụng hệ thống cảnh báo chệch làn đường và hệ thống cảnh báo va chạm trực diện trên ô tô hay không.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống cảnh báo lệch làn đường

Ví dụ về việc triển khai thuật toán phát hiện làn đường cho thấy phát hiện cạnh Canny và đầu ra biến đổi Hough

Một trong những nguyên nhân chính gây ra các vụ va chạm xe đơn lẻ và va chạm trực diện là do chệch làn đường. Mục tiêu của hệ thống hỗ trợ bên - lateral support systems (LSS) là giúp tránh những va chạm như vậy.

Nếu không có các hệ thống LSS đó, việc lệch làn đường có thể là vô ý; xe trôi về phía và băng qua mép làn đường. Chiếc xe sau đó rơi vào tình huống nguy hiểm tiềm ẩn. Hệ thống này không hoạt động khi mép làn đường không được đánh dấu bằng vạch kẻ.

Hệ thống phát hiện làn đường sử dụng nguyên lý biến đổi Hough và máy dò Canny edge detector để phát hiện các làn đường từ hình ảnh camera thời gian thực được cung cấp từ camera phía trước của ô tô. Sơ đồ cơ bản về cách hoạt động của thuật toán phát hiện làn đường để hỗ trợ cảnh báo lệch làn đường được thể hiện trong các hình.

Tác dụng của ô cửa nhỏ trên khung ô tô không phải ai cũng biết Trên cấu trúc khung sườn ô tô thường được nhà sản xuất thiết kế một ô cửa nhỏ bố trí ở hai bên thân xe phía sau và thường được cản sau che chắn.

Cảm biến camera và PCB của Mobileye từ mô-đun camera Hyundai Lane Guidance

Hệ thống cảnh báo/giữ làn đường dựa trên:

• Cảm biến video trong miền hình ảnh (gắn phía sau kính chắn gió, thường được tích hợp bên cạnh gương chiếu hậu)
• Cảm biến laser (gắn phía trước xe)
• Cảm biến hồng ngoại (gắn phía sau kính chắn gió hoặc phía dưới xe).

Ở Châu Âu, hệ thống cảnh báo lệch làn đường phải tương thích với tiêu chuẩn nhận dạng vạch kẻ làn đường có thể nhìn thấy được chẳng hạn như quy định của Ủy ban EU-351/2012.

Các mức độ cảnh báo lệch làn đường

Phân loại hệ thống cảnh báo lệch làn đường

Tài xế mới nên nhớ những kỹ năng này để tránh bị đâm xe “dồn toa” Đâm xe dồn toa (hay đâm xe liên hoàn), xảy ra khi một xe dừng đột ngột khiến các xe phía sau không kịp phản ứng mà đâm liên tiếp. Nguyên nhân chính là do các xe không giữ khoảng cách an toàn, tài xế không đủ thời gian để phản ứng.

Năm 2009, Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường bộ Quốc gia Hoa Kỳ (NHTSA) bắt đầu nghiên cứu xem có nên bắt buộc lắp đặt hệ thống cảnh báo chệch làn đường và hệ thống cảnh báo va chạm trực diện trên ô tô hay không. NHTSA chia làm 4 cấp độ như sau:

• Cảnh báo lệch làn đường (LDWS): Hệ thống cảnh báo người lái xe nếu xe rời khỏi làn đường bằng các cảnh báo bằng hình ảnh, âm thanh và/hoặc rung.
• Hệ thống hỗ trợ giữ làn đường (LKA/LKS - Lane Keeping Assist): Hệ thống cảnh báo người lái xe là nâng cấp của LDWS trong trường hợp cảnh báo mà không có phản hồi, hệ thống sẽ tự động thực hiện các bước để đảm bảo xe đi đúng làn đường của mình.
• Hệ thống hỗ trợ căn giữa làn đường (LCA - Lane Centering Assist): Tính năng căn giữa làn đường lại là một tính năng nâng cấp từ hai công nghệ an toàn tiền nhiệm LDWS và LKA. Nhiệm vụ của nó là sẽ giữ cho xe chạy đúng làn đường không xuất hiện tình trạng xe chạy lệch làn đường.
• Hệ thống giữ làn đường tự động (ALKS - Automated Lane Keeping Systems): Được thiết kế để đi theo vạch kẻ làn đường mà không cần người lái và ứng dụng trong xe tự lái.

Ngoài ra, có một hệ thống khác là hệ thống giữ làn đường khẩn cấp (ELK - Qmergency Lane Keeping). Chức năng giữ làn đường khẩn cấp sẽ áp dụng hiệu chỉnh khi xe lệch ra khỏi vạch kẻ làn đường cố định

Lịch sử phát triển của hệ thống cảnh báo lệch làn đường

Nhà phát minh người Anh Nick Parish là người đầu tiên phát minh và lắp đặt trên xe Rover SD1 tại Anh vào năm 1988. Đơn xin cấp bằng sáng chế số 8911571.1 được nộp vào năm 1989. Hệ thống cảnh báo chệch làn đường sản xuất đầu tiên ở Châu Âu được phát triển bởi công ty Iteris của Mỹ cho xe đầu kéo Mercedes-Benz Actros. Hệ thống này ra mắt vào năm 2000 và hiện có sẵn trên nhiều xe ô tô, SUV và xe tải.

Đổ nhầm nhiên liệu cho xe của mình bạn cầm làm gì? Chắc hẳn trong chúng ta ai cũng từng đã nghe đến tình huống đổ nhầm nhiên liệu (xăng hoặc dầu) cho xe của mình vậy chúng ta nên xử lý như thế nào khi gặp tình huống này.

Hệ thống cảnh báo lệch làn đường (LDWS) được ứng dụng đầu tiên trên xe đầu kéo Mercedes-Benz Actros

Năm 2001, Nissan Motors bắt đầu cung cấp hệ thống hỗ trợ giữ làn đường trên Cima 450XV Limited (F500) được bán tại Nhật Bản. Toyota đã giới thiệu hệ thống giám sát làn đường trên các mẫu xe như Caldina và Alphard cũng cho thị trường Nhật Bản vào năm 2022. Năm 2003, Honda đã ra mắt Hệ thống hỗ trợ giữ làn đường (LKAS - Lane Keeping Assist Problems) trên Inspire - phiên bản song sinh của Accord. Hệ thống này cung cấp tới 80% mô-men xoắn lái để giữ xe đi đúng làn đường trên đường cao tốc. Năm 2004, hệ thống cảnh báo lệch làn đường được áp dụng cho xe chở khách đầu tiên ở Bắc Mỹ được Iteris và Valeo cùng phát triển cho Nissan trên Infiniti FX.

Citroën trở thành hãng đầu tiên tại Châu Âu cung cấp LDWS trên các mẫu xe C4 và C5 vào năm 2005. Hệ thống này sử dụng các cảm biến hồng ngoại để theo dõi các vạch kẻ làn đường trên mặt đường và một cơ chế rung ở ghế sẽ cảnh báo người lái xe về các sai lệch. Năm 2006, Lexus đã giới thiệu hệ thống hỗ trợ giữ làn đường đa chế độ trên LS 460, sử dụng camera âm thanh nổi và bộ xử lý nhận dạng đối tượng và mẫu hình tinh vi hơn. Năm 2007, Audi bắt đầu cung cấp tính năng hỗ trợ làn đường Audi lần đầu tiên trên Q7.

Fiat đang tung ra tính năng hỗ trợ giữ làn đường dựa trên hệ thống hỗ trợ giữ làn đường của TRW (một công ty con của ZF Group - nhà sản xuất phụ tùng lớn trong ngành công nghiệp ô tô) trên Lancia Delta vào năm 2008. Hệ thống này đã giành được Giải thưởng Sáng kiến ​​ô tô tốt nhất năm 2008 của Hiệp hội kỹ thuật ô tô Ý. Peugeot đã giới thiệu cùng một hệ thống tương tự như Citroën trong mẫu xe 308 của mình trong năm này.

Cũng trong năm 2008, General Motors đã giới thiệu cảnh báo chệch làn đường trên các mẫu xe Cadillac STS , DTS và Buick Lucerne. Hệ thống của General Motors cảnh báo người lái xe bằng âm thanh và đèn báo trên bảng điều khiển. Cũng trong năm 2008, BMW cũng đã giới thiệu Cảnh báo chệch làn đường trên các mẫu xe 5 Series (E60) và 6 Series. Mercedes-Benz bắt đầu cung cấp chức năng Hỗ trợ giữ làn đường trên E-class vào năm 2009.

Năm 2010, Kia Motors là hãng xe Hàn Quốc đầu tiên cung cấp xe sedan cao cấp Cadenza (Kia K7) đời 2011 với hệ thống cảnh báo chệch làn đường (LDWS) tùy chọn tại một số thị trường. Hệ thống này sử dụng biểu tượng bảng điều khiển nhấp nháy và phát ra cảnh báo bằng âm thanh khi vượt qua vạch kẻ đường màu trắng, và phát ra cảnh báo bằng âm thanh lớn hơn khi vượt qua vạch kẻ đường màu vàng.

Năm 2014, Tesla ra mắt Model S đi kèm với hệ thống hỗ trợ làn đường tiên tiến với tính năng hỗ trợ tốc độ, trong đó camera phía trước đọc giới hạn tốc độ giao thông bằng công nghệ hệ thống nhận dạng ký tự thị giác máy tính, sau đó truyền dữ liệu đến xe. Trên những con đường không có biển báo giao thông, nó dựa vào dữ liệu GPS. Khi xe di chuyển ra khỏi làn đường ở tốc độ trên 30 dặm một giờ (48 km/h), hệ thống sẽ phát ra tiếng bíp và vô lăng rung, cảnh báo người lái xe về việc thay đổi làn đường ngoài ý muốn.

Năm 2017, Viện Bảo hiểm An toàn Đường bộ (IIHS - Insurance Institute for Highway Safety) đã nêu lên mối lo ngại rằng người lái xe có thể kém cảnh giác hơn khi dựa vào các hệ thống an toàn tự động hoặc bị phân tâm bởi màn hình bảng điều khiển theo dõi hiệu suất hoạt động của hệ thống.

Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống cảnh báo lệch làn đường

Ưu điểm

• Giảm nguy cơ mất tập trung khi lái xe, đặc biệt là khi đi đường dài hoặc mệt mỏi.
• Tăng cảm giác an toàn và tự tin cho tài xế, đặc biệt là khi đi đường hẹp, cong hoặc đông xe.
• Tương thích với nhiều loại xe hơi, từ xe hạng sang đến xe phổ thông.
• Dễ dàng sử dụng và tùy chỉnh theo ý muốn của tài xế.

Nhược điểm

• Không thể phát hiện được các vạch kẻ đường bị mờ, bị che khuất hoặc không có.
• Có thể bị nhầm lẫn với các vật thể khác trên đường, như người đi bộ, xe máy hoặc vật cản.
• Có thể gây phiền nhiễu cho tài xế nếu cảnh báo quá nhiều hoặc quá to.
• Không thể thay thế cho sự quan sát và phản ứng của tài xế, chỉ có tính chất hỗ trợ.

Vì vậy, cảnh báo lệch làn đường LDWS là một tính năng an toàn rất đáng quan tâm và nên có trên xe hơi của bạn. Tuy nhiên, bạn cũng cần lưu ý rằng hệ thống này không phải là hoàn hảo và không thể giải quyết được mọi tình huống. Bạn vẫn cần lái xe cẩn thận và tuân thủ luật giao thông để bảo đảm an toàn cho bản thân và người khác.