Phenikaa-X thử nghiệm xe tự hành với giao thông thực tế

Hành khách bước lên xe, chọn điểm đến rồi ngồi xuống. Không có tài xế phía trước, chiếc xe tự xác định vị trí, nhận diện những vật thể xung quanh và từ từ lăn bánh theo tuyến đường đã được lập bản đồ. Những hình ảnh như vậy khiến xe tự hành trở thành biểu tượng của một tương lai công nghệ, và cho đến nay vẫn thường được bắt gặp ở Mỹ.

Cách đây 5 năm, PGS. TS. Lê Anh Sơn, Phó Tổng Giám đốc Tập đoàn Phenikaa và Giám đốc Công ty Phenikaa-X đã chia sẻ với Tia Sáng ấp ủ: một ngày, những chiếc xe tự hành do chính người Việt phát triển sẽ thực sự lăn bánh trên đường phố Việt Nam.

Ngày ấy, ý tưởng này còn gặp không ít hồ nghi, bởi xe tự hành vốn vẫn được xem là lĩnh vực chỉ dành cho các tập đoàn công nghệ khổng lồ trên thế giới.

Sau 5 năm phát triển và thử nghiệm, với quyết định của UBND TP. Hà Nội cho phép thử nghiệm xe tự hành có kiểm soát (sandbox), Phenikaa-X trở thành đơn vị đầu tiên đưa công nghệ tự hành từ phòng thí nghiệm bước vào phép thử của môi trường giao thông thực tế.

Phenikaa-X đã bắt đầu triển khai chạy thực tế từ ngày 10/9 trên những tuyến đường cố định đã được thiết lập sẵn bản đồ có độ chính xác cao (bản đồ HD) và hệ thống giám sát chặt chẽ. Không gian triển khai được chia làm hai khu vực chính, gồm Khu Công nghệ cao Hòa Lạc và cơ sở Hòa Lạc của Đại học Quốc gia Hà Nội.

So với các lần thử nghiệm trước, đợt thử nghiệm tại Hòa Lạc là quy mô nhất, với các điều kiện thử nghiệm cũng thách thức hơn nhiều.

Đưa xe tự hành chạy trong đô thị nghĩa là cần giải một loạt "bài toán kỹ thuật khổng lồ, trong đó có thách thức về công nghệ, về kết cấu công trình và thách thức lớn nhất là văn hóa giao thông, cơ chế chính sách", TS. Đỗ Thế Cần, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, người từng tham gia phản biện cho một hệ thống giao hàng tự động, cho biết. Trong môi trường thực tế, hệ thống phải liên tục nhận biết những gì đang xảy ra xung quanh, dự đoán các tình huống có thể xảy ra, đưa ra quyết định và giữ xe ở trạng thái an toàn khi môi trường thay đổi.

Do đó, trong 24 tháng thử nghiệm này, dữ liệu vận hành sẽ giúp nhóm nghiên cứu và phát triển tiếp tục đánh giá giới hạn của hệ thống, tối ưu thuật toán và hoàn thiện công nghệ. Đồng thời, quá trình này cũng cung cấp thêm căn cứ thực tế để cơ quan quản lý nghiên cứu các yêu cầu về an toàn, điều kiện vận hành và phương thức quản lý đối với công nghệ mới này.

Ngoài xe buýt tự hành, đợt thử nghiệm còn bao gồm robotaxi, robot dọn vệ sinh và robot giao hàng.

Cụ thể, trên mạng lưới tuyến đường trải dài khoảng 11,5 km tại Khu Công nghệ cao Hòa Lạc, robotaxi với mô hình gọi xe chở khách hoạt động song hành cùng những robot giao hàng chuyển đồ ăn từ nhà hàng, quán cà phê đến các tòa nhà làm việc.

Trong khi đó, trên cung đường thử nghiệm dài khoảng 2,8 km tại Đại học Quốc gia Hà Nội cơ sở Hòa Lạc, những chiếc xe buýt tự hành đưa sinh viên di chuyển giữa những khu vực như khu ký túc xá, giảng đường và bến xe buýt. Đây cũng là khu vực robot dọn vệ sinh đường và robot giao hàng tự hành hoạt động thử nghiệm.

Số lượng người chở tối đa là 8 hành khách/lượt trên xe buýt tự hành và 4 hành khách/lượt trên robotaxi không bao gồm người giám sát.

Khung giờ hoạt động của xe từ 09:00 đến 16:30 hằng ngày. Quy mô chở khách trong 12 tháng dự kiến đạt từ 40.000 đến 50.000 lượt đối với xe buýt và từ 20.000 đến 35.000 lượt đối với robotaxi.

5 năm thử nghiệm trước đó

Trước khi bước vào sandbox ở Hòa Lạc, nhóm nghiên cứu đã "thực hiện hàng nghìn lượt thử nghiệm và hàng chục nghìn ki-lô-mét kiểm chứng kể cả trong mô phỏng và trong thực tế tại Đại học Phenikaa", PGS. TS Lê Anh Sơn chia sẻ về chặng đường 5 năm qua.

Vào cuối năm 2021, những chiếc xe điện tự hành của nhóm đã lăn bánh thử nghiệm trong khoảng hai tuần tại khu đô thị Ecopark. Xe chạy theo lộ trình định sẵn và được trang bị máy tính bảng để hành khách lựa chọn điểm đến trên tuyến. Theo đánh giá từ ban quản lý Ecopark, đợt chạy thử đã diễn ra an toàn và mang lại trải nghiệm tốt cho cư dân.

Tiếp theo, vào tháng 10/2022, Phenikaa-X lần đầu tiên đưa phương tiện hòa vào dòng giao thông công cộng tại Thành phố mới Bình Dương. Đợt thử nghiệm kéo dài 9 ngày với các kịch bản vận hành linh hoạt. Xe có một ngày thực hiện hành trình vòng cung dài 750 mét từ Khu Hikari tới Tòa nhà Trung tâm Hành chính tỉnh. Trong những ngày còn lại, xe duy trì hoạt động trên tuyến đường một chiều dài 180 mét nằm gọn trong nội khu Hikari.

Để đáp ứng đợt chạy thử này, xe được thiết lập với vận tốc tối đa giới hạn ở mức 40 km/h và sức tải 600 kg, sức chứa 4 đến 5 hành khách.

Là một trong những người từng trải nghiệm xe tự hành của Phenikaa-X trong một lễ hội khoa học công nghệ tại TP.HCM vào năm 2024, anh Minh Hưng (Thủ Đức, TP.HCM) cho biết thời điểm đó anh khá bất ngờ vì xe chạy rất êm, có thể tự nhận diện, tránh người đi đường. "Nhưng tuyến đường trải nghiệm khi đó cũng không đông người qua lại. Nếu lần này thử nghiệm thực tế tại nơi đông người như Hòa Lạc thì tôi nghĩ sẽ là thử thách lớn với đội kỹ sư."

Qua những lần thử nghiệm trước, các kỹ sư đã tỉ mỉ nghiên cứu hoàn thiện các lớp công nghệ cốt lõi của hệ thống, từ định vị, bản đồ độ chính xác cao, nhận diện môi trường, lập kế hoạch đường đi, điều khiển phương tiện, đến giám sát và xử lý các tình huống bất thường.

Với những dữ liệu đặc thù của Việt Nam như biển báo, làn đường, khoảng cách đến vật cản hay điều kiện sáng tối, họ phải tự thu thập dữ liệu thực tế để đưa về huấn luyện máy.

Những dữ liệu thu được từ mỗi giai đoạn thử nghiệm trở thành đầu vào để điều chỉnh thuật toán, bản đồ, cấu hình hệ thống và quy trình vận hành.

Đợt thử nghiệm tới đây trong sandbox Hòa Lạc sẽ là "một bước phát triển tiếp theo về quy mô, điều kiện thử nghiệm và lượng dữ liệu thực tế. Đây là cơ hội để chúng tôi kiểm chứng hệ thống trên nhiều nhóm phương tiện [xe buýt tự hành, robotaxi, robot dọn vệ sinh, robot giao hàng], trong một phạm vi được quản lý và giám sát chặt chẽ", PGS. Lê Anh Sơn nhìn nhận.

Yêu cầu cao nhất về khả năng xử lý an toàn trong thực tế

"Thách thức lớn nhất không nằm ở việc làm cho phương tiện ‘chạy tự động’, mà là làm cho hệ thống có thể nhận biết, ra quyết định và vận hành an toàn một cách ổn định trong môi trường giao thông thực tế của Việt Nam", ông chia sẻ. Giao thông Việt Nam có những đặc thù rất khác so với nhiều môi trường mà công nghệ tự hành đã được phát triển trước đây, chẳng hạn phương tiện hỗn hợp, mật độ xe máy cao, tình huống giao thông thay đổi nhanh và hành vi của các chủ thể tham gia giao thông khó dự đoán hoàn toàn.

Điều đó đặt ra yêu cầu rất cao đối với hệ thống nhận diện và ra quyết định. Một phương tiện tự hành phải có khả năng nhận biết chính xác các đối tượng xung quanh, dự đoán diễn biến có thể xảy ra, lựa chọn quỹ đạo phù hợp và đồng thời duy trì trạng thái an toàn khi điều kiện vận hành thay đổi.

Nhóm kỹ sư cũng sẽ phải lường trước những tình huống kỹ thuật như mất tín hiệu định vị, gián đoạn kết nối, giới hạn của cảm biến, thay đổi thời tiết hoặc hệ thống phát hiện phương tiện đã vượt khỏi điều kiện vận hành được xác định (ODD).

Để có thể "cảm nhận" và tương tác an toàn với môi trường xung quanh, xe được trang bị một hệ thống giác quan đa dạng, kết hợp chặt chẽ giữa cảm biến dùng tia laser để đo khoảng cách đến các vật thể xung quanh LiDAR, camera và radar.

Trong đó, LiDAR đóng vai trò tái tạo hình ảnh không gian ba chiều chi tiết, camera đảm nhận việc nhận diện vật thể cùng các thông tin giao thông trên tuyến đường, còn radar sẽ bổ trợ khả năng phát hiện và đo lường khoảng cách. Cùng với đó, hệ thống định vị của xe là sự phối hợp nhịp nhàng giữa GPS, cụm cảm biến quán tính IMU và bản đồ 3D.

Các hệ thống tích hợp LiDAR, camera, radar, hệ thống định vị vệ tinh GNSS kết hợp công nghệ hiệu chỉnh RTK, IMU và bản đồ số cũng như phần mềm và thuật toán điều khiển đều do đội ngũ kỹ sư Việt Nam nghiên cứu, phát triển.

Tất cả những luồng dữ liệu thu về từ các thiết bị này sẽ được tổng hợp và xử lý liên tục, giúp cỗ máy tự xác định chính xác tọa độ, nhận diện sớm chướng ngại vật và chủ động vạch ra kế hoạch di chuyển phù hợp.

Những bài toán mà Phenikaa đang giải cho xe tự hành có lẽ sẽ không dừng ở việc cho những chiếc xe lăn bánh trên đường phố. Theo TS. Đỗ Thế Cần, kinh nghiệm từ các dự án tự hành có thể còn được ứng dụng ở nhiều lĩnh vực khác, như kiểm tra công trình ngầm, nông nghiệp công nghệ cao hay an ninh, quốc phòng... Vì vậy, việc làm chủ công nghệ tự hành có thể tạo ra năng lực công nghệ rộng hơn thay vì chỉ tạo ra một phương tiện không người lái.

Quay trở lại với thử nghiệm ở Hòa Lạc, "bài toán lớn nhất là khả năng thích nghi. Công nghệ phải thích nghi với hạ tầng, với giao thông và với dữ liệu thực tế của Việt Nam, thay vì giả định một môi trường giao thông hoàn toàn lý tưởng", PGS. TS Lê Anh Sơn cho biết.

Đó cũng là lý do họ coi dữ liệu từ sandbox có giá trị rất lớn. Mỗi tình huống vận hành thực tế sẽ giúp hệ thống hiểu rõ hơn môi trường giao thông Việt Nam, từ đó tiếp tục cải thiện công nghệ và xác định rõ hệ thống có thể vận hành ở đâu, trong điều kiện nào và cần những yêu cầu hạ tầng, an toàn nào.