Hệ thống tránh va chạm (Pre-Collision) trên xe hơi Lexus

Với cái giá tầm 27.000 USD và chỉ trang bị trên những mẫu xe đắt tiền như Lexus LS460, hệ thống Pre-Collision có khả năng cảnh báo tài xế khi chướng ngại vật nằm trong tầm nguy hiểm và tự động hành động nếu va chạm không thể tránh khỏi.

Thông thường khi xảy ra tai nạn, phản ứng của tài xế rất hỗn loạn. Họ không biết phải thực hiện ra sao cho đúng mà chỉ theo tự nhiên. Chẳng hạn như đánh lái hết cỡ, đạp phanh thật mạnh. Thậm chí có người còn nhắm tịt mắt lại.

Để hỗ trợ tài xế trong những tình huống nguy cấp, Lexus đã đưa ra giải pháp tích hợp các công nghệ với nhau nhằm giúp xe tránh va chạm, hoặc ít nhất là tối thiểu hóa mức độ ảnh hưởng. Hãng xe hạng sang thuộc Toyota gọi đó là Pre-Collision.

Pre-Collision tập hợp các cảm biến, máy tính và phần mềm thành một thể thống nhất. Vì thế, giá của chúng khá đắt và chỉ được trang bị trên những mẫu xe đắt tiền như LS460 hay LS600h. Gói thiết bị này có giá khoảng 27.200 USD, một mức quá cao so với hầu hết khách hàng. Tuy nhiên, trong vài năm tới khi được sản xuất hàng loạt, Pre-Collision có thể sẽ rẻ hơn và xuất hiện ở nhiều cấp sản phẩm khác nhau.

Mục tiêu của Pre-Collision là phát hiện chướng ngại vật hoặc người trên đường, phía trước xe. Sau đó, nếu nằm trong vùng nguy hiểm Pre-Collision sẽ cảnh báo cho tài xế. Nếu những cảnh báo này không làm anh ta chú ý, hệ thống sẽ tự hành động mà không cần quan tâm đến phản ứng của người cầm lái để giảm thiểu mức độ va chạm.

Pre-Collision trang bị một rada sóng ngắn tần số 76 GHz vốn là của hệ thống hành trình chủ động. Sóng rada được phát về phía trước và phản xạ ngược trở lại bộ thu nhận để xác định vị trí của chướng ngại vật. Nếu các cảm biến ở điều khiển hành trình chỉ hoạt động khi được bật thì với Pre-Collision, chúng liên tục mô tả đường đi và nhận ra chướng ngại vật ở khoảng cách 122 m.

Một hệ thống phát hiện chướng ngại vật khác sử dụng sóng hồng ngoại. Một phần trong ánh sáng đèn pha nằm trong dải hồng ngoại. Ánh sáng này không nhìn thấy bằng mặt thường và nó phản xạ khi gặp chướng ngại vật phía trước. Hai camera gắn phía trên kính chắn gió sẽ thu nhận những tín hiệu phản hồi này. Không giống camera thông thường, các camera này chỉ hiển thị hình ảnh của sóng hồng ngoại.

Hình ảnh thu được từ hai camera hồng ngoại sẽ được phân tích bằng máy tính và mô tả dưới dạng hình ảnh 3 chiều. Khi tài xế tắt đèn pha tắt, chúng sẽ không tắt hoàn toàn như thông thường. Thay vào đó, một tấm chắn được đưa ra phía trước bóng đèn và chỉ cho ánh sáng hồng ngoại đi qua. Hệ thống phát hiện bằng hồng ngoại có vùng hoạt động rộng gấp 3 lần sóng rada và có thể phát hiện tốt những vật có nhiệt độ như người hoặc động vật.

Bằng cách kết hợp cả hai loại sóng hồng ngoại và rada, Pre-Collision sẽ hiệu quả hơn. Vì trong một số trường hợp như trời mưa to thì camera hồng ngoại rất khó phát hiện.

Loại cảm biến thứ ba được đặt ngay trên mặt vô-lăng và chịu trách nhiệm theo dõi mặt tài xế. Trong trường hợp có chướng ngại vật nằm trong tầm nguy hiểm nhưng người lái quay mặt về bên cạnh mà không theo dõi phía trước, Pre-Collision sẽ cảnh báo và máy tính được đặt trong trạng thái sẵn sàng hành động. Còn nếu tài xế quay về phía trước, Pre-Collision vẫn cảnh báo nhưng máy tính không đặt trong trạng thái chờ mà để anh ta tự do hành động.

Cảm biến của Lexus không thể phát hiện khi tài xế ngủ gật nhưng có thể nhận ra hành động cúi xuống. Vì vậy, có thể coi như nó đảm nhiệm tốt vai trò theo dõi người lái ở mọi tình huống.

Các dữ liệu thu được từ tất cả các cảm biến này được xử lý cùng với thông số của xe như tốc độ, góc lái và tỷ lệ trệch làn đường. Khi gặp tình huống khẩn cấp, máy tính trung tâm sẽ gửi thông tin đến nhiều bộ phận, đưa về chế độ sẵn sàng hành động. Chẳng hạn như hệ thống hỗ trợ lái sẽ giúp vô-lăng quay nhanh hơn, giúp tài xế tránh chướng ngại vật và giữ được hướng.

Dây đai an toàn được siết chặt nhằm đảm bảo hành khách hàng ghế trước giữ nguyên vị trí. Hệ thống hỗ trợ phanh đưa về trạng thái chờ, lực phanh bổ sung được đưa lên mức cực đại để sẵn sàng kích hoạt khi bàn đạp chân phanh được nhấn.

Hệ thống treo tự động đưa về chế độ thể thao, tăng độ cứng để tránh phần mũi xe bị chúi khi phanh gấp.
Tất cả các hoạt động này chỉ diễn ra trong chưa đầy một cái chớp mắt.

Pre-Collision không kiểm soát xe mặc dù nó có chế độ kiểm soát hệ thống lái. Để đặt mức độ cao nhất này, người lái phải yêu cầu nhà sản xuất cài đặt chương trình riêng.