Nội dung bài viết
Nhờ nâng cấp thuật toán định vị thị giác thời gian thực AutoNav, xe tự hành Perseverance đã thiết lập kỷ lục di chuyển tự động dài nhất trên địa hình hiểm trở của Sao Hỏa.
Thách thức độ trễ tín hiệu điều khiển giữa Trái Đất và hành tinh đỏ
Khoảng cách địa lý khổng lồ giữa Trái Đất và Sao Hỏa tạo ra độ trễ truyền dẫn tín hiệu vô tuyến dao động từ 5 đến hơn 20 phút cho một chiều gửi dữ liệu. Điều này đồng nghĩa với việc các kỹ sư mặt đất hoàn toàn không thể lái xe tự hành bằng cần điều khiển từ xa theo thời gian thực. Trong các sứ mệnh trước đây, robot chỉ có thể di chuyển vài chục mét mỗi ngày rồi dừng lại chụp ảnh, chờ lệnh chỉ dẫn tiếp theo từ trung tâm điều hành.
Phương thức di chuyển thận trọng này hạn chế nghiêm trọng phạm vi khảo sát khoa học trong khi tuổi thọ của pin hạt nhân và các bộ phận cơ khí trên xe có giới hạn nhất định. Để robot có thể tự mình vượt qua các cánh đồng đá tảng lởm chởm và cồn cát lún nguy hiểm, một hệ thống dẫn đường tự động hóa hoàn toàn có khả năng tự nhận thức môi trường là yêu cầu sống còn của sứ mệnh khám phá không gian.
Cơ chế thị giác máy tính và thuật toán vạch lộ trình AutoNav
Hệ thống tự lái AutoNav thế hệ mới vận hành dựa trên cụm camera điều hướng Navcam độ phân giải cao kết hợp bộ xử lý thị giác máy tính chuyên dụng. Khác với các thế hệ xe cũ phải dừng lại để xử lý hình ảnh, xe có thể vừa lăn bánh với tốc độ tối đa vừa liên tục chụp ảnh stereo đa chiều của địa hình phía trước. Thuật toán đo khoảng cách thị giác phân tích sự thay đổi vị trí của các hòn đá trên mặt đất để ước tính chính xác độ trượt bánh.
Đồng thời, mạng nơ-ron nhận diện mối nguy hiểm sẽ phân loại các vùng đất cát lún và các tảng đá sắc nhọn có nguy cơ làm rách bánh xe nhôm. Thuật toán tự động vẽ ra hàng chục lộ trình di chuyển giả định trong không gian 3D, tính toán chỉ số an toàn và chọn ra đường đi tối ưu nhất để vượt qua chướng ngại vật mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào từ con người cách xa hàng trăm triệu cây số.
Bài học ứng dụng công nghệ tự hành cho xe tự lái trên mặt đất
Thành công vang dội của Perseverance trong việc lập kỷ lục di chuyển hàng trăm mét mỗi ngày mà không bị kẹt cát cung cấp những bài học vô giá cho ngành công nghiệp xe tự lái và robot cứu hộ trên Trái Đất.
Các công nghệ này hiện đang được chuyển giao để ứng dụng vào các dòng xe quân sự tự hành, thiết bị lặn biển sâu không người lái và robot tìm kiếm nạn nhân trong các vụ sập hầm mỏ, động đất.
