Ứng dụng lidar cho giao thông. Ảnh: Forbes
Các thành phố đang áp dụng những công nghệ được kết nối và thông minh cũng như dữ liệu mà chúng tạo ra để giải quyết các thách thức như an toàn cho người đi bộ, quản lý hàng đợi, quản lý lưu lượng phương tiện và hơn thế nữa.
Công nghệ lidar đang nổi lên như một thành phần quan trọng trong những giải pháp thành phố thông minh (TPTM) với khả năng thu thập dữ liệu cần thiết cho các hệ thống. Các thành phố có thể sử dụng công nghệ này để có các hành động kịp thời, đầy đủ thông tin nhằm cải thiện tính an toàn, hiệu quả và tính bền vững cũng như giải quyết các yêu cầu ứng dụng dân sự để duy trì quyền riêng tư.
Công nghệ lidar là gì?
Lidar là từ viết tắt của nhóm từ "light detection and ranging", được gọi là công nghệ sử dụng chùm tia laser an toàn cho mắt để tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao của môi trường được khảo sát. Lidar "nhìn" thế giới ở dạng 3D, điều này cực kỳ quan trọng để đạt được độ chính xác. Công nghệ này gần đây khá "hot" trong ngành công nghệ, nhất là sau khi xuất hiện trên iPhone 12 Pro và iPhone 12 Pro Max.
Công nghệ lidar được phát triển vào đầu những năm 1960, theo sát sự phát minh ra tia laser. Công nghệ này được công chúng chú ý vào năm 1971 khi sứ mệnh tàu Apollo 15 sử dụng công nghệ này để lập bản đồ bề mặt mặt trăng. Kể từ đó, lidar đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm xe tự hành, robot, TPTM và máy bay không người lái.
Một cảm biến lidar điển hình phát ra các sóng ánh sáng dạng xung vào môi trường xung quanh. Các sóng ánh sáng này phản chiếu vào các vật thể xung quanh và phản xạ lại cảm biến. Cảm biến sử dụng thời gian cần thiết để mỗi sóng ánh sáng phản xạ trở lại cảm biến để tính toán khoảng cách mà nó đã di chuyển. Lặp lại quá trình này hàng triệu lần mỗi giây sẽ tạo ra dữ liệu để tạo bản đồ 3D về môi trường chính xác, thời gian thực.
Cách các TPTM sử dụng lidar để bảo vệ quyền riêng tư
Khi chính quyền các địa phương tăng cường sử dụng dữ liệu được thu thập công khai cho mục đích sử dụng đường bộ và cơ sở hạ tầng của người dân, nhu cầu bảo vệ dữ liệu và quyền riêng tư ngày càng tăng. Các mối quan tâm chung liên quan đến việc sử dụng dữ liệu TPTM bao gồm chính việc thu thập dữ liệu, việc thiếu các quy định để bảo vệ quyền riêng tư của công dân cũng như nhu cầu các thành phố áp dụng các công nghệ bảo vệ quyền riêng tư và dữ liệu cá nhân nhạy cảm.
Lidar có thể là công cụ giúp các chính phủ giải quyết những lo ngại về quyền riêng tư này, đặc biệt khi so sánh với các camera, thì kiểu công nghệ cảm nhận (perception) như lidar thường được sử dụng nhiều nhất trong các ứng dụng TPTM ngày nay.
Lidar có thể giám sát môi trường dân sự và theo dõi người đi bộ và xe cộ trong khi tạo dữ liệu về môi trường xung quanh mà không cần thu thập nhận dạng khuôn mặt hoặc dữ liệu sinh trắc học khác. Lidar không yêu cầu bất kỳ tương tác nào với điện thoại di động của một người, cho phép nó theo dõi chính xác mọi người ở những khu vực đông đúc mà không cần xâm nhập vào các thiết bị cá nhân. Công nghệ này đáp ứng độ tin cậy cao cấp cần thiết cho các giải pháp TPTM trong khi vẫn duy trì sự tin cậy và ẩn danh của công chúng.
Trong khi đó, các hệ thống giám sát dựa trên camera thu thập thông tin nhận dạng khuôn mặt và các thông tin nhận dạng khác của cá nhân. Ngay cả khi các hệ thống này được triển khai cho các mục đích tốt, hữu ích, chúng vẫn dễ bị truy cập bởi các thực thể độc hại tiềm ẩn trái phép.
Tăng cường an toàn, hiệu quả và bền vững cho các thành phố
Ngoài các lợi ích về quyền riêng tư dữ liệu rõ ràng, lidar còn là một công nghệ nền tảng giúp thúc đẩy khả năng di chuyển thông minh trong TPTM. Nó cải thiện việc sang đường cho người đi bộ và cho phép bảo vệ trẻ em trong khu vực trường học tốt hơn.
Ngoài ra, lidar cũng có thể cải thiện các dịch vụ công cộng, nâng cao an toàn và chất lượng cuộc sống. Đó là một công nghệ phục vụ cả công dân và thành phố bằng cách tạo ra một tương lai an toàn và riêng tư cho một thế giới đang chuyển động.
Theo một nghiên cứu được Cục An toàn Giao thông đường cao tốc quốc gia của Bộ Giao thông Vận tải Mỹ, thiệt hại về kinh tế và xã hội do các vụ va chạm phương tiện motor lên tới 871 tỷ USD ở Mỹ. Số người thiệt mạng cũng nặng nề, một nghiên cứu của NHTSA năm 2021 ước tính rằng 38.680 người đã chết ở Mỹ trong các vụ tai nạn xe cơ giới vào năm 2020.
Các cảm biến giao thông hiện tại, bao gồm cả radar và camera, không thể cung cấp đầy đủ dữ liệu hoặc 3D, đồng thời hiệu năng của camera sẽ giảm trong điều kiện ánh sáng yếu và thời tiết xấu. Vì thế, cảm biến lidar với các khả năng quan sát 360o là một lựa chọn hấp dẫn vì các bộ cảm biến này thu thập dữ liệu 3D của các đối tượng/vật thể xung quanh với độ chính xác và tần suất cao. Các bộ cảm biến lidar cũng có thể hoạt động trong điều kiện ánh sáng ban ngày, ban đêm, và trong các điều kiện như mưa, tuyết.
Nhóm nghiên cứu của trường Đại học Nevada Reno, trường đại học lâu đời nhất bang Nevada, đã thử nghiệm tính khả thi của việc sử dụng cảm biến lidar bên lề đường để có được các quỹ đạo giao thông đa phương thức, độ chính xác cao bằng cách thử nghiệm các cảm biến, phương thức triển khai và các kịch bản giao thông khác nhau. Nhóm nghiên cứu đã đặt các bộ cảm biến lidar tại các biển báo qua đường và giao lộ để giúp cải thiện phân tích giao thông, quản lý ùn tắc và an toàn cho người đi bộ.
Dự án phát hiện ra rằng dữ liệu từ lidar bên lề đường có thể tăng cường khả năng phân tích sự đi lại và an toàn giao thông, hỗ trợ các phương tiện được kết nối và tự lái, đồng thời tích hợp với cơ sở hạ tầng giao thông để cảnh báo người đi bộ hoặc động vật hoang dã một cách tự động.
Nghiên cứu cho thấy, các hệ thống này có thể giúp các thành phố phát triển các chiến lược Vision Zero, nhằm chấm dứt tử vong và thương tích nghiêm trọng do tai nạn giao thông trên các đường phố vào năm 2030 trong khi tăng cường khả năng di chuyển an toàn, lành mạnh, bình đẳng cho tất cả mọi người.
Các hệ thống cũng có thể cung cấp cho các chính phủ dữ liệu giao thông thời gian thực, tin cậy cần thiết để tối ưu hóa thời gian đèn giao thông, giúp cải thiện lưu lượng trên đường, đồng thời tạo ra cơ sở hạ tầng bền vững và hiệu quả hơn./.
