Original Title: D3.1 - State of the Art of Automated Driving technologies
Document Type: Report
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original report for full accuracy.

D3.1 - ស្ថានភាពបច្ចុប្បន្ននៃបច្ចេកវិទ្យាបើកបរដោយស្វ័យប្រវត្តិ

ចំណងជើងដើម៖ D3.1 - State of the Art of Automated Driving technologies

អ្នកនិពន្ធ៖ ISMB, SIRTI, ARD

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2018 ASTRail Consortium

វិស័យសិក្សា៖ Transportation Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា/ប្រធានបទ (The Problem/Topic)៖ របាយការណ៍នេះធ្វើការត្រួតពិនិត្យស្ថានភាពបច្ចុប្បន្ននៃបច្ចេកវិទ្យាបើកបរដោយស្វ័យប្រវត្តិនៅក្នុងវិស័យយានយន្ត កសិកម្ម ឧស្សាហកម្ម លំហអាកាស និងសមុទ្រ ដើម្បីកំណត់ពីបច្ចេកវិទ្យាដែលអាចយកមកពង្រឹងការបើកបរដោយស្វ័យប្រវត្តិក្នុងវិស័យផ្លូវដែក។

វិធីសាស្ត្រ (Approach)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់ការរុករកឯកសារជាប្រព័ន្ធ (Systematic literature review) ដើម្បីវិភាគលើបច្ចេកវិទ្យា មុខងារ និងសេនស័រដែលកំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការស្រាវជ្រាវ និងផលិតផលពាណិជ្ជកម្ម។

សេចក្តីសន្និដ្ឋានសំខាន់ៗ (Key Conclusions)៖

២. ការរកឃើញសំខាន់ៗ (Key Findings)

របាយការណ៍នេះបង្ហាញពីស្ថានភាពបច្ចុប្បន្ននៃបច្ចេកវិទ្យាបើកបរដោយស្វ័យប្រវត្តិនៅក្នុងវិស័យសំខាន់ៗដូចជា យានយន្ត កសិកម្ម ឧស្សាហកម្ម សមុទ្រ អាកាសចរណ៍ និងផ្លូវដែក។ របកគំហើញដ៏សំខាន់គឺថា ការបញ្ចូលទិន្នន័យពហុសេនស័រ (Multi-sensor data fusion) កំពុងក្លាយជាស្តង់ដារសកលដែលមិនអាចខ្វះបាន ដើម្បីធានាសុវត្ថិភាព ភាពរឹងមាំ និងភាពសុក្រឹតខ្ពស់សម្រាប់ការកំណត់ទីតាំង និងការរកឃើញឧបសគ្គ។

ការរកឃើញ (Finding) ព័ត៌មានលម្អិត (Detail) ភស្តុតាង (Evidence)
បច្ចេកវិទ្យាកំណត់ទីតាំងប្រកបដោយភាពសុក្រឹត (Precise Localization Technologies) ការកំណត់ទីតាំងរបស់យានយន្តស្វ័យប្រវត្តិពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងលើការរួមបញ្ចូលគ្នានៃប្រព័ន្ធផ្កាយរណបកម្រិតខ្ពស់ (RTK-GPS/DGPS) ជាមួយនឹងប្រព័ន្ធវាស់ស្ទង់ចលនាពីខាងក្នុង (Inertial Navigation Systems - INS/IMU) និង Odometry ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានៅពេលបាត់បង់សញ្ញា GPS (ដូចជានៅតំបន់មានអគារខ្ពស់ៗ ឬរូងក្រោមដី)។ យោងតាមរបាយការណ៍ ប្រព័ន្ធ DGPS និង RTK-GPS ដែលធ្វើការជាមួយ IMU អាចផ្តល់នូវភាពសុក្រឹតនៃការកំណត់ទីតាំងកម្រិតសង់ទីម៉ែត្រ (Centimetre-level accuracy ទំហំក្រោម ៥សង់ទីម៉ែត្រ) សម្រាប់ការងារកសិកម្ម និងយានយន្ត។
សារៈសំខាន់នៃការបញ្ចូលទិន្នន័យពហុសេនស័រ (Multi-sensor Data Fusion) គ្មានសេនស័រណាមួយមានលក្ខណៈល្អឥតខ្ចោះគ្រប់កាលៈទេសៈនោះទេ។ ហេតុនេះ ប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវត្តិត្រូវប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាបញ្ជូលទិន្នន័យពីសេនស័រជាច្រើន (ដូចជា កាមេរ៉ា, RADAR, LiDAR, SONAR) ក្នុងពេលតែមួយ ដើម្បីទាញយកអត្ថប្រយោជន៍បំពេញបន្ថែមឲ្យគ្នា (Complementarity) និងបង្កើតប្រព័ន្ធបម្រុងទុក (Redundancy) នៅពេលមានការបរាជ័យ។ LiDAR ងាយរងឥទ្ធិពលពីភ្លៀងនិងអ័ព្ទ ប៉ុន្តែ RADAR មិនរងឥទ្ធិពលទេ ខណៈកាមេរ៉ាផ្តល់រូបភាពច្បាស់តែមានកម្រិតពេលយប់។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានេះជួយឲ្យប្រព័ន្ធអាចកំណត់និងវាយតម្លៃឧបសគ្គបានត្រឹមត្រូវ ១០០% ក្នងគ្រប់ស្ថានភាព។
បច្ចេកវិទ្យារកឃើញឧបសគ្គ និងការយល់ដឹងពីបរិស្ថាន (Obstacle Detection & Perception) បច្ចេកវិទ្យារកឃើញឧបសគ្គចែកចេញជាប្រភេទសកម្ម (Active sensors ដូចជា LiDAR និង RADAR ដែលបញ្ចេញរលកសញ្ញា) និងប្រភេទអកម្ម (Passive sensors ដូចជាកាមេរ៉ា Vision sensors)។ ប្រព័ន្ធទាំងនេះប្រើប្រាស់ AI និងក្បួនដោះស្រាយរូបភាព (Image processing) ដើម្បីចំណាត់ថ្នាក់វត្ថុ (ឧទាហរណ៍៖ មនុស្ស យានយន្ត ឬផ្លាកសញ្ញា)។ RADAR ទាក់ទាញសម្រាប់ការស្វែងរកគោលដៅចម្ងាយឆ្ងាយ (លើសពី ២០០ម៉ែត្រ) និងការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា 3D SLAM ដោយផ្អែកលើ LiDAR ជួយបង្កើតផែនទី 3D នៃបរិស្ថានជុំវិញបានយ៉ាងជាក់លាក់។
សក្តានុពលនៃការផ្ទេរបច្ចេកវិទ្យាមកកាន់វិស័យផ្លូវដែក (Technology Transfer to Railways) វិស័យផ្លូវដែកបច្ចុប្បន្នមានប្រព័ន្ធបញ្ជាស្វ័យប្រវត្តិ (ATO) និងប្រព័ន្ធការពារ (ATP) ដែលដំណើរការស្រាប់ ប៉ុន្តែនៅមានកម្រិតនៅឡើយសម្រាប់ផ្លូវដែកធំៗ (Main lines)។ បច្ចេកវិទ្យាស្វ័យប្រវត្តិពីវិស័យយានយន្តអាចត្រូវបានយកមកបំពាក់លើរថភ្លើង ដើម្បីបង្កើនសមត្ថភាពស្វែងរកឧបសគ្គនៅលើផ្លូវដែក។ ប្រព័ន្ធ CBTC (Communication Based Train Control) អនុញ្ញាតឲ្យរថភ្លើងដំណើរការក្នុងកម្រិតស្វ័យប្រវត្តិកម្មអតិបរមា GoA4 (Unattended Train Operation) ដោយមិនត្រូវការអ្នកបើកបរឡើយ ដោយប្រើប្រាស់ការទំនាក់ទំនងឥតខ្សែ និងសេនស័រវាស់ស្ទង់ចម្ងាយយ៉ាងសុក្រឹត។

៣. អនុសាសន៍ (Recommendations)

ផ្អែកលើការវិភាគស្ថានភាពបច្ចេកវិទ្យា របាយការណ៍នេះផ្តល់នូវអនុសាសន៍សំខាន់ៗដើម្បីជំរុញការអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវត្តិប្រកបដោយសុវត្ថិភាព និងប្រសិទ្ធភាព៖

គោលដៅ (Target) សកម្មភាព (Action) អាទិភាព (Priority)
ក្រសួងសាធារណការ និងដឹកជញ្ជូន (MPWT) និង ក្រុមហ៊ុនផ្លូវដែក (Royal Railway) គួរសិក្សាលទ្ធភាពនៃការធ្វើទំនើបកម្មប្រព័ន្ធសញ្ញាផ្លូវដែក ដោយធ្វើសមាហរណកម្មប្រព័ន្ធពហុសេនស័រ (LiDAR, Cameras) និងកម្រិតស្វ័យប្រវត្តិកម្ម ATO/ATP ដើម្បីត្រៀមរៀបចំប្រព័ន្ធរថភ្លើងល្បឿនលឿន និងបង្កើនសុវត្ថិភាពនៅតាមចំណុចប្រសព្វ។ ខ្ពស់ (High)
វិស័យឯកជន (Private Sector) និង ក្រុមហ៊ុនកសិ-ឧស្សាហកម្ម ចាប់ផ្តើមវិនិយោគ និងសាកល្បងប្រើប្រាស់ត្រាក់ទ័រស្វ័យប្រវត្តិ និងដ្រូនកសិកម្ម (Agricultural Drones/UGVs) ដែលបំពាក់បច្ចេកវិទ្យា RTK-GPS សម្រាប់បង្កើនទិន្នផល កាត់បន្ថយចំណាយកម្លាំងពលកម្ម និងកាត់បន្ថយការប្រឈមនឹងសារធាតុគីមី។ មធ្យម (Medium)
អាជ្ញាធរអាកាសចរណ៍ស៊ីវិល (SSCA) និង អ្នកតាក់តែងគោលនយោបាយ ត្រូវបង្កើតក្របខណ្ឌច្បាប់ និងស្តង់ដារសុវត្ថិភាពច្បាស់លាស់ស្តីពីការប្រើប្រាស់ដ្រូនយន្ត (UAVs) សម្រាប់ការងារពាណិជ្ជកម្ម ដោយតម្រូវឲ្យមានប្រព័ន្ធស្វែងរកនិងបញ្ចៀសការប៉ះទង្គិច (Sense And Avoid - SAA) ស្របតាមស្តង់ដារអន្តរជាតិ។ ខ្ពស់ (High)
សាកលវិទ្យាល័យ និង ស្ថាប័នស្រាវជ្រាវ (Universities & Research Institutions) ត្រូវបញ្ចូលមុខវិជ្ជាវិទ្យាសាស្ត្រទិន្នន័យសេនស័រ (Sensor Fusion), កុំព្យូទ័រចក្ខុ (Computer Vision) និងបញ្ញាសិប្បនិម្មិត (AI in Robotics) ទៅក្នុងកម្មវិធីសិក្សាវិស្វកម្ម ដើម្បីរៀបចំធនធានមនុស្សឲ្យស្របនឹងតម្រូវការបច្ចេកវិទ្យានាពេលអនាគត។ មធ្យម (Medium)

៤. បរិបទកម្ពុជា (Cambodia Context)

ទោះបីជាប្រទេសកម្ពុជាមិនទាន់មានឧស្សាហកម្មផលិតយានយន្តស្វ័យប្រវត្តិក៏ដោយ ការយល់ដឹងពីបច្ចេកវិទ្យា Sensor Fusion និងប្រព័ន្ធកំណត់ទីតាំងឆ្លាតវៃ (C-ITS) គឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះដ៏សំខាន់សម្រាប់ការធ្វើទំនើបកម្មហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធទីក្រុងឆ្លាតវៃ (Smart Cities), វិស័យកសិកម្មឆ្លាតវៃ (Smart Agriculture) និងការស្តារប្រព័ន្ធផ្លូវដែកនៅកម្ពុជាឲ្យស្របតាមស្តង់ដារអន្តរជាតិ។

ផលប៉ះពាល់មូលដ្ឋាន (Local Implications)៖

ការរៀបចំខ្លួនឲ្យបានលឿនតាមរយៈការតាក់តែងគោលនយោបាយ និងការបណ្តុះបណ្តាលធនធានមនុស្សលើបច្ចេកវិទ្យា Multi-sensor នឹងជួយកម្ពុជាផ្លាស់ប្តូរមុខមាត់ឧស្សាហកម្មរបស់ខ្លួន កាត់បន្ថយគ្រោះថ្នាក់ និងពន្លឿនកំណើនសេដ្ឋកិច្ចឌីជីថល (Digital Economy) ប្រកបដោយនិរន្តរភាព។

៥. ផែនការអនុវត្ត (Implementation Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមអនុសាសន៍នៃរបាយការណ៍នេះ គួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ជំហានទី១៖ ការវាយតម្លៃហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធ និងសក្តានុពល (Infrastructure & Feasibility Assessment): ក្រសួងពាក់ព័ន្ធត្រូវសហការជាមួយអ្នកជំនាញ ដើម្បីសិក្សាពីលទ្ធភាពនៃការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាប្រព័ន្ធចាប់សញ្ញាចរាចរណ៍ឆ្លាតវៃ (Intelligent Transport Systems - ITS) លើផ្លូវល្បឿនលឿន និងខ្សែផ្លូវដែកអាទិភាព។
  2. ជំហានទី២៖ ការបង្កើតគម្រោងសាកល្បងថ្នាក់ជាតិ (National Pilot Projects): រៀបចំគម្រោងសាកល្បង (Pilot testing) ដោយផ្តោតលើការប្រើប្រាស់ត្រាក់ទ័រ និងដ្រូនអាកាស (UAVs) បើកបរដោយស្វ័យប្រវត្តិសម្រាប់បម្រើដល់វិស័យកសិ-ឧស្សាហកម្ម និងការរុករកទិន្នន័យផែនទី (3D Mapping) នៅតាមខេត្តគោលដៅ។
  3. ជំហានទី៣៖ ការរៀបចំស្តង់ដារ និងបទប្បញ្ញត្តិសុវត្ថិភាព (Safety Standards & Regulatory Framework): បង្កើតគណៈកម្មការអន្តរក្រសួងដើម្បីតាក់តែងគោលការណ៍ណែនាំ (Guidelines) ទាក់ទងនឹងយានយន្ត និងគ្រឿងចក្រគ្មានអ្នកបើកបរ ដោយយកគំរូតាមស្តង់ដារអន្តរជាតិ (ដូចជា SAE J3016 និង ISO 18497 សម្រាប់វិស័យកសិកម្ម)។
  4. ជំហានទី៤៖ ការអភិវឌ្ឍជំនាញ និងធនធានមនុស្ស (Capacity Building & R&D): ផ្តល់មូលនិធិស្រាវជ្រាវដល់សាកលវិទ្យាល័យផ្នែកវិស្វកម្មនៅកម្ពុជា ដើម្បីធ្វើការស្រាវជ្រាវលើក្បួនដោះស្រាយ (Algorithms) ទាក់ទងនឹង Sensor Fusion, Computer Vision, និងអភិវឌ្ឍគម្រូយានយន្តស្វ័យប្រវត្តិខ្នាតតូចសាកល្បង។

៦. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Multi-sensors data fusion ដំណើរការនៃការបញ្ចូលទិន្នន័យពីសេនស័រច្រើនប្រភេទខុសៗគ្នា (ដូចជា កាមេរ៉ា, LiDAR, RADAR និង GPS) បញ្ចូលគ្នាដើម្បីទទួលបានព័ត៌មានដែលសុក្រឹត អាចទុកចិត្តបាន និងបំពេញចំណុចខ្វះខាតឱ្យគ្នាទៅវិញទៅមកសម្រាប់ការបញ្ជាយានយន្តស្វ័យប្រវត្តិ។ ដូចជាមនុស្សដែលប្រើទាំងភ្នែក (មើលរូបភាព) និងត្រចៀក (ស្តាប់សំឡេង) ក្នុងពេលតែមួយដើម្បីដឹងពីបរិស្ថានជុំវិញបានច្បាស់ជាងការប្រើប្រាស់សរីរាង្គតែមួយ។
Simultaneous Localization And Mapping (SLAM) បច្ចេកទេសដែលអនុញ្ញាតឱ្យយានយន្តស្វ័យប្រវត្តិអាចបង្កើតផែនទីនៃបរិស្ថានជុំវិញដែលវាមិនធ្លាប់ស្គាល់ ស្របពេលដំណាលគ្នាដែលវាកំពុងកំណត់ទីតាំងរបស់វាផ្ទាល់នៅក្នុងផែនទីនោះ (ជាញឹកញាប់ប្រើពេលគ្មានសញ្ញា GPS)។ ដូចជាការដើរចូលក្នុងបន្ទប់ងងឹតដែលយើងមិនធ្លាប់ស្គាល់ ហើយយើងយកដៃស្ទាបជញ្ជាំងដើម្បីគូសប្លង់បន្ទប់ក្នុងខួរក្បាល បណ្តើរ និងដឹងថាយើងកំពុងឈរនៅត្រង់ណាបណ្តើរ។
Dead Reckoning វិធីសាស្ត្រគណនាទីតាំងបច្ចុប្បន្នរបស់យានយន្តដោយផ្អែកលើទីតាំងចុងក្រោយដែលវាបានដឹង បូករួមជាមួយនឹងការវាស់ស្ទង់ចលនា (ល្បឿន ទិសដៅ និងពេលវេលា) ដោយមិនពឹងផ្អែកលើប្រព័ន្ធសញ្ញាពីខាងក្រៅដូចជា GPS ឡើយ។ ដូចជាពេលបិទភ្នែកដើរទៅមុខ ប្រសិនបើអ្នកដឹងថាអ្នកចាប់ផ្តើមពីចំណុចណា ហើយអ្នកឈានជើងប៉ុន្មានជំហានក្នុងទិសដៅណា អ្នកអាចស្មានដឹងថាអ្នកកំពុងនៅទីណា។
RTK-GPS ប្រព័ន្ធកំណត់ទីតាំងតាមប្រព័ន្ធផ្កាយរណប (Real-Time Kinematic GPS) ដែលប្រើប្រាស់ស្ថានីយ៍មូលដ្ឋានជាឯកសារយោងដើម្បីកែតម្រូវសញ្ញា GPS ធ្វើឱ្យការកំណត់ទីតាំងមានភាពសុក្រឹតខ្ពស់រហូតដល់កម្រិតសង់ទីម៉ែត្រ។ ដូចជាការប្រើប្រាស់ម៉ែត្រវាស់ប្រវែងដែលមានភាពច្បាស់លាស់កម្រិតសង់ទីម៉ែត្រ ជាជាងការគ្រាន់តែប្រើប្រាស់ជំហានជើងដើម្បីប៉ាន់ស្មានប្រវែងរវាងចំណុចពីរ។
LiDAR ឧបករណ៍សេនស័រសកម្ម (Light Detection And Ranging) ដែលបាញ់ពន្លឺឡាស៊ែររាប់លានដងទៅកាន់បរិស្ថានជុំវិញ រួចវាស់ពេលវេលាដែលពន្លឺនោះផ្លាតត្រឡប់មកវិញ ដើម្បីបង្កើតជាទិន្នន័យផែនទី 3D លម្អិតពីវត្ថុនិងឧបសគ្គនានា។ ដូចជាសត្វប្រចៀវបញ្ចេញសំឡេងដើម្បីវាស់ចម្ងាយពីឧបសគ្គនៅពេលយប់ តែបច្ចេកវិទ្យានេះប្រើពន្លឺឡាស៊ែរដែលភ្នែកមនុស្សមើលមិនឃើញជំនួសវិញ។
Automatic Train Operation (ATO) ប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការរថភ្លើងដោយស្វ័យប្រវត្តិដែលគ្រប់គ្រងការបង្កើនល្បឿន ការបន្ថយល្បឿន និងការឈប់នៅចំណតដោយមិនត្រូវការការបញ្ជាដោយផ្ទាល់ពីអ្នកបើកបរ ដើម្បីធានាសុវត្ថិភាពនិងភាពទៀងទាត់នៃការធ្វើដំណើរ។ ដូចជាប្រព័ន្ធបើកបរស្វ័យប្រវត្តិ (Auto-pilot) នៅលើយន្តហោះ ដែលកុំព្យូទ័រជាអ្នកគ្រប់គ្រងដំណើរការហោះហើរដោយផ្ទាល់។
Odometry ការប្រើប្រាស់ទិន្នន័យពីសេនស័រដែលភ្ជាប់នឹងកង់ ឬប្រព័ន្ធវាស់ស្ទង់រូបភាព (Visual Odometry) ដើម្បីប៉ាន់ស្មានចម្ងាយ និងការផ្លាស់ប្តូរទីតាំងរបស់យានយន្តតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង។ ដូចជាការរាប់ចំនួនជុំនៃកង់កង់វិល ដើម្បីគណនាថាអ្នកជិះកង់បានចម្ងាយប៉ុន្មានម៉ែត្រពីកន្លែងដើម។
Communication Based Train Control (CBTC) ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងរថភ្លើងទំនើបដែលប្រើប្រាស់ការទំនាក់ទំនងទិន្នន័យឥតខ្សែពីរថភ្លើងទៅហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធ ដើម្បីកំណត់ទីតាំងយ៉ាងច្បាស់លាស់ និងរក្សាចម្ងាយសុវត្ថិភាពរវាងរថភ្លើងនីមួយៗ (Moving Block) ដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ ដូចជាការប្រើប្រាស់អាយកូមទាក់ទងគ្នាពីចម្ងាយពេលកំពុងបើកឡានដេញគ្នា ដើម្បីកុំឱ្យបុកគូទគ្នា ប៉ុន្តែប្រព័ន្ធនេះធ្វើឡើងដោយស្វ័យប្រវត្តិនិងលឿនបំផុតរវាងរថភ្លើងនិងមជ្ឈមណ្ឌលបញ្ជា។

៧. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖