【導讀】在汽車(chē)科技日新月異的發(fā)展圖景中，超寬帶（UWB）技術(shù)猶如創(chuàng )新的燈塔脫穎而出，尤其在車(chē)輛乘員檢測領(lǐng)域。這種尖端技術(shù)以其低功耗無(wú)線(xiàn)功能而著(zhù)稱(chēng)，如今正為車(chē)輛高階安全措施和便捷性的提升鋪平道路。
隨著(zhù)超寬帶（Ultra-Wideband，UWB）技術(shù)的持續演進(jìn)，它有望徹底革新車(chē)輛的功能與駕駛效率，并打造更安全、更互聯(lián)的駕駛體驗。
通過(guò)本文，您將了解到：
UWB技術(shù)為汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)的變革性推動(dòng)。 這一技術(shù)如何增強車(chē)輛乘員檢測、無(wú)鑰匙車(chē)輛門(mén)禁系統及道路安全等應用。 如何將UWB集成到汽車(chē)中。 在汽車(chē)科技日新月異的發(fā)展圖景中，超寬帶（UWB）技術(shù)猶如創(chuàng )新的燈塔脫穎而出，尤其在車(chē)輛乘員檢測領(lǐng)域。這種尖端技術(shù)以其低功耗無(wú)線(xiàn)功能而著(zhù)稱(chēng)，如今正為車(chē)輛高階安全措施和便捷性的提升鋪平道路。 技術(shù)不斷改善著(zhù)我們的日常生活，但要真正使其發(fā)揮效用，它必須簡(jiǎn)單、安全、可靠且值得信賴(lài)。如同Wi-Fi和藍牙這樣的射頻（RF）技術(shù)已極大提升了家庭和企業(yè)的連接性；然而，UWB作為一種安全、可靠、值得信賴(lài)的RF技術(shù)，以其獨特的能力脫穎而出，能夠進(jìn)一步增強我們的生活品質(zhì)。 UWB的應用范圍固然廣泛，但本文將重點(diǎn)聚焦其在交通事故救生這一車(chē)輛應用中的關(guān)鍵角色，從而讓我們一窺更安全、更互聯(lián)的未來(lái)駕駛體驗。
UWB：汽車(chē)創(chuàng )新領(lǐng)域的多面手
汽車(chē)行業(yè)正迅速整合新技術(shù)，以提升安全性、保障性及整體消費者體驗。為應對交通安全問(wèn)題，相關(guān)技術(shù)已從雷達和攝像頭等獨立的車(chē)輛系統，演進(jìn)到要求各制造商提供標準化的車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
這一向“車(chē)對萬(wàn)物（Vehicle-to-Everything，V2X）”通信技術(shù)的轉變，為UWB技術(shù)打開(kāi)了大門(mén)。該技術(shù)結合了精確定位、安全識別及超低延遲等特性于一身，從而加強了先進(jìn)駕駛輔助系統（ADAS）及聯(lián)網(wǎng)與自主駕駛汽車(chē)（CAV）的功能。
UWB在汽車(chē)中的一個(gè)核心應用是乘員檢測能力；特別是在可能引發(fā)生命危險的場(chǎng)景中，如兒童被遺忘在炎熱的車(chē)內（圖1）。UWB利用信道脈沖響應（CIR）的獨特特性來(lái)判斷座椅是否被占用。
圖1，UWB應用于車(chē)輛乘員安全檢測系統。
通過(guò)在車(chē)內發(fā)送UWB脈沖，信號在車(chē)內表面反射并最終到達接收器，從而實(shí)現了這一功能。其重點(diǎn)在于策略性地布置發(fā)射器和接收器的位置，確保信號能夠覆蓋乘客座椅區域。當座椅被占用時(shí)，CIR信號特征就會(huì )發(fā)生變化，系統據此檢測出人員的存在。這一應用不僅加強了安全性，還使得車(chē)輛與其環(huán)境之間的交互達到了新的水平。
乘員檢測之外的其它應用
除了乘員檢測外，UWB的用途還延伸至包括數字鑰匙在內的多種車(chē)載應用中。數字鑰匙應用展現了UWB在提高車(chē)輛安全性、便利性和情境感知能力方面的多功能性。
由車(chē)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Car Connectivity Consortium，CCC）開(kāi)發(fā)的數字鑰匙，利用UWB實(shí)現了無(wú)需手持設備或智能手機即可在靠近或離開(kāi)時(shí)自動(dòng)解鎖和鎖車(chē)的免接觸可靠操作。數字鑰匙應用了結合UWB與低功耗藍牙（BLE）技術(shù)，示范了汽車(chē)如何安全地驗證身份并與駕駛員的智能手機或智能手表進(jìn)行通信（圖2）。
圖2，數字鑰匙將采用多個(gè)UWB傳感器
在此系統中，配備UWB的智能手機或鑰匙扣發(fā)送信號；多個(gè)安裝在車(chē)輛上的UWB錨點(diǎn)接收到信號后會(huì )依次回復。隨后，車(chē)輛據此計算與智能手機或用戶(hù)間的精確距離。
數字鑰匙工作流程的安全性得益于一項特別功能，即采用加擾時(shí)間戳序列（STS），并受到高級加密標準（AES）協(xié)議的保護。這一過(guò)程受復雜算法的保護；該算法在每次信號傳輸后都會(huì )更新STS代碼，從而確保僅有授權設備能夠進(jìn)行通信。
不僅如此，除UWB外，我們還將低功耗藍牙（BLE）技術(shù)用于初始高級別通信，以交換數字鑰匙ID并驗證用戶(hù)身份，進(jìn)一步增強了安全性并防止未經(jīng)授權的訪(fǎng)問(wèn)。這一創(chuàng )新的數字鑰匙車(chē)輛進(jìn)出流程為用）帶來(lái)了無(wú)縫且安全的體驗（如圖3所示）。
圖3，本圖展示了數字鑰匙的安全與交換流程
在高速行駛且車(chē)輛眾多的情況下，自主駕駛汽車(chē)（CAV）的完美運行至關(guān)重要。以車(chē)隊行駛為例，車(chē)輛緊密排列以通過(guò)減少空氣阻力來(lái)節省燃油（如圖4所示）。這種方法可以使貨車(chē)運輸更加安全高效，降低燃油成本和排放，緩解交通擁堵，加快配送速度，甚至延長(cháng)電動(dòng)汽車(chē)單次充電的行駛里程。
圖4，利用UWB雷達進(jìn)行短距探測
此外，UWB在短距程雷達系統中的應用彰顯了其在防碰撞技術(shù)領(lǐng)域的潛力。通過(guò)分析反射信號的到達時(shí)間，UWB能精確測定與鄰近物體的距離，使車(chē)輛能夠及時(shí)向駕駛員發(fā)出潛在危險的警報。
為行人與騎行者改善安全性
UWB技術(shù)還可以通過(guò)與“車(chē)對行人（V2P）”通信技術(shù)的結合，為行人和騎行者帶來(lái)顯著(zhù)的安全性提升（圖5）。與“車(chē)對車(chē)（V2V）”通信類(lèi)似，UWB協(xié)助導航系統識別附近是否有弱勢道路使用者（VRU）；例如攜帶智能手機或任何啟用UWB設備的行人。隨后，它準確測量與VRU的距離，并檢查是否存在碰撞風(fēng)險。
圖5，在此場(chǎng)景中，UWB被用于確保行人安全
例如，在三叉路口或任何十字路口，配備了UWB傳感器的車(chē)輛可以檢測到VRU的準確位置，從而幫助防止事故發(fā)生，讓道路更加安全。
面向未來(lái)，UWB技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)的潛在應用既廣泛又多樣。從確保電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電設備對準，到實(shí)現停車(chē)場(chǎng)安全支付，再到改善行人的道路安全，UWB技術(shù)有望徹底改變我們的駕駛體驗。
將UWB技術(shù)融入汽車(chē)，不僅僅為了增強車(chē)輛的功能性，更為了是創(chuàng )建一個(gè)更安全、更便捷、更互聯(lián)的駕駛環(huán)境。行業(yè)預測顯示，未來(lái)不久將有半數新車(chē)采用UWB技術(shù)，為汽車(chē)安全與創(chuàng )新鋪就飛躍式發(fā)展的舞臺。
展望未來(lái)
UWB技術(shù)標志著(zhù)汽車(chē)工業(yè)向前邁出的關(guān)鍵一步。它提供了增強的安全與保障，并開(kāi)啟了通往眾多創(chuàng )新應用的大門(mén)；而這些應用有望重塑我們與汽車(chē)的交互方式。隨著(zhù)這一技術(shù)的不斷演進(jìn)，UWB無(wú)疑將在塑造未來(lái)汽車(chē)設計與功能性方面發(fā)揮核心作用；從而讓所有人的駕駛體驗更安全、更高效、更愉悅。
文章來(lái)源：Qorvo半導體
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