UWB技术是如何利用接收器进行精准定位的呢？

今天下午，大陆集团公布了在超宽带（UWB）领域的最新进展，大陆集团工程技术中心进入系统亚洲区研发总监李平对UWB技术进行了深入解读，并公布了大陆集团UWB产品进展。

▲大陆集团UWB技术发布会

UWB技术利用500MHz以上的频段进行通信，可以实现大约10米范围内的快速数据传输、还能精准定位。应用到车辆中，车主可以不用随身携带车钥匙，通过移动设备就能锁定/解锁车辆，也可以启动车辆。在6月举行的苹果全球开发者大会上，苹果和宝马共同宣布，可以使用iPhone的NFC技术解锁车辆，苹果还希望从明年起，利用iPhone 11手机内置的U1超宽带芯片，在不掏出手机的情况下解锁车辆，实现“彻底干掉车钥匙”的目标。

那么，为什么UWB成了科技界的香饽饽？作为Tier 1的大陆集团在其中扮演什么角色呢？

一、超宽带技术解锁车门更加安全 未来还将用于自动驾驶

说到利用超宽带技术解锁车门，不得不回顾人们锁定、解锁车辆的历史。

最初，人们进入车辆依靠的是机械钥匙，再通过机械钥匙启动车辆。后来远程遥控钥匙逐渐取代机械钥匙，利用射频（RF）技术或红外线技术实现锁定、解锁车门逐渐流行。之后，无钥匙进入系统则让锁定、解锁更加便利，车主不用掏出车钥匙就能进入车辆，大陆集团在上世纪就为奔驰汽车开发出了这种车钥匙。随着人们对车钥匙的功能需求不断上升，双向长距离钥匙可以让车钥匙的控制距离达到1公里以上。

不过，到了如今车联网的时代，车钥匙整合进手机app，我们却要在车辆和手机全部联网的前提下，解锁手机，打开车辆控制app，再进行锁定或解锁的操作。这样的解锁方式虽然可以让车主少带一把车钥匙，但操作过于繁琐且用户体验不佳。

UWB技术则可以解决这一问题。当携带移动设备的车主走近车辆，车辆就会提前感应，并精确感知车主的实时位置，如果检测到拉开门把手、打开后备箱的动作，不需要掏出移动设备近距离感应。如果车主进入车内，车辆也会感应到移动设备在车内的精确位置，可以直接启动车辆。虽然单靠UWB技术就能实现锁定、解锁、启动的操作，但大陆集团还是加入了更丰富的功能，让整个系统更加安全，同时体验更好。

李平为我们描述了这样一种使用场景：当车主靠近车辆，使用蓝牙技术，在最远80米的位置就能探测到信号，此时车灯可以缓缓亮起，进入迎宾状态。在车主与车辆的距离大约为10米时，UWB芯片已经能够感应车主的位置，此时车主只要拉动车门，就能自动解锁。此外，车辆也会配备NFC近场通讯的功能，在特殊情况下，用NFC近场通信解锁车辆。

▲利用不同技术实现多种解锁方式

那么，UWB技术是如何进行精准定位的呢？

UWB技术是通过计算发射装置和接收装置之间的距离判断二者相对位置的。发射装置会将包含时间戳的信号发射出去，接收器最快接收到的信号判断为二者之间的最近距离，通过发射内容中包含的时间信息，就能算出飞行时间（ToF），进而计算出飞行距离，实现精确定位。

而传统射频（RF）车钥匙则不是采用这样的方法，而是根据射频信号强弱判断“距离”。射频信号越弱，则判断距离越远，射频信号越强，则判断距离越近。

▲即便增强设备信号也无法“骗过”UWB芯片

这种方式在没有干扰的情况下非常实用，但据大陆集团介绍，近年来在欧洲地区发生了不少利用中继站放大射频信号盗窃车辆的案件。这也是大陆集团和其他厂商开发UWB技术的初衷。在UWB技术中，如果芯片判断飞行时间过长，直接判定车钥匙不在有效范围内，即便放大信号干扰，也无法开启车门。

实际上，UWB技术的应用场景远不止开车门。根据大陆集团工程技术中心进入系统亚洲区研发总监李平的介绍，如果车内安装多个超宽带芯片，那么还能实现更多的功能。例如在车辆内部安装超宽带芯片，实现对车内乘员的探测，防止车主粗心大意把小孩、宠物锁在车内。在后备箱安装超宽带芯片，可以替代脚踢传感器的功能。

▲安装多个UWB传感器就能实现更加丰富的功能

此外，在地下停车场和错综复杂的立交桥上，卫星定位常常失效。如果利用UWB技术对车辆实现精确定位，在停车场内可以进行更精准的自动泊车，在立交桥上可以进行更精准的自动驾驶操作。

二、超宽带逐渐转向商用已和宝马等5家车企达成合作

2019年9月，苹果发布了iPhone 11系列手机，在当时那场发布会上，苹果仅在演示文稿中展示了iPhone 11系列搭载U1芯片，但介绍iPhone 11系列的苹果高级副总裁Philip W. Schiller对这颗芯片只字未提。即便是苹果官网也只用一段文字描述了U1芯片。在iPhone 11系列发布后的大半年时间里，这颗神秘芯片究竟能干什么一直是人们讨论的焦点。

▲iPhone 11全系搭载U1芯片

今年6月，在苹果全球开发者大会WWDC上，苹果正式推出了数字车钥匙的功能，这项功能允许车主使用iPhone手机解锁/锁定车辆。并且，苹果在发布会上宣布，从明年开始，将推动行业标准升级，使用超宽带技术，实现精确的空间感知。即便将iPhone放在背包或者口袋中，也能实现解锁、锁定或启动车辆等操作。

▲目前只能用NFC实现解锁车辆

在今天的大陆集团发布会上，大陆集团工程技术中心进入系统亚洲区研发总监李平也提到了与苹果和宝马的合作。据了解，大陆集团早在2016年就和苹果公司、宝马集团达成了合作，共同研发数字车钥匙的解决方案。并且除宝马之外，大陆集团还和另外4家车企达成了UWB技术的合作。

据介绍，从明年7月起，宝马新款5系轿车将配备大陆集团UWB技术，使用iPhone解锁时，不用从包里掏出手机。

实际上，UWB技术也并非大陆一己之力就能完成的。李平透露，这一UWB产品中的芯片部件主要由恩智浦提供，大陆集团和恩智浦半导体在车钥匙领域一直有非常紧密的合作。

在发布会最后，李平介绍了大陆集团与国内厂商的合作情况。他说，针对UWB技术，国内厂商主要分为两派，一派是找不到理由升级成UWB，因为从成本上来说比蓝牙技术稍高，但用户对蓝牙车钥匙解锁并没有抱怨的情况。另一派厂商希望这项技术能够尽快落地，抢占国内和国际市场。从大陆集团的产品规划上看，国内整车厂商最早将从2023年开始为车辆配备UWB技术，2024年起将会有更多应用。

结语：消灭车钥匙已成科技行业“共识”

今年6月，笔者曾天真地认为，只有苹果想要“干掉车钥匙”，但随着大陆、恩智浦、宝马等厂商纷纷推出自己的UWB解决方案，三星、索尼、小米、OPPO都是UWB技术组织FiRa的会员，我才意识到消灭车钥匙或许是科技行业的“共识”。

在汽车网联时代飞速发展的今天，网络是一方面的发展，更重要的是便利性的进步。如果没有使用便利性的大幅提升，汽车网联就还停留在概念阶段。
责任编辑:pj