【大大芯方案】高精度实时定位，大联大推出基于NXP UWB 3D定位算法与上位机方案

2023年10月10日，致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布

其旗下世平推出基于恩智浦（NXP）S32K144、NCJ29D5D与KW38评估板的UWB 3D定位算法与上位机方案。☜

图示1-大联大世平基于NXP产品的UWB 3D定位算法与上位机方案的展示板图

随着现代汽车对于定位精度的要求越来越高，UWB超宽带技术受到车企的广泛关注。其中，最受欢迎的一种应用就是将UWB技术与车钥匙进行结合，从而实现更加安全和便捷的开门方式。为了加快厂商对UWB数字钥匙的开发，大联大世平基于NXP S32K144、NCJ29D5D与KW38评估板推出UWB 3D定位算法与上位机方案，该方案完全遵循3C协议设计，具有较强的防中继攻击能力，并且搭配的上位机能够与UWB BCM通信，实时显示数据与状态。

图示2-大联大世平基于NXP产品的UWB 3D定位算法与上位机方案的场景应用图

本方案的UWB 3D定位算法设计部分由NXP旗下的S32K144、NCJ29D5D与KW38评估板组成，这三个板子相互搭配形成了UWB锚点、BCM、BLE锚点和Keyfob。在工作中，通过Keyfob与UWB锚点的通信进行测距，并将距离数据传输至BCM进行计算，再由3D算法计算出钥匙在三维空间上的坐标。

S32K144基于32位Arm Cortex-M4F S32K14 MCU，提供与Arduino UNO引脚布局兼容的标准规格，并且拥有广泛的扩展板选项，可用于快速原型设计和演示。NCJ29D5D是新一代超宽带（UWB）IC产品，专用于满足全球汽车业的连接和功能安全需求。该产品将定位误差精确到厘米级别，使汽车能够更精确地了解用户的位置。而KW38是一款基于Arm Cortex-M0+内核的单芯片器件，能为汽车和工业嵌入式系统实现低功耗蓝牙（BLE）和通用FSK连接。

方案的上位机部分基于Python与QT GUI开发。在使用时，通过UART通信接口进行板与PC之间的数据传输，不仅具备与UWB BCM串口通信的配置功能，还能实时显示状态图标与数据信息，设置迎宾区与解锁区范围，并且可以通过动画演示车门解锁等应用场景。

图示3-大联大世平基于NXP产品的UWB 3D定位算法与上位机方案的方块图

除了S32K144、NCJ29D5D与KW38外，本方案还集成了其它合作伙伴的多款高性能产品。面对汽车智能化升级的趋势，大联大致力于将丰富的产品进行组合，并推出先进的解决方案，帮助企业快速完成设计革新、释放无限潜力。

▌核心技术优势

• 基于Python与QT GUI上位机显示界面；

• 配置与UWB BCM串口通信功能；

• 上位机图标状态、实时数据显示功能；

• 3D汽车模型、车门动画、迎宾区与解锁区范围功能；

• UWB钥匙坐标数据可视化；

• 三维界面视角可自由控制；

• 钥匙坐标数据滤波；

• 工程多线程运行。

▌方案规格

UWB 3D定位算法功能：

• BCM与PC上位机、板载上位机UART通信功能；

• BCM通过UWB 3D定位算法对测量值进行滤波处理；

• BCM通过UWB 3D定位算法计算目标钥匙三维坐标功能。

UWB 3D定位算法精度：

• 应用环境：四锚点搭建X轴3.6m、Y轴1.8m、Z轴40cm的环境，四锚点坐标为（90，180，0）、（-90，-180，0）、（-90，180，20）、（90，-180，-20）；

• 测量范围：钥匙与锚点间角度大于10°、测量距离5m内；

• 定位精度：±20cm（应用环境下测量范围内）。

上位机PC端界面功能：

• 三维界面：三维空间中显示锚点、目标钥匙的空间坐标、迎宾区、解锁区、车门解锁等应用动画。

• 配置界面：配置锚点、串口连接等参数信息、UART通信功能，上位机通过UART接收从BCM数据帧。

• 信息窗口：显示上位机运行状态、数据信息的窗口。