恩智浦半导体：汽车数字化钥匙演化及UWB生态应用

2024年3月11日，在智能车机数字生态大会上，恩智浦半导体高级项目总监董珀表示，提到数字化车钥匙技术的实现路径，大概分为两到三步，其实在国内外还有一些不一样，我们所看到国内的情况，数字化的钥匙起始于手机已有的无线连接技术，第一大技术就是蓝牙，国内的主机厂大部分都已经实现了无钥匙化或者是无感化，在手机端目前能够用的就是蓝牙，蓝牙且不说它的性能，但是已经能够提供非常好的连接以及定位功能。

董珀介绍到，自2023年以来，恩智浦还在挖掘UWB脉冲雷达的功能，基于雷达的效应或者是雷达的多普勒效应，对于UWB来说还可以做得更多。在车身上，可以用到短距雷达的场景非常多，而且它有非常大的可能性取代现有的很多功能场景。 

董   珀 | 恩智浦半导体高级项目总监

以下为演讲内容整理：

汽车数字化钥匙演化

数字钥匙其实不算特别新的概念，在车企来说此应用已经于五年前开始部署，当时还没有很多的标准，很多车企就用了一些私有化的接口、应用、程序，在手机端开发了数字化的钥匙，最主要的目的也是切合了现在很多年轻人不喜欢戴很重的钥匙需求，手机对于用户来说是一个黏性度更高的载体。 

图源：恩智浦半导体

在2019年以前就已经开始有很多的数字化钥匙落地，当时需要解决的一个问题是怎么把一个封闭式的系统移植到开放式系统，因为对于车企来说，手机是他们不可控的因素，我把这么安全的资产或者密钥类的信息，从可控的封闭式管理到手机这端，安全是首先需要考虑的，包括售后密钥怎么去管理。

为什么安全的需求在提升？因为它把车钥匙的交付工作从车辆的下限转移成了售中或者是售后环节，所以安全是数字钥匙的基座。第二，对于数字钥匙来说，车企对它功能性的诉求或者场景应用的诉求是更多的，功能性的诉求或者性能的诉求，可能期待数字化的钥匙比现有的钥匙进入系统在用户体验上做到更好。

在标准出来之前，很多车企已经开始做这种业务，当然后面有很多的标准，国外有一家，国内有一家，目前已经有不少于三家的标准。提标准还是尽量想要简化或者是把部署的成本给降低下来，现实情况是没有办法，整个标准目前还是相对碎片化的状态，当然对于手机来说不需要去对接各个主机厂、车厂的标准，但对于车厂来说，必须要去考虑各家手机所要支持的标准，我相信未来一定会逐步走向统一，甚至于实现跨标准的数字钥匙分享。    

数字化车钥匙技术的实现路径大概分为两到三步，其实在国内外还有一些不一样，我们所看到国内的情况，数字化的钥匙起始于手机已有的无线连接技术，第一大技术就是蓝牙，国内的主机厂大部分都已经实现了无钥匙化或者是无感化，在手机端目前能够用的就是蓝牙。蓝牙且不说它的性能，但是它已经能够提供非常好的连接以及定位功能。在要求不高的情况下，可以很好地实现无感化和无钥匙的概念。

UWB生态应用

到前两三年，车厂开始部署NFC，因为蓝牙很难实现在钥匙或者手机低电量的情况下继续功能的提供，所以NFC逐步在前两年开始落地到车厂。从2022年底到2023年，很多车企开始把目光转向了超带宽的UWB技术，超带宽的技术可以提供的物理层性能要比现有的无线定位技术高很多，尤其是在短距这方面。在定位精度、抗干扰性能、信息安全、距离和测距的效率方面，它提供了比现有的无线连接技术更高一个等级的方案。 

图源：恩智浦半导体

2023年，恩智浦挖掘了UWB另外一个特点，就是UWB脉冲雷达的功能，基于雷达的多普勒效应，对于UWB来说还可以做更多。在车身上，我们用到短距雷达的场景非常多，而且它有非常大的可能性去取代现有的很多功能场景。

UWB是一个超带宽的技术，它的基础带宽在平常是500兆，基于这个带宽，它才能做非常短的脉冲信号传输，短到两个纳秒，这两个纳秒的信息，你想通过一些多径信号干扰或者底噪干扰是很难的，所以它在测距维度上兼具了精度以及抗干扰性能。    

第二，在短脉冲的信号方面还有很多相位信息，我们知道对于雷达的基本应用就是多普勒效应，一个运动的物体所反射的雷达数据，在发射和我接收的时刻，它的相位信息是有很大差异的，这个差异就包含了我们运动的特征，甚至于它可以测到非常微小的动作，像我们的呼吸甚至于心跳，在这一块其实我们可以拓展的应用和功能点就更多了。

恩智浦从前两年开始跟行业内许多生态合作伙伴预言了基于UWB，无论是测距还是雷达这两个方面应用的拓展。首先数字钥匙是已经开始部署的方案应用点，像基于测距的、迎宾的需求，或者是氛围灯更精准的控制，因为UWB提供了更高颗粒度的定位，可以短到几十公分或者几公分的定位性能，在这个颗粒度上，可以做非常酷炫的迎宾诉求，甚至于可以做到性能非常稳定的车身控制和车辆反应。

我们现在在这两年马上就可以看到基于UWB舱内雷达呼吸的监测，包括在舱内的姿势以及闯入监测等方面基于雷达功能的应用，而且在很多的场景上面，我们还可以做进一步的拓展，既基于雷达又基于雷达测距或者测角的功能，还可以提供一些保险带提醒等一系列替代的方案。    

总体来说，我们今天已经处于UWB大规模部署的前夜，在数字化的钥匙推动下，我们已经实现了目前第一阶段UWB数字钥匙的拓展。第二步我们在今明两年可以看到在现有的UWB数字钥匙模组上进一步拓展新的功能，尤其是在座舱内部，基于呼吸或者后排脚踢的维度，会有一些车企逐步开放这个功能。

展望未来

恩智浦在2023年年底官宣了第一代基于UWB的多功能产品NCJ29D6，这个产品是结合了UWB数字钥匙和UWB雷达的多功能第一代车规级产品。就数字钥匙的维度来说，我们这代产品提供了更多天线的通道，在测距的极化性方向上，我们进一步改善了测距的定位精度。

第二，在内部的资源方面，我们尽量减少主机厂对于模组的成本，因为我们的产品是结合外设的can控制器，同时还提供can的基础软件，用于兼容到公用网络，提供更方便的产品支持。最后，在信息安全这一块，我们进一步提升了信息安全防护功能，在产品上部署了基于硬件的防盗功能，实现了高于ISO21434信息安全的要求，所以我们会在2024年11月份量产多功能的UWB产品。    

我们其实还在考虑现有的UWB生态应用，给车企和供应商提供更多的启发，在现有的手机端UWB应用可以借鉴参考国际大厂应用的场景。比如第一个点对点的分享，UWB不光是定位雷达，它最早还有高速数据通信的功能，这个功能现在还没有被完全挖掘，当然整体的数据通讯效率要比现有的蓝牙高，虽然没有达到WIFI的高度，但是基于车机的应用还是有很多可以探讨的点。    

很多车厂都在讨论车载的无线通讯，尤其在车身控制这一些模块之间，他觉得可能不是特别关系到行车的安全，在这些领域里面，可以探讨去取代现有的限速，用高稳定性通讯的数据承载率较高的UWB通讯，是否可以取代现有的车载通讯功能，已经在做一些前沿的讨论。    

重点讨论第三点，基于UWB特定场所的室内定位，我们可以考虑怎么把三个角色，车端、厂端以及手机端三个角色融合起来。上海市交委在2021年提出智能化停车的概念，它把智能化停车场分为了三级，G1、G2、G3，最高级G3可以用现有的高精度定位技术，它的设想基于上海停车的APP，可以实现特定停车场的停车，当您的车开到停车库时可以实现车辆自动驾驶到相应预定的车位和自动停到车位里，当然你可以不完全无人驾驶，可以开车到相应的停车位，因为大型停车场的楼层跨层程度很高，停车位置也很难寻找，这里就需要有一定相应室内定位的技术，辅助车快速寻找到预定的车位。    

在这里我觉得UWB可以发挥作用，在大型停车库的上方可以部署一些高精的定位模组，类似于现有的卫星通讯方式，通过下行式TDOA的形式给到对于有UWB锚点的整车，让它知道我现在在车库的某个位置，这里面需要协同作战，需要有基础设施厂端的部署，需要有图商地图的服务，需要有车端UWB锚点地理位置的接收，还需要手机，如果用户要去寻找车，借用于厂端的这些锚点，可以实现一些跨层和跨视距的厂端定位，便于用户更快地去寻找到车辆。所以在这一点我觉得需要生态的合作，更需要在座的每一位共同推进。

这套系统在前两年我们和一些硬件服务的供应商和车企也做过前期的研究，在上海的奉贤区互联网停车场做过实际的措施，从整体的性能效果来说非常可观。对于每个人停车难和找车难的痛点，还是比较好的可以解决路径的思考，这是我们针对信息和UWB技术生态式应用提供的思路。

我们其实已经实现了车和手机的连接，无论是通过数字化钥匙落地的，还是通过车机互联的方式，下一步可以把车作为一个移动设备，车也可以作为你个人的身份，实现跟家庭的互动，最终，可以实现智能出行。

（以上内容来自恩智浦半导体高级项目总监董珀于2024年3月11日在智能车机数字生态大会发表的《汽车数字化钥匙演化及UWB生态应用》主题演讲。）