小鹏汽车：汽车进入系统数字化创新实践

UWB数字钥匙具备遥控解闭锁、钥匙分享、被动进入、被动启动、迎宾功能，以及基于高精度定位的可扩展性功能，如自动泊车、特殊场景的室内定位、个性化功能定义。随着技术的不断迭代，如何在传统技术和新的数字化创新中寻求平衡？

对此，2024年7月10日，在汽车数字钥匙技术论坛上，小鹏汽车嵌入式系统专家赵卫宏表示，以下几点需要在上车实践中不断优化：一是如何满足不同价位车型的成本要求；二是如何满足不同价位车型的用户体验要求；三是长尾问题的优化等，这些在具体工程实践中需要重点考虑。赵卫宏重点聚焦汽车进入系统技术方案、技术方案的组合选型、工程应用实践、长尾问题的优化等方面展开重点介绍。

赵卫宏 | 小鹏汽车嵌入式系统专家

以下为演讲内容整理：

汽车进入系统技术方案回顾

在汽车进入系统的演进过程中，主机厂并非一个引导的角色，而是在不断适应新技术的发展。如NFC、蓝牙、UWB这些新技术出现后，主机厂要思考的是如何将其利用好，给客户带来更好的体验。对于主机厂而言，与配套技术相适应，如手机的蓝牙和UWB功能、手环的蓝牙和UWB功能等都是在开发数字钥匙过程中需要考量到的因素。

就几大技术而言，目前在售或者近期开发的车型可能仍保留对LFRF技术的支持，但全新开发车型可能不再支持；目前几大主流技术都有各自的长短项，如NFC当前在手机中的覆盖率高，但是通信距离近，CCC3.0为了后向兼容，目前看仍保持对NFC的支持；BLE在手机上的覆盖率高、功耗低，但是基于RSSI定位，定位精度低，受环境影响大，未来可能无法支撑不断更新的用户体验要求，为此新的蓝牙规范也引入了Channel Sounding技术；UWB目前在手机的覆盖率较低，另外UWB实体钥匙的功耗高，同时也带来了成本上的压力。这些技术都面临诸多落地挑战。对于主机厂而言，需要提前关注这些技术，预判技术在未来发展的可能性，将相关信息纳入到技术规划里，提供给产品规化部门。

主机厂在开发数字钥匙的过程中，很大程度上需要考量手机的支持，各大手机厂商都在推出支持CCC3.0的手机，但是支持UWB手机数量还是偏少。随着时间推移，技术的发展，成本的降低，相信会有更多中端手机支持UWB技术。

在当前数字钥匙开发过程中，主要聚焦于以下几个关键方面：首先是提升定位精度；其次是确保与CCC标准的兼容性，这已成为当前技术开发的主流方向。尽管基于CCC标准进行开发能够带来诸多优势，但在实践过程中也遇到了一些挑战，如定位偏差问题。对于国内市场而言，还需要额外考虑对ICCE和ICCOA的兼容性，以确保产品的全面市场适应性。

图源：小鹏汽车

在保活以及综合性能方面，参照FiRa认证以及苹果的MFi认证要求，以确保产品能够顺利适配尽量广泛的手机生态系统。随着高通等手机芯片供应商推出包含UWB在内的全套解决方案，在关注苹果体系的同时，也必须关注安卓平台的兼容性。

另外在引入新技术时，必须充分考虑其功能扩展性，包括活体检测、脚踢功能、照明辅助以及舱内座位空间管理等。在开发验证这些新功能时需要考量其实际使用效果，如果开发使用效果暂时不佳，过早加入此功能还有可能带来一些负面的用户体验效果，这是得不偿失的。

技术方案的组合选型

当前NFC和蓝牙基本在稍低价位的车型都标配了，但UWB主要还是搭载在中高端车型上。但相信随着技术平权的进步，UWB技术将逐渐渗透至更广泛的消费领域，特别是随着智能手机等移动终端的扩大支持，将推动UWB技术向更大范围的车型推广。

对于主机厂而言，需要考虑汽车进入系统的用户体验要求。一是区域划分与优化，这涉及到盲区和溢出区问题，需要UWB相关的芯片解决商或UWB锚点解决商对相应的UWB定位精度提供保证，这些定位精度输出需要考虑到遮挡如手机放在口袋里等；二是连接的及时性与稳定性，不能出现连接失败；三是安全问题，如中继攻击等；四是远距离下测距的准确性以及分区之间的切换，对此需要进行构建最终产品的功能分区，在分区构建过程中，这些区域的精确值以及波动性都需要进行考量，并且实际构建中很多不是以自车为中心作为圆的规划，而是以车身的形状向外扩展来规划，这就需要与UWB数字锚点的供应商做反复迭代，通过双方的算法融合，将区域划分做好，同时解决盲区以及溢出问题。

从技术角度来看，技术部门所提供的技术方案选型需要考虑到产规部门需求，因为产规是根据不同的车型设立不同的技术需求，最低价位配置的车型可能是LFRF遥控钥匙以及BLE手机钥匙，而高端车型则可能囊括了UWB遥控钥匙。

图源：小鹏汽车

主机厂在做相应的系统架构时，并非完全按照供应商所提供的方案，而是会进行相应调整，对成本、数字钥匙系统与Tbox以及域控进行整合设计进行综合考量，比如节点的配置主要从节点数量考虑，在高端车型中会配备5个或者更多个节点，每个节点都包含UWB和BLE，但是从成本考虑，可能会取消一两个UWB节点，并考虑利用蓝牙的RSSI定位以及保留下来的UWB节点的ToF定位，将不同定位方式结合起来以便在降本的前提下还能保证较好的性能表现。在节点的功能配置方面，需要明确每个节点在定位系统中所承担的具体职责。针对锚点而言，其核心功能可能仅限于提供精确的距离测量值，关于定位计算的具体执行，是在主锚点、域控制器还是其他中央管理单元中进行，则需根据方案设计进行细致考量。

最终方案的确定将是一个迭代的过程。这涵盖了区域划分的精细化处理，不仅限于车辆外部区域的明确界定，还需考虑车内不同座位区域的细致划分。在此基础上，将执行区域校准工作，具体涉及BLE与UWB技术的校准，随后针对校准过程中识别的盲区进行补充，对溢出区域进行优化与再迭代，以确保功能的全面实现与高效运行。

长尾问题的优化

针对UWB实体钥匙开发中的高功耗问题，在实际应用过程中，在功耗较高的情况下需要降低连接频次，这可能会导致用户的体验不佳，对此就需要进行平衡，保证连接的及时性与稳定性，同时使UWB钥匙电池使用寿命满足设计预期。

此外，复杂电磁环境下的定位置信度也是一大挑战。实验室条件下的测试结果往往难以完全反映实际环境中的性能表现，进而影响区域划分的准确性及定位精度。因此，需要在复杂电磁环境下持续优化定位算法，提升定位性能，以减少因环境因素导致的用户体验下降。

成本控制与性能保证之间的平衡也是关键议题。在少量减少UWB锚点数量的同时，如何通过优化配置保持甚至提升系统性能，是需要不断探索的问题。从最低配置的1+2 BLE锚点到最佳性能的1+4 UWB锚点，不同配置下的成本控制与性能表现需经过细致评估与迭代优化，以满足不同应用场景的需求。

综合来看，主机厂在选择技术方案时需具备灵活性，以适应不同产品系列与产规部门要求。在技术开发层面，面对特定技术方案可能带来的问题，需持续进行性能迭代与优化。同时，应积极尝试新技术，如BLE CS与UWB AOA等，以技术驱动成本降低，突破传统降本的局限。

（以上内容来自小鹏汽车嵌入式系统专家赵卫宏于2024年7月10日在汽车数字钥匙技术论坛发表的《汽车进入系统数字化创新实践》主题演讲。）