【大大芯方案】高精度實時定位，大聯(lián)大推出基于NXP UWB 3D定位算法與上位機方案

2023年10月10日，致力于亞太地區(qū)市場的領(lǐng)先半導體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布

其旗下世平推出基于恩智浦（NXP）S32K144、NCJ29D5D與KW38評估板的UWB 3D定位算法與上位機方案。?

圖示1-大聯(lián)大世平基于NXP產(chǎn)品的UWB 3D定位算法與上位機方案的展示板圖

隨著現(xiàn)代汽車對于定位精度的要求越來越高，UWB超寬帶技術(shù)受到車企的廣泛關(guān)注。其中，最受歡迎的一種應用就是將UWB技術(shù)與車鑰匙進行結(jié)合，從而實現(xiàn)更加安全和便捷的開門方式。為了加快廠商對UWB數(shù)字鑰匙的開發(fā)，大聯(lián)大世平基于NXP S32K144、NCJ29D5D與KW38評估板推出UWB 3D定位算法與上位機方案，該方案完全遵循3C協(xié)議設計，具有較強的防中繼攻擊能力，并且搭配的上位機能夠與UWB BCM通信，實時顯示數(shù)據(jù)與狀態(tài)。

圖示2-大聯(lián)大世平基于NXP產(chǎn)品的UWB 3D定位算法與上位機方案的場景應用圖

本方案的UWB 3D定位算法設計部分由NXP旗下的S32K144、NCJ29D5D與KW38評估板組成，這三個板子相互搭配形成了UWB錨點、BCM、BLE錨點和Keyfob。在工作中，通過Keyfob與UWB錨點的通信進行測距，并將距離數(shù)據(jù)傳輸至BCM進行計算，再由3D算法計算出鑰匙在三維空間上的坐標。

S32K144基于32位Arm Cortex-M4F S32K14 MCU，提供與Arduino UNO引腳布局兼容的標準規(guī)格，并且擁有廣泛的擴展板選項，可用于快速原型設計和演示。NCJ29D5D是新一代超寬帶（UWB）IC產(chǎn)品，專用于滿足全球汽車業(yè)的連接和功能安全需求。該產(chǎn)品將定位誤差精確到厘米級別，使汽車能夠更精確地了解用戶的位置。而KW38是一款基于Arm Cortex-M0+內(nèi)核的單芯片器件，能為汽車和工業(yè)嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)低功耗藍牙（BLE）和通用FSK連接。

方案的上位機部分基于Python與QT GUI開發(fā)。在使用時，通過UART通信接口進行板與PC之間的數(shù)據(jù)傳輸，不僅具備與UWB BCM串口通信的配置功能，還能實時顯示狀態(tài)圖標與數(shù)據(jù)信息，設置迎賓區(qū)與解鎖區(qū)范圍，并且可以通過動畫演示車門解鎖等應用場景。

圖示3-大聯(lián)大世平基于NXP產(chǎn)品的UWB 3D定位算法與上位機方案的方塊圖

除了S32K144、NCJ29D5D與KW38外，本方案還集成了其它合作伙伴的多款高性能產(chǎn)品。面對汽車智能化升級的趨勢，大聯(lián)大致力于將豐富的產(chǎn)品進行組合，并推出先進的解決方案，幫助企業(yè)快速完成設計革新、釋放無限潛力。

▌核心技術(shù)優(yōu)勢

• 基于Python與QT GUI上位機顯示界面；

• 配置與UWB BCM串口通信功能；

• 上位機圖標狀態(tài)、實時數(shù)據(jù)顯示功能；

• 3D汽車模型、車門動畫、迎賓區(qū)與解鎖區(qū)范圍功能；

• UWB鑰匙坐標數(shù)據(jù)可視化；

• 三維界面視角可自由控制；

• 鑰匙坐標數(shù)據(jù)濾波；

• 工程多線程運行。

▌方案規(guī)格

UWB 3D定位算法功能：

• BCM與PC上位機、板載上位機UART通信功能；

• BCM通過UWB 3D定位算法對測量值進行濾波處理；

• BCM通過UWB 3D定位算法計算目標鑰匙三維坐標功能。

UWB 3D定位算法精度：

• 應用環(huán)境：四錨點搭建X軸3.6m、Y軸1.8m、Z軸40cm的環(huán)境，四錨點坐標為（90，180，0）、（-90，-180，0）、（-90，180，20）、（90，-180，-20）；

• 測量范圍：鑰匙與錨點間角度大于10°、測量距離5m內(nèi)；

• 定位精度：±20cm（應用環(huán)境下測量范圍內(nèi)）。

上位機PC端界面功能：

• 三維界面：三維空間中顯示錨點、目標鑰匙的空間坐標、迎賓區(qū)、解鎖區(qū)、車門解鎖等應用動畫。

• 配置界面：配置錨點、串口連接等參數(shù)信息、UART通信功能，上位機通過UART接收從BCM數(shù)據(jù)幀。

• 信息窗口：顯示上位機運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)信息的窗口。