聯(lián)合汽車電子數(shù)字鑰匙系統(tǒng)UWB可作為雷達實現(xiàn)目標探測功能

近20年來，國內(nèi)外幾乎每年都會有兒童因被遺忘車內(nèi)造成悲劇的報道，低齡兒童由于缺乏自救能力，其遺留車內(nèi)的問題不容忽視。

近年來，該問題受到了國內(nèi)外相關(guān)立法機構(gòu)的高度關(guān)注。美國在防止兒童遺忘車內(nèi)的立法方面采取了多項措施，以減少由此導(dǎo)致的悲劇。除了立法之外，為推動通過技術(shù)手段普及車內(nèi)兒童監(jiān)測系統(tǒng)，歐盟新車安全評鑒協(xié)會Euro-NCAP從2019年開始規(guī)劃，并于2023年開始，將兒童遺留檢測 (CPD, Child Presence Detection，以下簡稱CPD) 功能正式納入加分程序。

Euro-NCAP兒童遺留檢測功能Roadmap

國內(nèi)C-NCAP（2022-2028）路線圖中，已將CPD功能納入2025版測試規(guī)程。C-NCAP管理規(guī)則（2024年版）于2024年1月18日正式發(fā)布，并將于2024年7年1日正式實施，其中新增了兒童遺忘提醒功能。對于新發(fā)布的車型，如果能夠?qū)笈抛渭翱臻g區(qū)域提供有效的監(jiān)測和提醒，將給予該車型2分的安全分獎勵。值得一提的是，在汽車市場競爭白熱化的當下，2分的差異可以為該車型疊加一個額外的賣點，具有潛在的經(jīng)濟價值。

行業(yè)技術(shù)方案

Euro-NCAP對實現(xiàn)CPD功能的不同方案設(shè)置了不同的激勵分數(shù)。從檢測方式的角度可以分為2類：間接檢測和直接檢測。

間接檢測是指利用車門狀態(tài)、壓力/電容感應(yīng)等信息，推斷是否存在滯留目標；直接檢測是指通過傳感器直接監(jiān)測心跳/呼吸/運動或其他生命跡象，以確定是否有兒童遺留。未來采用直接檢測方案將會獲得比間接檢測更高的安全分。

對于直接檢測方案，目前市場上的技術(shù)路線較多，總體可以歸納為攝像頭和雷達兩大路線。攝像頭成本低、檢測方式直觀，其最大的隱患是存在隱私泄露風險，而雷達能夠規(guī)避隱私泄露風險。在雷達分支中，超聲波雷達成本低但探測范圍小、精度較低，限制了其應(yīng)用場景；毫米波雷達性能好但成本高、功耗大，此外毫米波頻段在汽車場景的無線電合規(guī)方面也存在一些限制和隱患，若用于CPD，目前基本僅有60GHz可用。

超寬帶(UWB, Ultra Wide Band)雷達與毫米波雷達類似，其工作在厘米波頻段，可以檢測到人體的呼吸動作，相比毫米波雷達，其功耗更低，成本更低，被行業(yè)認為是更具落地潛力的技術(shù)方案。

聯(lián)合電子方案

近年來，UWB技術(shù)開始越來越多地應(yīng)用于汽車數(shù)字鑰匙系統(tǒng)，其較高的定位精度為數(shù)字鑰匙功能帶來了更好的用戶體驗。隨著越來越多的手機開始配備UWB功能，數(shù)字鑰匙生態(tài)的建設(shè)也在日趨完善。除了用于數(shù)字鑰匙，UWB還可以作為雷達實現(xiàn)目標探測功能。

鑒于國內(nèi)汽車市場的競爭日趨白熱化，車企對造車成本的敏感程度也越來越高。合并、復(fù)用、更高的集成度將是未來智能系統(tǒng)發(fā)展的方向之一。因此，行業(yè)也在探索UWB技術(shù)在汽車領(lǐng)域更多的拓展應(yīng)用。

作為最早一批提供UWB數(shù)字鑰匙產(chǎn)品的供應(yīng)商，聯(lián)合電子（UAES）在UWB雷達的應(yīng)用探索方面也有了若干年的經(jīng)驗積累。通過復(fù)用UWB數(shù)字鑰匙模塊，在不增加額外成本的前提下，通過軟件和算法賦能，實現(xiàn)車內(nèi)兒童遺留檢測、腳踢尾門等附加功能，可進一步節(jié)省毫米波雷達、傳統(tǒng)電容式腳踢傳感器等，降低整車成本。

對于兒童遺留檢測(CPD)功能，結(jié)合不同的數(shù)字鑰匙系統(tǒng)方案，可以衍生出2種CPD方案：雙基站CPD方案和單基站CPD方案。

雙基站CPD方案

該方案由安裝在車內(nèi)頂棚的2個數(shù)字鑰匙節(jié)點組成CPD系統(tǒng)，如下圖所示，其中1個節(jié)點作為信號發(fā)射端Transmitter，另1個節(jié)點作為信號接收端Receiver。接收端對接收到的雷達信號進行處理，提取呼吸特征以判斷是否存在兒童遺留。檢測結(jié)果實時傳遞給車身控制器，以便進一步實施本地/遠程告警，甚至車輛主動干預(yù)動作。

雙基站CPD系統(tǒng)

單基站CPD方案

該方案僅需復(fù)用1個安裝在車內(nèi)頂棚的數(shù)字鑰匙節(jié)點即可實現(xiàn)CPD功能，該節(jié)點作為信號收發(fā)器Transceiver，既發(fā)射信號也接收信號，如下圖(a)所示，該方案適用于面向C-NCAP設(shè)計的車型，僅需1個節(jié)點即可覆蓋后艙區(qū)域空間。

單基站CPD系統(tǒng)（a）

在前艙增加了1個數(shù)字鑰匙節(jié)點，2個Transceiver各自獨立工作，分別負責前艙區(qū)域檢測和后艙區(qū)域檢測，適用于面向Euro-NCAP設(shè)計的出口車型，實現(xiàn)全車覆蓋。

單基站CPD系統(tǒng)（b）

雙基站CPD方案采用收發(fā)分離的方式，節(jié)點只需設(shè)計單天線即可，可節(jié)省一定的硬件尺寸，但要求車內(nèi)至少有2個頂棚節(jié)點可以復(fù)用；單基站CPD方案采用收發(fā)一體的方式，可根據(jù)實際的車型定位靈活選擇不同的系統(tǒng)方案。

對于以上方案，聯(lián)合電子均已完成實車驗證。聯(lián)合電子的CPD產(chǎn)品具有以下特點：

可為客戶提供定制化的CPD系統(tǒng)方案；

滿足Euro-NCAP和C-NCAP對檢測場景、檢測時間、各級告警等要求；

專用的天線設(shè)計，滿足車內(nèi)覆蓋的同時嚴格控制車外溢出；

自研CPD算法，有效克服環(huán)境干擾，如車內(nèi)掛件、車輛晃動等，降低虛警率，提升用戶體驗。

結(jié)束語

隨著數(shù)字鑰匙這項新技術(shù)的快速發(fā)展，聯(lián)合汽車電子已完成了車云控一體化的生態(tài)布局。在此基礎(chǔ)上，公司始終秉承創(chuàng)新理念，擁抱新技術(shù)，不斷探索新的應(yīng)用場景，同時重技術(shù)落地，重產(chǎn)品質(zhì)量；始終站在客戶立場，和客戶一起不斷探索集成度更高、成本更低、效益最大化的產(chǎn)品和系統(tǒng)性解決方案。

審核編輯：彭菁