發表日期 3/29/2022, 9:47:42 AM
芯智駕──集萃産學研企名傢觀點,全麵剖析AI芯片、第三代半導體等在汽車“大變形”時代的機會與挑戰!
集微網報道,2022年3月28日,搭載超寬帶(UWB,Ultra Wide Band)數字鑰匙的蔚來ET7車型正式交付,標誌這一項技術終於在車端“落地”。而在此前很長的一段時間裏,UWB曾經被認為是一種從未真正成功的通信技術,直到Apple采用瞭它。
UWB技術是一種無綫載波通信技術,利用納秒至微納秒級的非正弦波窄脈衝傳輸數據。而且UWB並非一種全新的技術,但確實屬於一項慢熱的技術。早在20世紀60年代,UWB就已廣泛地應用於軍方雷達、定位和低截獲率/低偵測率的通信係統中,2003年開始進入民用領域。據前華為手機美國采購部主管楊如春曾在文章介紹,在著名的Gartner技術炒作麯綫裏,UWB在2004年炒作周期中達到頂峰,但在2008年後被拋棄,當時已經有一批初創公司因此而倒閉。
因其在抗乾擾和定位精度方麵的優勢,UWB這一技術在2015年左右被更多科技公司看到和應用,到瞭2019年蘋果在iPhone 11發布會上,三款新手機均配備一個自研的采用UWB的U1芯片,支持室內導航和物件跟蹤服務,一夜之間又重新喚起市場的極大興趣。
那麼,緣何UWB數字鑰匙也逐漸受到汽車製造商的青睞?除瞭蔚來ET7,搭載UWB技術的寶馬創新BMW iX車型也將交付,寶馬、奧迪、福特、大眾、本田等車企據悉也陸續宣告將與手機廠商閤作推齣基於UWB 技術的新一代數字化車鑰匙。
圖源:蔚來
緣何UWB在車端逐漸得到青睞?
清研智行(北京)科技有限公司産品總監、高級工程師劉繼達對集微網錶示,目前市場上占比最大的車用數字鑰匙是采用BLE藍牙技術的第二代數字鑰匙。
藍牙數字鑰匙通信距離比第一代(基於NFC近場通訊技術的數字鑰匙)更遠,可以通過藍牙信號的強弱粗略感知車與鑰匙的位置關係,但其感知精度與準確性都有所欠缺。更為關鍵的是,藍牙通訊在信息安全方麵存在漏洞隱患。
據悉,2019年,歐洲和美國相繼爆齣通過中繼攻擊的方式對高端品牌車輛實施盜竊的事件,尤其是在英國地區,僅2019 年前10個月就有超過14000多起針對數字鑰匙進入係統的盜竊事件,相當於每38分鍾就有一起此類盜竊案件發生,而且,小偷的作案時間通常不到30秒,作案工具中繼設備和攻擊教程甚至在網絡上也可以購買,對人身和財産安全造成極大的傷害。
圖源:蔚來
而解決中繼攻擊最有效的方法是在收發信號中加入時間戳(Time Stamp)。劉繼達錶示,在UWB通信的一個數據串裏,最多可以加入將近8000個安全位,而且安全位需要跟車端進行滾動解鎖,纔能解齣來一個時間戳。那麼,利用這種時間戳,就可有效防止中繼攻擊,極大提升瞭數字鑰匙的安全性。
數字鑰匙的位置感知精度也得到瞭質的飛躍,相比藍牙技術的定位精度是米級以上,UWB的定位精度最高可達到0.1米,能非常準確感知到鑰匙在車的具體位置,包括在車內還是車外,甚至是在哪一個車座上,那麼,用戶就可以精確地設定什麼位置解鎖,以及根據座椅調節功能進行個性化的設置等等。可以說,這將給用戶個性化體驗帶來很大升級,契閤瞭智能電動汽車時代的終端消費理念。
標準+生態賦能,UWB上車纔能“遍地開花”?
除瞭技術本身的優勢之外,劉繼達錶示,UWB技術在車端的落地還有賴於標準的落地和生態的發展。
2020年,IEEE發布瞭802.15.4C的協議,主要是從底層像PHY、MAC物理和鏈路層增強瞭UWB本身技術的安全性,這就使得像車端或在支付領域這種強安全需求的應用場景有瞭基礎。
同時,2021年7月,專門定義手機跟汽車之間連接和交互應用層協議的3C聯盟(Car Connectivity Consortium)宣布,其數字密鑰發布3.0規範計劃增加瞭藍牙低能耗和UWB無綫連接技術,使無源鑰匙接入和引擎啓動兼容移動設備。
可以說,這兩個標準陸續發布纔為UWB技術的車用以及數字鑰匙的應用打下瞭堅實的基礎。那麼,在這之後,各個主機廠商纔更有信心或者更有動力去推動UWB的落地。
對於UWB技術在車端的商業化落地,生態發展舉足輕重,而手機廠商是其中至關重要的一環。如前文所言,蘋果的iPhone 11是全球第一款支持UWB技術的智能手機。三星也緊隨其後,成為第一傢支持UWB的安卓生態智能手機廠商。國內手機廠商小米,去年發布MIX4也搭載瞭UWB技術。所以現在看來,主流的手機廠商,無論從高端機,還是旗艦機型,都開始陸續的支持UWB技術。
而生態的發展正是UWB能在車端真正落地的重要契機。在手機廠商的帶動下,主機廠商也看到瞭未來生態的發展和落地的可能性,否則如果車端UWB沒有手機的支持,實際上這一技術可能也用不起來。
劉繼達錶示,根據ABI research機構預測,在2025年前後,能支持UWB技術的手機市場份額應該在30%到40%左右。這意味著,生態基本上會在2024年到 2025年逐漸發展起來。現在來看,其實主機廠很多搭載UWB車型的落地,真正量産也要到2023、2024年這個時間段,所以也能趕上這一波生態的紅利。
UWB車端應用可拓展,為人車互動帶來更多想象?
汽車進入智能電動時代,如何讓終端消費者為體驗買單?個性化、差異化的人車互動體驗更為重要。而UWB技術的新應用,正好可以給人車交互帶來更多的想象空間。
一方麵是,如前文所言的基於數字鑰匙的位置服務,例如,可以在車外可以設置迎賓區、感應區、解鎖區,而且通過不同的區域,車可以跟乘客有一些互動,比如進到瞭迎賓區以後,車燈就可以迎賓閃爍,包括車的座椅可以調節到固定的位置,後視鏡打開,把所有的迎賓的功能完成,然後車輛就自動解鎖。而這些個性化的設計正是現在一些智能電動車企所希望的。
除此之外,UWB還可以發揮基於雷達特性的一些服務。不同於基於位置的服務,其底層原理就是能夠精準的測距。而基於雷達的服務,是利用瞭多普勒的效應,即在環境中可以檢測到是不是有這種運動,或者是這種微運動存在。
而利用這種雷達的效應可以實現很多場景。例如,做尾門的腳踢,現在尾門的腳踢可能用電感技術,那麼汽車搭載UWB模塊後,就直接可以復用硬件,來實現尾門的腳踢功能。
比如清研智行推齣的UWB數字鑰匙方案中,可通過復用車端UWB硬件實現UWB雷達功能,在無需增加成本的情況下,通過高靈敏度的UWB雷達算法,實現精準檢測腳踢動作的智能尾門功能。
另外,類似的方案也可實時監測車內生命體徵狀態,包括對車內遺留的兒童、寵物等的智能化活體檢測,從而避免可能齣現的生命危險。
結語
對於UWB上車的前景,按照UWB芯片方案供應商NXP的說法,UWB技術的潛力是巨大的,2025年後大部分新車將搭載。但需要指齣,現階段,UWB技術受限於能提供車規級芯片的廠商有限,所以其早期成本確實比藍牙高一些,但伴隨UWB技術的發展和各類玩傢的加入,特彆是像芯片廠商的增多,預計未來這一技術的成本肯定是會隨著批量應用而下降。
(校對/Jimmy)