導讀：車載UWB經過去年一年的醞釀，已經到了上車最合適的時間，今年有望正式進入量產元年。” 近日，清研智行（北京）科技有限公司CEO趙瑞祥在接受蓋世汽車采訪時如是說。
這從市場其實已經可以看到一些端倪。近日，蔚來ET7正式交付，新車亮點之一便是標配了UWB數字鑰匙，讓用戶只需攜帶手機即可實現無感進入。更早一些上市的寶馬iX 2022款 xDrive50和寶馬iX 2022款xDrive50，同樣配置了UWB數字鑰匙，用以實現無鑰匙進入、個性化迎賓等功能。
蔚來和寶馬，分別作為造車新勢力和豪華車品牌中的“領軍者”，一直走在創新的前沿。此次兩家企業先后量產UWB數字鑰匙，很大程度上宣告了：在汽車領域，屬于UWB的時代正式開啟。
蔚來ET7在國內率先搭載UWB數字鑰匙，圖片來源：蔚來汽車
一、政策市場雙重驅動，車載UWB站上風口
所謂UWB，即超寬帶技術，本質上也是無線通信技術的一種。但與藍牙、Wifi等相比，UWB由于采用的是飛行時間（TOF）測距，不僅精度更高，最高可以達到10厘米級，而且其測距序列可支持多達8000個安全位，只有鑰匙和車端滾碼相匹配才能解鎖，安全性更高，特別是針對數字鑰匙的中繼攻擊有更高的防御能力。
繼NFC和藍牙之后，大約在2019年左右，全球車聯網聯盟CCC明確提出將UWB技術納入數字鑰匙方案中，形成基于低功耗藍牙和超寬帶技術第三代數字鑰匙解決方案。
“所以第三代數字鑰匙其實是一個系統級解決方案，即以UWB技術為主，但同時提供藍牙和NFC。” 趙瑞祥指出。這意味著，基于UWB技術的數字鑰匙可同時向下兼容藍牙和NFC通信，實現功能上的冗余，比如在手機沒電的時候，可以支持NFC開啟車門甚至啟動車輛。
目前，該汽車數字密鑰3.0版規范已于2021年7月正式發布。也正是在這一時間前后，以蘋果、三星為代表的手機廠商，以及寶馬、奧迪、大眾、福特、現代、蔚來、長城等車企紛紛宣布研發基于UWB技術的數字鑰匙解決方案，汽車行業對UWB數字鑰匙的需求初步爆發。
看到這一趨勢，清研訊科研究院從2021年開始嘗試預研基于UWB技術的數字鑰匙解決方案和雷達算法，并在隨后決定孵化一家獨立的子公司專門針對汽車應用開發相關的解決方案，清研智行由此而來。
UWB數字鑰匙可實現個性化迎賓，圖片來源：清研智行
雖然相較其他玩家，清研智行入局車載UWB賽道的時間并不算早，但基于母公司清研訊科在UWB領域多年的研發積累，使清研智行得以快速研發相關的解決方案。據趙瑞祥介紹，目前清研智行已經開發了完整端到端的UWB數字鑰匙解決方案，以及尾門腳踢、艙內活體檢測和基于UWB高精度車輛定位導航的AVP功能。
其中清研智行的UWB數字鑰匙，對車輛進入場景進行了三層劃分。當用戶攜帶鑰匙進入車輛20米范圍內，車輛便可通過藍牙信號進行識別，并開啟UWB精準定位；當走進3-10米范圍時，即進入“迎賓區”，系統將觸發迎賓功能，并自動開啟車燈；在用戶距車1-3米區域時進入“識別區”，車輛將自動解鎖同時伴隨轉向燈閃爍、短鳴笛等自定義提示。
UWB雷達用于車內活體檢測，圖片來源：清研智行
“腳踢雷達和車內活體檢測則是通過復用車端UWB硬件，并匹配專門的UWB雷達算法來實現，這相當于整車廠通過一套UWB數字鑰匙的研發成本，可以同時實現三個功能。” 趙瑞祥指出。正因為如此，據他透露，現在很多整車廠都已經要求把UWB雷達加入到需求書里。
而除了這些基本的功能，針對自動駕駛及V2X智慧交通等應用場景，清研智行也在進行功能拓展，并研發了智能位置服務，在地下車庫、換電站、隧道、立交橋及其他城市衛星盲區場景實現對GNSS定位的替代，助力提升自動駕駛系統的場景適應性。
“比如在AVP場景中，從停車場的A點到B點這一段，包括進停車場以及出停車場的時候，往往會因為衛星信號被遮擋而無法準確定位。在這個時候，如果在停車場內安裝一些UWB定位基站，通過復用車端的錨點，以及我們的LocalSense高精度無線定位系統，也可以解算出車輛的相對位置，實現對激光雷達等車端傳感器的補盲。” 趙瑞祥解釋道。
UWB助力V2X實現，圖片來源：清研智行
V2X場景亦如此。基于現階段的衛星定位系統，在立交橋下、隧道以及城市峽谷中，也很容易出現衛星信號丟失，這時如果把UWB設備裝在路測的RSU里面，同樣可以助力車輛精準定位。
二、車載UWB差異化，核心在算法
“UWB數字鑰匙不僅可以用于電動汽車，也可用于燃油車，如果按照年銷2000萬輛乘用車、每輛車上的UWB數字鑰匙系統1000元的價格計算，就是200億元的市場規模。” 趙瑞祥指出。
這無疑是一個廣闊的市場。因此不止清研智行，諸如博世、大陸集團、NXP等國際大廠也在爭相開展相關的研發。其中大陸集團，早在2020年就和包括寶馬在內的多家車企達成了UWB技術合作。據千方科技年初透露，目前其子公司聯陸智能正在基于德國大陸核心UWB技術，與德國大陸集團共同研發國內版本，并已經拿到國內頭部主機廠自主品牌UWB的POC訂單。
博世此前也表示，其和聯合電子共同開發的藍牙數字鑰匙未來通過系統升級，也可以進一步支持NFC通訊認證，藍牙HADM、UWB定位等功能，讓用戶通過一部手機、一塊手表、一個手環即可實現無感安全控車。
“在這樣的背景下，清研智行如何打造差異化競爭優勢？核心是算法。就UWB數字鑰匙的架構而言，因為大家都是基于CCC定義，差別其實并不大，本質上的不同在于背后的算法是否穩定可靠、可交付。” 趙瑞祥表示。
UWB數字鑰匙精準測距，圖片來源：清研智行
這并不難理解，UWB數字鑰匙一系列功能的實現就是基于精準測距，只有系統準確得知了手機等移動設備與車輛的距離，才能準確判斷車輛的啟動區和解鎖區，進而實現相關的個性化操作。如果算法做的不好，一切都是空談，就像藍牙，雖然目前在數字鑰匙中間是最主流的技術方案，但其定位不精準的問題一直為用戶所詬病。
還包括清研智行創新的腳踢雷達，也需要可靠的雷達算法，才能正確判斷用戶的腳踢動作，進而便捷開啟后備箱，真正解放用戶的雙手。
LocalSense無線精準定位系統正是清研智行實現這一系列應用的基礎。自2014年正式推出，該系統迄今已經經過八年算法迭代、數千個項目數據訓練，通過清研智行獨創的TOA、TDOA、AOA自適應估計算法，最高可實現10cm級定位精度。
不僅如此，該精準定位引擎還具備特殊優化的信道調度算法，保障大容量下的位置完整可用，以及干擾識別、NLOS識別與恢復算法，確保位置可靠。即便是在復雜的車庫環境中，依然能夠實現精準定位。而清研智行多年在人體模型識別上的積累，則為其開展艙內活體檢測和尾門腳踢功能提供了重要助力。
腳踢雷達需精準檢測腳踢動作，圖片來源：清研智行
其中的UWB雷達算法，據趙瑞祥透露，堪稱清研智行的“獨門絕技”。“因為UWB技術最初被應用到汽車行業時，主要是作為數字鑰匙，所以芯片在做算法設計時也主要考慮與數字鑰匙相關的功能，大家在雷達算法這一塊基本都是缺失的。而且UWB本身又是一種比較新的技術，開發相關的算法模型需要對UWB設備性能有非常深厚的理解，這進一步加大了相關技術的研發難度。”
值得一提的是，清研智行還是FiRa聯盟的全球投票權會員，并同時加入了CCC全球車聯網聯盟。其中FiRa聯盟由恩智浦、三星、索尼、博世、ASSAABLOY、HIDGlobal等公司于2019年組建，旨在利用UWB技術打通手機與汽車及其他智能終端之間的無縫互聯，構建UWB生態系統。
CCC聯盟致力于通過跨行業合作為智能手機和車內連接制定全球標準和解決方案，目前汽車行業所遵循的數字鑰匙規范就是由該聯盟制定。這意味著，清研智行將不僅可以獲得UWB技術上車最前沿的信息，其在上述聯盟中的成員身份也有助于更好地把握和引領國際標準方向。
正因為如此，盡管清研智行真正切入車載UWB賽道的時間并不長，目前已經獲得了多家車企的認可。據趙瑞祥透露，由清研智行提供的數字鑰匙及雷達解決方案最快今年就會在多款車型上量產上車。
三、UWB在車端應用廣闊，挑戰亦不容忽視
據相關統計數據顯示，2021年中國乘用車數字鑰匙裝配量超過200萬，同比增長243%；裝配率為10.9%，同比增加7.5個百分點。其中，裝配率最高的是藍牙鑰匙，此外，藍牙+NFC、藍牙+密碼鑰匙等融合方案也正逐漸被車企應用。
盡管如此，趙瑞祥認為，對于數字鑰匙這樣一個使用頻率非常高的應用，隨著方便和舒適逐漸成為越來越重要的評價維度，UWB技術憑借在高精準定位和測距以及高安全性方面的優勢，將更容易被消費者所接受，甚至逐漸取代藍牙鑰匙。
“尤其當前手機生態和汽車生態共同發展，UWB將會成為連接這兩個生態重要的橋梁。” 趙瑞祥進一步指出。這也是為什么以蘋果、小米為代表的手機廠商都在紛紛構建自己的UWB生態，還包括FiRa聯盟的成立。因為只有UWB生態足夠強大，才能真正在更廣泛的業務領域定義規范并認證產品以確保互操作性，進而支撐一系列手機和汽車端的應用，實現這兩個生態真正的無縫互融。
UWB技術助力汽車共享，圖片來源：清研智行
當然，這也就意味著手機將是支持UWB車端應用很關鍵的一方面。近日Qorvo UWB 事業部高級銷售經理Jessica Zhou 就表示，與手機相關的功能是 UWB 真正起量的應用，其中最剛需的功能是以手機作為數字鑰匙實現汽車的安全解鎖，這是 UWB 技術配合手機實現的一個剛需應用。
過去兩年，UWB數字鑰匙之所以遲遲沒有進入規模化應用，原因之一就是手機領域真正能支持UWB功能的產品并不多，即便現在也只有蘋果、三星、小米等品牌的少數幾款手機具備這項功能。“而且當前的情況是，也只有蘋果可以支持最完美的手機跟汽車之間的UWB交互和操作。” 趙瑞祥進一步補充道，這無疑加大了UWB數字鑰匙的普及難度。
還有測試標準的缺失，也是掣肘UWB技術在車端應用的一大主因。尤其是如何評價UWB數字鑰匙系統的性能，業界還沒有統一的標準。“而這恰恰是十分重要的，因為UWB數字鑰匙不僅僅是一個通信系統，更是一個測量系統，會涉及到二維、三維空間不同場景、不同遮擋下的性能表現，這每一個方面都會影響到系統最終的性能。” 趙瑞祥透露。
既如此，目前已經上車的UWB技術遵循的是什么標準呢？據悉主要是UWB數字鑰匙系統提供商和車企聯合制定的測試標準，這其實也是很多新技術在應用之初都會面臨的尷尬。
正因為如此，趙瑞祥表示，未來清研智行會充分發揮在ICCE智慧車聯產業生態聯盟里的成員角色，牽頭制定相關的行業標準規范，與此同時，清研智行也將積極攜手產業鏈上下游企業共建UWB生態，推動UWB技術在各行各業落地。
“其中在汽車行業，今年已經可以看到UWB技術陸續在部分車型上落地，明年可能會更多。接下來的3~4年，我認為UWB數字鑰匙很快就可以實現600萬輛左右的上車規模。”談及對UWB技術在車端應用的展望，趙瑞祥表示。
來源：熊薇 蓋世汽車智能網聯
