UWB數(shù)字鑰匙具備遙控解閉鎖、鑰匙分享、被動(dòng)進(jìn)入、被動(dòng)啟動(dòng)、迎賓功能，以及基于高精度定位的可擴(kuò)展性功能，如自動(dòng)泊車(chē)、特殊場(chǎng)景的室內(nèi)定位、個(gè)性化功能定義。隨著技術(shù)的不斷迭代，如何在傳統(tǒng)技術(shù)和新的數(shù)字化創(chuàng)新中尋求平衡？

對(duì)此，2024年7月10日，在汽車(chē)數(shù)字鑰匙技術(shù)論壇上，小鵬汽車(chē)嵌入式系統(tǒng)專家趙衛(wèi)宏表示，以下幾點(diǎn)需要在上車(chē)實(shí)踐中不斷優(yōu)化：一是如何滿足不同價(jià)位車(chē)型的成本要求；二是如何滿足不同價(jià)位車(chē)型的用戶體驗(yàn)要求；三是長(zhǎng)尾問(wèn)題的優(yōu)化等，這些在具體工程實(shí)踐中需要重點(diǎn)考慮。趙衛(wèi)宏重點(diǎn)聚焦汽車(chē)進(jìn)入系統(tǒng)技術(shù)方案、技術(shù)方案的組合選型、工程應(yīng)用實(shí)踐、長(zhǎng)尾問(wèn)題的優(yōu)化等方面展開(kāi)重點(diǎn)介紹。

 

 

趙衛(wèi)宏 | 小鵬汽車(chē)嵌入式系統(tǒng)專家

以下為演講內(nèi)容整理：

汽車(chē)進(jìn)入系統(tǒng)技術(shù)方案回顧

在汽車(chē)進(jìn)入系統(tǒng)的演進(jìn)過(guò)程中，主機(jī)廠并非一個(gè)引導(dǎo)的角色，而是在不斷適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展。如NFC、藍(lán)牙、UWB這些新技術(shù)出現(xiàn)后，主機(jī)廠要思考的是如何將其利用好，給客戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)。對(duì)于主機(jī)廠而言，與配套技術(shù)相適應(yīng)，如手機(jī)的藍(lán)牙和UWB功能、手環(huán)的藍(lán)牙和UWB功能等都是在開(kāi)發(fā)數(shù)字鑰匙過(guò)程中需要考量到的因素。

就幾大技術(shù)而言，目前在售或者近期開(kāi)發(fā)的車(chē)型可能仍保留對(duì)LFRF技術(shù)的支持，但全新開(kāi)發(fā)車(chē)型可能不再支持；目前幾大主流技術(shù)都有各自的長(zhǎng)短項(xiàng)，如NFC當(dāng)前在手機(jī)中的覆蓋率高，但是通信距離近，CCC3.0為了后向兼容，目前看仍保持對(duì)NFC的支持；BLE在手機(jī)上的覆蓋率高、功耗低，但是基于RSSI定位，定位精度低，受環(huán)境影響大，未來(lái)可能無(wú)法支撐不斷更新的用戶體驗(yàn)要求，為此新的藍(lán)牙規(guī)范也引入了Channel Sounding技術(shù)；UWB目前在手機(jī)的覆蓋率較低，另外UWB實(shí)體鑰匙的功耗高，同時(shí)也帶來(lái)了成本上的壓力。這些技術(shù)都面臨諸多落地挑戰(zhàn)。對(duì)于主機(jī)廠而言，需要提前關(guān)注這些技術(shù)，預(yù)判技術(shù)在未來(lái)發(fā)展的可能性，將相關(guān)信息納入到技術(shù)規(guī)劃里，提供給產(chǎn)品規(guī)化部門(mén)。

主機(jī)廠在開(kāi)發(fā)數(shù)字鑰匙的過(guò)程中，很大程度上需要考量手機(jī)的支持，各大手機(jī)廠商都在推出支持CCC3.0的手機(jī)，但是支持UWB手機(jī)數(shù)量還是偏少。隨著時(shí)間推移，技術(shù)的發(fā)展，成本的降低，相信會(huì)有更多中端手機(jī)支持UWB技術(shù)。

在當(dāng)前數(shù)字鑰匙開(kāi)發(fā)過(guò)程中，主要聚焦于以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：首先是提升定位精度；其次是確保與CCC標(biāo)準(zhǔn)的兼容性，這已成為當(dāng)前技術(shù)開(kāi)發(fā)的主流方向。盡管基于CCC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)能夠帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)踐過(guò)程中也遇到了一些挑戰(zhàn)，如定位偏差問(wèn)題。對(duì)于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，還需要額外考慮對(duì)ICCE和ICCOA的兼容性，以確保產(chǎn)品的全面市場(chǎng)適應(yīng)性。

 

 

圖源：小鵬汽車(chē)

在?；钜约熬C合性能方面，參照FiRa認(rèn)證以及蘋(píng)果的MFi認(rèn)證要求，以確保產(chǎn)品能夠順利適配盡量廣泛的手機(jī)生態(tài)系統(tǒng)。隨著高通等手機(jī)芯片供應(yīng)商推出包含UWB在內(nèi)的全套解決方案，在關(guān)注蘋(píng)果體系的同時(shí)，也必須關(guān)注安卓平臺(tái)的兼容性。

另外在引入新技術(shù)時(shí)，必須充分考慮其功能擴(kuò)展性，包括活體檢測(cè)、腳踢功能、照明輔助以及艙內(nèi)座位空間管理等。在開(kāi)發(fā)驗(yàn)證這些新功能時(shí)需要考量其實(shí)際使用效果，如果開(kāi)發(fā)使用效果暫時(shí)不佳，過(guò)早加入此功能還有可能帶來(lái)一些負(fù)面的用戶體驗(yàn)效果，這是得不償失的。

技術(shù)方案的組合選型

當(dāng)前NFC和藍(lán)牙基本在稍低價(jià)位的車(chē)型都標(biāo)配了，但UWB主要還是搭載在中高端車(chē)型上。但相信隨著技術(shù)平權(quán)的進(jìn)步，UWB技術(shù)將逐漸滲透至更廣泛的消費(fèi)領(lǐng)域，特別是隨著智能手機(jī)等移動(dòng)終端的擴(kuò)大支持，將推動(dòng)UWB技術(shù)向更大范圍的車(chē)型推廣。

對(duì)于主機(jī)廠而言，需要考慮汽車(chē)進(jìn)入系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)要求。一是區(qū)域劃分與優(yōu)化，這涉及到盲區(qū)和溢出區(qū)問(wèn)題，需要UWB相關(guān)的芯片解決商或UWB錨點(diǎn)解決商對(duì)相應(yīng)的UWB定位精度提供保證，這些定位精度輸出需要考慮到遮擋如手機(jī)放在口袋里等；二是連接的及時(shí)性與穩(wěn)定性，不能出現(xiàn)連接失敗；三是安全問(wèn)題，如中繼攻擊等；四是遠(yuǎn)距離下測(cè)距的準(zhǔn)確性以及分區(qū)之間的切換，對(duì)此需要進(jìn)行構(gòu)建最終產(chǎn)品的功能分區(qū)，在分區(qū)構(gòu)建過(guò)程中，這些區(qū)域的精確值以及波動(dòng)性都需要進(jìn)行考量，并且實(shí)際構(gòu)建中很多不是以自車(chē)為中心作為圓的規(guī)劃，而是以車(chē)身的形狀向外擴(kuò)展來(lái)規(guī)劃，這就需要與UWB數(shù)字錨點(diǎn)的供應(yīng)商做反復(fù)迭代，通過(guò)雙方的算法融合，將區(qū)域劃分做好，同時(shí)解決盲區(qū)以及溢出問(wèn)題。

從技術(shù)角度來(lái)看，技術(shù)部門(mén)所提供的技術(shù)方案選型需要考慮到產(chǎn)規(guī)部門(mén)需求，因?yàn)楫a(chǎn)規(guī)是根據(jù)不同的車(chē)型設(shè)立不同的技術(shù)需求，最低價(jià)位配置的車(chē)型可能是LFRF遙控鑰匙以及BLE手機(jī)鑰匙，而高端車(chē)型則可能囊括了UWB遙控鑰匙。

 

 

圖源：小鵬汽車(chē)

主機(jī)廠在做相應(yīng)的系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，并非完全按照供應(yīng)商所提供的方案，而是會(huì)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，對(duì)成本、數(shù)字鑰匙系統(tǒng)與Tbox以及域控進(jìn)行整合設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考量，比如節(jié)點(diǎn)的配置主要從節(jié)點(diǎn)數(shù)量考慮，在高端車(chē)型中會(huì)配備5個(gè)或者更多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含UWB和BLE，但是從成本考慮，可能會(huì)取消一兩個(gè)UWB節(jié)點(diǎn)，并考慮利用藍(lán)牙的RSSI定位以及保留下來(lái)的UWB節(jié)點(diǎn)的ToF定位，將不同定位方式結(jié)合起來(lái)以便在降本的前提下還能保證較好的性能表現(xiàn)。在節(jié)點(diǎn)的功能配置方面，需要明確每個(gè)節(jié)點(diǎn)在定位系統(tǒng)中所承擔(dān)的具體職責(zé)。針對(duì)錨點(diǎn)而言，其核心功能可能僅限于提供精確的距離測(cè)量值，關(guān)于定位計(jì)算的具體執(zhí)行，是在主錨點(diǎn)、域控制器還是其他中央管理單元中進(jìn)行，則需根據(jù)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)致考量。

最終方案的確定將是一個(gè)迭代的過(guò)程。這涵蓋了區(qū)域劃分的精細(xì)化處理，不僅限于車(chē)輛外部區(qū)域的明確界定，還需考慮車(chē)內(nèi)不同座位區(qū)域的細(xì)致劃分。在此基礎(chǔ)上，將執(zhí)行區(qū)域校準(zhǔn)工作，具體涉及BLE與UWB技術(shù)的校準(zhǔn)，隨后針對(duì)校準(zhǔn)過(guò)程中識(shí)別的盲區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充，對(duì)溢出區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化與再迭代，以確保功能的全面實(shí)現(xiàn)與高效運(yùn)行。

長(zhǎng)尾問(wèn)題的優(yōu)化

針對(duì)UWB實(shí)體鑰匙開(kāi)發(fā)中的高功耗問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，在功耗較高的情況下需要降低連接頻次，這可能會(huì)導(dǎo)致用戶的體驗(yàn)不佳，對(duì)此就需要進(jìn)行平衡，保證連接的及時(shí)性與穩(wěn)定性，同時(shí)使UWB鑰匙電池使用壽命滿足設(shè)計(jì)預(yù)期。

此外，復(fù)雜電磁環(huán)境下的定位置信度也是一大挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)室條件下的測(cè)試結(jié)果往往難以完全反映實(shí)際環(huán)境中的性能表現(xiàn)，進(jìn)而影響區(qū)域劃分的準(zhǔn)確性及定位精度。因此，需要在復(fù)雜電磁環(huán)境下持續(xù)優(yōu)化定位算法，提升定位性能，以減少因環(huán)境因素導(dǎo)致的用戶體驗(yàn)下降。

成本控制與性能保證之間的平衡也是關(guān)鍵議題。在少量減少UWB錨點(diǎn)數(shù)量的同時(shí)，如何通過(guò)優(yōu)化配置保持甚至提升系統(tǒng)性能，是需要不斷探索的問(wèn)題。從最低配置的1+2 BLE錨點(diǎn)到最佳性能的1+4 UWB錨點(diǎn)，不同配置下的成本控制與性能表現(xiàn)需經(jīng)過(guò)細(xì)致評(píng)估與迭代優(yōu)化，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

綜合來(lái)看，主機(jī)廠在選擇技術(shù)方案時(shí)需具備靈活性，以適應(yīng)不同產(chǎn)品系列與產(chǎn)規(guī)部門(mén)要求。在技術(shù)開(kāi)發(fā)層面，面對(duì)特定技術(shù)方案可能帶來(lái)的問(wèn)題，需持續(xù)進(jìn)行性能迭代與優(yōu)化。同時(shí)，應(yīng)積極嘗試新技術(shù)，如BLE CS與UWB AOA等，以技術(shù)驅(qū)動(dòng)成本降低，突破傳統(tǒng)降本的局限。

（以上內(nèi)容來(lái)自小鵬汽車(chē)嵌入式系統(tǒng)專家趙衛(wèi)宏于2024年7月10日在汽車(chē)數(shù)字鑰匙技術(shù)論壇發(fā)表的《汽車(chē)進(jìn)入系統(tǒng)數(shù)字化創(chuàng)新實(shí)踐》主題演講。）

 

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