本文整理自全跡科技CEO都延星先生在SAECC 2025 汽車數(shù)字鑰匙論壇的演講PPT，意在用通俗易懂的語言向大家分享UWB-AOA方案在汽車領(lǐng)域的價值應(yīng)用。如需授權(quán)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系我們，未經(jīng)授權(quán)傳播、洗稿等行為全跡科技將追究法律責(zé)任。

全跡科技成立于2016年，成立近10年來只專注做UWB定位這一件事。早些年市場上還沒有UWB汽車數(shù)字鑰匙的需求，我們主要把UWB定位應(yīng)用于工業(yè)制造等領(lǐng)域，對人員、物資、車輛做亞米級精準(zhǔn)定位。三一重工、富士康、京東、都是我們的客戶，我們還服務(wù)了北京冬奧會，收到科技冬奧領(lǐng)導(dǎo)小組（科技部代章）發(fā)來的感謝信。后來我們嘗試把工業(yè)領(lǐng)域的多年經(jīng)驗應(yīng)用在汽車上。全跡在全球首創(chuàng)了汽車UWB-AOA少錨點數(shù)字鑰匙與雷達(dá)方案，可顯著降低成本。

汽車數(shù)字鑰匙最早是NFC卡片鑰匙，后來出現(xiàn)了藍(lán)牙鑰匙，基于RSSI信號強(qiáng)度定位，因為精度不高存在罰站、乒乓等體驗問題；而且因為安全性不足，在歐美市場也不太被認(rèn)可。當(dāng)前最新一代的數(shù)字鑰匙技術(shù)，我們認(rèn)為主要有：UWB、藍(lán)牙6（CS）、星閃（SLE）這三種。這三種技術(shù)的定位精度相對于傳統(tǒng)藍(lán)牙5的鑰匙都有明顯提升，極大程度改善了罰站和乒乓的問題。同時安全性也很好，可以防止黑客中繼攻擊。 但是這三種新技術(shù)也都存在缺點，除了各自的特點外，有一個共性的缺點是當(dāng)前手機(jī)的支持度都不夠高。

我這里重點介紹下UWB技術(shù)。UWB超寬帶物理特性比較獨特，總結(jié)如下：

超精確：UWB是目前各種無線電定位技術(shù)中精度最高的。

超可靠：UWB的超窄脈沖賦予了更好的抗多徑與抗電磁干擾能力。

超安全：基于TOF飛線時間測距可以抵抗黑客中繼攻擊。

超實時：UWB的定位和傳輸時延顯著優(yōu)于藍(lán)牙、星閃SLE等其它技術(shù)。

超全能：UWB是唯一可以同時支持定位+雷達(dá)+通信的技術(shù)，藍(lán)牙和星閃SLE都不具備雷達(dá)的能力。

超兼容：IOS/安卓/鴻蒙都支持UWB技術(shù)，IOS支持度是最高的，安卓也在快速增加。

超稀缺：UWB擁有非常珍貴的大帶寬頻譜資源，賦予該技術(shù)很多獨特優(yōu)勢和相當(dāng)長的生命力。

當(dāng)前UWB鑰匙上車的體驗如何呢？首先優(yōu)點是定位精度最高（體驗一致性好、車內(nèi)外識別也可以做的很準(zhǔn)）；可復(fù)用為兒童檢測雷達(dá)、腳踢雷達(dá)、哨兵雷達(dá)等功能，買一贈多；可兼容全球市場，因為歐美市場的手機(jī)終端和安全性的特點，UWB鑰匙比較被認(rèn)可。當(dāng)然UWB鑰匙也有很多缺點，最主要是單車成本高，UWB芯片價格相對貴，所以多錨點UWB方案成本顯著高于藍(lán)牙、星閃等技術(shù)。其次UWB鑰匙的功耗較大，更換紐扣電池的時間可能較頻繁。還有UWB手機(jī)的支持度還不夠高，蘋果幾乎都支持了，安卓和鴻蒙還不夠多，但目前安卓增長很快，小米這兩年發(fā)布的多款新手機(jī)都已經(jīng)開始支持UWB了。最后就是當(dāng)人和車距離較遠(yuǎn)且人體嚴(yán)重遮擋UWB信號時，可能會有部分性能下降，但這個可以結(jié)合藍(lán)牙粗定位與最新的4ab協(xié)議做很大的改善。我們公司推薦新方案：少錨點UWB-AOA數(shù)字鑰匙與雷達(dá)，可以同時解決成本和功耗2個大問題。

傳統(tǒng)UWB定位技術(shù)主要采用三角定位原理，每個UWB錨點只有TOF測距能力，多個錨點分別測量到UWB手機(jī)的距離，然后以距離為半徑畫圓，3個不同圓的交點就是UWB鑰匙的位置。AOA是一個專業(yè)術(shù)語，Angle of Arrival到達(dá)角度的意思。UWB-AOA錨點拆開能看到由很多天線組成的天線陣列，通過天線陣列的相位差，我們不僅可以像傳統(tǒng)錨點一樣測量TOF距離，還可以測量UWB信號從哪個方向發(fā)過來的。知道了方向+距離，單個錨點就可以實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。原理比較簡單，但是實現(xiàn)起來非常困難，難點在天線陣列和算法的設(shè)計，全跡在18年申請專利開始做，到現(xiàn)在已經(jīng)做了7年。

左圖是現(xiàn)有UWB數(shù)字鑰匙的方案，每輛車需要安裝5或6個UWB的錨點設(shè)備，成本比較高。因為現(xiàn)有UWB技術(shù)主要采用三角定位原理，UWB鑰匙需要與多個不同位置的UWB錨點做TOF測距，然后通過畫圓求交點的方法來計算鑰匙的位置。因為車身會遮擋UWB信號，為了保證人在車的任何區(qū)域都能看到至少3個錨點，所以車輛保險杠4個角各部署1個，車內(nèi)再部署1到2個，整體成本很高。而全跡行業(yè)首創(chuàng)把UWB-AOA錨點放在車輛內(nèi)頂棚，讓信號從玻璃里穿透出去覆蓋到車外，定位算法要處理好A/B/C柱、車門和車身對UWB信號的遮擋影響，這樣最少僅需1個新型錨點即可實現(xiàn)對UWB鑰匙的360°定位；如果全車放2個UWB-AOA錨點可以讓系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定。

這個方案最大的優(yōu)勢就是顯著降低成本。每個UWB-AOA錨點上只有1顆UWB芯片，天線是我們自己設(shè)計的PCB天線沒有額外的成本。成本比傳統(tǒng)多錨點方案便宜一半；線束、連接器和組裝成本也降低了；功耗方面，不僅是車端錨點數(shù)量少功耗得到降低，主要是UWB fob鑰匙的功耗得到了顯著降低。因為每次定位時，UWB鑰匙只需要與車上僅有的1~2個錨點分別測距一次即可實現(xiàn)定位，而傳統(tǒng)方案UWB鑰匙需要與車上全部5~6個錨點分別測距一次才能實現(xiàn)定位，UWB工作時間越短越省電，所以該方案UWB鑰匙功耗也能降低一半以上。還有個反直覺的點，有的客戶實測認(rèn)為全跡的2錨點方案比他們現(xiàn)有量產(chǎn)車采用的6錨點的抗人體和車輛遮擋的穩(wěn)定性要明顯更好。我們分析一個原因是因為多錨點方案需要同時看到車上不同位置的3個錨點，很容易因為車身、立柱、人體等各類遮擋擋住某個方向，造成定位卡頓；而UWB-AOA錨點任意看到一個就能精準(zhǔn)定位。此外，多錨點方案的車外4個錨點安裝在保險杠上，比較低矮，很容易被相鄰?fù)７诺能囕v擋??；而UWB-AOA錨點安裝在車內(nèi)頂棚，還可以透過旁邊車輛的車窗玻璃傳輸?shù)母h(yuǎn)。再加上全跡持續(xù)7年對UWB-AOA的研究，過往豐富的處理工業(yè)UWB定位環(huán)境中大量金屬遮擋的算法經(jīng)驗，讓全跡2錨點的用戶體驗效果相比傳統(tǒng)多錨點并不遜色，甚至部分指標(biāo)還有超出。傳統(tǒng)方案只能用在高端高配車型上，全跡UWB-AOA少錨點方案成本更低、達(dá)到藍(lán)牙鑰匙價位，可以讓更多主流車型享受到這項新技術(shù)。

UWB錨點除了做鑰匙定位，還可以兼做兒童存在檢測（CPD）雷達(dá)，這是為了防止粗心的父母不小心把孩子遺留在車內(nèi)。目前歐洲ENCAP、中國CNCAP都已經(jīng)開始給新車測試這項功能，如果擁有該功能的話安全得分就會更高。全跡與Tier1合作已經(jīng)在某國際頭部品牌車型成功量產(chǎn)CPD雷達(dá)，是全行業(yè)最早一批量產(chǎn)的車型。CPD雷達(dá)量產(chǎn)最困難的是在保證全車座椅和腳坑覆蓋的同時，要避免外溢和車內(nèi)其它物品晃動引起的誤報。UWB CPD雷達(dá)相比毫米波雷達(dá)成本更低，且可與UWB數(shù)字鑰匙錨點復(fù)用，相當(dāng)于是買一贈一的功能。

UWB還可以用于腳踢尾箱雷達(dá)。全跡的UWB腳踢雷達(dá)產(chǎn)品可以支持踢腿和掃腿，幾乎達(dá)到100%成功率；寵物從后保下方跑過、人貼著車尾徘徊、充電線從后保下甩過、下雨等場景都不會有誤報。全跡與Tier1配合已經(jīng)獲得了某國際車型的量產(chǎn)定點，明年年初量產(chǎn)。

全跡的UWB-AOA車內(nèi)兩錨點還可以兼做哨兵監(jiān)測雷達(dá)。當(dāng)車輛落鎖人員遠(yuǎn)離后，UWB哨兵雷達(dá)自動啟動，可探測到車輛周邊區(qū)域的活動人員、物體或車輛，再觸發(fā)攝像頭啟動記錄。UWB哨兵雷達(dá)的功耗相比通常攝像頭哨兵雷達(dá)方案的功耗可以忽略不計，車主可以放心開一整夜。

兩個錨點裝在車的內(nèi)頂棚左右對稱中軸線上，前錨點推薦裝在內(nèi)后視鏡支架附近，也可以裝在閱讀燈、天窗開關(guān)附近；后錨點在后排頭頂后方。

為這個產(chǎn)品我們起了響亮的名稱，全跡ONE系列。ONE正好是One Node Entry單錨點進(jìn)入的縮寫。我們提供多種帶算法的UWB模組和成品給不同的合作伙伴。ONE1000模塊集成了UWB芯片、天線陣列、定位算法，需要搭配客戶自研的MCU和藍(lán)牙底板運行我們提供的算法庫，組成完整的UWB定位與雷達(dá)錨點。

我們的方案可與CCC、ICCE等數(shù)字鑰匙標(biāo)準(zhǔn)兼容，因為車上的UWB-AOA錨點是在UWB鑰匙的一次標(biāo)準(zhǔn)TOF測距過程同時，自動獲取到UWB鑰匙的角度的。天線陣列在車端錨點上，對鑰匙的硬件設(shè)計沒有特殊要求。我們公司參與了國內(nèi)ICCE數(shù)字鑰匙標(biāo)準(zhǔn)的制訂，也有署名。我們成功打通了iPhone與多種安卓UWB手機(jī)的定位。

蘋果認(rèn)可全跡的UWB-AOA少錨點技術(shù)方案，最新的Carkey測試模板已經(jīng)增添了UWB-AOA測試選項，感興趣的主機(jī)廠可以聯(lián)系蘋果索取。

我們來對比下UWB與多種不同的技術(shù)：UWB-AOA擁有最高的定位精度，非常準(zhǔn)的車內(nèi)外識別，不用擔(dān)心把手機(jī)鎖在車內(nèi)；擁有較多的存量手機(jī)和未來新手機(jī)的支持度；最少的錨點數(shù)量和相應(yīng)低廉的BOM成本；唯一可復(fù)用為UWB雷達(dá)，相當(dāng)于可免費獲得NCAP得分；國際市場對UWB鑰匙的認(rèn)可度最高可以直接出海。補(bǔ)充再說下藍(lán)牙6（CS），藍(lán)牙6的數(shù)字鑰匙標(biāo)準(zhǔn)尚未確定，按目前我們獲得的信息，蘋果不一定能把藍(lán)牙6的鑰匙放到蘋果錢包，而是讓藍(lán)牙6補(bǔ)充和增強(qiáng)UWB鑰匙的性能。所以現(xiàn)在基于獨立的藍(lán)牙6做數(shù)字鑰匙還是存在將來放不進(jìn)蘋果錢包的風(fēng)險。

因為手機(jī)的支持度不同，國內(nèi)車廠目前青睞采用多模定位。左邊兩個圖是常見的藍(lán)牙RSSI方案。中間是常見的UWB多錨點方案。右邊是我們公司建議的少錨點UWB-AOA方案。如果想要比較好的藍(lán)牙解閉鎖體驗，就用右二的方案。想要更好的性價比，就用右一。 從最左邊的藍(lán)牙鑰匙，升級到最右邊的UWB鑰匙，還可以去掉原車的PEPS高低頻天線，總體成本并沒有提升，同時新增了倉內(nèi)兒童檢測雷達(dá)的功能。 圖里藍(lán)色芯片還可以換成同時支持藍(lán)牙5/藍(lán)牙6或星閃的多模芯片。

最后做個總結(jié)，我們推薦少錨點的UWB-AOA數(shù)字鑰匙與雷達(dá)方案。用單車2個UWB-AOA錨點作為主力定位錨點，對存量和未來都越來越多的UWB手機(jī)提供最佳定位效果。同時搭載至少1顆藍(lán)牙5/6/星閃芯片，讓沒有UWB的其它手機(jī)也都能實現(xiàn)基礎(chǔ)的數(shù)字鑰匙功能。這樣用最低成本可以支持全球市場可用的UWB鑰匙，附加兒童存在檢測雷達(dá)。全跡UWB-AOA技術(shù)可以顯著降低傳統(tǒng)UWB數(shù)字鑰匙的成本，并保持多功能不變。