你的位置:首頁(yè) > 互連技術(shù) > 正文

UWB技術(shù)引領(lǐng)汽車(chē)安全與互聯(lián)駕駛的新紀元

發(fā)布時(shí)間:2024-06-12 來(lái)源:Qorvo半導體 責任編輯:lina

【導讀】在汽車(chē)科技日新月異的發(fā)展圖景中,超寬帶(UWB)技術(shù)猶如創(chuàng )新的燈塔脫穎而出,尤其在車(chē)輛乘員檢測領(lǐng)域。這種尖端技術(shù)以其低功耗無(wú)線(xiàn)功能而著(zhù)稱(chēng),如今正為車(chē)輛高階安全措施和便捷性的提升鋪平道路。


隨著(zhù)超寬帶(Ultra-Wideband,UWB)技術(shù)的持續演進(jìn),它有望徹底革新車(chē)輛的功能與駕駛效率,并打造更安全、更互聯(lián)的駕駛體驗。


通過(guò)本文,您將了解到:


  • UWB技術(shù)為汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)的變革性推動(dòng)。

  • 這一技術(shù)如何增強車(chē)輛乘員檢測、無(wú)鑰匙車(chē)輛門(mén)禁系統及道路安全等應用。

  • 如何將UWB集成到汽車(chē)中。


在汽車(chē)科技日新月異的發(fā)展圖景中,超寬帶(UWB)技術(shù)猶如創(chuàng )新的燈塔脫穎而出,尤其在車(chē)輛乘員檢測領(lǐng)域。這種尖端技術(shù)以其低功耗無(wú)線(xiàn)功能而著(zhù)稱(chēng),如今正為車(chē)輛高階安全措施和便捷性的提升鋪平道路。


技術(shù)不斷改善著(zhù)我們的日常生活,但要真正使其發(fā)揮效用,它必須簡(jiǎn)單、安全、可靠且值得信賴(lài)。如同Wi-Fi和藍牙這樣的射頻(RF)技術(shù)已極大提升了家庭和企業(yè)的連接性;然而,UWB作為一種安全、可靠、值得信賴(lài)的RF技術(shù),以其獨特的能力脫穎而出,能夠進(jìn)一步增強我們的生活品質(zhì)。


UWB的應用范圍固然廣泛,但本文將重點(diǎn)聚焦其在交通事故救生這一車(chē)輛應用中的關(guān)鍵角色,從而讓我們一窺更安全、更互聯(lián)的未來(lái)駕駛體驗。



UWB:汽車(chē)創(chuàng )新領(lǐng)域的多面手

汽車(chē)行業(yè)正迅速整合新技術(shù),以提升安全性、保障性及整體消費者體驗。為應對交通安全問(wèn)題,相關(guān)技術(shù)已從雷達和攝像頭等獨立的車(chē)輛系統,演進(jìn)到要求各制造商提供標準化的車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。


這一向“車(chē)對萬(wàn)物(Vehicle-to-Everything,V2X)”通信技術(shù)的轉變,為UWB技術(shù)打開(kāi)了大門(mén)。該技術(shù)結合了精確定位、安全識別及超低延遲等特性于一身,從而加強了先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS)及聯(lián)網(wǎng)與自主駕駛汽車(chē)(CAV)的功能。


UWB在汽車(chē)中的一個(gè)核心應用是乘員檢測能力;特別是在可能引發(fā)生命危險的場(chǎng)景中,如兒童被遺忘在炎熱的車(chē)內(圖1)。UWB利用信道脈沖響應(CIR)的獨特特性來(lái)判斷座椅是否被占用。


UWB技術(shù)引領(lǐng)汽車(chē)安全與互聯(lián)駕駛的新紀元

圖1,UWB應用于車(chē)輛乘員安全檢測系統。


通過(guò)在車(chē)內發(fā)送UWB脈沖,信號在車(chē)內表面反射并最終到達接收器,從而實(shí)現了這一功能。其重點(diǎn)在于策略性地布置發(fā)射器和接收器的位置,確保信號能夠覆蓋乘客座椅區域。當座椅被占用時(shí),CIR信號特征就會(huì )發(fā)生變化,系統據此檢測出人員的存在。這一應用不僅加強了安全性,還使得車(chē)輛與其環(huán)境之間的交互達到了新的水平。


乘員檢測之外的其它應用


除了乘員檢測外,UWB的用途還延伸至包括數字鑰匙在內的多種車(chē)載應用中。數字鑰匙應用展現了UWB在提高車(chē)輛安全性、便利性和情境感知能力方面的多功能性。


由車(chē)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(Car Connectivity Consortium,CCC)開(kāi)發(fā)的數字鑰匙,利用UWB實(shí)現了無(wú)需手持設備或智能手機即可在靠近或離開(kāi)時(shí)自動(dòng)解鎖和鎖車(chē)的免接觸可靠操作。數字鑰匙應用了結合UWB與低功耗藍牙(BLE)技術(shù),示范了汽車(chē)如何安全地驗證身份并與駕駛員的智能手機或智能手表進(jìn)行通信(圖2)。


UWB技術(shù)引領(lǐng)汽車(chē)安全與互聯(lián)駕駛的新紀元

圖2,數字鑰匙將采用多個(gè)UWB傳感器


在此系統中,配備UWB的智能手機或鑰匙扣發(fā)送信號;多個(gè)安裝在車(chē)輛上的UWB錨點(diǎn)接收到信號后會(huì )依次回復。隨后,車(chē)輛據此計算與智能手機或用戶(hù)間的精確距離。


數字鑰匙工作流程的安全性得益于一項特別功能,即采用加擾時(shí)間戳序列(STS),并受到高級加密標準(AES)協(xié)議的保護。這一過(guò)程受復雜算法的保護;該算法在每次信號傳輸后都會(huì )更新STS代碼,從而確保僅有授權設備能夠進(jìn)行通信。


不僅如此,除UWB外,我們還將低功耗藍牙(BLE)技術(shù)用于初始高級別通信,以交換數字鑰匙ID并驗證用戶(hù)身份,進(jìn)一步增強了安全性并防止未經(jīng)授權的訪(fǎng)問(wèn)。這一創(chuàng )新的數字鑰匙車(chē)輛進(jìn)出流程為用)帶來(lái)了無(wú)縫且安全的體驗(如圖3所示)。


UWB技術(shù)引領(lǐng)汽車(chē)安全與互聯(lián)駕駛的新紀元

圖3,本圖展示了數字鑰匙的安全與交換流程


在高速行駛且車(chē)輛眾多的情況下,自主駕駛汽車(chē)(CAV)的完美運行至關(guān)重要。以車(chē)隊行駛為例,車(chē)輛緊密排列以通過(guò)減少空氣阻力來(lái)節省燃油(如圖4所示)。這種方法可以使貨車(chē)運輸更加安全高效,降低燃油成本和排放,緩解交通擁堵,加快配送速度,甚至延長(cháng)電動(dòng)汽車(chē)單次充電的行駛里程。


UWB技術(shù)引領(lǐng)汽車(chē)安全與互聯(lián)駕駛的新紀元

圖4,利用UWB雷達進(jìn)行短距探測


此外,UWB在短距程雷達系統中的應用彰顯了其在防碰撞技術(shù)領(lǐng)域的潛力。通過(guò)分析反射信號的到達時(shí)間,UWB能精確測定與鄰近物體的距離,使車(chē)輛能夠及時(shí)向駕駛員發(fā)出潛在危險的警報。


為行人與騎行者改善安全性


UWB技術(shù)還可以通過(guò)與“車(chē)對行人(V2P)”通信技術(shù)的結合,為行人和騎行者帶來(lái)顯著(zhù)的安全性提升(圖5)。與“車(chē)對車(chē)(V2V)”通信類(lèi)似,UWB協(xié)助導航系統識別附近是否有弱勢道路使用者(VRU);例如攜帶智能手機或任何啟用UWB設備的行人。隨后,它準確測量與VRU的距離,并檢查是否存在碰撞風(fēng)險。


UWB技術(shù)引領(lǐng)汽車(chē)安全與互聯(lián)駕駛的新紀元

圖5,在此場(chǎng)景中,UWB被用于確保行人安全


例如,在三叉路口或任何十字路口,配備了UWB傳感器的車(chē)輛可以檢測到VRU的準確位置,從而幫助防止事故發(fā)生,讓道路更加安全。


面向未來(lái),UWB技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)的潛在應用既廣泛又多樣。從確保電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電設備對準,到實(shí)現停車(chē)場(chǎng)安全支付,再到改善行人的道路安全,UWB技術(shù)有望徹底改變我們的駕駛體驗。


將UWB技術(shù)融入汽車(chē),不僅僅為了增強車(chē)輛的功能性,更為了是創(chuàng )建一個(gè)更安全、更便捷、更互聯(lián)的駕駛環(huán)境。行業(yè)預測顯示,未來(lái)不久將有半數新車(chē)采用UWB技術(shù),為汽車(chē)安全與創(chuàng )新鋪就飛躍式發(fā)展的舞臺。


展望未來(lái)


UWB技術(shù)標志著(zhù)汽車(chē)工業(yè)向前邁出的關(guān)鍵一步。它提供了增強的安全與保障,并開(kāi)啟了通往眾多創(chuàng )新應用的大門(mén);而這些應用有望重塑我們與汽車(chē)的交互方式。隨著(zhù)這一技術(shù)的不斷演進(jìn),UWB無(wú)疑將在塑造未來(lái)汽車(chē)設計與功能性方面發(fā)揮核心作用;從而讓所有人的駕駛體驗更安全、更高效、更愉悅。

文章來(lái)源:Qorvo半導體


免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題,請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。


推薦閱讀:

如何利用低電平有效輸出驅動(dòng)高端輸入開(kāi)關(guān)?

電驅逆變器SiC功率模塊芯片級熱分析

如何找到一款更適合高壓BMS解決方案?

6個(gè)技術(shù)點(diǎn),帶您理解用于電池儲能系統的 DC-DC 功率轉換拓撲結構

打造兼具性?xún)r(jià)比與高性能的變頻驅動(dòng)方案,助力白色家電產(chǎn)業(yè)智能升級

特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
熱門(mén)搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉