智能座舱：汽车雷达的下一个战场

自2020年起，前向雷达和角雷达领域涌现大量国产公司，直接正面竞争全球四大主流雷达Tier1（ABCD-Autoliv、Bosch、Continental、Delphi）。
当战火焦点聚焦在主要应用于ADAS的车外雷达时，一个新的雷达应用领域——座舱雷达，也快速引起了主机厂、Tier1和芯片公司的关注。智能座舱加入舱内雷达功能作为智能座舱的重要构成，座舱雷达的主要应用场景为车内活体检测、乘驾人员状态监测以及入侵检测等。而座舱雷达不仅能降低儿童和宠物遗留、车辆盗取等恶性后果发生，也能提升舱内监控监测能力以提升多样化的用户体验。据不完全统计，在2011-2021年间，全国各地共发生100余起儿童被遗忘车内事故，造成儿童死亡达60余名。数据显示，大多数儿童遗忘车内致死事件绝非故意，54%是由于粗心的父母将儿童遗落在车内导致，因此借助车内生命监测技术或有望杜绝此类事故的发生。法规方面， Euro NCAP将于2023年开始在所有新车评级中引入更严格的评分标准，其中，儿童在场检测(CPD)最多可获得4分，该功能要求检测出独自留在车内的孩子，并向车主或紧急服务部门发出警报，以避免中暑死亡。这意味着出口欧洲的中国新势力们，都将为符合欧洲法规要求而加入CPD等活体检测功能。而美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）也在制定新规则，强制汽车安装“预警系统”，以提醒驾驶员检查后座，尤其是儿童。另外，中国新车评价规程（C-NCAP）正在研究在2025版规程中加入儿童存在检测测试项目，为安装该装置的车辆提供加分项。据悉，C-NCAP正在依托于儿童保护工作组，联合行业开展规程的制定及相关技术路线的研讨工作，未来将从功能、性能、安全、软件识别算法精度等多个层面对车辆儿童滞留检测装置进行测试。无论是为了提升用户体验、还是为了提前布局国内法规，亦或是为了符合出海标准，新势力们纷纷开始加入舱内雷达功能，如长城汽车旗下量产的2021款WEY VV6车型，就采用了毫米波雷达车内生命体征监测技术。舱内雷达技术规范之争：毫米波 or UWB？目前，舱内雷达的主流技术集中在毫米波（24GHz、77GHz、60GHz）和UWB两大方向，其中：24GHz被废止：国内工信部发布的《汽车雷达无线电管理暂行规定》已于2022年3月1日起正式施行，规定也要求将不再受理和审批24GHz宽频段汽车雷达的无线电发射设备型号核准申请，即不能再生产和进口使用该频段的汽车雷达。77GHz/ 79GHz车外专用：《暂行规定》明确77G和79G用于以ADAS为主的巡航控制、防撞、盲点探测等车外功能，未指定给舱内使用。且为避免影响该涉及车辆ADAS功能安全的重要频段，座舱内雷达应规避该频段，以避免无线信道冲撞。60GHz当前未批准：舱内毫米波雷达应用方案大多是基于60GHz，但目前我国尚未对60GHz频段出台相应法规，属于灰色地带。UWB属于合规频段：欧洲、美国、中国及其他大部分国家无线电管理单位已经为 UWB 操作预留了频谱，UWB的监管指南因地区而异，但车载UWB雷达主要应用的频段为6-8GHz，该频段范围中的CH9（7.73 ‑ 8.23GHz），无论在国内，还是美国、欧洲、日韩等全球主要国家区域均属于合规频段。
除法规之外，从成本方面来看，UWB雷达芯片单价平均为4-5美金，毫米波雷达芯片单价接近20美金，两者在芯片成本方面已经有4-5倍的差距。目前，业内已通过硬件复用的技术，在一套硬件上，同时实现UWB雷达和数字钥匙的功能。相比使用蓝牙＋毫米波雷达或摄像头，分别实现数字钥匙和活体监测功能，UWB硬件复用的方式，在成本上极具优势。性价比孰高孰低，显而易见。UWB雷达的独特竞争力其实，作为一种高频、高带宽、短距通信技术，UWB并非新技术。但要实现UWB在复杂环境下的高精度、高可靠应用，则需要深厚的技术功底。在实际上车应用过程，UWB雷达如何滤除雷达信号噪声、提高雷达信号的识别准确率、降低雷达信号误判率等问题的解决，都非常考验企业的算法实力，以及对数据模型的处理能力。业内如大陆、NXP、清研智行等企业，已经开始对UWB雷达，以及雷达+数字钥匙复用功能进行深入研究。而国内外Tier1纷纷布局UWB舱内雷达，亦是基于UWB雷达的独特竞争优势。UWB雷达原理（图片来自清研智行）
其一是UWB雷达具有高穿透率与低功耗。相比更高频段的毫米波雷达，UWB技术采用较低的6-8GHz的频段，与高频段技术相比，UWB具有更强的穿透率，在座舱遮挡较多的场景下，可以覆盖更多区域，前、后排包括地脚板等位置均可有效覆盖。而对于毛毯、衣物的遮挡，UWB也可有效穿透，并成功对生命体征进行识别。功率谱密度限制于-41.3 dBm/MHz，基于较低的功率谱密度，UWB雷达相比其他技术，具有更低的功耗。其二是UWB雷达信号无串扰。UWB技术主要基于IEEE 802.15.4a 和 802.15.4z标准开发，且频段符合各国的规范标准，一方面其工作频段与其他车载常用无线技术有明显区分度，频段耦合性低；另一方面UWB超过500 MHz的带宽结合很低的频谱功率密度，使得UWB信号能够与其他技术共享频谱的同时，还不会产生干扰。UWB雷达与UWB数字钥匙复用的天作之合提到UWB在车载场中的应用，时下大部分人首先想到的或许是UWB数字钥匙。随着CCC3.0标准的发布，以及越来越多的智能手机有望在未来几年支持UWB技术。从上游芯片、协议、标准到下游硬件终端等产业链的逐步成熟，UWB技术在汽车上的应用受到了广泛的关注，基于UWB高精度的感知，许多令人兴奋的应用已在陆续实现。从应用角度，UWB雷达与目前迅速发展的UWB数字钥匙更容易在硬件上集成复用。据悉，UWB数字钥匙系统工作时，信号占空比相对较低，工作过程中有大量空闲时段，利用UWB数字钥匙空闲时段，通过分时复用的方式来进行雷达信号的收发，可以用一套硬件实现数字钥匙与雷达双功能，相比额外增加数百元的其他生命体征感知设备，二合一的复用硬件的方案可大幅提升系统的性价比。国内新秀清研智行，凭借对UWB技术多年的技术积淀和对算法的深入理解，在业内率先实现了UWB雷达及UWB数字钥匙功能的复用技术，展示了一款UWB雷达和UWB数字钥匙结合的产品。

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