联合汽车电子数字钥匙系统拓展应用——UWB儿童遗留检测功能

 前言

近20年来，国内外几乎每年都会有儿童因被遗忘车内造成悲剧的报道，低龄儿童由于缺乏自救能力，其遗留车内的问题不容忽视。

近年来，该问题受到了国内外相关立法机构的高度关注。美国在防止儿童遗忘车内的立法方面采取了多项措施，以减少由此导致的悲剧。除了立法之外，为推动通过技术手段普及车内儿童监测系统，欧盟新车安全评鉴协会Euro-NCAP从2019年开始规划，并于2023年开始，将儿童遗留检测 (CPD, Child Presence Detection，以下简称CPD) 功能正式纳入加分程序。

Euro-NCAP儿童遗留检测功能Roadmap

国内C-NCAP（2022-2028）路线图中，已将CPD功能纳入2025版测试规程。C-NCAP管理规则（2024年版）于2024年1月18日正式发布，并将于2024年7年1日正式实施，其中新增了儿童遗忘提醒功能。对于新发布的车型，如果能够对后排座椅及空间区域提供有效的监测和提醒，将给予该车型2分的安全分奖励。值得一提的是，在汽车市场竞争白热化的当下，2分的差异可以为该车型叠加一个额外的卖点，具有潜在的经济价值。

行业技术方案

Euro-NCAP对实现CPD功能的不同方案设置了不同的激励分数。从检测方式的角度可以分为2类：间接检测和直接检测。

间接检测是指利用车门状态、压力/电容感应等信息，推断是否存在滞留目标；直接检测是指通过传感器直接监测心跳/呼吸/运动或其他生命迹象，以确定是否有儿童遗留。未来采用直接检测方案将会获得比间接检测更高的安全分。

对于直接检测方案，目前市场上的技术路线较多，总体可以归纳为摄像头和雷达两大路线。摄像头成本低、检测方式直观，其最大的隐患是存在隐私泄露风险，而雷达能够规避隐私泄露风险。在雷达分支中，超声波雷达成本低但探测范围小、精度较低，限制了其应用场景；毫米波雷达性能好但成本高、功耗大，此外毫米波频段在汽车场景的无线电合规方面也存在一些限制和隐患，若用于CPD，目前基本仅有60GHz可用。

超宽带(UWB, Ultra Wide Band)雷达与毫米波雷达类似，其工作在厘米波频段，可以检测到人体的呼吸动作，相比毫米波雷达，其功耗更低，成本更低，被行业认为是更具落地潜力的技术方案。

联合电子方案

近年来，UWB技术开始越来越多地应用于汽车数字钥匙系统，其较高的定位精度为数字钥匙功能带来了更好的用户体验。随着越来越多的手机开始配备UWB功能，数字钥匙生态的建设也在日趋完善。除了用于数字钥匙，UWB还可以作为雷达实现目标探测功能。

鉴于国内汽车市场的竞争日趋白热化，车企对造车成本的敏感程度也越来越高。合并、复用、更高的集成度将是未来智能系统发展的方向之一。因此，行业也在探索UWB技术在汽车领域更多的拓展应用。

作为最早一批提供UWB数字钥匙产品的供应商，联合电子（UAES）在UWB雷达的应用探索方面也有了若干年的经验积累。通过复用UWB数字钥匙模块，在不增加额外成本的前提下，通过软件和算法赋能，实现车内儿童遗留检测、脚踢尾门等附加功能，可进一步节省毫米波雷达、传统电容式脚踢传感器等，降低整车成本。

对于儿童遗留检测(CPD)功能，结合不同的数字钥匙系统方案，可以衍生出2种CPD方案：双基站CPD方案和单基站CPD方案。

 双基站CPD方案

该方案由安装在车内顶棚的2个数字钥匙节点组成CPD系统，如下图所示，其中1个节点作为信号发射端Transmitter，另1个节点作为信号接收端Receiver。接收端对接收到的雷达信号进行处理，提取呼吸特征以判断是否存在儿童遗留。检测结果实时传递给车身控制器，以便进一步实施本地/远程告警，甚至车辆主动干预动作。

双基站CPD系统

 单基站CPD方案

该方案仅需复用1个安装在车内顶棚的数字钥匙节点即可实现CPD功能，该节点作为信号收发器Transceiver，既发射信号也接收信号，如下图(a)所示，该方案适用于面向C-NCAP设计的车型，仅需1个节点即可覆盖后舱区域空间。

单基站CPD系统（a）

方案(b)（如下图）相比方案(a)，在前舱增加了1个数字钥匙节点，2个Transceiver各自独立工作，分别负责前舱区域检测和后舱区域检测，适用于面向Euro-NCAP设计的出口车型，实现全车覆盖。

单基站CPD系统（b）

双基站CPD方案采用收发分离的方式，节点只需设计单天线即可，可节省一定的硬件尺寸，但要求车内至少有2个顶棚节点可以复用；单基站CPD方案采用收发一体的方式，可根据实际的车型定位灵活选择不同的系统方案。

对于以上方案，联合电子均已完成实车验证。联合电子的CPD产品具有以下特点：

可为客户提供定制化的CPD系统方案；

满足Euro-NCAP和C-NCAP对检测场景、检测时间、各级告警等要求；

专用的天线设计，满足车内覆盖的同时严格控制车外溢出；

自研CPD算法，有效克服环境干扰，如车内挂件、车辆晃动等，降低虚警率，提升用户体验。

结束语

随着数字钥匙这项新技术的快速发展，联合汽车电子已完成了车云控一体化的生态布局。在此基础上，公司始终秉承创新理念，拥抱新技术，不断探索新的应用场景，同时重技术落地，重产品质量；始终站在客户立场，和客户一起不断探索集成度更高、成本更低、效益最大化的产品和系统性解决方案。