2026年,汽车电子的技术出现了有趣的变化,UWB(超宽带)从最初的“数字钥匙”角色,跃升为未来智能汽车的核心感知技术。
前几年,它只是让手机靠近车门就能解锁,看起来酷,但本质上只是升级版的无钥匙进入系统。
今年开始,主流车企都在给UWB模块赋予新能力,不只是通信工具,而是同时具备测距、定位和感知能力,让车辆具备“看见世界”的能力。
UWB到底是什么,为什么今年突然升温
UWB的中文名叫"超宽带",原理是用极短的无线脉冲在纳秒级时间内发送信号,通过计算脉冲飞行时间来实现厘米级定位。这个精度,是蓝牙/WiFi根本无法达到的。
传统无钥匙进入用的是射频信号,定位精度在米级,只能判断"你在车附近",无法判断"你站在哪个车门旁边"。
UWB的精度可以达到10厘米以内,可以精准区分主驾、副驾、后备箱不同区域——这才是真正无感解锁的基础。
但UWB的价值远不止于此,它的真正潜力在于感知:UWB信号可以穿透部分障碍物,在短距离内识别物体是否存在。
更重要的是,一套UWB硬件同时具备测距、定位、感知三种能力——这意味着,同一个模块,可以既当钥匙用,又当雷达用。
这就是今年行业里最热的话题:硬件复用。不需要额外加传感器,现有UWB模块升级一下算法,就能多出一个安全雷达功能。BOM成本几乎不增加,功能却多了一整套。
两条路线:安全雷达 vs 近场感知
目前车企对UWB的应用方向,分成了两条明显不同的路线。
● 路线一:安全雷达——现代/起亚
现代和起亚在1月29日正式发布了Vision Pulse系统,是目前UWB安全雷达方向走得最激进的一家。

◎ 核心思路是:复用现有的Digital Key 2.0 UWB模块,不需要新增任何硬件,通过OTA推送算法升级,直接把车变成一台近距安全雷达。
◎ 参数很亮眼:探测半径100米,定位精度±10厘米,恶劣环境下准确率超过99%,响应延迟只有1到5毫秒。
功能覆盖了几个高频安全场景:
◎ 盲区透视:可以穿透车辆、建筑等障碍物,提前识别驾驶员视线盲区里的危险
◎ 非视距障碍物预警:在你看不见的情况下,系统已经先看见了
◎ 行人/非机动车防撞:对突然出现的两轮车、行人做出预警
◎ 甚至还有幼儿园校车守护和工厂内叉车防撞这类拓展场景
这套系统的逻辑是:安全功能不需要用户额外付费——模块已经有了,算法一升级就能用。对于主机厂来说,边际成本几乎为零;对于用户来说,相当于白得了一套安全配置。
● 路线二:近场感知——理想L9 Livis
理想的路线和现代不同。理想不是在现有模块上加算法,而是用UWB替代超声波雷达,重构整车的近场感知架构。
全新理想L9 Livis,定价55.98万元,是全球首款完全取消超声波雷达的量产车型。车身没有任何雷达开孔,感知硬件全靠摄像头和UWB——外观更简洁,密封性更好,对风噪系数也有正面影响。

UWB替代超声波,能做到什么?理想给了两组关键数据:
◎ 1米以上悬空物体:超声波在这个距离之外基本失效,UWB可以稳定识别——比如停车场横杆、桥底限高架这类场景。
◎ 20厘米以下低矮物体:这是超声波的盲区,UWB可以精准捕捉——宠物、低矮路障、小孩等。
同时,UWB输出的不只是"有没有",而是"距离+方向"双重数据——感知维度更高。配合手势识别和生命体征监测(检测车内是否有遗留生命体),整套近场感知的体验提升了一个档次。
L9 Livis计划2026年二季度交付,会成为2026款L系列的核心配置。这套方案的成本结构比超声波更优,随着量产规模扩大,成本差距会进一步缩小。
理想的逻辑是:超声波雷达在智能化程度越来越高的背景下,其实在很多场景已经被摄像头替代了,但近场感知不能只靠摄像头——摄像头有盲区,有雨雾限制,UWB刚好补上了这个空白。
芯片升级加速,技术路线收敛
UWB在汽车上从"能用"到"好用",背后是芯片层面的快速迭代。

意法半导体发布了ST64UWB-A系列车规级UWB芯片,这是目前行业内集成度最高的方案之一。
几个关键指标:首款全集成车规UWB SoC,支持IEEE 802.15.4z和即将发布的IEEE 802.15.4ab双标准,内置Cortex-M85内核,满足ASIL A(B)功能安全等级,采用ST自研的18纳米FD-SOI工艺,射频性能业界领先。
更重要的是,IEEE 802.15.4ab标准带来了一个质变:传输距离是上一代的8倍以上,非视距性能大幅提升,即使手机放在口袋里、背包里,信号依然可靠。
这意味着UWB数字钥匙的体验会稳定很多,"手机放兜里解锁不了"的尴尬会大幅减少。
目前ST64UWB系列已向主要一级供应商和OEM厂商提供样品,量产周期预计在2026年下半年启动。
恩智浦的Trimension NCJ29D6A,极氪9X采用的正是恩智浦这款芯片,用于UWB数字钥匙、儿童遗留检测和脚踢感应等功能。恩智浦的方案在多天线协同和低功耗设计上有优势,是目前量产品中成熟度最高的方案之一。
ARIA SENSING联合ALGORIZED发布了Hydrogen UWB雷达SoC,专门面向车内儿童遗留检测(CPD)。结合3D检测和AI算法融合,精度比传统超声波方案更高。
Euro NCAP已经将儿童遗留检测纳入安全评级体系,2026年起逐步成为新车标配。
UWB方案在成本和精度上都有优势,很可能会在这个细分场景快速替代现有方案。
特斯拉Cybercab在2月拿到了FCC批准,用UWB做无线充电的厘米级泊入定位——车开到充电板附近,UWB引导车辆精准停靠,误差控制在厘米级。这个场景之前没有好方案,UWB刚好补上了。
Robotaxi不需要人工泊入,无线充电+UWB引导是一个完整的高级别自动驾驶闭环。
这些芯片升级,让UWB从“能用”走向“好用”,为数字钥匙、感知、儿童安全和自动泊入等应用提供基础支撑。
小结
回顾这波UWB热潮,可以明确看到趋势:一套硬件,多重功能,成本低、价值高。对于主机厂,是战略资产;对于用户,是实际体验提升。
未来,UWB不仅会成为数字钥匙的标配,更可能成为智能汽车安全和感知的底层标准。谁能在算法优化、场景覆盖和量产落地上领先,谁就能掌握智能汽车下一轮竞争的主动权。
2026年,UWB完成了从“通信工具”到“感知核心”的跨越,而真正的行业格局重塑,才刚刚开始。
作者:芝能智芯
]]>摘要:
本文围绕“超宽带(Ultra-Wideband, UWB)是否可以在自动泊车中完全替代超声波”这一问题,从产业现状、芯片能力、物理机理、量产工程与功能安全五个层面展开分析。文章的核心结论是截至目前,UWB 已经成熟到可以在数字钥匙、活体检测、脚踢检测、高精定位、到达角(Angle of Arrival, AoA)、到达相位差(Phase Difference of Arrival, PDoA)以及部分短距雷达化应用中实现量产落地,但仍未成熟到可以在主流量产自动泊车中全面接管超声波承担的近场障碍感知职责。
真正挡住UWB 的,不是原理上不够先进,而是近端泄漏与 ringing(脉冲振铃拖尾) 导致的近端盲区,以及测距测角精度、静态目标与静态杂波分离困难、地下车库地反与多径、车身耦合下的天线方向图稳定性、以及跨车型一致性、诊断与功能安全闭环等系统性问题。
相对而言,超声波虽然量程短、信息维度少(无4D信息)、易受目标材质和污染遮挡影响,但它在近场、低速、静态小障碍物场景中的边界更清楚,失效模式更可预期,量产验证也更充分。本文据此主张,现阶段更合理的路线不是用 UWB 替代超声波,而是让 UWB 与超声波分工协同,前者负责高精定位、最终对位与车身近端感知增强(例如理想L9路线),后者继续守住最后几十厘米的低速安全边界。
本文的核心观点:
UWB 不是“不成熟”,而是“成熟得还不够全面”。它已经能量产做定位、钥匙、活体、脚踢、AoA/PDoA 与部分感知,但还不够成熟到全面替代自动泊车外部近场超声波。
UWB雷达当前的MIMO阵列(例如1T3R、2T4R) 是重要进步,但它主要解决“空间维度不足”的问题。但是静态杂波、近场泄漏、地反多径、天线背向辐射、功能安全与跨车型一致性,并不会因为通道数增加而自动消失。
超声波也有明显短板,例如量程短、角分辨率低、信息维度稀疏、容易受污染遮挡和目标材质影响,但这些短板大多属于“能力边界型短板”,而不是“系统实现型短板”。
未来真正有希望改写泊车感知边界的,不是单一器件参数提升,而是整车层面的传感器融合、车身集成、算法鲁棒性、诊断能力与功能安全体系一体化成熟。
一、问题真正的焦点不是谁更先进,而是谁更适合守住泊车安全边界
围绕自动泊车传感器路线的讨论,最容易陷入的误区,就是把“更先进”直接等同于“更适合替代”。从原理上看,UWB 具有更高的时间分辨率、更强的高精测距能力,还可以扩展到 AoA、PDoA、双向测距(Two-Way Ranging, TWR)、到达时间差(Time Difference of Arrival, TDoA)等定位技术,而超声波看上去更像一项“老技术”,量程不长、信息维度也比较少。可自动泊车并不是一场参数竞赛,它真正要解决的是在最后几十厘米内,面对低速、静态、低矮、异形、贴边、易遮挡的小障碍物时,谁能更稳定、更低误报、更可量产地守住安全边界。
公开的量产方案至今仍将超声波、近距摄像头与角雷达作为自动泊车的常见组合,这恰好说明了工程判断与参数直觉并不总是一致。
换句话说,自动泊车关注的不是“谁理论上更能看”,而是“谁在保险杠附近、车角边缘、轮胎旁侧、路沿前沿这类最麻烦的位置,仍能给出足够稳定、足够可解释、足够容易验证的判断”。从这个角度回看争论,就会发现 UWB 与超声波的关系并不是单纯的代际替换,而更像是两类传感器在不同边界条件下的能力互补。
二、UWB 产业并不幼稚,但也还没有成熟到全面替代
如果简单地说“UWB 还不成熟”,其实并不准确。更准确的说法应该是UWB 在汽车上已经成熟到可以承担一部分重要任务,但还没有成熟到承担“泊车近场主障碍感知”这一最苛刻的任务。
恩智浦(NXP)的 Trimension NCJ29D6 明确定位为面向汽车测距与雷达应用的车规级 UWB 芯片,支持双天线接口、测距与雷达复用。科沃(Qorvo)的 DW3300Q 已经进入汽车级应用,支持 10 cm 级定位和 PDoA。加特兰(Calterah)的 Dubhe 则把 2T4R 架构推到了台前,公开强调更好的角分辨率、空间感知和抗干扰能力。
国内厂商方面,长沙驰芯(CX500)已公开 1T3R 路线,纽瑞芯(NewRadio)的 NRT81750 也已进入汽车定位通信与短距雷达相关场景。标准方面,罗德与施瓦茨(Rohde & Schwarz)公开的 IEEE 802.15.4 数字标准页面显示,当前 HRP UWB 已支持 499.2 MHz、1081.6 MHz、1331.2 MHz 和 1354.97 MHz 等多种信道带宽。
这意味着,今天的车载UWB 已经不再只是“单天线测距”芯片,而是在向“小阵列 + 定位 + 感知复用平台”演进。问题在于从“可以量产做定位与感知增强”,到“可以量产全面取代超声波”,中间隔着的并不是再多加几个通道,而是一整套与静态目标、近场盲区、多径反射、车身耦合、功能安全和验证闭环有关的系统工程。
国内产业链中,已经出现“基于 UWB 雷达的可量产泊车辅助方案”这类公开表述,说明这条路线不再停留于实验室概念。但与此同时,主流量产自动泊车仍普遍围绕超声波展开,UWB 更多被视为高精定位、最终对位或近场感知增强的候选技术,而非已经完成替代的定论,例如理想L9率先上车也是先做近端感知,不是自动泊车)。
三、UWB 难以完全替代超声波,关键难点不在有没有MIMO,而在系统是不是已经过关
3.1 UWB 的强项首先是协作式高精定位,而不是天然擅长被动障碍物雷达
UWB 最亮眼的成绩,主要来自设备与设备之间的高精测距与定位。无论是 TWR、TDoA 还是 PDoA,核心前提通常都是链路另一端是已知设备,或者传播路径具有明确的几何约束。在这种前提下,UWB 的厘米级能力非常有价值。
可自动泊车中的障碍物感知不是“与 tag 对测”,而是“对未知目标的被动反射回波进行判定”。问题一旦从协作式测距变成被动障碍物雷达,误差来源就会剧烈增加:目标材质、目标姿态、目标几何尺寸、地面反射、车身耦合、邻车侧板反射、停车场墙柱多径,都会同时进入系统。也正因如此,UWB 在定位演示里看起来很强,并不意味着它在泊车外部感知里已经同样成熟。
这些场景应该是毫米波雷达更为擅长。
3.2 静态目标检测的难点不是看不见,而是很难把它从静态背景中干净分离
自动泊车最麻烦的目标,往往恰恰是静态目标,比如路沿、矮柱、墙角、轮挡、地锁、栏杆、拖车钩、悬空边缘等。UWB 雷达文献中一个非常高频的关键词,就是 clutter reduction(杂波抑制)与 background subtraction(背景减除)。相关研究反复表明,IR-UWB 在短距目标检测中通常需要先处理天线直耦、背景反射和静态杂波,再谈目标判决,否则很容易在强背景中淹没弱小静态目标。这对泊车意味着UWB 并非“不能看静态”,而是它要先花大量系统代价,去对付那些恰好与静态障碍同样稳定存在的背景回波。
3.3 最小探测距离与近端泄漏是 UWB 替代超声波时最硬的一道坎
自动泊车真正最危险的距离,往往不是2 米之外,而是最后 10—30 厘米,因为用户最在意的是最后一下会不会蹭上去。
而 UWB 在这里面临一个非常顽固的前端问题,即近端泄漏、天线直耦与 ringing(脉冲振铃拖尾)。2026 年的 Applied Sciences 论文明确指出,高 Q 结构在时域上会产生 ringing,使接收机在一段时间内“失明”,从而让近距离目标几乎无法检测。换句话说,最靠近保险杠、最靠近轮胎边、最靠近车角的那一段距离,恰恰可能落在 UWB 前端最难受的时间窗里。相比之下,博世公开的超声波技术数据虽然并不炫目,却非常实用,最远探测可到5.5 m,15 cm 内可做精确测距,3cm到15 cm 仍可做目标存在检测,这正好落在泊车安全最有价值的距离区间。
3.4 地反、多径与 NLOS
很多宣传会说UWB“抗多径强”,这句话不能算错,但如果被理解成“对多径不敏感”,就会误导判断。2025 年关于地下停车环境的研究,核心研究对象恰恰就是 UWB 在非视距(Non-Line-of-Sight, NLOS)与多径条件下的定位问题。
2025 年 Scientific Data 的公开数据集也明确指出,地面反射与天线高度会显著影响 UWB 测距误差。也就是说,UWB 的优势是,由于带宽大,它比窄带系统更有潜力把多径分开。但在地下车库、坡道入口、墙柱之间、邻车金属侧板密集存在的场景中,多径和地反并不会自动消失,它们仍然会转化为错距、错角、鬼影和判决不稳定。停车场并不是实验室,系统不能要求“环境足够干净以后再工作”。
3.5 MIMO 的价值与边界
MIMO(例如2T4R) 之所以被高度关注,是因为它确实解决了 UWB 从“点测距”走向“空间感知”时最直接的维度不足问题。加特兰官方公开资料明确强调,相比 1T2R,2T4R 可以获得更多维度的信号信息,从而提升角分辨率、空间感知能力和抗干扰性能。这个方向当然正确。
但需要警惕的是,2T4R 解决的是“空间维度不足”,而不是“自动泊车已经过关”。静态杂波、近场泄漏、地反多径、保险杠后方的天线方向图漂移、跨车型安装偏差、温漂、老化、诊断覆盖率和功能安全,并不会因为通道数翻倍就自然消失。通道数增加会让系统“开始更有机会看见”,但从“看见”到“可靠地替代”,还要经历一整条更难的工程路径。
3.6 量产验证与功能安全
量产车不是技术演示平台。对于自动泊车这样的低速安全功能,传感器不只要“在多数时候有效”,还要在极端天气、污染遮挡、老化、装配公差、道路反射差异与车型结构差异下,依然保持可解释的失效模式与足够高的诊断覆盖率。
超声波之所以今天仍然牢牢占据泊车近场边界,并不是因为它没有缺点,而是因为它在这套量产约束下被反复磨合了几十年。博世的 USS6 资料已经把 ASIL B、盲区检测、阈值自适应等工程能力写进了产品页。这类“成熟的笨”,恰恰是自动泊车最需要的品质。
四、超声波的短板
强调UWB 还无法全面替代超声波,并不等于超声波本身没有问题。事实上,超声波的短板一直都很明确。
第一,它量程短,天然是近场传感器,而不是环境建图传感器。
第二,它信息维度稀疏,单个传感器主要提供距离而非丰富的角度与语义信息,因此很难像摄像头或高分辨阵列一样“看懂场景”。
第三,它对目标材质和几何形状敏感,对细杆、薄片、曲面、吸声材料、某些悬空目标并不友好。
第四,它容易受雨雪、泥污、冰层、贴膜、外部附件与保险杠表面状态影响。极端条件下,量产车用户手册会直接提示“传感器被遮挡,功能降级或不可用”。
但关键在于,超声波的这些问题,大多属于“能力边界型短板”。也就是说,它能做什么、不能做什么,产业已经非常清楚;它在什么条件下容易失效,也已经被整车厂和供应链摸得很透。相比之下,UWB 的问题更多属于“系统实现型短板”,它理论潜力更大,但要把这种潜力变成稳定、低误报、跨车型一致、可通过功能安全验证的量产能力,难度更高。
五、UWB 与超声波的对比:真正的差异,不是“谁高级”,而是“谁的问题更容易被量产体系兜住”
如果必须用一句话概括两者的差异,那就是超声波的缺点更多是“能力上限比较低”,UWB 的缺点更多是“要把潜力变成稳定量产能力很难”。前者不够华丽,但可靠;后者前景很大,但真正落到自动泊车近场边界,仍然需要跨过一整套系统性门槛。
六、对国内厂商路线的冷静评价:不是否定能力,而是区分“芯片能做”和“系统能量产替代”
把这一结论放到国内产业讨论里,就可以避免两种常见的极端:一种极端是“UWB 很先进,所以替代超声波只是时间问题”;另一种极端则是“UWB 还不成熟,所以这条路线没有意义”。
两者都过于简单,更准确的判断应该是,国内外 UWB 芯片与方案公司已经证明了这条路在数字钥匙、高精定位、车内感知、最终对位和近场感知增强上的价值,也在持续推进更高集成度、更高通道数与更强雷达化能力。但截至目前,公开资料仍不足以支持“MIMO阵列一到位,就可以在主流量产自动泊车中全面替代超声波”的结论。
也就是说,当前包括加特兰、驰芯、纽瑞芯、恩智浦、科沃在内的路线,并不是“方向错了”,而是“方向对,但还在路上”。2T4R、1T3R、双天线 AoA/PDoA 平台都很重要,它们会显著抬高 UWB 在近场空间感知中的天花板;但替代超声波这件事,真正的门槛并不止于器件架构,而在于整车级感知系统的闭环能力。
七、未来更合理的路线:分工协同,而不是急于宣布替代完成
基于前述分析,现阶段更合理的自动泊车路线,不是把UWB 与超声波看成“你死我活”的关系,而是把它们放回各自更擅长的位置,让超声波继续承担最后几十厘米的近场安全边界,让 UWB 提供车位级定位、最终对位、近场空间约束和感知增强,让摄像头与角雷达继续提供场景理解与稳健冗余。
这种分工并不保守,反而更符合系统工程的基本常识。因为安全边界不是用最耀眼的参数堆出来的,而是用最稳妥的组合守出来的。
从更长远的角度看,UWB 确实有机会继续向“定位 + 感知平台”发展,未来也可能在阵列规模、近场建模、环境感知算法、车身集成与标准演进上进一步突破。但在这些问题真正被系统化解决之前,任何关于“已经可以全面替代超声波”的判断,都应该保持克制。
八、结论
总结起来,本文关于UWB 与超声波的讨论,最重要的并不是站队,而是识别“潜力”与“成熟”的边界。UWB 的未来值得押注,因为它让汽车不只知道“前方有没有障碍”,还可能知道“我在哪、我朝哪、我离车位和基础设施到底多远”。
超声波的现实价值则依然难以忽视,因为它在最关键、最贴身、最容易出事的那几十厘米里,仍然是边界最清楚、验证最充分的一种方案。直到 UWB 在静态目标、近场盲区、多径、安装一致性、功能安全与量产验证这些问题上真正跨过门槛之前,自动泊车的主流答案仍然会是融合,而不是替代。
作者:雷达技术公社
]]>若能实现智能伴随功能 —— 自主跟
]]>当前不少人形机器人、四足机器狗等仍需遥控器操控行走,酷似大号遥控玩具。
若能实现智能伴随功能 —— 自主跟随主人身后、并行侧方乃至引领前行,同步完成负重运输、摄像头跟拍等任务,将大幅升级用户体验,为消费级与企业级场景拓展更多应用空间。
现阶段智能伴随的主流技术主要有两种:一种是视觉方案,另一种是 UWB(超宽带)定位方案。
纯视觉方案虽具备直观感知的优势,但存在显著技术局限:摄像头易受环境遮挡形成视觉盲区;多人员场景下,若第三方介入机器人与跟随目标之间,极易引发目标丢失;且当机器人处于目标后方或侧方时,人脸识别功能完全失效,转而依赖背影、衣着体态等特征识别,稳定性欠佳。
在实际应用中,若要构建高稳定性、多场景适配的智能伴随系统,UWB 技术成为关键支撑。作为无线电定位领域公认的最高精度技术,UWB 的应用方式极为便捷:主人仅需随身携带一枚轻巧的 UWB 标签(如苹果AirTag防丢器、汽车钥匙的大小),或直接使用支持UWB功能的手机、手表;同时在机器人本体安装UWB定位锚点,机器人即可通过 UWB 信号实时捕捉主人位置,实现精准、稳定的智能伴随。
当前UWB伴随主要存在以下几类技术路径:
多锚点TOF(飞行时间)定位
在机器人本体上布置至少3个UWB锚点,基于TOF原理计算标签位置。
优点:原理简单,软硬件易于实现。
缺点:由于机器人向地面的投影面积有限,多个锚点的间距在水平面上难以拉大(例如50cm以上),定位精度受到影响;锚点数量上升带来成本增加;金属机身对UWB信号遮挡明显,对锚点的位置布局挑战大。
UWB-AOA(到达角)结合TOF定位
利用UWB锚点的天线阵列测量信号到达角度(亦称PDoA,到达相位差),结合TOF测距实现定位。该方案又可细分为:
方案一:单锚点固定式
在机器人前方安装一个120°FOV(视场角)的UWB-AOA锚点。此方案软硬件设计难度不算大,但在机器人后方与侧方存在定位盲区,需要主人刻意走到机器人前方才能被定位到,或者机器人主动旋转才能找到主人的位置。此方案可以支持机器人在主人身后的有限自主跟随,但无法让机器人智能伴随在主人侧方甚至走在前方。
方案二:多锚点组合式
在机身不同方位安装多个120°FOV的UWB-AOA锚点,以扩大FOV覆盖范围。但成本和功耗显著提高,模块间协同处理复杂,且仍可能存在盲区。
方案三:旋转扫描式
将一个120°FOV的UWB-AOA锚点安装在电机上,实现类似机械雷达的360°旋转扫描,但在可靠性与安装布局上面临较大挑战,目前已经很少有这种方案落地。
方案四:360°单锚点
采用单个可实现360°FOV的UWB-AOA锚点。此种方案系统简洁、成本可控,但对UWB天线阵列的设计与算法要求非常高,从原型机到成熟可商用还存在很大的鸿沟,目前仅有极少数厂商有实际落地经验,此方案最有应用前景。
全迹科技专注UWB定位近10年,可提供上述方案四。
全迹已推出适合机器人智能伴随应用的小型化360°UWB-AOA锚点(型号ONE1000),并配合国内头部机器人初创公司维他动力在Vbot超能机器狗上率先量产落地。
全迹ONE1000具备以下核心特性:
单锚点实现360°半球形3D定位;
可复用为UWB雷达,检测周围人员存在,用于机器人低功耗休眠唤醒或其他智能交互;
除了支持UWB标签外,还可扩展支持UWB手机与手表;
特殊天线设计保证了对UWB标签朝向不敏感,佩戴自由,无需刻意固定方向;
采用符合最新法规的CH9频段,适用于全球市场;
尺寸44mm x 5mm,UART数据接口,单3.3V供电;
核心芯片与生产工艺符合车规级标准,具备高可靠性。
全迹 UWB-AOA 技术切实解决了跟随盲区、天线朝向敏感、成本高昂等行业痛点,为机器人智能伴随这一领域的新兴需求提供高可靠性的技术与产品支撑。
]]>人潮涌动的CES展馆,一只无需遥控、灵动自如的机器狗紧随主人,将消费级机器人的“智能伴随”由梦想转为现实。
2026年拉斯维加斯CES展,中国Vbot超能机器狗以卓越的自主移动与人机交互能力荣膺“Best of CES”大奖——全迹科技UWB(超宽带)高精度定位技术,为其成功提供重要支撑。

CES展上的中国AI亮点
在CES这一全球最大的消费电子舞台上,Vbot超能机器狗以流畅拟人化动作与高稳定自主运行能力成为全场焦点。
它能精准识别工作人员的口令,完成打招呼、蹲起、跳跃等一系列动作,并能自主跟随工作人员,灵活避障,执行拖运物资等任务。这种无需遥控的自主运行方式,展示了消费级具身智能在复杂真实环境中的应用进展。

这款集前沿科技于一身的产品最终赢得“Best of CES”的高度认可。荣誉背后,既有 Vbot 缔造者维他动力的匠心智造,也离不开全迹科技等技术伙伴的深度协同,彰显了中国智能硬件生态的创新合力。
UWB:智能伴随的“隐形指挥家”
在机器狗实现自主跟随的过程中,全迹科技提供的 UWB-AOA 360° 锚点扮演了重要角色。
Vbot超能机器狗能够实时、精准地感知佩戴UWB标签的主人位置。无论主人位于前方、侧方还是后方,无论是匀速前行还是突然转向,它都能持续锁定目标,实现真正意义上的“智能伴随”。这种稳定可靠的位置感知能力,正是其在动态复杂环境中实现流畅跟随与协同作业的技术基础。
未来:智能机器人将广泛走入人类的生产生活,背后的 UWB 感知网络将成为人机无缝交互的关键纽带。全迹致力成为该行业的领导者。
]]>近日,全迹科技工厂在安徽省芜湖市鸠江经开区正式竣工投产,标志着公司 UWB(超宽带)核心产品的自主化生产能力全面落地,为实现规模化量产、高品质交付打下坚实基础。
芜湖工厂一期总占地2600㎡,其中1000㎡生产车间采用10万级恒温恒湿标准打造。厂区涵盖SMT车间、组装车间、电子料仓库、包装车间等全流程功能区域。工厂严格遵循汽车电子IATF-16949标准体系建设,核心UWB组件产能100万片/年。
SMT段搭载EKRA高精度印刷机、松下NPM贴片机,联动 KOHYOUNG SPI与欧姆龙3D AOI构建全流程检测闭环,缺陷检出率超99.9%,搭配REHM回流焊炉确保焊点可靠性;


组装段引入大族塑料激光焊接、瑞士莱丹热风冷铆等主流高端设备,自主研发行业领先的EOL检测设备——构筑技术与质量双重优势。
工厂核心成员深耕精密制造与汽车电子领域十余年,积淀了深厚的行业洞察与管理经验。团队具有丰富的质量管理经验,曾主导通过国内外多个主机厂审核,具备大批量供货质量控制经验。一线工程师技艺精湛、实战功底扎实,能够快速响应多样化生产需求,以专业实力保障每一项生产任务高效交付。
全迹科技将以此次投产为起点,开启UWB智造新篇章,为全球生态伙伴提供技术领先、品质卓越的UWB产品。
]]>近日,全迹科技受邀出席由NXP主办的恩智浦创新技术峰会(深圳站),本届峰会汇聚了恩智浦及生态合作伙伴带来的100余项前沿技术方案,全迹科技是NXP之外唯一受邀提供现场Demo车的厂家。

全迹科技全球首创的UWB-AOA车端应用方案(涵盖数字钥匙与车载雷达两大核心场景)凭借差异化优势吸引了众多客户及生态伙伴驻足观看、深入交流。

作为国内最早一批推动UWB技术商业化落地的创业公司,全迹科技在UWB领域深耕多年,2018年开创性地提出UWB-AOA单基站(锚点)技术路线并获发明专利,积累了深厚的技术沉淀与海量实践数据。

全迹科技UWB-AOA方案的核心竞争力尤为突出:在确保UWB技术高精度、高安全性的基础上,实现了锚点数量的大幅精简——仅需1-2个锚点即可完成全车覆盖,同时提供满足ENCAP/CNCAP标准的全车CPD儿童存在检测覆盖。这一突破直接降低了UWB数字钥匙&雷达的上车成本,为UWB技术在更多主流车型中的快速普及扫清了成本障碍。

本文整理自全迹科技CEO都延星先生在SAECC 2025 汽车数字钥匙论坛的演讲PPT,意在用通俗易懂的语言向大家分享UWB-AOA方案在汽车领域的价值应用。如需授权转载请联系我们,未经授权传播、洗稿等行为全迹科技将追究法律责任。

全迹科技成立于2016年,成立近10年来只专注做UWB定位这一件事。早些年市场上还没有UWB汽车数字钥匙的需求,我们主要把UWB定位应用于工业制造等领域,对人员、物资、车辆做亚米级精准定位。三一重工、富士康、京东、都是我们的客户,我们还服务了北京冬奥会,收到科技冬奥领导小组(科技部代章)发来的感谢信。后来我们尝试把工业领域的多年经验应用在汽车上。全迹在全球首创了汽车UWB-AOA少锚点数字钥匙与雷达方案,可显著降低成本。

汽车数字钥匙最早是NFC卡片钥匙,后来出现了蓝牙钥匙,基于RSSI信号强度定位,因为精度不高存在罚站、乒乓等体验问题;而且因为安全性不足,在欧美市场也不太被认可。当前最新一代的数字钥匙技术,我们认为主要有:UWB、蓝牙6(CS)、星闪(SLE)这三种。这三种技术的定位精度相对于传统蓝牙5的钥匙都有明显提升,极大程度改善了罚站和乒乓的问题。同时安全性也很好,可以防止黑客中继攻击。 但是这三种新技术也都存在缺点,除了各自的特点外,有一个共性的缺点是当前手机的支持度都不够高。

我这里重点介绍下UWB技术。UWB超宽带物理特性比较独特,总结如下:
超精确:UWB是目前各种无线电定位技术中精度最高的。
超可靠:UWB的超窄脉冲赋予了更好的抗多径与抗电磁干扰能力。
超安全:基于TOF飞线时间测距可以抵抗黑客中继攻击。
超实时:UWB的定位和传输时延显著优于蓝牙、星闪SLE等其它技术。
超全能:UWB是唯一可以同时支持定位+雷达+通信的技术,蓝牙和星闪SLE都不具备雷达的能力。
超兼容:IOS/安卓/鸿蒙都支持UWB技术,IOS支持度是最高的,安卓也在快速增加。
超稀缺:UWB拥有非常珍贵的大带宽频谱资源,赋予该技术很多独特优势和相当长的生命力。

当前UWB钥匙上车的体验如何呢?首先优点是定位精度最高(体验一致性好、车内外识别也可以做的很准);可复用为儿童检测雷达、脚踢雷达、哨兵雷达等功能,买一赠多;可兼容全球市场,因为欧美市场的手机终端和安全性的特点,UWB钥匙比较被认可。当然UWB钥匙也有很多缺点,最主要是单车成本高,UWB芯片价格相对贵,所以多锚点UWB方案成本显著高于蓝牙、星闪等技术。其次UWB钥匙的功耗较大,更换纽扣电池的时间可能较频繁。还有UWB手机的支持度还不够高,苹果几乎都支持了,安卓和鸿蒙还不够多,但目前安卓增长很快,小米这两年发布的多款新手机都已经开始支持UWB了。最后就是当人和车距离较远且人体严重遮挡UWB信号时,可能会有部分性能下降,但这个可以结合蓝牙粗定位与最新的4ab协议做很大的改善。我们公司推荐新方案:少锚点UWB-AOA数字钥匙与雷达,可以同时解决成本和功耗2个大问题。

传统UWB定位技术主要采用三角定位原理,每个UWB锚点只有TOF测距能力,多个锚点分别测量到UWB手机的距离,然后以距离为半径画圆,3个不同圆的交点就是UWB钥匙的位置。AOA是一个专业术语,Angle of Arrival到达角度的意思。UWB-AOA锚点拆开能看到由很多天线组成的天线阵列,通过天线阵列的相位差,我们不仅可以像传统锚点一样测量TOF距离,还可以测量UWB信号从哪个方向发过来的。知道了方向+距离,单个锚点就可以实现精准定位。原理比较简单,但是实现起来非常困难,难点在天线阵列和算法的设计,全迹在18年申请专利开始做,到现在已经做了7年。

左图是现有UWB数字钥匙的方案,每辆车需要安装5或6个UWB的锚点设备,成本比较高。因为现有UWB技术主要采用三角定位原理,UWB钥匙需要与多个不同位置的UWB锚点做TOF测距,然后通过画圆求交点的方法来计算钥匙的位置。因为车身会遮挡UWB信号,为了保证人在车的任何区域都能看到至少3个锚点,所以车辆保险杠4个角各部署1个,车内再部署1到2个,整体成本很高。而全迹行业首创把UWB-AOA锚点放在车辆内顶棚,让信号从玻璃里穿透出去覆盖到车外,定位算法要处理好A/B/C柱、车门和车身对UWB信号的遮挡影响,这样最少仅需1个新型锚点即可实现对UWB钥匙的360°定位;如果全车放2个UWB-AOA锚点可以让系统工作更加稳定。

这个方案最大的优势就是显著降低成本。每个UWB-AOA锚点上只有1颗UWB芯片,天线是我们自己设计的PCB天线没有额外的成本。成本比传统多锚点方案便宜一半;线束、连接器和组装成本也降低了;功耗方面,不仅是车端锚点数量少功耗得到降低,主要是UWB fob钥匙的功耗得到了显著降低。因为每次定位时,UWB钥匙只需要与车上仅有的1~2个锚点分别测距一次即可实现定位,而传统方案UWB钥匙需要与车上全部5~6个锚点分别测距一次才能实现定位,UWB工作时间越短越省电,所以该方案UWB钥匙功耗也能降低一半以上。还有个反直觉的点,有的客户实测认为全迹的2锚点方案比他们现有量产车采用的6锚点的抗人体和车辆遮挡的稳定性要明显更好。我们分析一个原因是因为多锚点方案需要同时看到车上不同位置的3个锚点,很容易因为车身、立柱、人体等各类遮挡挡住某个方向,造成定位卡顿;而UWB-AOA锚点任意看到一个就能精准定位。此外,多锚点方案的车外4个锚点安装在保险杠上,比较低矮,很容易被相邻停放的车辆挡住;而UWB-AOA锚点安装在车内顶棚,还可以透过旁边车辆的车窗玻璃传输的更远。再加上全迹持续7年对UWB-AOA的研究,过往丰富的处理工业UWB定位环境中大量金属遮挡的算法经验,让全迹2锚点的用户体验效果相比传统多锚点并不逊色,甚至部分指标还有超出。传统方案只能用在高端高配车型上,全迹UWB-AOA少锚点方案成本更低、达到蓝牙钥匙价位,可以让更多主流车型享受到这项新技术。

UWB锚点除了做钥匙定位,还可以兼做儿童存在检测(CPD)雷达,这是为了防止粗心的父母不小心把孩子遗留在车内。目前欧洲ENCAP、中国CNCAP都已经开始给新车测试这项功能,如果拥有该功能的话安全得分就会更高。全迹与Tier1合作已经在某国际头部品牌车型成功量产CPD雷达,是全行业最早一批量产的车型。CPD雷达量产最困难的是在保证全车座椅和脚坑覆盖的同时,要避免外溢和车内其它物品晃动引起的误报。UWB CPD雷达相比毫米波雷达成本更低,且可与UWB数字钥匙锚点复用,相当于是买一赠一的功能。

UWB还可以用于脚踢尾箱雷达。全迹的UWB脚踢雷达产品可以支持踢腿和扫腿,几乎达到100%成功率;宠物从后保下方跑过、人贴着车尾徘徊、充电线从后保下甩过、下雨等场景都不会有误报。全迹与Tier1配合已经获得了某国际车型的量产定点,明年年初量产。

全迹的UWB-AOA车内两锚点还可以兼做哨兵监测雷达。当车辆落锁人员远离后,UWB哨兵雷达自动启动,可探测到车辆周边区域的活动人员、物体或车辆,再触发摄像头启动记录。UWB哨兵雷达的功耗相比通常摄像头哨兵雷达方案的功耗可以忽略不计,车主可以放心开一整夜。

两个锚点装在车的内顶棚左右对称中轴线上,前锚点推荐装在内后视镜支架附近,也可以装在阅读灯、天窗开关附近;后锚点在后排头顶后方。

为这个产品我们起了响亮的名称,全迹ONE系列。ONE正好是One Node Entry单锚点进入的缩写。我们提供多种带算法的UWB模组和成品给不同的合作伙伴。ONE1000模块集成了UWB芯片、天线阵列、定位算法,需要搭配客户自研的MCU和蓝牙底板运行我们提供的算法库,组成完整的UWB定位与雷达锚点。

我们的方案可与CCC、ICCE等数字钥匙标准兼容,因为车上的UWB-AOA锚点是在UWB钥匙的一次标准TOF测距过程同时,自动获取到UWB钥匙的角度的。天线阵列在车端锚点上,对钥匙的硬件设计没有特殊要求。我们公司参与了国内ICCE数字钥匙标准的制订,也有署名。我们成功打通了iPhone与多种安卓UWB手机的定位。

苹果认可全迹的UWB-AOA少锚点技术方案,最新的Carkey测试模板已经增添了UWB-AOA测试选项,感兴趣的主机厂可以联系苹果索取。

我们来对比下UWB与多种不同的技术:UWB-AOA拥有最高的定位精度,非常准的车内外识别,不用担心把手机锁在车内;拥有较多的存量手机和未来新手机的支持度;最少的锚点数量和相应低廉的BOM成本;唯一可复用为UWB雷达,相当于可免费获得NCAP得分;国际市场对UWB钥匙的认可度最高可以直接出海。补充再说下蓝牙6(CS),蓝牙6的数字钥匙标准尚未确定,按目前我们获得的信息,苹果不一定能把蓝牙6的钥匙放到苹果钱包,而是让蓝牙6补充和增强UWB钥匙的性能。所以现在基于独立的蓝牙6做数字钥匙还是存在将来放不进苹果钱包的风险。

因为手机的支持度不同,国内车厂目前青睐采用多模定位。左边两个图是常见的蓝牙RSSI方案。中间是常见的UWB多锚点方案。右边是我们公司建议的少锚点UWB-AOA方案。如果想要比较好的蓝牙解闭锁体验,就用右二的方案。想要更好的性价比,就用右一。 从最左边的蓝牙钥匙,升级到最右边的UWB钥匙,还可以去掉原车的PEPS高低频天线,总体成本并没有提升,同时新增了仓内儿童检测雷达的功能。 图里蓝色芯片还可以换成同时支持蓝牙5/蓝牙6或星闪的多模芯片。

最后做个总结,我们推荐少锚点的UWB-AOA数字钥匙与雷达方案。用单车2个UWB-AOA锚点作为主力定位锚点,对存量和未来都越来越多的UWB手机提供最佳定位效果。同时搭载至少1颗蓝牙5/6/星闪芯片,让没有UWB的其它手机也都能实现基础的数字钥匙功能。这样用最低成本可以支持全球市场可用的UWB钥匙,附加儿童存在检测雷达。全迹UWB-AOA技术可以显著降低传统UWB数字钥匙的成本,并保持多功能不变。
]]>本届年会会议规
]]>10月21-24日,第三十二届中国汽车工程学会年会暨展览会(SAECCE 2025)在中国重庆·科学会堂成功举办。
本届年会会议规模、嘉宾层级、国际参与度均创历史新高,现场来自全球30余个国家千余家单位机构的10802名代表到场参会观展。

会议期间,全迹科技CEO都延星受中国汽车工程学会和CCC全球车联联盟邀请,以“少锚点UWB-AOA数字钥匙与雷达”作主题分享。

全迹科技首创UWB-AOA技术路线,业务覆盖UWB汽车钥匙与雷达、UWB室内实时定位、UWB机器人伴随等产品线。
◎22年全迹UWB-AOA获得中国信通院泰尔实验室检测验证;
◎23年全迹UWB-AOA作为一项独立技术荣登国际调研机构日本TSR年度UWB市场分析报告;
◎24年全迹UWB汽车产品获得国际头部主机厂量产定点;
◎25年全迹UWB钥匙技术荣获吉利汽车创新创意大赛第一名;
◎25年全迹UWB汽车产品在丰田某车型量产发货,并获得新增量产定点。
步履不停,志行千里,UWB创新及应用尽在全迹科技!
]]>均联智行协同战略合作伙伴-全迹科技,采用先进的UWB CPD算法,实现全车前后排监测以及预警、主动干预等功能,并快速实现了从产品概念到量产落地。
近日,均联智行首个基于UWB超宽带技术的儿童遗留监测(Child Presence Detection, 以下简称CPD)产品正式量产交付,该产品将应用于某知名日系合资品牌车型,为用户提供了更加可靠的儿童乘车安全保障。值得一提的是,该产品也是国内首批通过C-NCAP(中国新车评价规程)规定的CPD直接检测要求(基于UWB技术路线)的量产产品。

技术创新:快速实现量产级产品落地
UWB技术作为一种无线载波通信技术,具有高精度、抗干扰、高穿透性等优势,随着技术的成熟,如今被越来越多的应用到了汽车领域。均联智行协同战略合作伙伴-全迹科技,采用先进的UWB CPD算法,实现全车前后排监测以及预警、主动干预等功能,并快速实现了从产品概念到量产落地。该解决方案能够有效监测活体呼吸、心跳等微小的身体活动,即使在有毯子覆盖或脚坑盲区都能够实现精准的探测,并能避免其他物品干扰防止误检。同时,软硬一体的解决方案在提高可靠性的同时也降低了产品的复杂程度与管理成本。
高效交付:用高标准开启安全出行新篇章
均联智行在智能制造方面具备强大的实力和丰富的经验,拥有一站式自动化生产能力,确保产品的可靠性与稳定性。同时,均联智行坚持高标准、全球化的质量体系,从原材料的采购到产品的最终交付,每一个环节都经过了严格的自动化检测和验证,确保每一件产品符合市场标准和客户要求。
立足全球:适配全球主要市场法规要求
基于UWB技术的CPD产品不仅是技术的突破,同时也是全球市场法规标准的要求,均联智行CPD产品能够实现对于车内活体的直接检测,符合全球各个主要市场的N-CAP认证。同时,均联智行也在积极参与CPD法规标准的撰写工作,公司通过与行业专家的深入合作,致力于推动和完善出行安全技术的相关法规标准,提高整个行业对儿童乘车安全的重视程度。

内容来源:均联智行公众号
]]>由吉利汽车技术规划中心、青苹果创新平台主办:“吉”创未来 “利”赢天下-第二届创新创意大赛于近日完美收官。

全迹科技“低成本、长续航UWB钥匙技术”课题,提出革命性的单/双锚点定位方案,显著降低了成本、能耗,同时确保了定位精度,赢得了在场专业评委的一致认可,斩获决赛圈13个项目中的【第一名】。

本次赛事面向吉利研发系统全员征集整车痛点,共收集到192项整车产品痛点。经过各专业中心专家认真的技术拆解,形成50项技术需求。
技术需求自24年9月25日发布以来,吸引了来自20所高校和企业的80余名参赛者积极报名,收集到30份技术方案。
]]>UWB定位的维度有0维空间、1维空间、2维空间和3维空间。在工厂内,最为常用的是零维和二维定位。具体选择哪种定位的维度,取决于现场的环境和工厂的投入产出比。
1:零维定位
零维空间主要用来做存在性监测,对定位精度的要求不高,最常见的是一个小的房间,用于检测这个人或物料是否进入了这个房间。定位的时候只管是否存在,并不明确被定位的目标所在的具体位置。

2:一维定位
一维空间主要是应用在比较狭长的区域,比如,走廊、通道等场景,定位的时候不会关注在通道的左边还是右边,都会被定位在走廊的中间位置。在这种场景下,没必要实现精确的2维定位。

3:二维定位
二维空间是最典型的UWB定位方式,在工厂现场多是二维定位,可以知道并定位目标的XY坐标。存在多层楼的情况下,依然是二维定位,定位策略只是区分出楼层即可。

4:三维定位
三维空间是通过空间定位的方法获得 XYZ 的坐标,在一般的场景下,不太用三维定位,主要的问题是Z轴需要得到很好的精度,难于满足基站的部署条件。一般工厂的厂房空间高度差只有4~6m,而通常在XY 的平面方向的基站部署都在20m 以上。
]]>由集成商或者业主提供被定位区域CAD图纸用于评估区域面积、区域建筑环境,从而估算出符合用户
]]>(1)方案规划
由集成商或者业主提供被定位区域CAD图纸用于评估区域面积、区域建筑环境,从而估算出符合用户定位需求的基站数量及大致安装位置。
值得注意的是:提供CAD图纸需要注明需要定位的区域。尽量提供详细的现场说明,例如某区域需要的定位精度,想要实现的定位效果;被定位目标数量及相关设施说明,遮挡情况,有无安装条件,是否存在恶劣环境,距离最近机房或集线箱的位置等。
(2)点位勘测
该阶段需要由甲方带领项目工程师和施工方进行现场的实地勘察,在熟悉现场环境并与施工方沟通各点位可施工条件的情况下,对前一阶段所做的方案规划进行复核、修正。
注意:该阶段应由甲方熟悉项目需求的负责人带队,在与甲方充分沟通现场情况下,对初始方案进行调整,给出定位系统基站部署的建议,预期能达到的效果,并得到甲方的认可。
(3)方案优化
该阶段需要UWB项目工程师现场勘察后,与客户进行沟通以下几个事项:
1)明确各区域基站部署数量;
2)明确各区定位方式及预期定位精度;
3)明确项目实施计划周期(由施工方拟定);
4)集成方统筹项目成本,实施难度及需求,给项目工程师的方案作出修正和调整建议;
5)双方沟通确定共同目标,形成书面合同,明确各方权利及义务。
(4)基站安装
该阶段需要集成商、施工方与UWB定位供应商项目工程师三方就现场环境的勘测情况,给出基站的架设方式。
UWB室内基站安装时,需要远离玻璃、金属墙壁1m 以上;不得安装在明显有遮挡的位置;不得安装在大型机械设备附近;不得安装在日光灯,空调器通风口附近;挂壁式安装方法需要用支架固定在墙面,并远离墙面20~30cm;天线要求垂直于地面。
UWB室外基站安装时,立杆必须做防雷接地处理;立杆高度建议3~5m;
接线箱必须防水;网线连接处必须外套防水软管,接头处用防水塞处理;基站不得安装在有明显建筑物遮挡处。
(5)网络架设
该阶段需要集成商现场负责人与施工方确认各基站组网方式,并提交网络拓扑给UWB供应商项目工程师。施工方应该对项目现场现有拓扑熟悉,了解各区域集线箱及交换机情况。
(6)系统调测
该阶段由UWB供应商工程师和集成商项目现场负责人共同完成。
1)将基站坐标录入定位引擎,并校验;
2)将标签录入定位引擎,并校验;
3)测试每个区域的主要道路,甲方指定的定位区域等,并保留测试数据;
4)UWB 定位供应商工程师提供测试报告,给出问题区域的解决建议;
5)问题基站的故障排查,如涉及供电及网络问题,需施工方配合进行处理;
6)定位引擎接口的对接;
7)定位引擎在服务器上的安装与配置。
(7)系统验收
该阶段由集成商项目现场负责人完成,将测试通过的情况汇报甲方负责人,并作为验收标准。
1)静态定位精度
验收方法:计算静态点位的平均精度是否满足验收要求。验收工具会根据每一次采样解算出来的点位与实际坐标做差值,得到这一次定位的精度值。
2)动态定位精度
验收方法:由于动态定位轨迹难量化,以轨迹的合理性为验收标准。如轨迹的连贯性;不可出现穿墙、穿机柜等不合理轨迹。
]]>UWB是一种“特立独行”的无线通信技术,它将会为无线局域网LAN 和个人局域网PAN 的接口卡和接人技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。UWB 解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题,具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、被截获的可能性低、系统复杂度低、厘米级的定位精度等优点。
UWB的主要技术特点
1) 抗干扰性能强
UWB技术采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来,在解扩过程中产生扩频增益。因此,与 IEEE 802. 11a、IEEE 802.11b 和蓝牙相比,在同等码速条件下,UWB具有更强的抗干扰性。
2) 传输速率高
UWB 的数据速率可以达到几十Mb/s到几百Mb/s,有望高于蓝牙100倍,也可以商于IEEE 802. 11a 和IEEE 802. 11b。
3)带宽极宽
UWB使用的带宽在1GHz 以上,高达几吉赫兹。超宽带系统容量大,并且可以与目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天,开辟了一种新的时域无线电资源。
4)消耗电能小
通常情况下,无线通信系统在通信时需要连续发射载波,因此,要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以,消耗电能小。
5)保密性好
UWB保密性表现在两方面:一反面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方方面是系统的发射功率频谱密度极低,用传统的接收机几乎无法接收。
6)发送功率小
UWB系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。况且,发射功率小,其电磁波辐射对人体的影响也会很小,这样,UWB的应用面就广。
]]>伪卫星是指安装在地面附近的能够发射类似于 GNSS信号的装置,其本质是一个 GNSS 信号模拟器,可
]]>1:伪卫星定位技术
伪卫星是指安装在地面附近的能够发射类似于 GNSS信号的装置,其本质是一个 GNSS 信号模拟器,可以作为室内环境中对GNSS信号的补充。伪卫星技术定位的规模化难度比较低,同时定位精度为亚米级,能够满足大多数时候的定位需求,但是较高的基站部署成本使该技术停留在专业领域,尚未投入市场使用。目前国内上海交通大学、中国电子科技集团公司第54研究所也对伪卫星技术进行了深入的研究,对伪卫星的组网配置方案进行了详细的研究和分析,共同探讨伪卫星独立组网配置方案的可行方案。
2:基于天然信源的室内定位技术
基于天然信源的室内定位技术是指利用传感器将某些与位置相关的天然信源转换为可用于定位的信号以实现定位,例如,惯性导航技术利用惯性传感器感知载体的运动状态;地磁导航技术利用地磁传感器获取当前位置的磁场特征;气压计测高技术利用气压计测量当前位置的气压等。
3:惯性定位
惯性导航技术是基于惯性测量单元(Inertial MeasurementUnits, IMU)对状态进行预测,具体是利用加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器对前一刻的位置信息进行处理,得到当前时刻的相对位置。随着传感器的小型化与低成本,近些年IMU被广泛应用于室内导航定位。惯性导航系统基于航位推算方法实现终端的定位,具备较强的自主性,短时间内的定位精度和连续性非常高;但定位导航精度极大地受限于器件成本,且不可避免地随着时间的推移产生累积误差,需要借助外界定位信息源不断地对位置推算进行校准。零速校正是惯性导航技术中的一种误差补偿技术,可有效控制长时间的累计和误差,提高系统精度。
4:地磁定位
地球的磁场特性最先被广泛用于航海和军事等室外定位。地磁定位同样可以采用指纹匹配的方法,通过事先采集并构建精确的地磁指纹数据库,利用传感器获取人员当前位置的磁场数据,将实时数据与地磁指纹库基准数据精确匹配获得最佳估测值,从而实现人员在指定区域中的定位。由于地球磁场分布方向的原因,室内采集到的地磁3轴数据本质上只具备2个维度的指纹信息,大型建筑物的室内地磁特征差异不明显,在传统的室内区域栅格化指纹匹配方法中表现不佳,因此室内地磁信息多用于室内定位的多源信息融合,与惯性导航系统组合使用,起到辅助和误差纠正的作用。
5:融合定位
上文介绍的各种定位技术各具优势和局限性,例如,WiFi、蓝牙和UWB信号属于射频信号,易受多径效应的影响;惯性导航虽不依赖外置信源,但定位误差会随时间累积。目前,国内主流的室内定位方法是根据场景需求及各类室内定位技术的特点,选择2种及以上的定位技术进行融合以获得当前位置的最优估计。融合方法有松耦合和紧耦合两种方法,两者的区别在于:松耦合需要各类传感器提供定位结果,而紧耦合需要各类传感器直接提供观测信息;松耦合易于实现,但要求各类传感器均输出定位结果,紧耦合与松耦合相比实现难度大,但各类传感器只需提供观测信息即可。信息融合的实现依赖滤波算法,如卡尔曼滤波、无迹滤波和粒子滤波,目前工程应用多采用卡尔曼滤波。融合定位的信息源可以是多种多样的,如GNSS信号、加速度计/陀螺仪、基站信号、WiFi、蓝牙、气压计、地磁、视觉、室内地图等;但融合定位模型和方案同样需要考虑室内定位结果的精度和可靠性:多种信息的协同融合可以带来精度的提升,同样可能会导致灾难性的定位失准。获得传感器数据后需要对多来源信息进行预处理以剔除原生和融合噪声,从数据中提取特征后要根据不同应用情景、设备条件和具体需求进行特征级融合,赋予不同的权重,结合地图信息和各种状态估计滤波算法后进行决策级融合。
随着室内定位技术的不断进步,定位精度也逐渐提商到米级甚至亚米级。目前,国内主流的室内定位方案主要是针对不同的应用需求选用WiFi、蓝牙、UWB、惯导、气压计和磁场中的2种以上信源,并对不同信源提供的定位信息进行融合。与室外相比,室内信道环境和空间拓扑关系复杂,虽然室内信源种类繁多,但各种信源都有一定的局限性;不同定位信息的融合目前仍采用最简单的扩展卡尔曼滤波技术;室内定位方案的选择多数以成本和定位精度为衡量指标,尚未构成与 GNSS 定位类似的完整的室内定位性能评估体系。
]]>随着各类电子与通信技术的飞速发展,定位技术也出现“百花齐放,百家争鸣”的研发和产品市场的繁荣局面。高精度定位技术可以分为两类:第一类为基于外置信源的室内定位技术,这类技术的实现依赖于外置信源,主要包括WiFi、蓝牙、超宽带(Ultra Wide Band,UWB)、蜂窝移动网络和伪卫星;第二类为基于天然信源的室内定位技术,这类技术仅依靠终端的传感器即可实现定位,包括惯性导航、地磁导航等。为便于读者清晰地纵然全局,把握技术特性,总结和对比各类定位技术特性如下:
(1)RFID 定位
RFID 定位技术采用电磁波来进行无线通信。RFID 在进行室内定位时遵循“邻近思根”。整个定位系统由阅读器和标签两部分组成,标签用于存储信息,阅读器用于读写标签内的信息。阅读器发射电磁波实现和标签以及其他阅读器的通信。待定位者佩戴一个标签进入定位空间内,中央处理器通过比较待定位标签与其它参考标签的信号强度值,得出与待定位标签相邻近的标签,从而得到定位结果。该方案不妥视距制约,且标签和阅读器使用寿命长,因此在室内定位中应用较为广泛。
(2)WiFi定位
由于我国从2012.年开始大范围覆盖 WiFi 网络,一般的公共场所诸如大学、餐厅、电影院、商场甚至广场,都配有完善的 WiFi 网络,这使得之后进行WiFi定位系统建设的成本变得十分低廉。在WiFi 环境中,常常应用三角定位模型,首先预先记录好待定位样本在各个参考节点处,所有无线接入点所收到的信号的强度。在进行室内定位时,将实际接收到的信号强度经分析处理后与之前统计记录好的无线接入点的数据进行对比,即可估计出待定位者的位置。
(3)ZigBee 定位
ZigBee 技术凭借其低功耗的显著优势在室内定位中多有应用。应用 ZigBee技术做室内定位时,要设定一个中心参考节点和网关,配合其他众多盲节点,组成室内定位网络,并通过盲节点之间的数据交换来实现定位。盲节点之间以无线电磁波通信的方式进行通信,具有很高的通信效率。但是ZigBee 信号的传输受室内障碍的影响较大,极易出现多径效应,其稳定性和精准度都受制约于外界环境,所以要维持其可靠性的条件苛刻,成本也较高。
(4)UWB定位
UWB 定位技术用来传输数据的脉冲信号,其功率谱密度极低、脉冲宽度极窄,因此具备了时间分辨率高、空间穿透能力强等特点,在视距 (Line of Sight,LOS)环境下能获得优于厘米级的测距和定位精度。业,2002年才发布商用化规范,就目前的情况而言,UWB设备价格昂贵,部署成本较高,虽然在专业领域中应用广泛且表现极佳,但难以进入消费级市场。UWB定位方法包括信号到达角(Angle of Arrival, AOA)、接收信号强度(Re-ceived Signal Strength,RSS)、信号到达时间(Time of Arival, TOA)和信号到达时间差(Time Difference of Amrival,TDOA),是一种典型的基于测距的定位。
(5)蜂窝移动网络定位
随着第二代、第三代到第四代移动网络通信长期演进(Long Term Evolution,LTE)定位技术的发展,基于基站的蜂窝移动网络定位技术的精度得到了较大提高;第五代移动网络通信技术协议投入商用对室内定位领域是一个巨大的契机,其密集组网技术也使得基站定位具备广阔的应用前景和发展空间 。蜂窝定位技术可以便捷使用搭建的基础设施,依靠移动通信系统的体系结构和传输信息实现用户的位置坐标推算。利用室内可直接测得的无线电通信信号,与WiFi、蓝牙、UWB技术相同,既可基于信号强度使用传统的位置指纹匹配方法,也可以进行 TOA、TDOA、AOA等测距方式测量。蜂窝移动网络定位技术依赖通信基站,与基站密度密切相关:虽然室内信号受基站输出功率的动态调整和非视距传播效应的影响,定位精度不高,但在室内外无缝定位需求下,可作为普适化的室内外坐标一体化的定位方案。