當雷達學會“讀心術” 汽車艙內安全邁入新紀元
文 | 智能相對論
作者 | 葉遠風
在烈日炎炎的夏日午后，粗心的車主匆匆離開車輛去辦事，卻遺忘了后座上熟睡的嬰兒。這一情景，曾無數次在新聞中上演。然而，隨著法規的健全以及汽車行業新四化趨勢的推動，這樣的事故或將成為歷史。全球汽車安全評價體系正在加速引入車內兒童存在檢測(CPD)的相關要求。歐洲新車安全評鑒機構(E-NCAP)已于2023年將CPD納入安全評級體系，要求新車必須具備兒童存在檢測功能；中國C-NCAP在2025版規程中也新增了相關測試項目；美國相關法規同樣要求在2025年前完善相關標準。這些強制性法規的出臺，不僅推動了CPD技術的快速發展，也促使汽車廠商加大在艙內安全領域的研發投入。
CPD落地，方案幾何？
根據E-NCAP新法規要求，艙內感知系統應具有感知6歲及以下兒童的能力，這一年齡段通常定義為體重不超過28kg或身高不超過125cm的兒童；2024年及以前的規定要求探測系統覆蓋車廂內所有可能的兒童位置，包括副駕座位、橫排座椅以及可選/可拆卸座椅等；2025年要求探測范圍進一步擴大到包括駕駛員座椅、駕駛員腳坑在內的所有區域。這些就意味著需要更精準和艙內更大范圍的感知系統。
通常CPD解決方案主要分為兩大類：直接檢測方案和間接檢測方案。其中，間接方案主要依靠車門狀態、座椅壓力等間接信號進行判斷。然而，這種方法存在較大的誤報和漏報風險，無法準確判斷艙內是否存在生命體。E-NCAP已明確從2025年起不再對間接檢測方案給予安全評分。直接檢測方案則通過監測生命體征（呼吸、心跳等）實現活體檢測。這類方案主要包括視覺檢測方案、毫米波雷達方案、UWB。
視覺檢測方案作為較早應用的方案，可認為是現有駕駛員乘客監控系統的功能延伸。但有明顯的局限性，一方面需要更多攝像頭滿足新規所有范圍的檢測，這會帶來更高的成本，也更加劇了隱私泄露風險；另一方面避免不了識別上的短板，光線條件直接影響視覺結果，對于靜止狀態下的兒童檢測效果欠佳。是否有車企原意用此方案滿足E-NCAP打分有待實際驗證。
另外的兩個選擇，毫米波雷達方案和UWB方案看起來有很大相似，實際上卻有所不同。相似之處在于兩者都非視覺化，可以保證隱私的需求，且兩者都不受光線和遮擋的影響。不同之處在于滿足的需求不同，或者說是車企會因為整車理念決定選擇哪個艙內雷達方案，讓我們具體來分析下。
能力強、適應性好，毫米波雷達優勢顯著
毫米波雷達當下應用最多的是ADAS場景。毫米波雷達作為一種先進的傳感器技術，具有穿透性強、不受光線和遮擋影響等特點，在車輛行駛中成為關鍵的安全元器件。在視覺傳感器甚至激光雷達碰到雨天大霧出現“瞎眼”的時候，毫米波雷達繼續堅守崗位，而且可以提供百米以上的精準識別。這就是為什么新能源汽車都在強化毫米波雷達的應用。年初BYD的發布會上，天神之眼系列的推出，強化了“智駕平權”的口號，值得關注的是天神之眼A、B、C方案均保證毫米波雷達的標配，就拿視覺為主的天神之眼C來說，也配置5個具備俯仰角測量的4D毫米波雷達。毫米波雷達的應用場景是隨著半導體公司技術的提升不斷拓展的。
其中，對艙內應用是近幾年探索的新興領域。也因為法規的推動，毫米波艙內雷達在近兩年需求激增，技術迭代也較快。據了解，全球領先的車規級無線感知和通信芯片企業加特蘭，在今年6月6日的“加特蘭日”上分享了他們最新的艙內雷達方案Lancang-USRR AiP，其采用的是AiP方案，模組尺寸減少30%以上，是目前市面上能找到的最小模組之一，更適合安裝。同時，Lancang-USRR AiP還是市面上唯一采用6發6收形態的SoC，具備業內最多的36通道方案，能做到水平±75度、俯仰±60度的覆蓋范圍。實際測試中，可以清晰檢測后排反裝的安全座椅內、后排座椅下方腳墊位置的模擬生命體。在車內存在風鈴、手機等干擾的情況下，依然能夠穩定判斷是否真實存在生命體。值得注意的是，艙內雷達模組僅需一顆Lancang-USRR AiP就可以完成前后兩排的生命體檢測。此外，Lancang-USRR AiP在功耗方面也表現優異，深睡模式功耗低至1.3mW，支持7.5ms內的快速喚醒，滿足24小時艙內保障的同時，還能有效延長了汽車電池的續航時間。
加特蘭Lancang-USRR（圖源Calterah）
一專多能，UWB潛力凸顯
說完毫米波雷達的艙內應用，再來說說UWB。
本身UWB作為下一代無線個域網絡的通信技術，它擁有諸多顯著優勢，如抗干擾、高傳輸速率、大帶寬、低功耗等。手機上的普及，加速其在更多消費數碼產品、居家白電甚至汽車上的應用。2021年7月，車聯網聯盟（CCC）發布了第三代數字鑰匙R3技術規范，將UWB定義為第三代數字鑰匙的核心技術，宣告UWB技術車端應用時代的正式開啟。加特蘭創始人兼CEO陳嘉澍在“2025加特蘭日”上提到“十年內UWB的數字鑰匙在車上的滲透率會達到50%”。
也許是基于技術創新的思維和敏銳行業洞察，加特蘭感知了這個趨勢，于2023年就組建了超百人的專職UWB研發團隊，其中包括50位無線通信領域的資深專家。團隊積極參與IEEE 802.15標準組織新標準的制定，目前已經擁有5位投票權成員，并利用在毫米波雷達領域十年積累的算法和天線技術賦能UWB。迄今為止，加特蘭在UWB領域已申請60余項專利，其中包含2項標準必要專利。
加特蘭在6月6日正式發布了全球首款符合IEEE 802.15.4ab新標準的車規UWB SoC芯片——Dubhe（天樞），標志著加特蘭在UWB技術領域實現了世界級的突破。Dubhe芯片是業界首款支持2發4收雷達架構的車規UWB SoC，在艙內生命體檢測、腳踢尾門等場景也展現出了強大的應用潛力。在CPD場景中，Dubhe芯片能夠在MPV三排座位上穩定檢測到艙內生命體存在，即使在復雜干擾環境下也能確保不誤報。在腳踢尾門場景中，Dubhe芯片通過精確的雷達感知技術，實現了高成功率的腳踢感應開啟，同時有效避免了誤觸發。
加特蘭UWB SoC芯片Dubhe（圖源Calterah）
安全為錨各取所需
聊完兩個直接艙內檢測的方案，實際落地到底如何選擇？這個并不是技術團隊需要考慮的問題，而是留給市場需求。拿消費者選擇瓶裝飲用水的需求作為參照，是選擇礦泉水還是純凈水呢？拋開品牌不提，一些消費者會考慮自身所處環境，硬水區域的人群大多會選擇純凈水、軟水區域的人可能會更多嘗試礦泉水；如果考慮品牌的，消費者會因為品牌知名度去選擇旗下的產品，并不會考慮是什么水；考慮功能性的消費者，就會觀察配料表，有的會選擇純凈無添加純水，有的會需要各種微量元素雜糅的；還有消費敏感性的，會選擇便宜的甚至打包捆綁滿一送一的那個。
回過頭繼續說毫米波雷達和UWB兩個方案：
從地域環境看，歐美默認的60GHz的合規性以及多子女家庭用車習慣，毫米波雷達更受青睞，部分國家還沒完全開放60GHz法規，UWB就更適用于當地的商業落地。
從品牌角度來看，中高端車型更重視每一項功能的完善程度和安全上的宣傳，會考慮各種元器件的功能強化，確保整車提供給用戶的安全性，這就默認了毫米波雷達的適配。UWB同樣會出現在這些中高端車上，也許也會發揮一些雷達功能，但更多是為了強化數字鑰匙的體驗感，提升無感卡門、自動落鎖、遠程找車定位的絲滑。中高端車型會極致發揮每一樣元件的功能，目標是為了提高用戶整體的尊貴感受。
從檢測精度上來看，微米級別的精度可以讓毫米波雷達檢測到呼吸引起的胸腔微小運動，更強的魯棒性滿足中高端車型艙內精確檢測的需求，更多的收發通道保證萬無一失，再加上一整套多傳感器的融合方案，用戶被層層保護。厘米級的UWB雷達同樣可以滿足車內生命的檢測，相對魯棒性和精度的讓步，在更低功耗、更少的信號衰減、更低的價格上得到平衡。
從買一送一的角度看，在不考慮預算以及傳感器復用算力壓力的情況下毫米波雷達會是艙內安全的理想選擇。如果對于本身已經選擇了UWB數字鑰匙方案的車型，想要再復用這個UWB干點雷達的事情，那就會想盡一切辦法讓這個UWB也能滿足CPD的打分，這也許是一筆更好的經濟賬。
以上寫了這么多，相信讀者們也都明白了一個道理，總結成一段打油詩：
車輛安全是基礎
舒適智能伴左右
如果兜里預算足
用車體驗更豐富
*本文圖片均來源于網絡
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