超寬帶(Ultra-Wideband, UWB)正從單一的無線電通信角色,躍升為智能汽車與自主機器人系統的“第六感”——一種兼具高精度、強穿透與低功耗的厘米級空間感知能力。其核心價值在于實現“通信+感知”一體化,重構人機交互邊界,推動移動終端邁向真正的空間智能時代。
原理篇:穿透表象的厘米級感知
UWB 雷達的本質是基于納秒級超短脈沖信號的空間探針,通過發射極窄電磁波并接收障礙物反射回波,分析信道脈沖響應(CIR)來判斷物體存在與運動狀態。當目標靜止時,CIR 中出現穩定脈沖峰;一旦發生位移或微動(如呼吸起伏),多普勒效應將導致 CIR 值周期性變化,經快速傅里葉變換(FFT)即可提取徑向速度與生命體征信息。這一機制僅需單設備完成收發,構成獨立的雷達系統,區別于依賴雙端交互的 UWB 定位模式。
該技術具備皮秒級時間分辨率,理論測距誤差低于 30cm,結合飛行時間(ToF)與到達角(AoA)算法,可在復雜環境中實現±3cm 至±10cm 的定位精度。其工作頻段集中于 6.5–8.0GHz,帶寬超過 500MHz,在穿透織物、塑料、座椅等非金屬介質的同時,有效規避 2.4GHz 頻段的密集干擾,為遮擋場景下的可靠感知提供物理基礎。
應用篇一:汽車領域的四大革新場景
在智能汽車領域,UWB 雷達正以“通感一體”架構重塑安全與交互范式,覆蓋從艙內生命監測到車外環境預警的全鏈路應用。
兒童存在檢測(CPD)已成為全球法規強制方向,Euro NCAP 自 2023 年起將其納入評分體系,并計劃 2026 年全面標配。
UWB 雷達憑借對呼吸頻率(可低至 1 次/分鐘)和肢體蠕動的敏感捕捉能力,能穿透毛毯準確識別遺留兒童,避免玩偶誤報。
均聯智行協同戰略合作伙伴——蕪湖全跡科技有限公司,采用先進的 UWB CPD 算法,實現全車前后排監測以及預警、主動干預等功能,并快速實現了從產品概念到量產落地。該解決方案能夠有效監測活體呼吸、心跳等微小的身體活動,即使在有毯子覆蓋或腳坑盲區都能夠實現精準的探測,并能避免其他物品干擾防止誤檢。
近場感知替代超聲波雷達是車身設計的重大突破。理想 L9 Livis 成為全球首款完全取消 UPA 雷達的量產車型,依靠 UWB+攝像頭融合方案實現無瑕外觀與更高密封性。相比傳統超聲波,UWB 不僅探測距離延伸至 6 米以上,更能識別 20 厘米以下低矮障礙與 1 米以上懸空物體,輸出“距離+方向”雙重數據,刷新率高達 1kHz,全面提升泊車安全性。
安全雷達與盲區透視功能則復用現有數字鑰匙模塊,實現非視距風險預警。現代 Vision Pulse 系統通過 OTA 升級,利用原有 UWB 錨點網絡,在 100 米半徑內實現±10 厘米定位精度,響應延遲僅 1–5 毫秒,惡劣環境下準確率超 99%,可提前預警交叉路口行人或非機動車。
自動泊車與無線充電引導進一步打通自動駕駛閉環。特斯拉 Cybercab 已獲 FCC 批準,采用 UWB 實現無線充電板的厘米級泊入對準。Robotaxi 結合 UWB 引導與自動充電,形成“停靠-補能-出發”的無人化運營鏈條,標志著高級別自動駕駛落地的關鍵進展。
不僅在車上,UWB 也在機器人世界掀起定位革命。
應用篇二:機器人世界的高精度空間錨點
在服務與工業機器人領域,UWB 雷達構建了高魯棒性的空間坐標系,支撐精準導航、智能跟隨與多機協同。
智能跟隨場景中,維他動力 Vbot(大頭 BoBo)機器狗以 UWB-AOA 360° 全向跟隨為核心感知底座,融合激光雷達、雙目視覺與端側強算力,構建了厘米級精度、亞毫秒級響應、全場景魯棒的無遙控智能跟隨系統,徹底擺脫傳統遙控 / 純視覺跟隨的遮擋、丟目標、弱光失效等痛點,實現消費級四足機器人從 “本體運動” 到 “空間智能伴隨” 的技術躍遷。
全跡科技基于 UWB-AOA 的單錨點跟隨模組可復用為 UWB 雷達,探測周邊人員存在,實現自動休眠與喚醒;還可用于手部觸摸傳感,實現“摸頭”互動。
優勢對比與趨勢展望
綜合性能上,UWB 雷達在精度、隱私與環境適應性方面展現出顯著優勢。相較毫米波雷達,其功耗更低且無圖像采集,規避隱私爭議;相比攝像頭,不受光照與遮擋影響;相較于超聲波,具備更廣視角與高度感知能力。UWB-AOA 單基站(錨點)造價遠低于 ADAS 攝像頭,且支持數字鑰匙、CPD、腳踢感應等多功能復用,BOM 優化潛力巨大。
未來發展趨勢呈現四大方向:
標準層面,IEEE 802.15.4ab 協議將傳輸距離提升 8 倍以上,MMS 技術帶來 20dB 鏈路增益,非視距性能質變;
芯片層面,紫光展銳 UIW7710、加特蘭 Dubhe(天樞)、紐瑞芯 NRT81750 等國產車規級 SoC 打破國際壟斷,加速生態多元化;
算法層面,AI 模型正用于優化多徑環境下的微弱信號提取,實現行為識別與跌倒檢測;
生態層面,蘋果 Find My、小米“一指連”聯盟及 CCC 數字鑰匙標準推動跨品牌互通,構建開放互聯的 UWB 空間網絡。
-
機器人
+關注
關注
213文章
31311瀏覽量
223363 -
雷達
+關注
關注
52文章
3367瀏覽量
124365 -
UWB
+關注
關注
33文章
1290瀏覽量
65386 -
車機
+關注
關注
0文章
11瀏覽量
9100
發布評論請先 登錄
UWB主動定位系統在自動駕駛中的應用實踐
毫米波雷達感知技術搭建車路協同系統的可行性
UWB定位可以用在自動駕駛嗎
近距輕掃和運動感知視頻展示雷達IC應用
我愛方案網:近距輕掃和運動感知視頻展示雷達IC應用
UWB人感雷達首發!海爾麥浪舒適風Pro空調如何實現“呼吸感知”?
PK-101電流互感器:賦能雷達發射機精準測試
飛睿智能UWB高精定位,賦能智能手表,無感出行與精準控制新體驗
玩轉UWB雷達 精準感知賦能車機感官
評論