Calterah Dubhe CAL1106AQ：UWB 数字钥匙如何逆袭成为座舱感知传感器

Calterah Dubhe CAL1106AQ：UWB 数字钥匙逆袭成为座舱感知传感器

来源： AutoSens / InCabin Europe 2026，巴塞罗那，2026年9月
演讲者： 刘耀辉（Calterah Semiconductor，EMEA FAE & Marketing Manager）
参考： EE Times 报道 | IndexBox 分析

核心突破

Calterah 在 AutoSens 2026 上展示了其 Dubhe CAL1106AQ SoC，这是：

特性	规格
标准	IEEE 802.15.4ab（首个感测实现）
认证	FiRa 4.0 认证
天线配置	2T4R（2发4收）
核心能力	UWB 雷达感测 + 数字钥匙 ranging
关键功能	检测婴儿呼吸微动（CPD）
量产状态	已出货 3000 万+ 毫米波雷达芯片

一句话总结： Calterah 证明现有 UWB 无钥匙进入硬件通过软件升级即可实现 CPD，可能使专用 60GHz mmWave 车内雷达变得不必要。

技术深度分析

1. 为什么 UWB 能做 CPD？

graph LR
    A[UWB Anchor 1<br/>后视镜] -->|发射信号| B[目标<br/>婴儿胸腔]
    B -->|反射信号| C[UWB Anchor 2<br/>后柱]
    B -->|反射信号| D[UWB Anchor 3<br/>顶控台]
    C --> E[信道响应分析]
    D --> E
    E --> F[微动检测<br/>呼吸频率 0.2-0.5mm]

UWB 信号的关键优势：

• 带宽： 500MHz+ 宽带信号 → 厘米级空间分辨率
• 穿透： 可穿透毯子、衣物、座椅
• 微动检测： 相位级信号处理可检测 0.2mm 级胸腔起伏
• 多基站： 多锚点协同消除几何盲区

2. IEEE 802.15.4ab 标准的关键贡献

"""
IEEE 802.15.4ab 关键特性分析
"""

# 1. 时分多址 MAC 层
# 将时间组织为 blocks → rounds → slots
# 每个 slot 分配给特定功能（ranging 或 sensing）
# 这使得数字钥匙和雷达感测可以共享同一硬件

# 2. 频率拼接（Frequency Stitching）
# Channel 9 (高) + Channel 10 (低) 拼接
# 有效带宽从 ~500MHz → ~1000MHz+
# 空间分辨率提升约 2 倍
# 减少多径衰落

# 3. 设备角色定义
roles = {
    'controller': '协调时隙调度',
    'transmitter': '在分配时隙发射 UWB 脉冲',
    'receiver': '在分配时隙接收反射信号',
    'requester': '发起 ranging/sensing 请求'
}

# 4. 同步多基站网络
# 与传统雷达不同，UWB 天然是通信协议
# 多个 anchor 可以精确同步（ns 级）
# 消除了传统多雷达互干扰问题

3. Calterah 的雷达泄漏抑制（Radar Leakage Suppression）

import numpy as np

class RadarLeakageSuppression:
    """
    Calterah 的雷达泄漏抑制模块
    
    问题：单锚点雷达的发射信号会直接耦合到接收端
    强泄漏信号阻塞接收机，使其无法检测附近微弱反射
    
    解决方案：
    1. 多基站网络：不同位置的 anchor 互相接收
    2. 自适应泄漏消除：估计并减去直接耦合路径
    3. 时隙调度：发射和接收在不同 anchor 上，物理隔离
    """
    
    def __init__(self, n_anchors: int = 4):
        self.n_anchors = n_anchors
        # 泄漏信道估计
        self.leakage_channel = np.zeros(n_anchors, dtype=complex)
        
    def suppress_leakage(self, 
                         received_signal: np.ndarray,
                         is_transmitting: np.ndarray) -> np.ndarray:
        """
        Args:
            received_signal: (n_anchors, n_samples) 复数基带信号
            is_transmitting: (n_anchors,) 布尔，表示该 anchor 是否在发射
            
        Returns:
            cleaned_signal: 泄漏抑制后的信号
        """
        cleaned = received_signal.copy()
        
        for i in range(self.n_anchors):
            if is_transmitting[i]:
                # 自发自收：存在直接耦合泄漏
                # 估计泄漏信道（基于历史平均）
                leakage = self.leakage_channel[i] * self.reference_signal
                cleaned[i] -= leakage
            else:
                # 接收其他 anchor 的反射：无泄漏
                pass
                
        return cleaned
    
    def update_leakage_estimate(self, 
                                received_signal: np.ndarray,
                                is_transmitting: np.ndarray):
        """在线更新泄漏信道估计"""
        for i in range(self.n_anchors):
            if is_transmitting[i]:
                # LMS 自适应更新
                error = received_signal[i] - self.leakage_channel[i] * self.reference_signal
                self.leakage_channel[i] += 0.01 * error * np.conj(self.reference_signal)

4. UWB vs 60GHz mmWave：技术路线之争

维度	UWB (Calterah Dubhe)	60GHz mmWave (Infineon XENSIV)
频段	6-8 GHz (Channel 9/10)	60-64 GHz
带宽	500MHz-1GHz (拼接后)	1-4 GHz
空间分辨率	15-30 cm	3-5 cm
呼吸检测	✅ 可检测	✅ 精度更高
穿透能力	✅ 强（低频）	⚠️ 较弱（高频）
硬件复用	✅ 与数字钥匙共享	❌ 专用雷达
额外成本	软件升级，≈0 硬件成本	需新增雷达模块
布署位置	后视镜、B柱、后柱	通常 1-2 个位置
量产成熟度	新兴标准（IEEE 802.15.4ab）	已量产
标准生态	FiRa 4.0 / IEEE	无统一标准

5. 部署架构

graph TD
    subgraph "现有 UWB 数字钥匙锚点"
        A1[后视镜锚点]
        A2[B柱左锚点]
        A3[B柱右锚点]
        A4[后柱锚点]
    end
    
    subgraph "新增功能（软件升级）"
        B1[CPD 儿童检测]
        B2[座椅占用检测]
        B3[安全带状态推断]
        B4[微动/呼吸检测]
    end
    
    A1 --> B1
    A2 --> B2
    A3 --> B2
    A4 --> B1
    A1 --> B3
    A2 --> B3
    A1 --> B4
    A4 --> B4
    
    subgraph "中央处理"
        C1[Calterah CAL1106AQ SoC]
    end
    
    B1 --> C1
    B2 --> C1
    B3 --> C1
    B4 --> C1

产业背景

Euro NCAP 2026 推动

Euro NCAP 2026 协议要求：

• CPD（儿童存在检测） 作为评分项
• 检测能力需覆盖被毯子遮挡的婴儿
• 检测婴儿呼吸微动（不仅仅是存在检测）

传统摄像头方案在以下场景失效：

• 婴儿在脚坑（footwell）
• 婴儿被毯子覆盖
• 后排座椅被前排遮挡

产业链动态

厂商	方案	定位
Calterah	UWB Dubhe CAL1106AQ	软件升级，零硬件成本
Infineon	60GHz XENSIV BGT60	专用高精度雷达
Texas Instruments	60GHz IWR6843AOP	专用雷达，4发4收
NXP	UWB + 雷达融合	数字钥匙生态
Aptiv	纯摄像头乘员分类	零传感器方案

IMS 开发启示

1. UWB CPD 对 IMS 架构的影响

"""
IMS 感知层架构调整建议
"""

# 当前 IMS 架构
current_arch = {
    'camera': 'DMS 摄像头 → 疲劳/分心/视线',
    'seat_sensor': '座椅压力传感器 → 占用检测',
    'seatbelt': '座椅安全带传感器 → 佩戴检测',
    'cpd_radar': '60GHz 专用雷达 → CPD',
}

# UWB 升级后
upgraded_arch = {
    'camera': 'DMS 摄像头 → 疲劳/分心/视线（不变）',
    'uwb_sensing': 'UWB 网络 → CPD + 占用 + 微动 + 呼吸',
    'removed': ['seat_sensor', 'cpd_radar'],  # 可移除的硬件
    'cost_reduction': '约 40-60% 车内传感器成本',
}

# 关键变化
# 1. 座椅压力传感器可被 UWB 替代（Aptiv 已证明摄像头+UWB 足够）
# 2. 60GHz 专用雷达非必需（UWB 可覆盖 CPD）
# 3. UWB 提供额外能力：呼吸频率监测（健康座舱扩展）

2. 开发优先级

优先级	任务	依赖	预估周期
P0	UWB 呼吸检测算法验证	Calterah CAL1106AQ EVB	4 周
P0	UWB CPD 场景测试（毯子遮挡、脚坑、后座）	测试车辆 + UWB 锚点	6 周
P1	UWB 多基站同步精度验证	4 个 anchor + 示波器	2 周
P1	IMS 感知层适配 UWB 数据接入	软件 API	3 周
P2	UWB + 摄像头融合 CPD	摄像头 pipeline	8 周

3. 测试场景

### CPD-UWB-01 毯子遮挡婴儿检测

**前置条件：**
- 测试车辆停放，发动机关闭
- UWB 锚点：后视镜(1)、左B柱(2)、右B柱(3)、左后柱(4)
- 婴儿假人放置在后排座椅，覆盖毯子

**测试步骤：**
1. 所有乘员离开车辆，关闭车门
2. 系统进入 CPD 扫描模式（每 10 秒一次）
3. 记录 4 个 anchor 的信道响应
4. 计算微动检测置信度

**判定条件：**
| 检测项 | 通过条件 | 失败条件 |
|--------|---------|---------|
| 存在检测 | 30 秒内检测到乘员 | 未检测到 |
| 呼吸检测 | 检测到 0.2-0.5mm 周期性微动 | 未检测到微动 |
| 误报率 | 空座场景误报率 < 1% | ≥ 1% |
| 时延 | 从关门到检测 ≤ 30 秒 | > 30 秒 |

**硬件配置：**
| 组件 | 型号 | 参数 |
|------|------|------|
| UWB SoC | Calterah CAL1106AQ | 2T4R, FiRa 4.0, IEEE 802.15.4ab |
| 锚点数量 | 4 | 后视镜+B柱×2+后柱 |
| 供电 | 车载 12V → 3.3V LDO | 常电（停车态可用） |
| 通信 | CAN-FD → 中央域控 | 2 Mbps |

风险与挑战

1. UWB 精度限制

UWB 空间分辨率（15-30cm）远不如 60GHz mmWave（3-5cm），这意味着：

• 存在检测：UWB 完全够用
• 精确定位：UWB 可定位到座椅级，但不如 mmWave 精确
• 呼吸频率：UWB 可检测但精度可能不如 mmWave

2. 标准成熟度

IEEE 802.15.4ab 是较新标准，生态链还在发展：

• FiRa 4.0 认证覆盖互操作性
• 但 sensing profile 的互操作性仍在完善
• 不同厂商 UWB 芯片 sensing 性能差异未知

3. OEM 采纳路径

OEM 最可能的采纳路径是混合方案：

• 高端车型：UWB + 60GHz mmWave 双重保障
• 中端车型：UWB only（软件升级，零硬件成本）
• 入门车型：UWB（数字钥匙 + 基础 CPD）

总结

Calterah Dubhe CAL1106AQ 代表了座舱传感器发展的一个重要趋势：从专用传感器到通用感知平台的演进。UWB 数字钥匙作为已经大规模部署的硬件，通过软件升级获得 CPD 能力，可能改变座舱传感器的成本结构。

对 IMS 开发而言，这意味着：

1. 感知层需要适配多源输入（摄像头 + UWB + 可能的 mmWave）
2. UWB 数据接入和融合是新的开发方向
3. CPD 算法需要支持 UWB 信道响应作为输入
4. 成本敏感车型可能只用 UWB + 摄像头，无需 60GHz 雷达

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来源：AutoSens / InCabin Europe 2026，巴塞罗那 | Calterah Semiconductor 展示