區別于傳統車輛進入方式的調查和研究

顧俊生，李曉亮，張方偉，金明明

（浙江吉智新能源汽車科技有限公司，浙江 杭州 310000）

汽車的進入方式是一種從復雜到簡單的過程，并且伴隨著智能化、簡易化，從最開始的機械鑰匙解鎖打開車門到隨后的遙控開啟，直到現在的無鑰匙開啟和手機藍牙開啟，汽車的進入方式進行了一輪又一輪的變革。

但是無論怎樣的發展，汽車的進入方式總是朝著更加便捷、安全、智能的方向發展。隨著時代的發展，汽車共享也將成為新的主題，傳統的進入方式也很難適用于共享車等車型的使用需求，各車企也在積極地開發各種新的技術方案，以滿足社會發展的需求。

1 各種汽車進入方式的舉例和說明

1.1 NFC技術在車輛進入的應用

NFC英文全稱Near Field Communication，即近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通信技術，允許在多個電子設備之間實現簡單而安全的雙向交互。NFC是由Philips公司和Sony公司在2002年共同聯合開發的新一代無線通信技術，并被ECMA和ISO／IEC接收為標準。2004年，Nokia、Philips、Sony公司成立NFC論壇，共同制定了行業應用的相關標準，推廣近場通信技術。

如圖1所示，一種適用于汽車的NFC進入的汽車系統實現方案。

圖1 NFC汽車進入系統方案

隨著科技的發展，越來越多的手機集成了NFC天線，可以作為一種車輛進入的認證方式，但此種方案有著一定的優點和缺點。

1）優點：①可以替代傳統的機械鑰匙和遙控鑰匙；②即使手機沒電的情況下也可以正常使用；③NFC之間的加密通信，安全性更高，可以有效避免中繼攻擊。

2）缺點：①使用上有一定的不便捷，需要每次都拿出手機；②市場上現有的手機未標配NFC功能，部分手機存在無法使用的情況，需要再開發一張NFC卡片，使用上很不方便。

1.2 手機藍牙在車輛進入的應用

藍牙技術是一種尖端的開放式無線通信標準，能夠在短距離范圍內無線連接桌上型電腦與筆記本電腦、便攜設備、Pad、移動電話、拍照手機、打印機、數碼相機、耳麥、鍵盤甚至是電腦鼠標。

利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠簡化設備與因特網Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效。

藍牙3.0之前的技術方案不適用于汽車，主要是靜態功耗和安全性達不到汽車的要求。3.0之后已逐漸開始在汽車上進行應用，現有的量產車型有特斯拉、榮威。如圖2所示，為藍牙系統的設計方案。

圖2 藍牙方案系統框圖

采用藍牙方案可以實現手機替代鑰匙的功能，但此方案也有其優點和缺點。

1）優點：①可以實現走進車輛自動解鎖，有很大的便捷性；②可以實現不聯網的狀態下，仍然可以通過藍牙獲取車輛的相關信息；③可以和T-BOX互動，從而實現車輛分享和共享功能。

2）缺點：①采用藍牙模塊，需要制定預防中繼攻擊的手段；②手機藍牙和車輛藍牙連接需要一定的時間進行匹配；③藍牙模塊定位精度較低，無法精確定位手機位置，無法識別用戶處于車內或車外。

1.3 人臉識別在車輛進入的應用

人臉識別技術不但吸引了Google、Facebook、阿里、騰訊、百度等國內外互聯網巨頭的大量研發投入，也催生了Face++、商湯科技、Link face、中科云從、依圖等一大波明星創業公司，在視頻監控、刑事偵破、互聯網金融身份核驗、自助通關系統等方向創造了諸多成功應用案例。

隨著人臉識別的發展，也逐漸開始在汽車上進行普及使用，其中主要的推動者有海康威視等廠家，其也將作為汽車上的一種重要應用。圖3為人臉識別的系統框圖。

圖3 人臉識別方案系統框圖

人臉識別目前市場上有兩種方案，各自有著自己的優點和缺點，見表1。

表1 市場上兩種人臉識別方案

1.4 指紋識別在車輛進入的應用

指紋識別對于現在的很多人來說都不陌生，在我們的智能手機上已經是普遍應用的一項成熟技術。

最早在1998年，那時候的指紋識別技術才興起沒多久，西門子就展示了其研發的指紋識別手機。這也是世界上首款搭載指紋識別技術的手機，只是一部原型機，并沒有量產，但它的偉大之處在于向世界證明了手機搭載指紋的可行性，意義非凡。

汽車的技術應用上，很多廠家也一直在研究指紋識別在車輛上搭載的可行性。其中最典型的代表就有大陸汽車電子。圖4為指紋識別的系統框圖。

圖4 指紋識別方案系統框圖

指紋識別方案目前在汽車上基本無量產的應用，這和指紋識別的特性相關，具體有如下的優缺點。

1）優點：①指紋識別安全性高，世界上基本上無指紋相同的兩個人；②操作便利，用戶拉車門時識別用戶信息并完成解鎖；③無需攜帶任何鑰匙，就可以進入車輛。

2）缺點：①目前指紋的芯片無法支持在溫度較低時，仍能正常工作；②當下雨天或用戶的手是濕的情況下，無法正常使用。

1.5 瞳孔識別在車輛進入的應用

虹膜識別技術是基于眼睛中的虹膜進行身份識別，應用于安防設備 （如門禁等），以及有高度保密需求的場所。

人的眼睛結構由鞏膜、虹膜、瞳孔晶狀體、視網膜等部分組成。虹膜是位于黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環狀部分，其包含有很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等的細節特征。而且虹膜在胎兒發育階段形成后，在整個生命歷程中將是保持不變的。這些特征決定了虹膜特征的唯一性，同時也決定了身份識別的唯一性。因此，可以將眼睛的虹膜特征作為每個人的身份識別對象。

虹膜識別就是通過對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份。虹膜識別技術的過程一般來說包含如下4個步驟：①虹膜圖像獲取；②圖像預處理；③特征提取；④特征匹配。圖5為虹膜識別的系統框圖。

圖5 虹膜識別方案系統框圖

1）優點：①便于用戶使用；②可能會是最可靠的生物識別技術；③不需物理的接觸；④可靠性高。

2）缺點：①很難將圖像獲取設備的尺寸小型化；②設備造價高，無法大范圍推廣；③鏡頭可能產生圖像畸變而使可靠性降低；④兩大模塊：硬件和軟件，目前硬件上資源匱乏，應用不廣泛，成本較高；軟件算法應用較少，其成熟度還達不到推廣要求。

1.6 密碼鎖式車輛進入方式

密碼鎖在人們的日常生活中并不少見，比如膜拜單車、OFO小黃車等也是應用密碼鎖的方式來實現車輛單車解鎖，一些市場上已存在的共享汽車也是采用密碼鎖的方式。

密碼鎖是一種簡單的車輛進入實現方式，但是對共享車來說，單單的密碼鎖無法滿足使用的需求，還需要與后臺服務器相結合，才能夠實現反復的使用。具體的系統框圖如圖6所示。

圖6 密碼鎖方案系統框圖

密碼鎖方案自身設計起來比較簡單，其優點和缺點也比較明顯。

1）優點：①實現上較為簡單；②市場上已有成熟應用；③共享車可以通過網絡結合本地的方式實現。

2）缺點：①單純的密碼鎖容易被偷盜，但是結合網絡云端變化密碼的方式，對用戶來說較為復雜；②密碼表盤裸露在外，存在損壞的問題。

1.7 聲紋識別在車輛進入的應用

聲紋識別，生物識別技術的一種，也稱為說話人識別，有兩類，即說話人辨認和說話人確認。不同的任務和應用會使用不同的聲紋識別技術，如縮小刑偵范圍時可能需要辨認技術，而銀行交易時則需要確認技術。聲紋識別就是把聲信號轉換成電信號，再用計算機進行識別。

汽車上對于聲紋識別的方式也有一定的應用研究，但市場上暫無成熟應用的車型。圖7為聲紋識別的系統方案。

圖7 聲紋識別方案系統框圖

聲紋識別的優點和缺點較為明顯，因而在應用時，需要針對性分析是否適用。

1）優點：①便捷性，使用者在不知不覺中完成，接受程度高；②設備成本低，一個MIC便可適用；③適用于遠程身份確認；④辨認和確認算法復雜度低；⑤與其他措施配合可以提高準確率。

2）缺點：①人的聲音具有易變性，容易受到身體狀況、年齡和情緒等的影響；②不同的MIC和信道對于識別性能有影響；③外部噪音對識別有影響；④多人時，不易識別。

1.8 5G及高精度地圖在車輛進入的應用

5G網絡作為第5代移動通信網絡，其峰值理論傳輸速度每秒幾十GB。

高精度地圖，通俗來講就是精度更高、數據維度更多的電子地圖。精度更高體現在精確到厘米級別，數據維度更多體現在其包括了除道路信息之外的與交通相關的周圍靜態信息。

隨著科技發展，將高精度地圖和5G網絡進行結合，實現一種基于此的車輛進入方式，其實現的架構如圖8所示。

圖8 5G和高精度地圖結合的方案

5G的方式或許作為未來車輛進入的一種簡易實現方式，用戶走進車輛自動解鎖，用戶遠離車輛自動上鎖，但其本身的優缺點也較為明顯，還需要一些其他方案的輔助才能夠完善系統。

1）優點：①成本低 （未來5G作為標配，不涉及成本增加）；②實現簡單，定位可以精確到厘米級，不會出現誤觸發的情況。

2）缺點：①網絡差及遮擋物較多的地方，方案無法適用；②當前的科技及基礎建設還不支持，待幾年后，此種方案才可以進行推行驗證。

2 結語

隨著時代的發展，車輛的進入方式越來越多樣化，越來越簡易化，但其追求永遠是一樣的：以最少的用戶操作服務于用戶，以智能化的服務給用戶帶來最省心的體驗。

但是各種車輛進入方案的應用及需要規避的問題，還需要各個汽車人共同努力，一起解決。