UWB bringt Sicherheit in Echtzeit

Volkswagen zeigt zukünftige Anwendungsmöglichkeiten für die sogenannte "Ultra-Wideband-Technology" (UWB).

Was GPS und Google Maps für den Outdoor-Bereich sind, ist Ultra-Wideband (UWB) für innen und außen: eine technische Voraussetzung zur präzisen Lokalisierung und Distanzbestimmung. Zusätzlich bietet diese Technologie ein Höchstmaß an Cybersicherheit. Volkswagen und der amerikanische Chiphersteller NXP entwickeln zukünftige Anwendungsbereiche dieser Vernetzungstechnologie.

Ein Arteon in Kurkuma-Metallic demonstriert das Potenzial von UWB für mehr Sicherheit und Komfort. Ein Forschungsfahrzeug, das nicht weiter auffällt – wäre da nicht die markante Beklebung auf der Seite. In den Arteon haben die Teams von Maik Rohde, Leiter Karosserieelektronik & Zugangssysteme bei Volkswagen, und Lars Reger, Chief Technology Officer bei NXP die neuesten vernetzten Features eingebaut. Dieses Auto beweist zudem, wie eng beide Partner in Sachen Forschung und Entwicklung zusammenarbeiten: Das besondere Potential von UWB soll in Zukunft gemeinsam ausgeschöpft werden.

Infobox: Diebstahlschutz durch UWB

Die im Fahrzeug integrierten Chips (zum Beispiel an allen vier Türen und der Heckklappe) kommunizieren untereinander und zusätzlich mit weiteren Minisendern, zum Beispiel am Autoschlüssel. Die sechs Chips funken dann ständig Signale hin und her, „reden“ quasi miteinander.

Aus der Zeitdauer, die für das Senden und Empfangen dieser Signale gemessen wird – der sogenannten „Time of flight“ – wird die räumliche Position des rechtmäßigen Autobesitzers exakt ermittelt. Ein bisher mögliches Abgreifen des Funksignals, etwa zum Diebstahls, ist jetzt nicht mehr möglich.

Bei herkömmlichen „Keyless“-Systemen wird nur die Signalstärke des Schlüssels gemessen: Je größer sie ist, desto näher ist der Nutzer an seinem Fahrzeug. Dieses Signal konnte abgegriffen und von Unbefugten benutzt werden.

UWB ermöglicht eine zentimetergenaue und vor allem nicht manipulierbare Positionskontrolle des Nutzers – jederzeit und in Lichtgeschwindigkeit. Das ist gleichzeitig eine echte Plausibilitätskontrolle dafür, dass sich der rechtmäßige Fahrer oder Beifahrer dem Fahrzeug nähert. Das Auto kann außerdem einzelne Türen passend entriegeln, je nachdem, von welcher Stelle der Fahrer sich dem Auto annähert.

Das Potential von UWB ist immens: So hilft die Technologie bei der präzisen Lokalisierung und Distanzbestimmung im und um das Fahrzeug herum und ermöglicht dadurch zahlreiche neue Anwendungen. Zum Beispiel zur Erkennung von Menschen und Tieren im Fahrzeug, dem automatisierten Valet-Parking („Dienstleistungsparken“), einer automatischen Aktivierung der Anhängerkupplung oder auch dem einfachen Zugang zu Parkplätzen und dem automatischen Bezahlen bei der Ausfahrt. Eine weitere interessante Einsatzmöglichkeit ist die Erkennung des Bewegungsmusters von Personen für den personalisierten, anlernbaren Zugang zum Auto: Der UWB-Autoschlüssel nutzt präzise Sensortechnologie und künstliche Intelligenz, um die Bewegungsmuster und Gesten von Nutzern zu erlernen.

Der Bedarf für eine sichere und genaue Ortungstechnologie ist beispielsweise in der Automobil- und Telekommunikationsbranche hoch: Gefragt ist eine präzise Zuordnung im Freien und in Gebäuden. UWB erfüllt diese Anforderungen und stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber bestehenden Drahtlos-Technologien wie WLAN, Bluetooth und GPS dar. Die Fähigkeit, exakte Informationen zu Position und Bewegung des UWB-Senders zu erfassen oder den Abstand zu anderen Geräten mit einer Genauigkeit von nur wenigen Zentimetern in Echtzeit zu verarbeiten, eröffnet eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten.

„Die erste UWB-Anwendung, die wir dieses Jahr in Serie bringen, ist ein weiterer Schritt in Sachen Diebstahlschutz“, erklärte Maik Rohde. Konkret: Volkwagen bietet UWB demnächst als erster Hersteller in neuen Fahrzeugen. Lars Reger, Chief Technology Officer NXP: „Wir sehen Riesenpotenzial in UWB. Wir arbeiten daran, die Technik weiterzuentwickeln, zu standardisieren und weitere Anwendungen zu definieren.“

Eine zukünftige Anwendungen wäre zum Beispiel eine Kindersitzerkennung: UWB erkennt die korrekte, auf den Zentimeter exakte Positionierung eines Kindersitzes – egal auf welchem Platz im Auto. Damit sichert UWB dessen korrekte Montage. Das könnte lebensrettend sein. Ist der Kindersitz auf dem Beifahrersitz montiert, schaltet UWB automatisch den Airbag ab.

Eine weitere Idee ist die sogenannte „schlaue Anhängerkupplung“: Mit Hilfe von UWB-Chips erkennt das Fahrzeug automatisch, wenn sich das Fahrzeugheck einem Anhänger nähert. In diesem Fall klappt automatisch die Kupplung aus, und stellt sie für die Kopplung mit dem Hänger bereit. Später erkennen Fahrzeug und Hänger ihre beidseitigen exakten Positionen und können selbständig kuppeln.

An weiteren UWB-Anwendungen wird derzeit gearbeitet.