(57)【要約】【課題】高い位置判定精度の確保を可能にした位置判定システムを提供する。【解決手段】判定部１３は、端末１及び通信機６の間で通信される電波の測定値Ｄｘを求め、その測定値Ｄｘを基に、通信機６に対する端末１の位置を判定し、この一連の処理を規定のサイクルで繰り返し行い、現状の端末１の位置を判定する。判定部１３は、現状とは異なる別の判定結果を規定回数連続して繰り返した場合に、現状の判定結果を、別の判定結果に切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信機及び端末の間で通信される電波の特性を測定し、その測定値を基に、前記通信機に対する前記端末の位置を判定し、前記測定値を求めて位置判定する前述の一連の処理を規定のサイクルで繰り返し行うことにより、現状の前記端末の位置を判定する判定部を備え、
前記判定部は、判定結果を複数サイクルに亘って維持可能な判定を通じて、前記端末の位置を判定する位置判定システム。
【請求項２】
前記通信機及び前記端末は、前記通信を複数チャネルで実行し、
前記判定部は、チャネルごとに測定された前記測定値を基に、前記通信機に対する前記端末の位置を判定する
請求項１に記載の位置判定システム。
【請求項３】
前記通信機は、複数設けられ、
前記判定部は、前記通信機ごとに前記端末との間の前記測定値を求め、前記通信機ごとに得られる前記測定値の大小の比較から前記端末の位置を判定する
請求項１又は２に記載の位置判定システム。
【請求項４】
前記通信機及び前記端末は、通信時に電波の周波数を切り替えるホッピングを通じて、前記通信を実行する
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の位置判定システム。
【請求項５】
前記判定部は、現状とは異なる別の判定結果を規定回数連続して繰り返した場合に、現状の判定結果を前記別の判定結果に切り替える
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の位置判定システム。
【請求項６】
前記判定部は、現状の判定結果を一定時間維持する
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の位置判定システム。
【請求項７】
前記判定部は、前記通信機が設けられた対象物に対し、前記端末が前記対象物のどの側の位置にあるのかを判定する
請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の位置判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機に対する端末の位置を判定する位置判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、近距離無線通信する端末及び通信機において、通信機に対する端末の位置を、近距離無線通信を通じて判定する位置判定システムが周知である（特許文献１等参照）。この種の位置判定システムとしては、例えば通信機及び端末の間で送受信される電波の受信信号強度を測定し、その測定値から通信機及び端末の間の位置関係を求めるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１２９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の位置判定システムでは、端末の位置を精度よく判定したいニーズがある。特に、位置判定システムを車両に適用した場合、端末を車両キーとして使用するので、端末を所持するユーザが車両を操作する際に、車両をユーザの位置や意思に沿って正しく動作させるためにも、端末の位置を精度よく検出する必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、高い位置判定精度の確保を可能にした位置判定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決する位置判定システムは、通信機及び端末の間で通信される電波の特性を測定し、その測定値を基に、前記通信機に対する前記端末の位置を判定し、前記測定値を求めて位置判定する前述の一連の処理を規定のサイクルで繰り返し行うことにより、現状の前記端末の位置を判定する判定部を備え、前記判定部は、判定結果を複数サイクルに亘って維持可能な判定を通じて、前記端末の位置を判定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高い位置判定精度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態の位置判定システムの構成図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は車両に対する端末の各位置の例示図。
【図３】通信シーケンスの概略を示すフローチャート。
【図４】従来の判定結果の推移図。
【図５】（ａ）は判定結果が維持される状態を示す推移図、（ｂ）は判定結果が切り替えられる際の推移図。
【図６】別例の判定結果の推移図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、位置判定システムの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、端末１の操作の対象物２である車両３は、無線を通じて端末１を認証する認証システム４を備える。認証システム４の通信には、例えばブルートゥース（Bluetooth：登録商標）が使用されている。端末１は、主にキー機能を有する電子キーや、キー機能が登録された高機能携帯電話であることが好ましい。
【００１０】
認証システム４は、認証システム４の動作を制御する制御装置５を備える。制御装置５は、車両３に設けられている。制御装置５には、近距離無線（本例はブルートゥース通信）を実行する通信機６が接続されている。通信機６は、例えば車両３に複数設けられ、車両３の車外周囲や車内全域に近距離無線の電波を送受信して、端末１と近距離無線通信を実行する。ブルートゥース通信には、例えばＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）を用いることが好ましい。
【００１１】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、通信機６は、車体右部の車外に設置された第１通信機６ａと、車体右部の車内に設置された第２通信機６ｂと、車体左部の車外に設置された第３通信機６ｃと、車体左部の車内に設置された第４通信機６ｄとを備える。複数の通信機６を車体に取り付けるのは、各々の通信機６からの電波を端末１が受信した際の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）の組み合わせから、端末１が車外右部、車外左部及び車内のどの位置に存在するのかを確認するためである。
【００１２】
図１に戻り、端末１には、端末１を識別するのに必要な情報として鍵情報Ｄｋがメモリ（図示略）に書き込み保存されている。鍵情報Ｄｋは、例えば使用に有効回数（例えば１回のみ）の制限が付されたワンタイムキーや、ＩＤコード等のキーＩＤであることが好ましい。端末１が高機能携帯電話の場合、端末１は、サーバ等からネットワーク通信を通じて鍵情報Ｄｋを自身のメモリ等にダウンロードするとよい。
【００１３】
制御装置５は、端末１との間の近距離無線通信を通じて端末１を認証する認証部８を備える。認証部８は、端末１に登録された鍵情報Ｄｋを、端末１との間の近距離無線通信を通じて認証する。認証部８は、鍵情報Ｄｋの正否を確認する認証結果を基に、車載装置９の動作を制御する。車載装置９は、例えば車両ドアの施解錠を切り替えるドアロック装置や、エンジンを制御するエンジン装置等であることが好ましい。
【００１４】
ブルートゥース通信は、通信環境下における電波干渉等を防止するために、複数のチャネル（例えば４０チャネル等）で実行される。また、ブルートゥース通信は、通信の規定タイミングで電波の周波数が適宜切り替えられる周波数ホッピングによって電波が送受信される。端末１及び通信機６は、両方とも周波数ホッピングの順序（ホッピングシーケンス）を予め知っているので、両者が正規の組み合わせであれば、規定のホッピング順で電波を順に送受信することができる。
【００１５】
認証システム４は、車両３に対する端末１の位置を判定する機能（位置判定システム１２）を備える。本例の位置判定システム１２では、例えば端末１が「車体右側車外」、「車体左側車外」、「車内」のいずれに位置するのかが判定される。
【００１６】
位置判定システム１２は、通信機６に対する端末１の位置を判定する判定部１３を備える。判定部１３は、制御装置５に設けられている。判定部１３は、端末１及び通信機６の間で通信される電波の特定を測定し、その測定値Ｄｘを基に、通信機６に対する端末１の位置の判定を実行する。測定値Ｄｘは、例えば端末１及び通信機６で通信される電波の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）であることが好ましい。本例の場合、受信信号強度の測定を例えば端末１側で行い、受信信号強度データを通信機６に通知する。
【００１７】
判定部１３は、測定値Ｄｘを求めて位置判定する前述の一連の処理を規定のサイクルで繰り返し行うことにより、現状の端末１の位置を判定する。位置判定のサイクルは、例えば５０ｍｓごとに１回の判定を実行するサイクルであることが好ましい。
【００１８】
判定部１３は、判定結果を複数サイクルに亘って維持可能な判定を通じて、端末１の位置を判定する。これは、複数サイクルで繰り返し実施される判定の結果を毎回採用してしまうと、例えば通信環境や周囲物体に影響を受けて、判定結果が誤って切り替えられてしまうためである。判定結果を複数サイクルに亘って維持可能な判定の具体例としては、例えば現状とは異なる別の判定結果を規定回数連続して繰り返した場合に、現状の判定結果を他に切り替える処理や、現状の判定結果を一定時間維持する処理などがある。
【００１９】
次に、図２〜図５を用いて、本実施形態の位置判定システム１２の作用について説明する。
［位置判定の動作］
図３に示すように、認証部８は、通信機６の存在を周囲に通知するために、通信機６からアドバタイズを定期送信する。アドバタイズは、複数回送信される。また、通信機６が車両３に複数存在する場合、アドバタイズ送信の動作が通信機６ごとに順に実施される。端末１は、車両３に近づきアドバタイズを受信すると、車両３の通信機６との間で、ペアリングを確認する通信を実行する。ペアリングが確認できると、端末１及び通信機６は、ブルートゥース通信が通信接続された状態となる。
【００２０】
認証部８は、ブルートゥースの通信接続が完了すると、例えば端末１を認証する通信（以降、認証通信と記す）を実行する。認証通信では、端末１に登録された鍵情報Ｄｋの正否が確認される。認証通信は、例えば鍵情報Ｄｋがワンタイムキーの場合、ワンタイムキーを正しく復号できた際に取得できる端末ＩＤや認証鍵を用いた認証であることが好ましい。端末ＩＤは、各端末１が有する固有のＩＤである。認証鍵は、例えばチャレンジレスポンス認証で用いる鍵である。
【００２１】
また、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、判定部１３は、認証通信時、車両３に対する端末１の位置を判定する。本例の判定部１３は、各通信機６から送信された電波を端末１が受信した際の受信信号強度の組み合わせから、端末１の位置を判定する。本例の場合、各通信機６は、端末１との近距離無線において、自身に登録された通信機ＩＤを通知する。よって、端末１は、各通信機６から電波を受信した際、電波内の通信機ＩＤを確認することにより、どの通信機６からの電波を受信したのかを判別することができる。
【００２２】
なお、本例の場合、第１通信機６ａからの電波を端末１で受信した際の受信信号強度を測定値Ｄｘ１とし、第２通信機６ｂからの電波を端末１で受信した際の受信信号強度を測定値Ｄｘ２とし、第３通信機６ｃからの電波を端末１で受信した際の受信信号強度を測定値Ｄｘ３とし、第４通信機６ｄからの電波を端末１で受信した際の受信信号強度を測定値Ｄｘ４とする。また、測定値Ｄｘは、電波送信が複数チャネルで行われる場合、これら各チャネルにおいて測定された受信信号強度の平均値や標準偏差などとしてもよい。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、端末１は、「車体右側車外」に位置する場合、第１通信機６ａの電波が端末１に最も届き易く、一方で第３通信機６ｃの電波が端末１に最も届き難い。このため、判定部１３は、「Ｄｘ１≧（Ｄｘ２，Ｄｘ３）≧Ｄｘ４…(1)」が成立する場合、端末１が「車体右側車外」に位置すると判断する。すなわち、判定部１３は、前述の判定式(1)が成立する場合、端末１が「車体右側車外」に位置する判定結果を確定する。なお、前述の判定式(1)で記載した（Ｄｘ２，Ｄｘ３）は、Ｄｘ２及びＤｘ３の大小関係は問わないことを示す。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、端末１は、「車内」に位置する場合、第２通信機６ｂ及び第４通信機６ｄの電波が端末１に届き易く、一方で車外の第１通信機６ａ及び第３通信機６ｃの電波が端末１に届き難い。このため、判定部１３は、「（Ｄｘ１，Ｄｘ３）＜（Ｄｘ２，Ｄｘ４）…(2)」が成立する場合、端末１が「車内」に位置すると判断する。すなわち、判定部１３は、前述の判定式(2)が成立する場合、端末１が「車内」に位置する判定結果を確定する。なお、前述の判定式(2)で記載した（Ｄｘ１，Ｄｘ３）は、Ｄｘ１及びＤｘ３の大小関係は問わないことを示し、（Ｄｘ２，Ｄｘ４）は、Ｄｘ２及びＤｘ４の大小関係は問わないことを示す。
【００２５】
図２（ｃ）に示すように、端末１は、「車体左側車外」に位置する場合、第３通信機６ｃの電波が端末１に最も届き易く、一方で第１通信機６ａの電波が端末１に最も届き難い。このため、判定部１３は、「Ｄｘ３≧（Ｄｘ２，Ｄｘ３）≧Ｄｘ１…(3)」が成立する場合、端末１が「車体左側車外」に位置すると判断する。すなわち、判定部１３は、前述の判定式(3)が成立する場合、端末１が「車体左側車外」に位置する判定結果を確定する。なお、前述の判定式(3)で記載した（Ｄｘ２，Ｄｘ３）は、Ｄｘ２及びＤｘ３の大小関係は問わないことを示す。
【００２６】
制御装置５は、「車体右側車外」に位置する端末１と認証が成立したことを確認すると、車両３の右側ドアの施解錠を許可し、「車体左側車外」に位置する端末１と認証が成立したことを確認すると、車両３の左側ドアの施解錠が許可する。また、制御装置５は、「車内」に位置する端末１と認証が成立したことを確認すると、エンジン始動を許可する。よって、車両３の運転を開始することができる。
【００２７】
［判定結果の切り替え動作］
図４に示すように、規定のサイクルで繰り返される位置判定において、近距離無線通信の通信環境によっては、「車体右側車外」の判定と、「車体左側車外」の判定とが交互に繰り返される状況が生じることがある。図４の例では、「車体右側車外」の判定が継続して続いている際に、「車体左側車外」の判定が突発的に生じる例を示している。これは、判定結果を確認する実験から知見された。ユーザが車外において車体右側及び車体左側の間を短時間で移動することはあり得ないので、このような判定結果が生じてしまうのは好ましくない。
【００２８】
そこで、図５（ａ）に示すように、本例の判定部１３は、現状の判定結果に対し、規定数連続して判定結果が繰り返されない限り、現状の判定結果を維持する。このため、現状の判定結果に対し、１度のみ判定結果が切り替わっても、この判定結果を有効とせず、現状の判定結果を維持する。図５（ａ）の場合、端末１の位置の判定結果が「車体右側車外」とされている場合、突発的に「車外左側車外」と１度のみ判定されても、これを無視し、「車体右側車外」の判定結果を維持する。
【００２９】
図５（ｂ）に示すように、判定部１３は、現状の判定結果に対し、別の判定結果が規定回数連続して繰り返されたことを確認すると、現状の判定結果を、繰り返しがあった判定結果に切り替える。本例の場合、「車体右側車外」と判定されている場合に、「車体左側車外」の判定結果が規定回数（図の例では３回）繰り返されると、判定結果を「車外左側車外」に切り替える。これにより、端末１の位置の切り替わりの確証が高い場合にのみ、判定結果を切り替えることが可能となる。
【００３０】
上記実施形態の位置判定システム１２によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）位置判定システム１２に判定部１３を設け、端末１及び通信機６の間で通信される電波の測定値Ｄｘを求め、その測定値Ｄｘを基に、通信機６に対する端末１の位置を判定し、この一連の処理を規定のサイクルで繰り返し行い、現状の端末１の位置を判定する。また、判定部１３は、判定結果を複数サイクルに亘って維持可能な判定を通じて、端末１の位置を判定する。
【００３１】
この構成によれば、端末位置の判定結果を複数サイクルに亘って維持可能な判定を通じて端末１の位置判定を行うので、例えば通信環境や周囲物体に影響を受けて判定結果が突発的に切り替わってしまう状況が生じても、これに影響を受けず、現状の判定結果を維持することができる。このように、端末１の位置が変化していないにも関わらず、意図しない判定結果の高頻度の切り替わりを生じ難くすることができる。よって、高い位置判定精度を確保することができる。
【００３２】
（２）端末１及び通信機６は、通信を複数チャネルで実行する。判定部１３は、チャネルごとに測定された測定値Ｄｘを基に、通信機６に対する端末１の位置を判定する。よって、電波干渉に影響を受け難い通信により、端末１及び通信機６が通信を実行することができる。
【００３３】
（３）通信機６は、複数設けられる。判定部１３は、通信機６ごとに端末１との間の測定値Ｄｘを求め、これら通信機６ごとに得られる測定値Ｄｘの大小の比較から端末１の位置を判定する。よって、各通信機６に対する端末１の位置を確認して、精度よく端末１の位置を判定することができる。
【００３４】
（４）端末１及び通信機６は、通信時に電波の周波数を切り替えるホッピングを通じて、通信を実行する。よって、端末１及び通信機６が通信するに際し、互いにホッピングの周波数順を知らないと通信を完遂することができないので、不正通信の成立抑制に有利となる。
【００３５】
（５）判定部１３は、現状とは異なる別の判定結果を規定回数連続して繰り返した場合に、現状の判定結果を別の判定結果に切り替える。このように、現状の判定結果に対して別の判定結果が規定回数繰り返されない限り、現状の判定結果を維持する。よって、例えば突発的に誤った判定結果が生じても、これに影響を受けることなく、現状の正しい判定結果をそのまま継続することができる。
【００３６】
（６）判定部１３は、通信機６が設けられた対象物２に対し、端末１が対象物２のどの側の位置にあるのかを判定する。よって、端末１が対象物２に対してどの側、例えば対象物２の左右どちらに位置するのかなどを、精度よく判定することができる。
【００３７】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
［判定結果を複数サイクルに亘って維持可能な判定について］
・図６に示すように、確定した判定結果を一定時間保持するようにしてもよい。一定時間が経過したときには、判定結果の保持がタイミングで実施された判定結果が確定され、一連の処理が処理を以降も継続される。この場合も、判定結果が「車体右側車外」と「車体左側車外」の間で頻繁に繰り返されてしまう状況を生じ難くできる。よって、端末１の位置判定の判定結果を切り替えるか否かを、現状の判定結果を一定時間維持するという簡素な処理によって判定することができる。
【００３８】
・判定結果の切り替えの方法は、例えば一定のサイクル数の間、保持する方法など、他の態様に変更してもよい。
［端末１の位置判定方法及び測定値Ｄｘについて］
・端末１の位置判定方法は、各通信機６に対して求めた端末１との間の測定値Ｄｘの大小を比較する方式に限定されない。例えば、受信信号強度の値を閾値と比較して位置を判定する方式など、他の方式に変更してもよい。
【００３９】
・端末１の室外判定では、車体右側車外及び車外左側車外に加え、例えばバックドア側車外も含ませてもよい。
・端末１の位置判定で使用する測定値Ｄｘは、受信信号強度に限定されず、例えば端末１及び通信機６の間の距離など、他のパラメータに変更してもよい。
【００４０】
・電波の特性とは、実施例で述べた受信信号強度に限定されず、端末１及び通信機６の間の位置に応じて変化するパラメータであればよい。
［端末１及び通信機６の間の通信について］
・位置判定に使用する電波は、端末１及び通信機６の間で送受信される電波であれば、種類は問わない。
【００４１】
・近距離無線通信は、ブルートゥース通信に限定されず、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）など、他の通信方式を使用してもよい。
・端末１及び通信機６の間の通信は、近距離無線通信に限定されず、他の通信方式を使用したものでもよい。
【００４２】
［認証システム４について］
・認証システム４では、端末１及び通信機６の間の距離を算出し、この距離も通信成立可否のパラメータとして使用してもよい。
【００４３】
・車両３に電子キーシステムが搭載されている場合、その電子キーシステムに本例の認証システム４を付加する構成としてもよい。なお、電子キーシステムは、電子キーに登録されている電子キーＩＤを、車両３との無線通信を通じて認証するシステムである。このときの通信は、車両３から通信を契機に無線によるＩＤ照合を行うスマート通信、又は電子キーからの通信を契機に電子キーから電子キーＩＤを車両３に送信してＩＤ照合を行うワイヤレス通信のいずれでもよい。
【００４４】
・通信機６は、複数設けられることに限定されず、例えば１つでもよい。
・認証部８が端末１との間で実行する認証の通信は、ブルートゥースに限定されず、他の通信方式を用いてもよい。
【００４５】
・認証部８による認証は、鍵情報Ｄｋを認証する方式に限定されず、端末１の正否を確認できる方式であればよい。
［その他］
・端末１は、高機能携帯電話や電子キーに限定されず、ユーザに所持される固有端末であればよい。
【００４６】
・対象物２は、車両３に限定されず、他の機器や装置に変更してもよい。
・位置判定システム１２は、車両３に使用されることに限らず、種々の機器や装置に用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…端末、２…対象物、３…車両、４…認証システム、６…通信機、６ａ…第１通信機、６ｂ…第２通信機、６ｃ…第３通信機、６ｄ…第４通信機、８…認証部、１２…位置判定システム、１３…判定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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