(57)【要約】【課題】位置推定のための携帯機と車載システムとの無線通信の実行回数を抑制可能な携帯機位置推定システムを提供する。【解決手段】車載システム１は携帯機２とインパルス信号を送受信するホスト機と、インパルス信号の受信のみを行う複数の傍聴機と、を備える。ホスト機は、携帯機２に向けたインパルス信号を送信してから、携帯機２が発したインパルス信号を受信するまでのラウンドトリップ時間を計測して位置推定装置１１に報告する。傍聴機は、ホスト機が発したインパルス信号を受信してから携帯機２が発したインパルス信号を受信するまでのパルス受信間隔を計測して位置推定装置１１に報告する。位置推定装置１１は、ラウンドトリップ時間に基づいて携帯機−ホスト機間の信号伝搬時間である第１伝搬時間を特定する。また、パルス受信間隔と第１伝搬時間に基づいて携帯機−傍聴機間の信号の伝搬時間である第２伝搬時間を特定する。【選択図】図４
2020026996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されている車載システム（１）と、前記車両のユーザに携帯される携帯機（２）とが所定の通信方式に準拠した無線通信を実施することによって前記車両に対する前記携帯機の相対位置を推定する携帯機位置推定システムであって、
前記車載システムは、
前記携帯機と無線信号を送受信可能に構成された通信モジュールである送受信機（１２Ｘ）と、
前記携帯機及び前記送受信機から発せられる無線信号を受信可能に構成されている、複数の傍聴機（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）と、
前記送受信機での前記携帯機との通信結果と、複数の前記傍聴機のそれぞれでの無線信号の受信状況に基づいて前記携帯機の位置を推定する位置推定部（Ｆ３）と、を備え、
前記送受信機は、前記携帯機に向けた無線信号として所定の応答要求信号を送信するように構成されており、
前記携帯機は、前記送受信機からの前記応答要求信号を受信した場合に応答信号を返送するように構成されており、
前記位置推定部は、
前記送受信機が前記応答要求信号を送信してから前記送受信機が前記携帯機からの前記応答信号を受信するまでの時間であるラウンドトリップ時間に基づいて、前記送受信機から前記携帯機までの無線信号の伝搬時間である第１伝搬時間を特定する第１伝搬時間特定部（Ｓ１０５）と、
複数の前記傍聴機のそれぞれについて、前記携帯機から前記傍聴機までの無線信号の伝搬時間である第２伝搬時間を、前記傍聴機が前記応答要求信号を受信してから前記応答信号を受信するまでの時間である信号受信間隔と前記ラウンドトリップ時間とに基づいて特定する第２伝搬時間特定部（Ｓ１０７）と、
前記第１伝搬時間特定部によって特定されている前記第１伝搬時間と、前記第２伝搬時間特定部によって特定されている前記第２伝搬時間とに基づいて前記携帯機の位置を推定する位置推定処理部（Ｓ１０８）と、を備える携帯機位置推定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記送受信機が送信した無線信号が前記傍聴機で受信されるまでの時間である車載機間伝搬時間の想定値と、前記携帯機が前記応答要求信号を受信してから前記応答信号を返送するまでに要する時間である応答処理時間の想定値を記憶しているパラメータ記憶部（１１２）と、を備え、
前記第１伝搬時間特定部は、前記ラウンドトリップ時間から前記応答処理時間の想定値を減算した値を２で除算することにより前記第１伝搬時間を算出し、
前記第２伝搬時間特定部は、前記信号受信間隔に対して前記車載機間伝搬時間の想定値を加算するとともに、前記第１伝搬時間を減算し、さらに、前記応答処理時間の想定値を減算することにより、前記第２伝搬時間を算出するように構成されている携帯機位置推定システム。
【請求項３】
請求項２に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記携帯機は、前記応答要求信号を受信してから前記応答信号を返送するまでにかかった前記応答処理時間を計測するとともに、その計測した前記応答処理時間を示す無線信号を処理時間通知信号として送信するように構成されており、
前記位置推定部は、前記携帯機から送信された前記処理時間通知信号を受信した場合には、当該処理時間通知信号に示されている前記応答処理時間を実処理時間として保持する応答処理時間保持部（１１３）を備え、
前記第１伝搬時間特定部は、前記応答処理時間保持部が前記実処理時間を保持している場合には、予め登録されている前記応答処理時間の想定値の代わりに当該実処理時間を用いて前記第１伝搬時間を特定し、
前記第２伝搬時間特定部は、前記応答処理時間保持部が前記実処理時間を保持している場合には、予め登録されている前記応答処理時間の想定値の代わりに、当該実処理時間を用いて前記第２伝搬時間を特定するように構成されている携帯機位置推定システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記送受信機を複数備えており、
複数の前記送受信機のうちの１つを、前記携帯機にむけて前記応答要求信号を送信する役割を担うホスト機に設定するとともに、当該ホスト機以外の前記送受信機は、前記傍聴機として機能させる役割設定部（Ｆ２）を備え、
前記役割設定部は、所定の周期で前記ホスト機とする前記送受信機を変更するように構成されている携帯機位置推定システム。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記送受信機は、前記ラウンドトリップ時間を計測し、その計測結果を示すデータを前記位置推定部に提供するように構成されており、
複数の前記傍聴機はそれぞれ、前記信号受信間隔を計測し、その計測結果を示すデータを前記位置推定部に提供するように構成されており、
前記第１伝搬時間特定部は、前記送受信機から提供される前記ラウンドトリップ時間に基づいて前記第１伝搬時間を特定し、
前記第２伝搬時間特定部は、前記傍聴機毎の前記第２伝搬時間を、対象とする前記傍聴機から提供された前記信号受信間隔と、前記第１伝搬時間とに基づいて特定するように構成されている携帯機位置推定システム。
【請求項６】
請求項１から４の何れか１項に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記送受信機は、前記応答要求信号を送信した時刻を示すデータ、及び、前記携帯機からの前記応答信号を受信した時刻を示すデータを前記位置推定部に逐次提供するように構成されており、
複数の前記傍聴機はそれぞれ、前記応答要求信号を受信した時刻を示すデータ、及び、前記応答信号を受信した時刻を示すデータを前記位置推定部に逐次提供するように構成されており、
前記第１伝搬時間特定部は、前記送受信機から提供されるデータに基づいて、前記ラウンドトリップ時間を特定するとともに、当該ラウンドトリップ時間に基づいて前記第１伝搬時間を特定するように構成されており、
前記第２伝搬時間特定部は、前記傍聴機から提供されるデータに基づいて、前記傍聴機毎の前記信号受信間隔を特定し、前記傍聴機毎の前記第２伝搬時間を、前記傍聴機毎の前記信号受信間隔と、前記第１伝搬時間とに基づいて特定するように構成されている携帯機位置推定システム。
【請求項７】
請求項６に記載の携帯機位置推定システムであって、
前記傍聴機は、前記応答信号を受信した時刻を示すデータは前記位置推定部に提供する一方、前記応答要求信号を受信した時刻を示すデータについては前記位置推定部に提供しない動作モードを備えている携帯機位置推定システム。
【請求項８】
車両に搭載されている車載システム（１）と、前記車両のユーザに携帯される携帯機（２）とが所定の通信方式に準拠した無線通信を実施することによって前記車両に対する前記携帯機の相対位置を推定する携帯機位置推定システムであって、
前記携帯機は、前記車載システムに対して応答信号の返送を要求する無線信号である応答要求信号を送信するとともに、前記応答信号を受信した場合には、前記応答要求信号を受信してから前記応答信号を受信するための時間であるラウンドトリップ時間を示す無線信号である時間差通知信号を前記車載システムに送信するように構成されており、
前記車載システムは、
所定の通信方式にて前記携帯機と無線信号を送受信可能に構成されている通信モジュールである送受信機（１２Ｘ）と、
前記携帯機及び前記送受信機から発せられる無線信号を受信可能に構成されている、複数の傍聴機（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）と、
前記送受信機での前記携帯機との通信結果と、複数の前記傍聴機のそれぞれでの無線信号の受信状況に基づいて前記携帯機の位置を推定する位置推定部（Ｆ３）と、を備え、
前記送受信機は、前記携帯機からの前記応答要求信号を受信した場合には前記応答信号を返送するように構成されており、
前記位置推定部は、
前記時間差通知信号に示されている前記ラウンドトリップ時間に基づいて、前記送受信機から前記携帯機までの無線信号の伝搬時間である第１伝搬時間を特定する第１伝搬時間特定部（Ｓ１０５）と、
複数の前記傍聴機のそれぞれについて、前記携帯機から前記傍聴機までの無線信号の伝搬時間である第２伝搬時間を、前記傍聴機が前記応答要求信号を受信してから前記応答信号を受信するまでの時間である信号受信間隔と前記ラウンドトリップ時間とに基づいて特定する第２伝搬時間特定部（Ｓ１０７）と、
前記第１伝搬時間特定部によって特定されている前記第１伝搬時間と、前記第２伝搬時間特定部によって特定されている前記第２伝搬時間とに基づいて前記携帯機の位置を推定する位置推定処理部（Ｓ１０８）と、を備える携帯機位置推定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、携帯機から車両に搭載されている通信機までの信号の伝搬時間に基づいて、車両に対する携帯機の位置を推定する携帯機位置推定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された車載システムとユーザによって携帯される携帯機とが無線通信を実施することにより、車両に対する携帯機の位置を推定する構成（つまり携帯機位置推定システム）が種々提案されている。
【０００３】
また、特許文献１には車載システムと携帯機とがＵＷＢ（Ultra Wide Band）通信可能に構成されており、車載システムが、ＵＷＢ通信で用いられるインパルス信号を送信してから携帯機からの応答信号を受信するまでの時間（以降、ラウンドトリップ時間）に基づいて車両に対する携帯機の距離を推定する構成が開示されている。便宜上、車載システムが備える、携帯機と無線通信を実施するための構成を車載通信機と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０９３６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているように携帯機−車載通信機間の信号の伝搬時間を用いて、車両に対する携帯機の相対位置を推定するためには、車載システムが車載通信機を複数（少なくとも３以上）備えていることを前提として、各車載通信機から携帯機までの距離をそれぞれ推定する必要がある。各車載通信機から携帯機までの距離を推定するためには、各車載通信機が個別に携帯機と無線通信を実施する必要がある。携帯機と車両とが通信を実施する回数が増えるほど、位置推定に要する時間は長くなるとともに、通信にかかる消費電力が増大してしまう。
【０００６】
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、携帯機から車載システムまでの無線信号の伝搬時間に基づいて携帯機の位置を推定する携帯機位置推定システムにおいて、位置推定のための携帯機と車載システムとの無線通信の実行回数を抑制可能な携帯機位置推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】
【０００７】
その目的を達成するための第１構成としての携帯機位置推定システムは、車両に搭載されている車載システム（１）と、車両のユーザに携帯される携帯機（２）とが所定の通信方式に準拠した無線通信を実施することによって車両に対する携帯機の相対位置を推定する携帯機位置推定システムであって、車載システムは、携帯機と無線信号を送受信可能に構成された通信モジュールである送受信機（１２Ｘ）と、携帯機及び送受信機から発せられる無線信号を受信可能に構成されている、複数の傍聴機（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）と、送受信機での携帯機との通信結果と、複数の傍聴機のそれぞれでの無線信号の受信状況に基づいて携帯機の位置を推定する位置推定部（Ｆ３）と、を備え、送受信機は、携帯機に向けた無線信号として所定の応答要求信号を送信するように構成されており、携帯機は、送受信機からの応答要求信号を受信した場合に応答信号を返送するように構成されており、位置推定部は、送受信機が応答要求信号を送信してから送受信機が携帯機からの応答信号を受信するまでの時間であるラウンドトリップ時間に基づいて、送受信機から携帯機までの無線信号の伝搬時間である第１伝搬時間を特定する第１伝搬時間特定部（Ｓ１０５）と、複数の傍聴機のそれぞれについて、携帯機から傍聴機までの無線信号の伝搬時間である第２伝搬時間を、傍聴機が応答要求信号を受信してから応答信号を受信するまでの時間である信号受信間隔とラウンドトリップ時間とに基づいて特定する第２伝搬時間特定部（Ｓ１０７）と、第１伝搬時間特定部によって特定されている第１伝搬時間と、第２伝搬時間特定部によって特定されている第２伝搬時間とに基づいて携帯機の位置を推定する位置推定処理部（Ｓ１０８）と、を備える。
【０００８】
以上の構成によれば、位置推定部は、送受信機と携帯機とが無線信号の送受信を１回行うことによって、送受信機から携帯機までの信号の伝搬時間である第１伝搬時間だけでなく、携帯機から各傍聴機までの信号の伝搬時間である第２伝搬時間を特定することができる。第１伝搬時間は、送受信機から携帯機までの距離を示す指標として機能するとともに、傍聴機毎の第２伝搬時間は、各傍聴機から携帯機までの距離の指標として機能する。故に、位置推定部は、第１伝搬時間と傍聴機毎の第２伝搬時間とに基づいて携帯機の位置は推定可能である。そして、上記構成によれば、携帯機の位置を推定するための種々の情報（具体的には第１伝搬時間と第２伝搬時間）は、１回の無線通信によって揃う。つまり、上記構成によれば、携帯機から車載システムまでの無線信号の伝搬時間に基づいて携帯機の位置を推定する携帯機位置推定システムにおいて、位置推定のための携帯機と車載システムとの無線通信の実行回数を抑制できる。
【０００９】
また、上記目的を達成するための第２構成としての携帯機位置推定システムは、車両に搭載されている車載システム（１）と、車両のユーザに携帯される携帯機（２）とが所定の通信方式に準拠した無線通信を実施することによって車両に対する携帯機の相対位置を推定する携帯機位置推定システムであって、携帯機は、車載システムに対して応答信号の返送を要求する無線信号である応答要求信号を送信するとともに、応答信号を受信した場合には、応答要求信号を受信してから応答信号を受信するための時間であるラウンドトリップ時間を示す無線信号である時間差通知信号を車載システムに送信するように構成されており、車載システムは、所定の通信方式にて携帯機と無線信号を送受信可能に構成されている通信モジュールである送受信機（１２Ｘ）と、携帯機及び送受信機から発せられる無線信号を受信可能に構成されている、複数の傍聴機（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）と、送受信機での携帯機との通信結果と、複数の傍聴機のそれぞれでの無線信号の受信状況に基づいて携帯機の位置を推定する位置推定部（Ｆ３）と、を備え、送受信機は、携帯機からの応答要求信号を受信した場合には応答信号を返送するように構成されており、位置推定部は、時間差通知信号に示されているラウンドトリップ時間に基づいて、送受信機から携帯機までの無線信号の伝搬時間である第１伝搬時間を特定する第１伝搬時間特定部（Ｓ１０５）と、複数の傍聴機のそれぞれについて、携帯機から傍聴機までの無線信号の伝搬時間である第２伝搬時間を、傍聴機が応答要求信号を受信してから応答信号を受信するまでの時間である信号受信間隔とラウンドトリップ時間とに基づいて特定する第２伝搬時間特定部（Ｓ１０７）と、第１伝搬時間特定部によって特定されている第１伝搬時間と、第２伝搬時間特定部によって特定されている第２伝搬時間とに基づいて携帯機の位置を推定する位置推定処理部（Ｓ１０８）と、を備える。
【００１０】
以上の第２構成によっても、第１構成と同様に、位置推定部は、送受信機と携帯機とが無線信号の送受信を１回行うことによって第１伝搬時間と、傍聴機毎の第２伝搬時間を特定できる。故に、上記第２構成もまた、第１構成と同様の効果を奏する。
【００１１】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】携帯機位置推定システム１００の全体構成を概略的に示したブロック図である。
【図２】車載通信機１２の構成を示すブロック図である。
【図３】位置推定装置１１の機能ブロック図である。
【図４】車載システム１と携帯機２との通信態様を示す概念図である。
【図５】位置推定装置１１の作動を説明するフローチャートである。
【図６】携帯機２、ホスト機、及び傍聴機の作動を説明するための概念図である。
【図７】ラウンドトリップ時間Ｔｐとパルス受信間隔Ｔｑの関係を説明するための図である。
【図８】携帯機２の位置の推定方法を説明するための図である。
【図９】変形例１における携帯機２、ホスト機、及び傍聴機の作動を説明するための概念図である。
【図１０】変形例２における携帯機２、ホスト機、及び傍聴機の作動を説明するための概念図である。
【図１１】変形例５における携帯機２、ホスト機、及び傍聴機の作動を説明するための概念図である。
【図１２】変形例６における携帯機２、ホスト機、及び傍聴機の作動を説明するための概念図である。
【図１３】変形例９における携帯機２、ホスト機、及び傍聴機の作動を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜携帯機位置推定システム１００の概略的な構成について＞
以下、本開示の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本開示の携帯機位置推定システム１００の概略的な構成の一例を示す図である。図１に示すように携帯機位置推定システム１００は、車両Ｈｖに搭載された車載システム１と、当該車両Ｈｖのユーザによって携帯される通信端末である携帯機２と、を備えている。
【００１４】
車載システム１と携帯機２は、所定の周波数帯の電波を用いて双方向に無線通信を実施するための構成を有している。ここでは一例として車載システム１と携帯機２は、ＵＷＢ−ＩＲ（Ultra Wide Band - Impulse Radio）方式の無線通信を実施可能に構成されている。すなわち、車載システム１と携帯機２は、超広帯域（UWB ：Ultra Wide Band）通信で使用されるインパルス状の電波（以降、インパルス信号）を送受信可能に構成されている。ＵＷＢ通信で用いられるインパルス信号とは、パルス幅が極短時間（例えば２ｎｓ）であって、かつ、５００ＭＨｚ以上の帯域幅（つまり超広帯域幅）を有する信号である。
【００１５】
なお、ＵＷＢ通信に利用できる周波数帯（以降、ＵＷＢ帯）としては、３．２ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚや、３．４ＧＨｚ〜４．８ＧＨｚ、７．２５ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ、２２ＧＨｚ〜２９ＧＨｚ等がある。これら種々の周波数帯のうち、本実施形態におけるＵＷＢ帯とは、一例として３．２ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ帯を指すものとする。つまり、本実施形態におけるインパルス信号は３．２ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ帯の電波を用いて実現される。インパルス信号に使用される周波数帯は、当該携帯機位置推定システム１００が使用される国に応じて適宜選定されればよい。なお、インパルス信号の帯域幅は、５００ＭＨｚ以上であればよく、１．５ＧＨｚ以上の帯域幅を備えていても良い。
【００１６】
ＵＷＢ−ＩＲ通信の変調方式としては、パルスの発生位置で変調を行うPPM（pulse position modulation）方式など、多様なものを採用可能である。具体的には、オンオフ変調（ＯＯＫ：On Off Keying）方式や、パルス幅変調（PWM：Pulse Width Modulation）、パルス振幅変調（PAM：Pulse-Amplitude Modulation）方式、パルス符号変調（PCM：Pulse-Code Modulation）などを採用可能である。なお、オンオフ変調方式はインパルス信号の存在／欠如によって情報（例えば０と１）を表現する方式であり、パルス幅変調方式はパルス幅によって情報を表現する方式である。パルス振幅変調方式は、インパルス信号の振幅によって情報を表現する方式である。パルス符号変調方式はパルスの組み合わせによって情報を表現する方式である。
【００１７】
以降では便宜上、ＵＷＢ通信を実施可能な通信機のことをＵＷＢ通信機と称する。ＵＷＢ通信機には、携帯機２のほか、車載システム１が備える後述の車載通信機１２が含まれる。携帯機２は、車載システム１からのインパルス信号を受信した場合、応答信号としてインパルス信号を返送するように構成されている。以下、車載システム１及び携帯機２の具体的な構成について順に説明する。
【００１８】
＜携帯機２の構成について＞
まずは、携帯機２の構成及び作動について説明する。携帯機２は種々の用途に供される通信端末を援用して実現することができる。例えば携帯機２はスマートフォンである。携帯機２は、タブレット端末などの情報処理端末であってもよい。また、携帯機２は、従来スマートキーとして知られている長方形型、楕円型（フォブタイプ）、又はカード型の小型デバイスであってもよい。その他、携帯機２は、ユーザの指や腕等に装着されるウェアラブルデバイスとして構成されていてもよい。
【００１９】
携帯機２は、図１に示すように、携帯機側受信回路２１、携帯機側制御部２２、及び携帯機側送信回路２３を備える。携帯機側制御部２２は、携帯機側受信回路２１及び携帯機側送信回路２３のそれぞれと通信可能に接続されている。
【００２０】
携帯機側受信回路２１は、ＵＷＢ帯のインパルス信号を受信するための構成である。携帯機側受信回路２１は、インパルス信号を受信すると、その信号を復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号を携帯機側制御部２２に出力する。携帯機側受信回路２１は、車載システム１からの無線信号を受信するための構成に相当する。
【００２１】
携帯機側制御部２２は、携帯機側受信回路２１から受信信号が入力されると、この信号に対応する応答信号に相当するベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を携帯機側送信回路２３に出力する。携帯機側制御部２２が携帯機側送信回路２３に出力したベースバンド信号は、携帯機側送信回路２３にて変調され無線信号として送信される。
【００２２】
携帯機側制御部２２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等を備えた、コンピュータを用いて実現されればよい。なお、携帯機側制御部２２は、１つ又は複数のＩＣを用いて実現されていても良い。加えて、携帯機側制御部２２は、ＭＰＵやＧＰＵを用いて実現されていても良い。なお、後述の通り携帯機側送信回路２３は、ベースバンド信号をインパルス信号に変換して送信する構成である。故に、携帯機側制御部２２は、携帯機側受信回路２１がインパルス信号を受信した場合に、携帯機側送信回路２３に応答信号としてのインパルス信号を送信させる構成に相当する。
【００２３】
携帯機側送信回路２３は、携帯機側制御部２２から入力されたベースバンド信号を変調する等、電気的に処理しつつ送信信号を生成し、この送信信号をＵＷＢ通信により送信する。携帯機側送信回路２３は、車載システム１への応答信号を送信するための構成に相当する。なお、携帯機２が車載システム１からのインパルス信号を受信してから応答信号としてのインパルス信号を送信するまでには所定の時間（以降、応答処理時間Ｔα）がかかる。応答処理時間Ｔαは、携帯機２のハードウェア構成に応じて定まる。応答処理時間Ｔαの想定値は、試験等によって予め特定しておくことができる。
【００２４】
その他、携帯機２は動作モードとして、アクティブモードとスリープモードとを備えていても良い。アクティブモードは車載システム１から送信される信号に対する応答信号の生成等の処理（受信及び応答に係る処理）を実施可能な動作モードである。スリープモードは、携帯機側制御部２２が備える機能の一部又は全部を停止することで、消費電力を低減する動作モードである。例えばスリープモードは、図示しないクロック発振器の動作を停止するモードとすることができる。携帯機側制御部２２は、スリープモード中において携帯機側受信回路２１から、インパルス信号に相当する電気信号が入力された場合にアクティブモードへと移行するように構成されていればよい。
【００２５】
＜車載システム１の構成について＞
次に、車載システム１の構成について説明する。車載システム１は図１に示すように、位置推定装置１１と、複数の車載通信機１２を備える。位置推定装置１１は、各車載通信機１２での携帯機２からの無線信号の受信状況に基づいて、携帯機２の位置を推定する処理（以降、位置推定処理）を実行する電子制御装置（いわゆるＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。位置推定装置１１は、ＣＰＵ１１１、フラッシュメモリ１１２、ＲＡＭ１１３、Ｉ／Ｏ、及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備えた、コンピュータとして構成されている。なお、位置推定装置１１は、ＣＰＵの代わりに、ＧＰＵやＭＰＵを用いて実現されていても良い。さらにＣＰＵやＧＰＵ、ＭＰＵを組み合わせて実現されていてもよい。
【００２６】
フラッシュメモリ１１２は、不揮発性且つ書き換え可能なメモリである。フラッシュメモリ１１２には、コンピュータを位置推定装置１１として機能させるためのプログラム（以降、車両用プログラム）等が格納されている。車両用プログラムの具体的な記憶媒体としては、多様な非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）を採用可能である。ＣＰＵが車両用プログラムを実行することは、車両用プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。なお、フラッシュメモリ１１２には、その他、車両Ｈｖにおける各車載通信機１２の搭載位置を示すデータ（以降、通信機位置データ）や、携帯機２での応答処理時間Ｔαの想定値、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａの想定値などが保存されている。フラッシュメモリ１１２はパラメータ記憶部に相当する。想定値は、シミュレーションによって定まる設計値であってもよいし、実試験によって測定された値であってもよい。
【００２７】
位置推定装置１１は、複数の車載通信機１２のそれぞれと、例えば、専用の信号線を介して相互通信可能に接続されている。なお、位置推定装置１１は、複数の車載通信機１２のそれぞれと車両内に構築されている通信ネットワークを介して相互通信可能に接続されていてもよい。
【００２８】
また、位置推定装置１１は、通信ネットワークを介して、図示しないボディＥＣＵやエンジンＥＣＵとも相互通信可能に接続されている。ボディＥＣＵは、車体制御に関する各種の処理を実行するＥＣＵである。例えばボディＥＣＵは、位置推定装置１１からの指示に基づき、各ドアに設けられたドアロックモータを駆動し、各ドアの施錠及び開錠を行う。エンジンＥＣＵは、車両Ｈｖに搭載されたエンジンの動作を制御するＥＣＵである。例えばエンジンＥＣＵは、位置推定装置１１からエンジンの始動を指示する始動指示信号を取得すると、エンジンを始動させる。なお、ここでは一例として車両Ｈｖは、エンジンを動力源として備える車両とするがこれに限らない。車両Ｈｖは動力源としてエンジンとモータを備える、いわゆるハイブリッド車であってもよいし、モータのみを動力源として備える電気自動車であってもよい。
【００２９】
車載通信機１２は、携帯機２と無線通信（ここではＵＷＢ通信）を実施するための通信機である。各車載通信機１２の動作は位置推定装置１１によって制御される。複数の車載通信機１２のそれぞれは、車両Ｈｖに搭載されている他の車載通信機１２ともＵＷＢ通信を実施可能に構成されている。つまり、各車載通信機１２は、携帯機２及び他の車載通信機１２と無線通信可能に構成されている。車載システム１は車載通信機１２を少なくとも３つ備えていればよい。複数の車載通信機１２のうちの少なくとも１つは、車両Ｈｖの車室内に配置されていることが好ましい。また、各車載通信機１２は、車室内及び車室外を見通せる位置に配置されていることが好ましい。
【００３０】
本実施形態の車載システム１は、車載通信機１２として、右側通信機１２Ａ、左側通信機１２Ｂ、後部通信機１２Ｃ、及び前部通信機１２Ｘを備える。右側通信機１２Ａは、例えば車両右側のＣピラーに配置されている。Ｃピラーは前から３番目のピラーである。左側通信機１２Ｂは、例えば車両左側のＣピラーに配置されている。後部通信機１２Ｃはリアウインドウの上端部に配置されている。前部通信機１２Ｘは、オーバヘッドコンソールに配置されている。
【００３１】
各車載通信機１２は、車室内と車室外の両方に対して見通しが良い位置に配置されていることが好ましい。これは以下の理由による。まず前提として、ＵＷＢ通信で使用される電波は金属によって反射（換言すれば遮蔽）されやすいため、遮蔽物に対しては回折して伝搬する。本実施形態のように電波の伝搬時間を用いて測距を行う構成においては、回折による距離の誤差が生じうる。また、電波の伝搬時間を特定するためには他のＵＷＢ通信機から送信された信号を受信する必要があるが、遮蔽物による回折により、電波強度は大幅に低下し得る。つまり、本実施形態のように電波の伝搬時間を用いて測距を行う構成においては、回折に由来する電波強度の減衰より、他のＵＷＢ通信機から送信された信号の受信は正常に受信可能なように構成されていることが好ましい。
【００３２】
以上の観点から、各車載通信機１２は、車室内と車室外の両方の見通しの良い場所に搭載されることが好ましい。なお、車室内と車室外の両方に対して見通しの良い場所とは、室内天井、及び各種ピラー（特に窓部の高さに位置する部分）である。つまり、上述したように各種車載通信機１２の配置態様は、各車載通信機１２を車室内及び車室外を見通しやすい位置に配置した態様の一例に相当する。
【００３３】
なお、車載通信機１２の設置態様（具体的には設置位置や設置数）は上述した態様に限らない。例えば右側通信機１２Ａは、車両右側のＡピラーや、前部座席用のドアに配置されているアウタードアハンドル付近に設けられていてもよい。左側通信機１２Ｂもまた、車両左側のＡピラーや、前部座席用のドアに配置されているアウタードアハンドルに設けられていてもよい。アウタードアハンドルとは、ドアの外側面に設けられた、ドアを開閉するための把持部材（いわゆるドアハンドル）を指す。アウタードアハンドル付近には、アウタードアハンドルの内部も含まれる。
【００３４】
また、前部通信機１２Ｘは他の態様として、車室内の天井の中央部に配されていてもよい。前部通信機１２Ｘは、インストゥルメントパネルの車幅方向中央部や、センターコンソールボックス付近に設けられていてもよい。ここでは前部通信機１２Ｘを１つしか図示していないが、前部通信機１２Ｘは車室内に複数設けられていてもよい。
【００３５】
また、車載通信機１２は車両ＨｖのＢピラーに配置されていても良い。もちろん、ＡピラーやＤピラーの外側面に配置されていても良い。さらに、車載通信機１２は、車両Ｈｖの側面部と屋根部との境界付近（以降、側面上端部）に配置されていても良い。このような構成は、車載通信機１２をサイドウインドウの上側に位置するフレーム部分に設けた構成に相当する。側面上端部は、車両Ｈｖの屋根部において車両Ｈｖのドアの上端部が接する部分に相当する。また、車載システム１は、トランク内部を通信エリアとする車載通信機１２を備えていてもよい。また、車載システム１は車両Ｈｖの外面部に配置された車載通信機１２を備えていても良い。ここでの外面部とは、車両Ｈｖにおいて車室外空間に接するボディ部分であって、車両Ｈｖの側面部、背面部、及び前面部が含まれる。
【００３６】
車両Ｈｖにおける各車載通信機１２の設置位置は、例えば、車両Ｈｖの任意の位置を中心とし、車両水平面に平行な２次元座標（以降、車両２次元座標系）上の点として表されていれば良い。ここでの車両水平面とは車両の高さ方向に直交する平面である。車両２次元座標系を形成するＸ軸は車両の前後方向に平行とし、Ｙ軸は車幅方向に平行な軸とすればよい。２次元座標系の中心は、例えば、後輪車軸の中心などとすればよい。各車載通信機１２の設置位置を示す通信機位置データは、フラッシュメモリ１１２に格納されている。なお、本実施形態ではより好ましい態様として、各車載通信機１２には固有の通信機番号が設定されている。通信機番号は、複数の車載通信機１２を識別するための情報として機能する。フラッシュメモリ１１２には、通信機位置データとして、各車載通信機１２の設置位置が通信機番号と対応付けられて保存されている。
【００３７】
複数の車載通信機１２のそれぞれは、図２に示すように、制御ＩＣ３１、送信回路３２、及び受信回路３３を備える。制御ＩＣ３１は送信回路３２及び受信回路３３のそれぞれと接続されている。また、制御ＥＣＵ３１は、位置推定装置１１とも相互通信可能に接続されている。制御ＩＣ３１は、位置推定装置１１から入力されたベースバンド信号を送信回路３２に出力し、無線送信させるとともに、受信回路３３が受信したデータを位置推定装置１１に出力する。制御ＩＣ３１の詳細については別途後述する。
【００３８】
送信回路３２は、制御ＩＣ３１から入力されたベースバンド信号を変調する等、電気的に処理しつつインパルス信号を生成し、このインパルス信号を電波として放射する構成である。送信回路３２は例えば、変調回路３２１、及び送信アンテナ３２２を用いて実現されている。
【００３９】
変調回路３２１は、制御ＩＣ３１から入力されたベースバンド信号を変調する回路である。変調回路３２１は、位置推定装置１１から入力されたベースバンド信号が示すデータ（以降、送信データ）に対応する変調信号を生成し、送信アンテナ３２２に向けて送信する。変調信号は、送信データを所定の変調方式（例えばＰＣＭ変調方式）で変調した信号である。変調信号は、複数のインパルス信号を送信データに対応する時間間隔で配置した信号系列を意味する。
【００４０】
変調回路３２１は、電気的なインパルス信号を生成する回路（以降、パルス生成回路）や、インパルス信号を増幅したり整形したりする回路を含む。送信アンテナ３２２は、変調回路３２１が出力した電気的なインパルス信号を電波に変換して空間に放射する構成である。つまり、送信アンテナ３２２は、ＵＷＢ帯において所定の帯域幅を有するパルス状の電波をインパルス信号として放射する。また、変調回路３２１は、送信アンテナ３２２へ電気的なインパルス信号を出力した場合には、それと同時に、インパルス信号を出力したことを示す信号（以降、送信通知信号）を制御ＩＣ３１に出力する。
【００４１】
なお、本実施形態の送信回路３２は、インパルス信号の立上り時間が１ナノ秒となるように構成されている。立上り時間とは、信号強度が初めて最大振幅の１０％を越えてから最大振幅の９０％を越えるまでに要する時間である。インパルス信号の立上がり時間は、送信回路３２の回路構成などのハードウェア構成に応じて定まる。インパルス信号の立上り時間は、シミュレーションや実試験によって特定できる。なお、一般的にＵＷＢ帯のインパルス信号の立上り時間は、１ナノ秒程度である。
【００４２】
受信回路３３は、携帯機２から送信される応答信号としてのインパルス信号など、携帯機位置推定システム１００で採用されている通信規格に準拠した無線信号を受信するための構成である。受信回路３３は、例えば受信アンテナ３３１、及び復調回路３３２を備える。受信アンテナ３３１は、インパルス信号を受信するためのアンテナである。受信アンテナ３３１は、携帯機２が送信したインパルス信号に対応する電気的なインパルス信号を復調回路３３２に出力する。
【００４３】
復調回路３３２は、受信アンテナ３３１がＵＷＢ帯のインパルス信号を受信すると、その信号を復調する等、電気的に処理しつつ受信信号を生成し、この受信信号を位置推定装置１１に出力する。すなわち復調回路３３２は、携帯機２や他の車載通信機１２から送信された複数のインパルス信号からなる一連の変調信号（以降、パルス系列信号）を復調し、変調前のデータを復元する構成である。例えば復調回路３３２は、受信アンテナ３３１から入力されるインパルス信号に基づいて、携帯機２や他の車載通信機１２が送信したパルス系列信号を取得する。
【００４４】
復調回路３３２が取得するパルス系列信号は、受信アンテナ３３１から入力される複数のインパルス信号を、実際の受信間隔をおいて時系列に並べたものである。なお、復調回路３３２は、受信アンテナ３３１で受信したインパルス信号の周波数を、ベースバンド帯の信号に変換して出力する周波数変換回路や、信号レベルを増幅する増幅回路などを備える。その他、受信回路３３は、受信アンテナ３３１からインパルス信号が入力された場合には、インパルス信号を受信したことを示す信号（以降、受信通知信号）を制御ＩＣ３１に出力する。
【００４５】
なお、ここでは車載通信機１２は送信用のアンテナ（つまり送信３２２）と、受信用のアンテナ（つまり受信アンテナ３３１）とが別々に設けた態様を示しているが、方向性結合器を用いて送信と受信とで１つのアンテナ素子を共用するように構成されていても良い。また、変調回路３２１や復調回路３３２は制御ＩＣ３１に内蔵されていても良い。つまり、車載通信機１２は、１つのアンテナと、種々の回路機能を有する１つの専用ＩＣとを用いて実現されていても良い。
【００４６】
＜制御ＩＣ３１の機能について＞
本実施形態の車載通信機１２が備える制御ＩＣ３１は、位置推定装置１１からの指示に基づいて車載通信機１２の動作モードを制御する。本実施形態の車載通信機１２は動作モードとしてホストモードと、傍聴モードとを備える。ホストモードは、インパルス信号の送信が許可された（換言すればインパルス信号の送信権を有する）動作モードである。ホストモードは、携帯機２を含む他のＵＷＢ通信機との無線通信を実施可能な動作モードに相当する。傍聴モードは、携帯機２や他の車載通信機１２が送信するインパルス信号の受信のみを実施する動作モードである。つまり、傍聴モードは、携帯機２や他の車載通信機１２が送信するインパルス信号をスニファリング（sniffering）する動作モードである。傍聴モードは、別の観点によれば、インパルス信号の送信が禁止された（つまり発言権がない）動作モードに相当する。
【００４７】
各車載通信機１２がホストモードで動作するか、傍聴モードで動作するかは、位置推定装置１１によって制御される。つまり、制御ＩＣ３１は、位置推定装置１１から入力される制御信号に基づいて動作モードを切り替える。便宜上以降では、ホストモードで動作している車載通信機１２のことをホスト機と称するとともに、傍聴モードで動作している車載通信機１２のことを傍聴機と称する。ホスト機が送受信機に相当する。
【００４８】
また、制御ＩＣ３１は、図示しないクロック発振器から入力されるクロック信号を用いてラウンドトリップ時間計測処理やパルス受信間隔計測処理を実施する。ラウンドトリップ時間計測処理は、送信回路３２がインパルス信号を送信してから、受信回路３３がインパルス信号を受信するまでの時間であるラウンドトリップ時間Ｔｐを計測する処理である。パルス受信間隔計測処理は、受信回路３３がインパルス信号を受信してから再びインパルス信号を受信するまでの時間であるパルス受信間隔Ｔｑを計測する処理である。
【００４９】
ラウンドトリップ時間Ｔｐやパルス受信間隔Ｔｑの計測は、図示しないクロック発振器から入力されるクロック信号を計数することによって実現されれば良い。制御ＩＣ３１は、例えばホストモードで動作している場合であって、位置推定装置１１からラウンドトリップ時間Ｔｐの計測が指示された場合に、ラウンドトリップ時間計測処理を実行する。また、制御ＩＣ３１は、傍聴モードで動作している場合であって、位置推定装置１１からパルス受信間隔Ｔｑの計測が指示された場合に、パルス受信間隔計測処理を実施する。送信回路３２がインパルス信号を送信したタイミングは送信回路３２からの送信通知信号の入力によって特定されればよい。また、受信回路３３がインパルス信号を受信したタイミングは受信回路３３からの受信通知信号の入力によって特定されればよい。その他、制御ＩＣ３１は位置推定装置１１からの指示に基づき、所定の他の車載通信機１２と双方向に無線通信を実施するように構成されている。
【００５０】
＜位置推定装置１１の機能について＞
位置推定装置１１は、ＣＰＵがフラッシュメモリ１１２に保存されている車両用プログラムを実行することによって実現される機能として、図３に示すように、車両情報取得部Ｆ１、役割設定部Ｆ２、及び位置推定部Ｆ３を備える。なお、位置推定装置１１が備える種々の機能ブロックの一部又は全部は、ハードウェアとして実現されていてもよい。或る機能がハードウェアとして実現されている態様には、１つ又は複数のＩＣ等を用いて実現されている態様も含まれる。また、種々の機能ブロックの一部又は全部は、ＣＰＵ等によるソフトウェアの実行とハードウェア構成との協働によって実現されていても良い。
【００５１】
車両情報取得部Ｆ１は、車両Ｈｖに搭載されたセンサやスイッチなどから、車両Ｈｖの状態を示す種々の情報（以降、車両情報）を取得する。車両情報とは、例えば、ドアの開閉状態や、各ドアの施錠／開錠状態、シフトポジションセンサが検出するシフトポジション、車両Ｈｖの電源状態（例えばイグニッション電源のオン／オフ）、パーキングブレーキの作動状態等などである。なお、車両情報に含まれる情報の種類は、上述したものに限らない。図示しないブレーキペダルが踏み込まれているか否かを検出するブレーキセンサの検出結果なども車両情報に含まれる。
【００５２】
車両情報取得部Ｆ１は、上述した種々の情報に基づいて、車両Ｈｖの現在の状態を特定する。例えば車両情報取得部Ｆ１は、エンジンがオフであり、全てのドアが施錠されている場合に、車両Ｈｖは駐車されていると判定する。もちろん、車両Ｈｖが駐車されていると判定する条件は適宜設計されればよく、多様な判定条件を適用することができる。
【００５３】
役割設定部Ｆ２は、各車載通信機１２の動作モードを制御する。役割設定部Ｆ２は、複数の車載通信機１２のうちの何れか１つをホスト機として動作させ、残りは全て傍聴機として動作させる。本実施形態の役割設定部Ｆ２は一例として、前部通信機１２Ｘをホスト機として動作させ、右側通信機１２Ａ、左側通信機１２Ｂ、及び後部通信機１２Ｃは傍聴機として動作させる。なお、ホスト機として動作させるということは、ホストモードで動作させること、つまり携帯機２との通信係を担当させることに相当する。また、傍聴機として動作させるということは、傍聴モードで動作させることに相当する。
【００５４】
図４は、上記の役割設定が成されている場合の携帯機位置推定システム１００が備える各構成間の無線信号の流れを概念的に表したものである。前部通信機１２Ｘがホスト機として動作するため、携帯機２との無線通信は前部通信機１２Ｘによって実行される。すなわち、位置推定装置１１は前部通信機１２Ｘから携帯機２にむけてインパルス信号（実際には複数のビット列を示すパルス系列信号）を送信させる。携帯機２は、ホスト機からのインパルス信号を受信すると、応答信号としてのインパルス信号を送信する。この携帯機２が送信したインパルス信号は、ホスト機としての前部通信機１２Ｘによって受信される。ホスト機としての前部通信機１２Ｘが送信したインパルス信号、及び、携帯機２が応答信号として返送するインパルス信号は、図中の破線で示すように、傍聴機としての右側通信機１２Ａ等の各傍聴機によっても受信される。
【００５５】
位置推定部Ｆ３は、位置推定処理を実施する構成である。位置推定処理については図５に示すフローチャートを用いて説明する。本実施形態の位置推定処理は一例としてステップＳ１０１からステップＳ１０８を備える。各ステップは主として位置推定部Ｆ３によって実行される。
【００５６】
なお、当該位置推定処理は、例えば車両が駐車されている間に所定周期で定期的に（例えば２００ミリ秒毎に）実行されればよい。また、位置推定処理は、携帯機２との暗号通信による携帯機２の認証処理が成功していることを条件として、所定の周期で実行するように構成されていても良い。携帯機２の認証は、例えばチャレンジ−レスポンス方式によって実施されればよい。認証が成功したということは、車載システム１の通信相手は正規の携帯機２であると判定したことに相当する。
【００５７】
まず、ステップＳ１０１ではホスト機に対してラウンドトリップ時間Ｔｐの計測準備を指示する。これにより、ホスト機は、ラウンドトリップ時間Ｔｐの計測準備状態に移行する。ラウンドトリップ時間Ｔｐの計測準備状態とは、次回インパルス信号を送信した時に、ラウンドトリップ時間Ｔｐの計測を開始する状態である。ステップＳ１０２では各傍聴機に対してパルス受信間隔Ｔｑの計測準備を指示する。これにより、各傍聴機は、パルス受信間隔Ｔｑの計測準備状態に移行する。パルス受信間隔Ｔｑの計測準備状態とは、次回インパルス信号を受信した時に、パルス受信間隔Ｔｑの計測を開始する状態である。
【００５８】
ステップＳ１０３ではホスト機に対してインパルス信号の送信を指示する。当該指示に基づき、ホスト機は携帯機２に向けてインパルス信号を送信するとともに、ラウンドトリップ時間Ｔｐの計測を開始する。また、各傍聴機は、ホスト機がインパルス信号を受信したことをトリガとしてパルス受信間隔Ｔｑの計測を開始する。その後、ホスト機は携帯機２からのインパルス信号を受信したことをトリガとしてラウンドトリップ時間Ｔｐの計測を終了する。また、傍聴機もまた、携帯機２からのインパルス信号を受信したことをトリガとしてパルス受信間隔Ｔｑの計測を終了する。パルス受信間隔Ｔｑが信号受信間隔に相当する。なお、傍聴機は、受信したインパルス信号の送信元が、ホスト機なのか携帯機２なのかを、信号の周波数帯や、信号に含まれるコード等によって識別可能に構成されていることが好ましい。
【００５９】
ステップＳ１０４ではホスト機としての前部通信機１２Ｘからラウンドトリップ時間Ｔｐを取得する。ステップＳ１０５では、ラウンドトリップ時間Ｔｐに基づいて、前部通信機１２Ｘから携帯機２までのインパルス信号の伝搬時間である第１伝搬時間Ｔ１２を算出する。また、当該第１伝搬時間Ｔ１２に基づいて、ホスト機から携帯機２までの距離を推定する。具体的には、ラウンドトリップ時間Ｔｐから携帯機２での応答処理時間Ｔαの想定値を減算し、さらに当該算出値を２で除算することによって片道分の信号飛行時間を算出する。ホスト機から携帯機２までの片道分の信号飛行時間が第１伝搬時間Ｔ１２に相当する。信号飛行時間は無線信号の伝搬時間に相当する。そして、第１伝搬時間Ｔ１２に空気中の電波の伝搬速度を乗算することによって、ホスト機としての前部通信機１２Ｘから携帯機２までの距離を算出する。ステップＳ１０５が第１伝搬時間特定部に相当する。
【００６０】
ステップＳ１０６では各傍聴機からパルス受信間隔Ｔｑを取得する。ステップＳ１０７では、各傍聴機が観測したパルス受信間隔Ｔｑとラウンドトリップ時間Ｔｐに基づいて、傍聴機ごとの第２伝搬時間Ｔ２Ａを推定する。或る傍聴機についての第２伝搬時間Ｔ２Ａとは、携帯機２が送信したインパルス信号が、携帯機２からその傍聴機まで伝搬するまでの信号飛行時間に相当する。そして、傍聴機毎の第２伝搬時間に、電波の伝搬速度を乗じることで、各傍聴機から携帯機までの距離を算出する。ステップＳ１０７が第２伝搬時間特定部に相当する。
【００６１】
ここで図６及び図７を用いて、ラウンドトリップ時間Ｔｐと或る１つの傍聴機（例えば右側通信機１２Ａ）で観測されたパルス受信間隔Ｔｑと関係について説明するとともに、ラウンドトリップ時間Ｔｐ及びパルス受信間隔Ｔｑから、携帯機２と当該傍聴機までの信号の伝搬時間（ひいては距離）が算出可能であることを説明する。図６及び図７は、一回の位置推定処理における、ホスト機としての前部通信機１２Ｘ、傍聴機としての右側通信機１２Ａ、及び携帯機２の作動を概念的に示したものである。
【００６２】
図中のＴ１２は、前部通信機１２Ｘが送信したインパルス信号が携帯機２まで伝搬するまでの時間（つまり第１伝搬時間）を表しており、Ｔ２１は携帯機２が送信したインパルス信号が前部通信機１２Ｘまで伝搬するまでの信号飛行時間を表している。前部通信機１２Ｘから携帯機２までのインパルス信号の伝搬時間は往路と復路とで同一とみなせるので、Ｔ１２＝Ｔ２１である。また、Ｔ１Ａは、前部通信機１２Ｘが送信したインパルス信号が右側通信機１２Ａまで伝搬するまでの信号飛行時間（以降、車載機間伝搬時間）を表している。Ｔ２Ａは携帯機２が送信したインパルス信号が右側通信機１２Ａまで伝搬するまでの信号飛行時間（つまり第２伝搬時間）を表している。
【００６３】
ラウンドトリップ時間Ｔｐは、前部通信機１２Ｘが送信したインパルス信号が携帯機２まで伝搬するまでの時間Ｔ１２と、携帯機２での応答処理時間Ｔαと、携帯機２が送信したインパルス信号が前部通信機１２Ｘまで伝搬するまでの時間との合算値に相当する。つまり、Ｔｐ＝Ｔ１２＋Ｔ２１＋Ｔαの関係が成り立つ。故に、第１伝搬時間Ｔ１２は、ホスト機で観測されたラウンドトリップ時間Ｔｐを以下の式１に代入することによって特定できる。なお、応答処理時間Ｔαとしては、フラッシュメモリ１１２に登録されている想定値が適用されればよい。また、応答処理時間Ｔαとしては、変形例１として別途後述するように、携帯機２で計測された実際の値を適用しても良い。
【００６４】
（式１）  Ｔ１２＝（Ｔｐ−Ｔα）／２
次に、第２伝搬時間Ｔ２Ａの算出方法について述べる。第２伝搬時間Ｔ２Ａに第１伝搬時間Ｔ１２と、携帯機２での応答処理時間Ｔαを加算した値は、パルス受信間隔Ｔｑに車載機間伝搬時間Ｔ１Ａを加算した値に等しい。故に、第２伝搬時間Ｔ２Ａは下記の式２によって特定可能である。
【００６５】
（式２）  Ｔ２Ａ＝Ｔｑ＋Ｔ１Ａ−（Ｔ１２＋Ｔα）
＝Ｔｑ＋Ｔ１Ａ−Ｔｐ／２＋Ｔα／２
つまり、上記式２で示すように、携帯機２から右側通信機１２Ａまでの距離の指標として機能する第２伝搬時間Ｔ２Ａは、パルス受信間隔Ｔｑと、ラウンドトリップ時間Ｔｐと、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａ、及び応答処理時間Ｔαに基づいて算出可能である。つまり上記式２は、第２伝搬時間Ｔ２Ａが第１伝搬時間Ｔ１２を用いて算出可能であることを示している。
【００６６】
ここで、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａは、前部通信機１２Ｘから右側通信機１２Ａまでの距離に応じて定まるパラメータである。前部通信機１２Ｘから右側通信機１２Ａまでの距離は一定であるため、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａは概ね一定の値となる。本実施形態のフラッシュメモリ１１２には、前述の通り、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａの想定値が保存されている。
【００６７】
位置推定部Ｆ３は、ラウンドトリップ時間Ｔｐ、パルス受信間隔Ｔｑ、及びフラッシュメモリ１１２に保存されている各種パラメータを式２に代入することにより、第２伝搬時間Ｔ２Ａを算出する。そして、位置推定部Ｆ３は、上記によって定まる第２伝搬時間Ｔ２Ａに空気中の電波の伝搬速度を乗算することにより携帯機２から右側通信機１２Ａまでの距離を算出する。
【００６８】
以上では一例として、ラウンドトリップ時間Ｔｐと右側通信機１２Ａで観測されたパルス受信間隔Ｔｑに基づいて右側通信機１２Ａから携帯機２までの第２伝搬時間Ｔ２Ａ及び距離を算出する方法について記載した。他の傍聴機から携帯機２までの第２伝搬時間Ｔ２Ａ及び距離（つまり傍聴機−携帯機間距離）についても同様に、その傍聴機で観測されたパルス受信間隔Ｔｑとラウンドトリップ時間Ｔｐとから算出される。
【００６９】
図５に戻り、ステップＳ１０７において各傍聴機についての携帯機２との距離の算出が完了するとステップＳ１０８を実行する。ステップＳ１０８では、ホスト機及び各傍聴機（つまり各車載通信機）から携帯機２までの距離と、各車載通信機の搭載位置に基づいて、車両に対する携帯機２の位置を推定する。ホスト機から携帯機２までの距離は第１伝搬時間Ｔ１２に由来するとともに、傍聴機から携帯機２までの距離は第２伝搬時間Ｔ２Ａに由来する。故に、車載通信機から携帯機２までの距離に基づいて携帯機２の位置を推定することは、第１伝搬時間と傍聴機毎の第２伝搬時間Ｔ２Ａに基づいて携帯機２の位置を推定することに相当する。ステップＳ１０８が位置推定処理部に相当する。
【００７０】
各車載通信機の設置位置と、各車載通信機から携帯機２までの距離情報を用いて携帯機２の位置を算出する方法としては、衛星測位システムなどで使用される算出アルゴリズムを援用することができる。車両Ｈｖに対する携帯機２の位置は、路面平面に平行な２次元座標系（つまり車両２次元座標系）の点として表現することができる。
【００７１】
なお、携帯機２の位置は、少なくとも３つの車載通信機１２からの距離と、それらの３つの車載通信機１２の設置位置とに基づいて、携帯機２の位置は推定可能である。携帯機２の位置は、概念的には図８に示すように、車載通信機１２の設置位置を中心とし、且つ、その車載通信機１２から携帯機２までの推定距離を半径とする、車載通信機１２ごとの円（又は球）が重なる座標に相当する。図８における実線で示す円Ｃｘは、前部通信機１２Ｘを中心とする半径Ｒｘの円を表している。半径Ｒｘは、前部通信機１２Ｘから携帯機２までの推定距離に設定される。また、一点線で示す円Ｃａは、右側通信機１２Ａを中心とする半径Ｒａの円を表している。半径Ｒａは、右側通信機１２Ａから携帯機２までの推定距離に設定される。二点鎖線で示す円Ｃｂは、左側通信機１２Ｂを中心とする半径Ｒｂの円を表している。半径Ｒｂは左側通信機１２Ｂから携帯機２までの推定距離に設定される。点線で示す円Ｃｃは、後部通信機１２Ｃを中心とする半径Ｒｃの円を表している。半径Ｒｃは後部通信機１２Ｃから携帯機２までの推定距離に設定される。図８の点Ｐｍが、携帯機２の位置を示す。なお、携帯機２の位置は、各円からの距離が最小となる点とすればよい。
【００７２】
＜実施形態のまとめ＞
上述した実施形態では、ホスト機としての前部通信機１２Ｘは携帯機２にむけて位置推定用のインパルス信号を送信するとともに、携帯機２は、ホスト機が発したインパルス信号に対する応答信号としてのインパルス信号を返送する。この際、ホスト機は、携帯機２に向けたインパルス信号を送信してから、受信回路３３がインパルス信号を受信するまでの時間であるラウンドトリップ時間Ｔｐを計測して位置推定装置１１に報告する。また、ホスト機以外の車載通信機１２（つまり傍聴機）は、ホスト機が送信したインパルス信号を受信してから、携帯機２が送信したインパルス信号を受信するまでのパルス受信間隔Ｔｑを計測して位置推定装置１１に報告する。そして、位置推定装置１１は、１つのラウンドトリップ時間と、各傍聴機で観測された複数のパルス受信間隔Ｔｑに基づいて、車両Ｈｖに対する携帯機２の相対位置を算出（換言すれば推定）する。
【００７３】
このような構成によれば車載システム１と携帯機２とが信号の送受信を一回行うことにより、携帯機２の位置を推定可能である。換言すれば、複数の車載通信機１２が個別に携帯機２と無線通信を実施する必要がない。故に、無線信号の伝搬時間に基づいて車両Ｈｖに対する携帯機２の位置を推定する携帯機位置推定システムにおいて、位置推定のための携帯機２との無線通信の実行回数を抑制することができる。
【００７４】
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。例えば下記の種々の変形例は、技術的な矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。
【００７５】
［変形例１］
上述した実施形態では応答処理時間Ｔαとして、フラッシュメモリ１１２に予め登録されている設計値（換言すれば想定値）を使用する態様を開示したがこれに限らない。携帯機２は、ホスト機からの信号を受信してから応答信号を返送するまでにかかった応答処理時間を図示しないタイマーを用いて計測するとともに、その計測した応答処理時間Ｔαを無線通信によってホスト機に送信するように構成されていてもよい。
【００７６】
携帯機２が計測した応答処理時間Ｔαは、図９に示すように、位置推定用のインパルス信号Ｐｓとは別のデータ通信によって通知されればよい。例えば携帯機２は、位置推定用のインパルス信号を送信してから所定時間経過したタイミングで応答処理時間Ｔαの実測値（換言すれば実処理時間）を示すパルス系列信号（以降、処理時間通知信号Ｓｇ）を送信するように構成されている。なお、仮に１つのインパルス信号で実際の応答処理時間Ｔαを表現可能である場合には、位置推定処理において携帯機２は、実際の応答処理時間Ｔαを示すインパルス信号を送信するように構成されていても良い。
【００７７】
本変形例のホスト機は、携帯機２からの処理時間通知信号を受信すると、受信した処理時間通知信号Ｓｇに示される応答処理時間の実測値を示すデータを位置推定装置１１に提供する。位置推定装置１１は、ホスト機から応答処理時間の実測値を取得した場合には、当該データをＲＡＭ１１３に保存し、第１伝搬時間Ｔ１２や傍聴機毎の第２伝搬時間Ｔ２Ａの算出に使用する。当該構成においてはＲＡＭ１１３が応答処理時間保持部に相当する。
【００７８】
本変形例１に開示の構成によれば、車載システム１は携帯機２での実際の応答処理時間Ｔαを用いて、各車載通信機１２から携帯機２までの距離を算出可能となる。このような構成によれば、各車載通信機１２から携帯機２までの距離の推定精度を高めることができる。また、携帯機２での応答処理時間Ｔαが一定でなくとも良いため、携帯機２のソフトウェアの拡張性を高めることができる。
【００７９】
［変形例２］
位置推定装置１１が備える役割設定部Ｆ２は、図１０に示すように、ホスト機として動作させる車載通信機１２を動的に変更するように構成されていてもよい。例えば役割設定部Ｆ２は、位置推定処理を実行する度に、前部通信機１２Ｘ、右側通信機１２Ａ、左側通信機１２Ｂ、後部通信機１２Ｃの順にホスト機とする車載通信機１２を変更する（換言すれば入れ替える）ように構成されていても良い。当該構成は、ホスト機を交代制にする構成に相当する。
【００８０】
このような構成によれば、仮に前部通信機１２Ｘに不具合が生じた場合であっても、他の車載通信機１２が正常に動作している場合には、その正常な車載通信機１２がホスト機として作動することによって携帯機２の位置を推定可能となる。つまり、携帯機位置推定システムとしてのロバスト性を高めることができる。
【００８１】
また、ホスト機を入れ替えることによって得られる複数回の位置推定処理の結果を平均化した位置を携帯機２の現在位置として採用するように構成されていても良い。各車載通信機１２の設置位置は異なるため、ホスト機とする車載通信機１２を入れ替えることにより、ラウンドトリップ時間Ｔｐやパルス受信間隔Ｔｑに対するマルチパスの影響度合いが変化する。故に、当該構成によれば、車両Ｈｖの周囲の環境に由来するマルチパスの影響を低減することができる。
【００８２】
［変形例３］
上述した実施形態では、ホスト機から傍聴機までの車載機間伝搬時間Ｔ１Ａとして、フラッシュメモリ１１２に登録されている設計値（換言すれば想定値）を使用する態様を開示したがこれに限らない。車載機間伝搬時間Ｔ１Ａは、所定のタイミングで実際にホスト機と各傍聴機とが無線通信を実施することによって測定された値（つまり実測値）が適用されても良い。
【００８３】
例えば位置推定装置１１は、複数の傍聴機のなかから測定対象とする傍聴機（以降、測定対象機）を選定し、当該測定対象機を、ホスト機からのインパルス信号を受信した場合に応答信号としてインパルス信号を返送する動作モードで動作させる。そして、位置推定装置１１はホスト機から測定対象とする傍聴機に対してインパルス信号を送信させる。
【００８４】
測定対象とする傍聴機は、ホスト機からのインパルス信号を受信した際には、応答信号としてのインパルス信号を送信するため、ホスト機は、インパルス信号を送信してから測定対象とする傍聴機からのインパルス信号を受信するまでの時間（つまり、ラウンドトリップ時間）を取得する。上記の処理によって得られるラウンドトリップ時間から、測定対象機での応答処理時間を減算した値をさらに２で除算した値は、ホスト機から測定対象機までの車載機間伝搬時間Ｔ１Ａを示す。当該演算処理は例えば位置推定部Ｆ３によって自校されれば良い。測定対象機での応答処理時間としては所定の想定値を適用することができる。
【００８５】
車載機間伝搬時間Ｔ１Ａを測定するための無線通信は、例えば、位置推定処理の準備動作として、車両の走行用電源がオフになったときやシフトポジションがパーキングポジションに設定されたときなどに実行されればよい。測定対象機は順次変更されればよい。つまり、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａを測定するための無線通信は、車載通信機１２の組み合わせ毎に実施されれば良い。また、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａの特定のための無線通信は、位置推定処理とは独立して所定の周期で定期的に実行するように構成されていても良い。
【００８６】
［変形例４］
上記変形例３に関連して、位置推定装置１１は、車載通信機１２間で双方向無線通信を実施させることにより得られる車載機間伝搬時間Ｔ１Ａに基づいて、車載通信機１２が車両の所定位置に取り付けられているか否かを判定するように構成されていても良い。車載通信機１２が車両の所定位置に取り付けられているかを判定することは、車載通信機１２が通信モジュールごと車両Ｈｖから取り外され、かつ、ベースバンド信号レベルでの中継が行われているか否かを判定することに相当する。
【００８７】
仮に車載通信機１２が車両Ｈｖから取り外され、かつ、ベースバンドレベルでの中継がなされている場合には、車載通信機１２間の距離が延びるため、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａが相対的に大きい値となる。一方、車載通信機１２が正常に車両に搭載されている場合には取りうる車載機間伝搬時間Ｔ１Ａは一定の範囲内に収まることが期待される。そのため、車載通信機１２同士が実際に無線通信して得られた車載機間伝搬時間Ｔ１Ａが、所定の正常範囲外となっている場合には、車載通信機１２が車両Ｈｖから取り外され、かつ、ベースバンド信号レベルでの中継が行われている恐れがあることを示す。車載機間伝搬時間Ｔ１Ａの正常範囲は、予め試験等によって特定され、フラッシュメモリ１１２に登録されていれば良い。なお、正常範囲の下限値は適宜設定されればよく、例えば０秒であってもよい。また、正常範囲は、上限値のみによって規定されていても良い。正常範囲の上限値は、例えば３３ナノ秒など、車載通信機１２が車両Ｈｖに取り付けられている状態においては観測され得ないレベルの値に設定されていれば良い。なお、３３ナノ秒は、車載通信機１２間の距離が１０ｍ程度となっていることを示唆する長さである。
【００８８】
本変形例の位置推定装置１１は、例えば車両Ｈｖが駐車されている間、互いに無線通信可能な位置関係にある車載通信機１２の組み合わせ毎に、定期的に双方向無線通信を実施させることにより、車載通信機１２の組み合わせ毎の車載機間伝搬時間Ｔ１Ａを取得する。そして、それらの車載機間伝搬時間Ｔ１Ａが正常値であるか否かを判定する。複数の車載機間伝搬時間Ｔ１Ａの中に、車載通信機１２の組み合わせに応じた正常範囲を逸脱している車載機間伝搬時間Ｔ１Ａが存在する場合には、車両Ｈｖに配されている車載通信機１２が、通信モジュールごと車両Ｈｖから取り外され、かつ、ベースバンド信号レベルでの中継が行われていると判定すればよい。
【００８９】
なお、上記の中継行為（いわゆるリレーアタック）が行われていると判定した場合には、位置推定装置１１は、例えば車両用電子キーシステムの作動を禁止する。ここでの車両用電子キーシステムとは、車載システム１と携帯機２とがそれぞれ、互いに所定の周波数帯の電波を用いた無線通信を実施することで車載システム１が携帯機２を認証し、ドアの開錠やエンジン始動などの所定の車両制御を実施するシステムを指す。車両用電子キーシステムとは、いわゆるスマートエントリーシステムに相当する。
【００９０】
また、位置推定装置１１は、上記の中継行為が行われていると判定した場合、図示しない広域通信装置と協働して、緊急連絡先としてフラッシュメモリ１１２に予め登録されている連絡先（例えばユーザや警備会社の電話番号又はメールアドレス）に通知するように構成されていても良い。ここでの広域通信装置とは、携帯電話網やインターネット等の、電気通信事業者によって提供される公衆通信ネットワークに無線アクセスするための通信装置を指す。
【００９１】
本変形例として開示の上記構成によれば、車両Ｈｖに配されている車載通信機１２が、モジュールごと車両Ｈｖから取り外され、かつ、ベースバンド信号レベルでの中継が行われてしまった場合であっても、車両Ｈｖが不正に使用される恐れを抑制できる。
【００９２】
［変形例５］
位置推定用に送受信する信号は、単発のインパルス信号ではなく、図１１に示すように一定の長さを有するパルス系列信号であってもよい。上記の思想に対応する実施の形態を変形例５として以下に説明する。
【００９３】
本変形例におけるホスト機は、携帯機２に対して応答信号の返送を要求する、一定のビット列を示すパルス系列信号（以降、応答要求信号Ｓａ）を送信する。ホスト機は、例えば応答要求信号Ｓａの最初のインパルスを送信したタイミングから、携帯機２からの応答信号Ｓｂを受信し終えるまでの時間をラウンドトリップ時間Ｔｐとして計測する。携帯機２は、ホスト機からの応答要求信号Ｓａを受信した場合には、応答信号Ｓｂとして一定のビット列を示すパルス系列信号を返送する。応答信号Ｓｂの長さＴγ（換言すればビット数）は、後述の計算処理を簡単化するために、応答要求信号Ｓａの長さＴβと同じに設定されていることが好ましい。ここでは一例としてＴγ＝Ｔβに設定されているものとする。
【００９４】
このような設定によれば、前部通信機１２Ｘが送信した無線信号が携帯機２まで伝搬するまでの時間（つまり第１伝搬時間Ｔ１２）は、下記の式３によって特定できる。各種信号の長さＴβ、Ｔγは、フラッシュメモリ１１２に保存されている想定値を使用することができる。
【００９５】
（式３）  Ｔ１２＝（Ｔｐ−Ｔα−Ｔβ−Ｔγ）／２＝（ＴＰ−Ｔα−２・Ｔβ）／２
また、ホスト機から傍聴機までの距離を示すＴ２Ａは、下記式４によって特定できる。
【００９６】
（式４）  Ｔ２Ａ＝Ｔｑ＋Ｔ１Ｂ−Ｔγ−（Ｔ１２＋Ｔβ＋Ｔα）
＝Ｔｑ＋Ｔ１Ａ＋Ｔβ−Ｔ１２−Ｔβ−Ｔα
＝Ｔｑ＋Ｔ１Ａ＋Ｔ１２−Ｔα
上記式４において、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａはフラッシュメモリ１１２に登録されている値、又は、変形例３に記載の方法によって特定される実測値を採用する事ができる。また、第１伝搬時間Ｔ１２は、上記式３によって特定可能である。携帯機２での応答処理時間Ｔαは、フラッシュメモリ１１２に登録されている値、又は、変形例１にて上述したように携帯機２から通知される実測値を採用する事ができる。
【００９７】
位置推定部Ｆ３は、上記式４を演算することにより、携帯機２から傍聴機までの距離の指標として機能する第２伝搬時間Ｔ２Ａは特定可能である。また、それに伴い、携帯機２から傍聴機までの距離もまた算出可能である。つまり、本変形例においても上述した実施形態と同様の効果を奏する。
【００９８】
なお、応答要求信号Ｓａは、宛先が携帯機２であることを示すコードを含んでいることが好ましい。また応答信号Ｓｂは、宛先がホスト機であることを示すコードや、応答処理時間Ｔαを含んでいることが好ましい。なお、応答信号Ｓｂは、チャレンジ−レスポンス方式の認証処理で使用されるレスポンスコードを含む信号として構成されていても良い。
【００９９】
［変形例６］
上述した実施形態では、各車載通信機１２は、位置推定装置１１に対してラウンドトリップ時間Ｔｐや、パルス受信間隔Ｔｑといった、所定のイベントが起きてから所定のイベントが起きるまでの時間の長さを報告する態様を開示したが、これに限らない。各車載通信機１２は、位置推定装置１１に対して図１２に示すように、インパルス信号を送信したタイミングや、インパルス信号を受信したタイミングを逐次報告するように構成されていても良い。なお、ここでのイベントとは、インパルス信号の送信や、インパルス信号の受信を指す。
【０１００】
本変形例の車載システム１は、各車載通信機１２が所定のイベントが発生したことを位置推定装置１１に逐次報告することによって、位置推定装置１１が各種イベントの発生時刻を認識し、携帯機２の位置を推定するように構成されている。各車載通信機１２から位置推定装置１１への各種イベントの発生の通知（換言すれば報告）は電気的なパルス信号の出力によって行われればよい。
【０１０１】
例えばホスト機はインパルス信号を送信した場合や、携帯機２からのインパルス信号を受信した場合に、電気的なパルス信号を位置推定装置１１に送信することで、インパルス信号を送信したタイミングや、インパルス信号を受信したタイミングを逐次報告する。これにより、位置推定装置１１は、ホスト機がインパルス信号を送信したタイミングを示す第１時刻Ｔｍ１や、ホスト機が携帯機２からのインパルス信号を受信したタイミングを示す第２時刻Ｔｍ２を特定する。また、傍聴機は、インパルス信号を受信する度に、その旨を示す電気的なパルス信号を位置推定装置１１に出力する。これにより、位置推定装置１１は、傍聴機がホスト機によって送信されたインパルス信号を受信したタイミングを示す第３時刻Ｔｍ３や、傍聴機が携帯機２によって送信されたインパルス信号を受信したタイミングを示す第４時刻Ｔｍ４を特定する。そのような構成によっても、位置推定装置１１内で、ラウンドトリップ時間Ｔｐやパルス受信間隔Ｔｑを算出可能であり、ひいては上述した実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０２】
ただし、車載通信機１２と位置推定装置１１との通信は、車載通信機１２から位置推定装置１１までの電気的な配線長に由来する遅延や、通知用のパルス信号の立ち上がり時間等の影響を受ける。そのため、本変形例として開示の方法では、実施形態に比べて相対的に誤差を含みやすくなる。換言すれば、上述した実施形態の構成によれば傍聴機から携帯機２までの距離を算出する上で、車載通信機１２から位置推定装置１１までの電気的な配線長等の影響を受けないため、本変形例として開示の構成よりも精度良く携帯機２の位置を推定可能となる。
【０１０３】
なお、本変形例の位置推定装置１１は、予め試験によって特定されている、車載通信機１２から位置推定装置１１までの電気的な配線長やパルス信号の生成及び検出処理に由来する遅延時間を用いて車載機間伝搬時間Ｔ１Ａを算出するように構成されていても良い。そのような構成によれば、実施形態に対する携帯機２の位置の推定精度の劣化を低減する事ができる。
【０１０４】
［変形例７］
変形例６では、ホスト機や各傍聴機は位置推定装置１１に対して電気的なパルス信号を出力することによって位置推定装置１１にインパルス信号を送信／受信したタイミングを通知する態様を開示したが、これに限らない。各車載通信機１２が時計機能を有する場合には、各車載通信機１２は所定のイベントの発生を検出した場合、当該イベントの発生時刻を示すデータを位置推定装置１１に出力するように構成されていても良い。
【０１０５】
例えばホスト機は、自身が保持している時刻情報に基づいて定まる、インパルス信号の送信時刻や受信時刻を示すデータを逐次提供するように構成されていても良い。また、傍聴機は、自身が保持している時刻情報に基づいて定まる、インパルス信号の受信時刻を示すデータを逐次提供するように構成されていても良い。送信時刻や受信時刻は、例えばＵＴＣ（協定世界時：Coordinated universal time）などで表現されれば良い。各種イベントの発生時刻は、セシウム原子の振動数を基準にした時系（いわゆる原子時）で表現されれば良い。
【０１０６】
［変形例８］
変形例７においては、位置推定装置１１は、ホスト機がインパルス信号を送信したタイミングを把握できる。また、ホスト機から各傍聴機までの車載機間伝搬時間Ｔ１Ａは、ホスト機と傍聴機との距離に応じて定まるため、本来一定値であり、フラッシュメモリ１１２に登録されている値を適用できる。そのため、位置推定装置１１は、ホスト機がインパルス信号を送信したタイミングに相当する第１時刻Ｔｍ１に対して、傍聴機毎の車載機間伝搬時間Ｔ１Ａを加算することにより、各傍聴機がホスト機が発したインパルス信号を受信する第３時刻Ｔｍ３を特定できる。
【０１０７】
故に、変形例７の傍聴機の作動／構成としては、ホスト機が送信したインパルス信号を受信した時刻を位置推定装置１１に報告する構成は省略可能である。換言すれば、傍聴機は第４時刻Ｔｍ４のみを報告するように構成されていても良い。そのような構成は、傍聴機の動作モードとして、携帯機２は発したインパルス信号の受信時刻（つまり第４時刻）を示すデータは位置推定装置１１に提供する一方、ホスト機が発したインパルス信号の受信時刻（つまり第３時刻）を示すデータについては位置推定装置１１に提供しない、部分報告動作モードを備える構成に相当する。なお、部分報告モードを適用する場合とは、例えば位置推定装置１１と、傍聴機との時刻情報が同期している場合、又は、時刻情報のズレ量が既知となっている場合とすることが好ましい。本変形例８に開示の思想は変形例６にも適用可能である。
【０１０８】
なお、各車載通信機における時刻情報は完全には一致していない（換言すればズレが生じている）ことが想定される。そのため、本変形例の各車載通信機１２は、位置推定装置１１又は外部から入力される信号を用いて同期が取れている状態で運用されることが好ましい。例えば本変形例の位置推定装置１１は、装置間での時刻情報のズレを解消するため（換言すれば同期をとるため）の信号を各車載通信機１２に出力することが好ましい。
【０１０９】
また他の態様として本変形例の位置推定装置１１は、ホスト機と傍聴機との時刻情報のズレ量を特定し、当該ズレ量を用いて傍聴機が報告する時刻情報を補正した上で、ラウンドトリップ時間Ｔｐやパルス受信間隔Ｔｑを算出するように構成されていても良い。例えば位置推定装置１１は、ホスト機が発したインパルス信号の送信時刻に対して車載機間伝搬時間Ｔ１Ａを加えることで、ホスト機が発したインパルス信号を傍聴機が受信する想定時刻を算出する。そして、当該想定時刻と実際に傍聴機が報告した受信時刻との差を、ホスト機と傍聴機との時刻情報のズレ量として採用する。
【０１１０】
なお、上述した実施形態によれば、携帯機２の位置推定に使用するラウンドトリップ時間Ｔｐやパルス受信間隔Ｔｑは各車載通信機１２内に計測されるため、車載通信機１２同士が同期している必要はない。つまり、上述した実施形態の構成は、車載通信機１２間の同期をとる必要無いといった利点や、同期ずれによる推定誤差が生じにくいといった利点を有する。また、上述した実施形態の各車載通信機１２は、或る所定のイベントから所定のイベントが発生するまでの時間を計測する機能（いわゆるタイマー）さえ備えていれば良く、時刻情報を保持する機能（つまり時計機能）を備えている必要はない。故に、実施形態として開示の構成によれば、変形例７、８に開示の構成よりも車載通信機１２の構成を簡素化できるといった利点も有する。
【０１１１】
［変形例９］
上述した実施形態ではホスト機がインパルス信号を送信し、携帯機２が当該インパルスに対する応答信号を送信することで、携帯機２の位置を推定する態様を開示したが、これに限らない。図１３に示すように携帯機２がインパルス信号を送信し、当該携帯機２からのインパルス信号に対する応答としてホスト機がインパルス信号を返送することによって、携帯機２の位置を推定するように構成されていても良い。そのような構成を変形例９として以下に説明する。
【０１１２】
本変形例における携帯機２は、ホスト機に向けたインパルス信号を送信してから、ホスト機からのインパルス信号を受信するまでの時間をラウンドトリップ時間Ｔｐとして計測する。また、その計測したラウンドトリップ時間Ｔｐを示すパルス系列信号（以降、時間差通知信号Ｓｐ）を別途送信する。
【０１１３】
ホスト機は携帯機２からのインパルス信号を受信すると、当該インパルス信号に対する応答としてのインパルス信号を携帯機２にむけて返送する。つまり本変形例におけるホスト機とは、携帯機２から送信される応答要求信号に対して、所定の応答信号を返送する車載通信機１２に相当する。また、ホスト機は携帯機２からの時間差通知信号Ｓｐを受信すると、当該信号に示されているデータ（具体的には、ラウンドトリップ時間Ｔｐ）を位置推定装置１１に通知する。
【０１１４】
本変形例の傍聴機は、携帯機２からのインパルス信号を受信したことをトリガとして、パルス受信間隔Ｔｑの計測を開始する。つまり、傍聴機は、携帯機２からのインパルス信号を受信してから、ホストからのインパルス信号を受信するまでの時間を、パルス受信間隔Ｔｑとして計測し、位置推定装置１１に報告する。
【０１１５】
このような構成においては、携帯機２からホスト機までの信号の伝搬時間Ｔ２１（＝Ｔ１２）は、以下の式によって定まる。なお、図１３に示すＴδは、ホスト機での応答処理時間を表しており、試験等によって具体的な値が特定されているパラメータである。換言すれば、応答処理時間Ｔδは、フラッシュメモリ１１２に登録されている値が適用されればよい。本変形例の位置推定部Ｆ３は、ステップＳ１０５に相当する処理として、時間差通知信号Ｓｐに示されているラウンドトリップ時間Ｔｐを下記５に代入することにより第１伝搬時間Ｔ１２を算出する。
【０１１６】
（式５）  Ｔ１２＝（Ｔｐ−Ｔδ）／２
また、携帯機２から右側通信機１２Ａまでの距離を示すＴ２Ａは、以下の式６によって算出可能である。
【０１１７】
（式６）  Ｔ２Ａ＝Ｔ２１＋Ｔδ＋Ｔ１Ａ−Ｔｑ
ここで、車載機間伝搬時間Ｔ１Ａとしては、フラッシュメモリ１１２に登録されている値、又は、変形例として上述した方法によって特定される実測値を採用する事ができる。Ｔ２１は上記式５を用いて特定可能であり、Ｔｑは傍聴機によって観測されるパラメータである。Ｔδは上述の通り、ホスト機での応答処理時間であって、フラッシュメモリ１１２に登録されている値を適用可能である。故に、上記の方法によっても、携帯機２の位置を推定することができる。本変形例の位置推定部Ｆ３は、ステップＳ１０７に相当する処理として式６の演算処理を実行すればよい。
【０１１８】
上記構成によれば、携帯機２が車載システム１からの信号を受信可能なように、常時受信待機状態で動作する必要がない。故に、携帯機２での消費電力を抑制可能である。
【０１１９】
［変形例１０］
以上では各車載通信機１２は何れも送信機能と受信機能の両方を備えているものとする態様を開示したがこれに限らない。仮にホスト機や傍聴機として機能させる車載通信機１２を固定する場合には、傍聴機として機能させる車載通信機１２は送信回路３２を備えている必要はない。傍聴機は受信機能を備えていれば良い。具体的には、前部通信機１２Ｘをホスト機とし、右側通信機１２Ａ、左側通信機１２Ｂ、及び後部通信機１２Ｃを傍聴機として使用する場合には、右側通信機１２Ａ、左側通信機１２Ｂ、及び後部通信機１２Ｃは送信回路３２を備えている必要はない。送信回路３２はホスト機として機能しうる車載通信機１２が備えていればよい。
【０１２０】
＜付言＞
位置推定装置が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。位置推定装置１１が備える機能の一部又は全部はハードウェアとして実現されても良い。或る機能をハードウェアとして実現する態様には、１つ又は複数のＩＣなどを用いて実現する態様が含まれる。位置推定装置１１が備える機能の一部又は全部が、ハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。位置推定装置１１は、１つのコンピュータ、またはデータ通信装置を介してリンクされた１組のコンピュータ資源によって提供されうる。
【符号の説明】
【０１２１】
１００  携帯機位置推定システム、１  車載システム、２  携帯機、１１  位置推定装置、１２  車載通信機、１２Ｘ  前部通信機（ホスト機）、１２Ａ  右側通信機（傍聴機）、１２Ｂ  左側通信機（傍聴機）、１２Ｃ  後部通信機（傍聴機）、１１２  フラッシュメモリ、１１３  ＲＡＭ、Ｆ１  車両情報取得部、Ｆ２  役割設定部、Ｆ３  位置推定部、Ｓ１０５  ステップ（第１伝搬時間特定部）、Ｓ１０７  ステップ（第２伝搬時間特定部）、Ｓ１０８  ステップ（位置推定処理部）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020026996.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2020026996.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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