(57)【要約】所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するためのシステムは、モバイルデバイスに関連付けられ、音響信号がモバイルデバイスから伝送されるようにするように構成される回路と、複数の受信機の各々が、モバイルデバイスから伝送される音響信号を受信し、音響信号を電気信号に変換するように構成されている複数の音響受信機と、複数の音響受信機による音響信号の受信の時間に基づいて、モバイルデバイスの場所を決定することと、モバイルデバイスの場所が所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することとを行うように構成されているプロセッサとを含む。
2017505918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するためのシステムであって、前記システムは、
前記モバイルデバイスに関連付けられている回路であって、前記回路は、音響信号が前記モバイルデバイスから伝送されるようにするように構成されている、回路と、
複数の音響受信機であって、前記複数の受信機の各々は、前記モバイルデバイスから伝送される前記音響信号を受信し、前記音響信号を電気信号に変換するように構成されている、複数の受信機と、
前記複数の音響受信機による前記音響信号の受信の時間に基づいて、前記モバイルデバイスの場所を決定することと、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することとを行うように構成されているプロセッサと
を備えている、システム。
【請求項２】
所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するための装置であって、前記装置は、
モバイルデバイスに関連付けられている回路を備え、前記回路は、実行命令を記憶している非一過性のメモリに連結されており、前記回路は、
音響信号が前記モバイルデバイスから複数の音響受信機に伝送されるようにすることと、
プロセッサからコマンド信号を受信することであって、前記プロセッサは、前記複数の音響受信機による前記音響信号の受信の時間に基づいて、前記モバイルデバイスの場所を決定することと、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することとを行うように構成されている、ことと、
前記コマンド信号の受信時、前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止することと
を行うための前記命令を実行するように動作可能である、装置。
【請求項３】
前記回路は、前記モバイルデバイス内に位置している、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記回路は、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを前記プロセッサが決定すると、前記モバイルデバイスの前記少なくとも１つの機能を阻止するように構成されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記回路は、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを前記プロセッサが決定すると、前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能をハンズフリー代替システムに変更するように構成されている、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記音響信号は、少なくとも１つの超音波パルスを備えている、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲において伝送される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲において伝送される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１９ｋＨｚにおいて伝送される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するための装置であって、前記装置は、
実行命令を記憶している非一過性のメモリに連結されているプロセッサを備え、前記プロセッサは、
前記複数の音響受信機から複数の電気信号を受信することであって、各電気信号は、前記複数の音響受信機の各々によって受信される音響信号に基づく、ことと、
前記複数の音響受信機による前記音響信号の受信の時間に基づいて、モバイルデバイスの場所を決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと
を行うための前記命令を実行するように動作可能である、
装置。
【請求項１１】
前記複数の音響受信機をさらに備え、前記複数の受信機の各々は、前記モバイルデバイスから伝送される前記音響信号を受信し、前記音響信号を前記電気信号に変換するように構成されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の音響受信機は、少なくとも３つのマイクロホンデバイスを備えている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記音響信号は、少なくとも１つの超音波パルスを備えている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲において伝送される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲において伝送される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１９ｋＨｚにおいて伝送される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記プロセッサは、前記モバイルデバイスから前記複数の音響受信機の各々までの距離に基づいて、前記モバイルデバイスの前記場所を決定するように動作可能である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセッサは、前記音響信号の前記複数の音響受信機の各々における受信の時間差に基づいて、前記複数の音響受信機の各々までの前記モバイルデバイスの前記距離を決定するように動作可能であり、前記音響信号は、前記モバイルデバイスから伝送される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記プロセッサは、三角測量に基づいて前記モバイルデバイスの前記場所を決定するように構成されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項２０】
前記プロセッサは、前記モバイルデバイスによって伝送されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）信号を受信するように動作可能である、請求項１０に記載の装置。
【請求項２１】
所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法であって、前記方法は、
前記モバイルデバイスによって、音響信号を伝送することと、
複数の音響受信機の各々において、前記モバイルデバイスから伝送される前記音響信号を受信することと、
プロセッサによって、前記受信された音響信号に基づいて、前記モバイルデバイスの場所を決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを決定すると、前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止することと
を含む、方法。
【請求項２２】
車両内の所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するためのシステムであって、前記システムは、
前記車両内に位置している複数の伝送機であって、前記複数の伝送機の各々は、音響信号を伝送するように構成されている複数の伝送機と、
前記複数の伝送機によって伝送される各音響信号を受信するように構成されている、モバイルデバイスと、
プロセッサと
を備え、前記プロセッサは、
前記複数の伝送機によって伝送され、前記モバイルデバイスによって受信される前記音響信号に基づいて、前記車両内の前記モバイルデバイスの場所を決定することと、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを決定すると、前記モバイルデバイスに前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止させることとを行うように構成され、
前記音響信号の各々は、１９ｋＨｚにおける少なくとも１つの超音波パルスを備えている、システム。
【請求項２３】
前記プロセッサは、モバイルアプリケーションプロセッサである、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
車両内の所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法であって、前記方法は、
前記車両内に位置している複数の伝送機の各々によって、音響信号を前記モバイルデバイスに伝送することと、
前記モバイルデバイスによって、前記複数の伝送機によって伝送される各音響信号を受信することと、
プロセッサによって、前記複数の伝送機によって伝送され、前記モバイルデバイスによって受信される通信信号に基づいて、前記車両内の前記モバイルデバイスの場所を決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを決定すると、前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止することと
を含み、
前記音響信号の各々は、１９ｋＨｚにおける少なくとも１つの超音波パルスを備えている、方法。
【請求項２５】
前記複数の伝送機は、複数のスピーカデバイスである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
各音響信号は、少なくとも１つの超音波パルスを備えている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１９ｋＨｚにおいて伝送される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記モバイルデバイスの前記場所を決定することは、前記モバイルデバイスから前記複数の受信機の各々までの距離に基づいて、前記モバイルデバイスの前記場所を決定することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数の受信機の各々までの前記モバイルデバイスの前記距離は、前記モバイルデバイスから伝送される前記音響信号の前記複数の受信機の各々における受信の時間差に基づいて決定される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記モバイルデバイスの前記場所を決定することは、三角測量に基づいて前記モバイルデバイスの前記場所を決定することを含む、請求項２９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国特許法§１１９（ｅ）に基づき、米国仮特許出願第６１／９０１，２４１号（２０１３年１１月７日出願、名称「ＤＲＩＶＥＲ  ＳＩＤＥ  ＬＯＣＡＴＩＯＮ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ」）の利益を主張し、上記出願の全内容は、参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（背景）
例えば、携帯電話、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットデバイス（例えば、Ａｐｐｌｅ（登録商標）によるｉＰａｄ(
登録商標））を含む、無線デバイス等のモバイルデバイスが、現代社会では遍在する。しかしながら、車両を操作しながらのそのようなモバイルデバイスの使用は、危険であり得る。問題は、運転する方法を習得したばかりの若者等の車両の経験の浅い運転者にとって悪化する。モバイルデバイスが関与する車両事故の割合は、特に１０代の若者で上昇している。移動車両を操作しながらのテキストメッセージングは、危険であり得、事故を引き起こすことと結び付けられている。より一般的に、車両を操作しながら任意のキーボードを操作することは、危険であり得る。
【０００３】
したがって、モバイルデバイスの広範な採用および運転しながらのデバイスの一般的な使用は、運転者の注意散漫についての懸念を引き起こしている。携帯電話で話しているか、またはテキストメッセージを送っている運転者は、運転に精神的に集中できなくなり、自分が運転している車両の制御を失い得る。したがって、道路に注意を払うよりもむしろ、モバイルデバイスで話しているか、またはテキストメッセージを送りながら、事故に巻き込まれた個人を見ることは珍しくない。現在、研究は、車を運転しながら携帯電話で話している個人は、酩酊状態でありながら運転する個人と同じくらい正常に機能しなくなり得ることを示唆している。運転者が精神的に注意散漫であるだけではなく、運転者の眼が、着信電話が誰からであるかを見て、電話の呼び出しに気を逸らされる。
【０００４】
車両内の無線デバイス等のモバイルデバイスの存在を検出し、モバイルデバイスの操作を制御または阻止することが極めて望ましいであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（要約）
携帯電話技術の進歩とともに、我々は、常に接続した状態である能力を有する。多くの人々に対して、接続した状態でありたいという衝動は、運転席にいるときにも止まらない。携帯電話技術に気を取られながら運転することは、運転者および一般大衆の両方に危険である。本開示は、モバイルデバイスの機能を部分的に阻止することによって、注意散漫な運転を妨げようとし、そうでなければ、モバイルデバイスの機能は、移動車両の中、運転席に近接して使用され得る。本書は、モバイルデバイスが運転席上にあるかどうかを検出する技術に関する詳細を提供する。
【０００６】
殆どの場所検出技術は、２つの物理現象、すなわち、到達時間および受信電力に依拠する。到達時間（ＴＯＡ）は、場所検出技法である。遠隔伝送機が波動を発し、受信機が後で波動を検出する場合、伝送機と受信機との間の距離は、Ｖが、波動の伝搬速度であり、ｔが、波動が受信機に到達するために要する時間である、式ｄ＝Ｖ＊ｔによって決定される。ＴＯＡ検出は、比較的低い音速が高い場所検出精度に役立つことにより、音波（ソナー等）とともに広範囲に使用されている。通常温度、圧力、および湿度において、音波は、毎秒３４０メートル、または毎ミリ秒約１フィートで進行する。殆どの動物および現代の器具は、良好な場所検出のための十分な精度でＴＯＡを測定することが可能である。例えば、一部のイルカおよびコウモリは、獲物の場所を特定するために超音波エコーを使用することが知られている。加えて、潜水艦は、敵艦を検出するためにソナーを使用する。さらに、車両上に設置されたバックアップセンサは、障害物を検出するために超音波ソナーを使用する。
【０００７】
電磁波を伴うＴＯＡの使用は、電磁波の高い速度により限定されている。全ての電磁波は、光の速度、つまり、３＊１０＾８ｍ／秒、または毎ナノ秒約１フィートで進行する。メートル未満の場所精度が所望される場合、伝送機と受信機との間の同期、およびＴＯＡの測定が、ナノ秒未満の精度を有していなければならない。ナノ秒を測定することが可能であるか、または高いＧＨｚ周波数における電子システムは、多くの場合、高価である。電磁波を伴うＴＯＡの興味深い実装は、全地球測位システムである。ＧＰＳは、原子時計を使用して同期させられる複数のＧＰＳ衛星を有することによって、ナノ秒タイミングの課題を部分的に回避し、次いで、衛星からタイムスタンプを含むＧＰＳ信号パケットを連続的に送信する。現在、地上におけるＧＰＳ受信機は、高精度同期の負担から解放されるが、依然として複数のＧＰＳ信号の間の相対的遅延を正確に測定する必要がある。ＧＰＳ受信機の費用が著しく低下し、ＧＰＳがより多くの消費者にとって手頃な価格になったのはここ１０年以内にすぎない。
【０００８】
波動の力または信号強度は、受信機が伝送機からさらに離れるにつれて弱くなる。伝送機と受信機との間の距離がＲである場合には、受信機によって感知される電力密度は、以下の方程式（Ｗｏｌｆｆ）によって求められる。
【数１】
2017505918.tif 000003
式中、Ｓｕは、受信電力密度であり、Ｐｓは、伝送機からの電力である。
【０００９】
多くの現代の技術は、距離検出を行うためにこの現象を利用する。レーダは、レーダ伝送機が電磁波を送信し、物体から反射する電磁波の受信電力を距離から測定する、最も周知の実施例のうちの１つである。消費者電子技術では、セルラー、Ｗｉｆｉ、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線信号の受信信号強度（ＲＳＳ）を使用して、種々の場所検出技法が開発されている。例えば、Ｇｏｏｇｌｅ、Ｓｋｙｈｏｏｋ、およびＮａｖｉｚｏｎによって奨励されるＷｉｆｉ測位技術は、モバイルデバイスの場所を決定するために、既知のＷｉｆｉアクセスポイントへの測定されたＲＳＳを使用する（Ｓｋｙｈｏｏｋ）。
【００１０】
場所検出への受信電力アプローチは、以下を含むことができる、限定要因を有し得る。
１）信号雑音：電子（熱、ショット、フリッカ）等の種々の発生源からの雑音が、測定されたＲＳＳの精度を劣化させ得る。
２）干渉：波動の反射および屈折が、あまり正確ではない測定につながり得る。加えて、１つより多くの伝送機が同一の周波数スペクトルを共有する場合には、込み合い効果がＲＳＳ測定をさらに劣化させる。
３）障害物：伝送機と受信機との間に任意の障害物がある場合には、受信電力は、もはや距離だけではなく、障害の程度にも依存するようになる。
【００１１】
一実施形態では、ハードウェアおよびソフトウェアを備えている、システムは、運転者設定場所検出のために高周波数音波（例えば、１９ＫＨｚ等）のＴＯＡを使用する。一実施形態では、本開示は、スマートフォン、タブレット等のモバイルデバイス上に設置されることができる、アプリケーションとして機能するソフトウェアを備え、ハードウェアは、車両上に設置され、マイクロホン、スピーカ、および組み込みプロセッサから成る。本開示は、モバイルデバイス検出の２つの方法を提供する。一実施形態、すなわち、能動検出方法では、複数のマイクロホンが、車両の内側に配置され、モバイルデバイスによって発せられる高周波数音声信号を検出するために利用される。別の実施形態、すなわち、受動検出方法では、車の中に設置された複数のスピーカによって発せられる音声信号が、モバイルデバイスによって検出される。
【００１２】
種々の実施形態の新規の特徴は、添付の請求項で詳細に記載される。しかしながら、編成および操作方法の両方に関する、種々の実施形態は、それらの利点とともに、以下のような添付図面と併せて解釈される、以下の説明を参照することによって理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本開示の実施形態による、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法のフローチャートである。
【図２】図２は、本開示の別の実施形態による、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法のフローチャートである。
【図３】図３は、本開示の実施形態による、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するためのシステムの略図である。
【図４】図４は、車両の内側に設置されたマイクロホンのアレイの説明図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態による、モバイルアプリケーション用のインターフェースのバージョンのスクリーンキャプチャの表示である。
【図６】図６は、本開示の一実施形態による、音響信号を処理する方法のフローチャートである。
【図７】図７は、１９ｋＨｚにおける３つのパルスを備えている音響信号の説明図である。
【図８】図８は、図７に示される単一の１９ＫＨｚパルスの拡大図である。
【図９】図９は、１９ＫＨｚにおいて単一のピークを有する音響信号のフーリエ変換の説明図である。
【図１０】図１０は、２つのパルスを備えている入力録音の説明図である。
【図１１】図１１は、図１０に示される２つのパルスの抽出された音量データの説明図である。
【図１２】図１２は、本開示の実施形態による、音波パルスの開始時間を識別する方法のフローチャートである。
【図１３】図１３は、サレンキーフィルタの表示である。
【図１４】図１４は、状態変数フィルタの表示である。
【図１５】図１５は、４次（双２次）フィルタの表示である。
【図１６】図１６は、多重フィードバック帯域通過フィルタの表示である。
【図１７】図１７は、二重増幅器帯域通過（ＤＡＰＢ）フィルタの表示である。
【図１８】図１８は、本開示の実施形態による、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するためのシステムの略図である。
【図１９】図１９は、車両の内側に設置された複数のスピーカの説明図である。
【図２０】図２０は、本開示の実施形態による、モバイルデバイスの相対的場所を決定するための計算プロセスの説明図である。
【図２１】図２１は、本開示の実施形態による、カスタム電子ハードウェアデバイスの構成要素の説明図である。
【図２２】図２２は、Ｕｌｔｉｂｏａｒｄ  ＣＡＤソフトウェアの中の図２１に示されるハードウェアデバイスの基板設計のスクリーンキャプチャである。
【図２３】図２３は、図２１に示されるハードウェアデバイスの変換器基板の３Ｄプレビューである。
【図２４】図２４は、図２１に示されるハードウェアデバイスの変換器基板の回路基板レイアウトである。
【図２５】図２５は、図２１に示されるハードウェアデバイスの高レベル説明図である。
【図２６】図２６は、ＬａｂＶｉｅｗ  ＦＰＧＡ設計言語を使用する、本開示の実施形態による録音機の実装を示す。
【図２７】図２７および２８は、本開示の実施形態による、音声フィルタの雑音低減挙動の説明図である。
【図２８】図２７および２８は、本開示の実施形態による、音声フィルタの雑音低減挙動の説明図である。
【図２９】図２９は、Ｘｉｌｉｎｘ  ＬＸ４５  ＦＰＧＡの中の本開示の実施形態による音声フィルタの実装を示す。
【図３０】図３０は、図２９の音声フィルタのＬａｂＶｉｅｗ  ＦＰＧＡの中のフィルタ実装である。
【図３１】図３１は、図２９のＦＩＲ帯域通過フィルタの規模ボード線図である。
【図３２】図３２は、図２９のＦＩＲ帯域通過フィルタのステップ応答である。
【図３３】図３３は、図２９のＩＩＲフィルタのステップ応答である。
【図３４】図３４は、本開示の実施形態による、２つのパルスを含む入力録音の説明図である。
【図３５】図３５は、図３４に示される２つのパルスの抽出された音量データの説明図である。
【図３６】図３６は、本開示の実施形態による、背景雑音消去を図示するＬａｂＶｉｅｗ実装である。
【図３７】図３７は、雑音除去に先立った図３４に示される２つのパルスの音量データの説明図である。
【図３８】図３８は、雑音除去後の図３４に示される２つのパルスの音量データの説明図である。
【図３９】図３９は、本開示の実施形態による、雑音除去のＬａｂＶｉｅｗ実装の説明図である。
【図４０】図４０は、本開示の実施形態による、パルス検出アルゴリズムのＬａｂＶｉｅｗ実装の説明図である。
【図４１】図４１は、本開示の実施形態による、パルスダウン選択のＬａｂＶｉｅｗ実装の説明図である。
【図４２】図４２は、本開示の実施形態による、ピング検索アルゴリズムのＬａｂＶｉｅｗ実装の説明図である。
【図４３】図４３は、本開示の実施形態による、実証ソフトウェアの試験中に使用されたスピーカおよびマイクロホンの設定の説明図である。
【図４４】図４４は、実証ソフトウェアからのスクリーンショットである。
【図４５】図４５は、実証ソフトウェアによって使用される超音波変換器設定の説明図である。
【図４６】図４６は、実証ソフトウェアによって使用される未加工録音の時系列プロットである。
【図４７】図４７は、実証ソフトウェアによって使用されるデジタルフィルタ後の図４６の録音の時系列プロットである。
【図４８】図４８は、実証ソフトウェアによって使用される２つのピングを含む入力録音の説明図である。
【図４９】図４９は、図４８に示される２つのピングの抽出された音量データの説明図である。
【図５０】図５０は、雑音除去に先立った図４８に示される２つのパルスの音量データの説明図である。
【図５１】図５１は、雑音除去後の図４８に示される２つのパルスの音量データの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（詳細な説明）
種々の実施形態は、本明細書で開示されるデバイスおよび方法の構造、機能、製造、および使用の全体的理解を提供するように説明される。これらの実施形態の１つ以上の実施例が、添付図面で図示されている。当業者は、本明細書に具体的に説明され、添付図面で図示されるデバイスおよび方法が、非限定的実施形態であり、種々の実施形態の範囲が請求項のみによって定義されることを理解するであろう。一実施形態に関連して図示または説明される特徴は、全体的または部分的に、他の実施形態の特徴と組み合わせられ得る。そのような修正および変形例は、請求項の範囲内に含まれることを意図している。
【００１５】
本開示は、所定の検出ゾーンの中の無線デバイス等のモバイルデバイスの存在を検出し、所定の検出ゾーンの中で検出されたときにモバイルデバイスの動作を制御または阻止するための装置、システム、および方法の実施形態を説明する。具体的には、本開示は、車両内の所定の検出ゾーンの中の無線デバイス等のモバイルデバイスの存在を検出し、それが所定の検出ゾーンの中で検出されたときにモバイルデバイスの機能のうちのいくつかまたは全てを無効にするための装置、システム、および方法の実施形態を対象とする。より具体的には、本開示は、車両の運転席にいる個人がテキストメッセージを送ること、およびモバイルデバイスを使用して他の類似した過度に危険な活動を行うことを自動的に防止することに向けられている。
【００１６】
本開示は、説明される特定の側面または実施形態に限定されず、したがって、変動し得ることを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の側面または実施形態を説明する目的のためにすぎず、車両内の所定のゾーン内のモバイルデバイスの存在を検出し、それが検出されたときにモバイルデバイスの動作を制御するための装置、システム、および方法の範囲が、添付の請求項のみによって定義されるため、限定的であることを意図していないことを理解されたい。
【００１７】
本開示は、概して、能動検出および受動検出と称される、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する２つの理論を説明する。図１に示されるように、本開示による方法１００は、データを交換するための無線技術規格を介して、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を介して、モバイルデバイスをモバイルデバイスから独立しているハードウェア構成要素に接続すること１０１と、モバイルデバイスがハードウェア構成要素に連結されているかどうかを決定すること１０３と、モバイルデバイスが接続されていないと決定された場合、接続が実装されることを可能にするようにアイドルタイマを起動すること１０５とを含む。さらに、本方法は、能動または受動検出方法を実装すべきかどうかを決定すること１０７と、能動検出方法が実装されることを決定すると１０９、モバイルデバイスが車両のキャビンの中の運転者の領域等の所定のゾーン内に位置するかどうかを決定すること１１１と、モバイルデバイスが所定のゾーン内に位置することを決定すると、モバイルデバイスのスクリーンタイマを始動すること１１３とを含む。さらに、図１に示されるように、受動検出方法が実装されていることを決定すると１１５、方法１００はさらに、モバイルデバイスが所定のゾーン内に位置するかどうかを決定すること１１１と、モバイルデバイスが所定のゾーン内に位置することを決定すると、モバイルデバイスのスクリーンタイマを始動すること１１３とを含む。ロックスクリーンタイマが起動されると、本方法は、モバイルデバイスの少なくとも１つの機能が阻止されるように、受信された制御またはコマンド信号に基づいて、モバイルデバイスの画面をロックするかどうかを決定すること１１９と、適切なコマンドまたは制御信号が受信されたことを決定すると、モバイルデバイス１２１の少なくとも１つの機能を阻止すること１２１とを含む。
【００１８】
種々の実施形態では、モバイルデバイスは、スマートフォン、タブレットパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータと称されることもある、ハンドヘルド携帯用デバイス、コンピュータ、携帯電話、またはそれらの任意の組み合わせとして実装され得る。スマートフォンの非限定的実施例は、例えば、Ｐａｌｍ（登録商標）  Ｔｒｅｏ（登録商標）スマートフォン等のＰａｌｍ（登録商標）製品（現在はＨｅｗｌｅｔｔ  ＰａｃｋａｒｄまたはＨＰ）、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標）スマートフォン、Ａｐｐｌｅ（登録商標）  ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ｍｏｔｏｒｏｌａ  Ｄｒｏｉｄ（登録商標）等を含む。タブレットデバイスは、Ａｐｐｌｅ（登録商標）によるｉＰａｄ（登録商標）タブレットコンピュータ、より一般的には、ネットブックとして知られている軽量携帯用コンピュータの種類を含む。いくつかの実施形態では、モバイルデバイスは、任意のタイプの無線デバイス、移動局、またはラップトップコンピュータ、ウルトララップトップコンピュータ、通信能力を伴う携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、複合携帯電話／ＰＤＡ、モバイルユニット、加入者局、ユーザ端末、携帯用コンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、パームトップコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ、メディアプレーヤ、ポケットベル、メッセージングデバイス、データ通信デバイス等の内蔵電源（例えば、バッテリ）を伴う携帯用コンピュータデバイスを備えているか、またはそれらとして実装され得る。
【００１９】
したがって、モバイルデバイスの存在を検出するシステムおよび方法は、モバイルデバイスによって使用される無線技術通信規格に基づいて変動し得る。米国で使用され得る無線技術通信規格の実施例は、例えば、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標））システム、北米デジタルセルラー（ＮＡＤＣ）システム、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、拡張ＴＤＭＡ（Ｅ−ＴＤＭＡ）システム、狭帯域先進移動電話サービス（ＮＡＭＰＳ）システム、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））等の３Ｇシステム、４Ｇシステム、ＣＤＭＡ−２０００、ユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ）システム、統合デジタル強化ネットワーク（ｉＤＥＮ）（ＴＤＭＡ／ＧＳＭ（登録商標）変異型）等を含み得る。モバイルデバイスはまた、強化データレート（ＥＤＲ）を伴うＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）仕様バージョンｖ１．０、ｖ１．１、ｖ１．２、ｖ１．０、ｖ２．０、ならびに１つ以上のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロファイル等を含む、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ  Ｇｒｏｕｐ（ＳＩＧ）系列のプロトコルに従って動作する、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）システム等の異なるタイプの短距離無線システムを利用し得る。他の実施例は、電磁誘導（ＥＭＩ）技法等の赤外線または近赤外線通信技法およびプロトコルを使用するシステムを含み得る。ＥＭＩ技法の実施例は、受動または能動高周波識別（ＲＦＩＤ）プロトコルおよびデバイスを含み得る。これらの無線通信規格は、当業者によって理解される。
【００２０】
適切なコマンドまたは制御信号が検出されると、モバイルデバイスの動作は、１つ以上の方法で制御され得る。例えば、一実施形態では、モバイルデバイスは、モバイルデバイスの少なくとも１つの機能の動作を無効にするか、または阻止する制御モジュールに関連付けられ、モバイルデバイスは、動作不可能または限定容量の状態のみで動作可能のいずれかにされる。したがって、制御モジュールは、モバイルデバイス上で呼び出しを送信または受信する能力を完全に妨害するか、もしくはモバイルデバイス使用を望ましくなくするように、モバイルデバイスの機能に十分に干渉するかのいずれかを行うことが可能であり得る。実施形態では、制御モジュールは、モバイルデバイスのある構成要素の動作または機能を無効にし得る。例えば、モバイルデバイスのキーボード部分は、ユーザがモバイルデバイスのテキストメッセージング機能またはＥメール機能を使用することを防止するように無効にされ得る。別の実施形態では、制御モジュールは、モバイルデバイスの動作をハンズフリー動作に移行させ得る。別の実施形態では、発信通信機能が阻止され得るが、着信通信機能は阻止されないこともある。別の実施形態では、モバイルデバイスの機能が阻止される期間中、自動返信が開始され得る。
【００２１】
実施形態では、制御モジュールは、モバイルデバイスから独立し得、モバイルデバイスの一次通信チャネル上のみで、または１つ以上の二次チャネルに加えて、モバイルデバイスと通信し得る。さらに、ある実施形態では、制御モジュールは、イグニションシステムの状態、ギヤボックスの状態、または他のセンサ等の他の論理的条件が満たされた場合のみに起動され得る。したがって、誘起条件は、とりわけ、車両のイグニションスイッチ等のスイッチの起動、または車両の自動変速装置の「駐車」センサの動作停止であり得る。実施形態では、制御モジュールは、動作中であるときに９１１に電話する等の緊急機能を可能にし得る。
【００２２】
実施形態では、車両内のその領域中のモバイルデバイスの動作が無効にされるが、その領域外の他のモバイルデバイスを動作可能にしておくように、コマンドまたは制御信号が、他の領域に限定され得る。種々の実施形態では、コマンドまたは制御信号の電力レベルは、コマンドまたは制御信号が精密に所定の検出ゾーンに送達されるように構成され得る。一実施形態では、これは、車両内に位置する指向性アンテナを用いて実装され得、信号は、精密に所定の検出ゾーンに送達される。
【００２３】
本明細書に説明される実施形態では、所定の検出ゾーンは、車両の中の運転席内で、またはそれに近接して、３次元ゾーンとして画定され得る。所定の検出ゾーンは、乗用車等の車両内のゾーンであり得るが、所定の検出ゾーンは、車両内にある必要があり、適宜、任意の所定のゾーンであり得る。例えば、所定の検出ゾーンは、建物の中の室内の領域であり得る。
【００２４】
能動検出と称され得る、本開示の理論の一実施形態では、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法は、モバイルデバイスによって、音響信号を伝送することと、複数の音響受信機の各々において、モバイルデバイスから伝送される音響信号を受信することと、プロセッサによって、受信された音響信号に基づいて、モバイルデバイスの場所を決定することと、モバイルデバイスの場所が所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと、モバイルデバイスの場所が所定の検出ゾーンに合致することを決定すると、モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止することとを含む。本方法はさらに、制御またはコマンド信号に対して通信チャネルを監視することと、制御またはコマンド信号の受信時、モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止することとを含み得る。一実施形態によると、通信チャネルは、一次セルラー通信チャネルに対して二次的である、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）チャネルまたは任意の他の接続であり得る。
【００２５】
図２に示される別の実施形態では、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法は、１９ｋＨｚ帯域幅に集中した音声信号等の音響信号を伝送すること２０１を含む。遅延２０３は、ロックメッセージがＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続等のモバイルデバイスの無線通信チャネルを介して受信されるかどうかを監視するために、音響信号を伝送した後に実装され得る。ロックメッセージは、車両のキャビンの中に設置されたハードウェアデバイスから伝送され得る。ロックメッセージが検出されない場合、方法２００は、２０５で終了する。方法２００はさらに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ロックメッセージ受信機を起動すること２０７と、ロックメッセージがモバイルデバイスのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を介して受信されたかどうかを決定すること２０９とを含む。ロックメッセージが受信された場合、本方法は、モバイルデバイスの画面を無効にすることによって等、モバイルデバイス２１１の機能を阻止することを含む。ロックメッセージの受信は、モバイルデバイスが車両の運転席領域または他のゾーン等の所定の検出ゾーンの中にあることを示す。ロックメッセージが受信されない場合、これは、モバイルデバイスが所定の検出ゾーンの中にないことを示し、方法２００は２１３で終了する。
【００２６】
所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するためのシステムの実施形態が、図３に示されている。システム３００は、モバイルデバイス３０３に関連付けられる回路３０１と、複数の音響受信機３０５と、モバイルデバイス３０３の場所を決定するように構成されるプロセッサ等の電子デバイス３０７とを備えている。回路３０１は、音響信号がモバイルデバイス３０３から伝送されるようにするように構成され得る。一実施形態では、音響信号は、モバイルデバイス３０３のスピーカ３０９を介して、大音量でモバイルデバイスのスピーカ３０９から出力され得る。さらに、複数の受信機３０５の各々は、モバイルデバイス３０３から伝送される音響信号を受信し、音響信号を電気信号に変換するように構成され得る。加えて、プロセッサ３０７は、複数の音響受信機３０５による音響信号の受信の時間に基づいて、モバイルデバイスの場所を決定するように、およびモバイルデバイス３０３の場所が所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定するように構成され得る。図３の実施形態に示されるように、回路３０１は、モバイルデバイス３０３内に位置し得るか、もしくは制御および／またはコマンド信号が回路３０１とモバイルデバイス３０３との間で交換されることができるように、モバイルデバイス３０３に通信可能に連結され得る。
【００２７】
さらに、実施形態では、回路３０１は、モバイルデバイス３０３に関連付けられる制御モジュールを備え得、制御モジュール３０１は、実行命令を記憶している非一過性のメモリに連結されており、制御モジュール３０１は、メモリに記憶された命令を実行するように動作可能である。制御モジュールは、音響信号がモバイルデバイス３０３から複数の音響受信機３０５に伝送されるようにすること、複数の音響受信機３０５による音響信号の受信の時間に基づいて、モバイルデバイス３０３の場所を決定し、モバイルデバイス３０３の場所が所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定するように構成されるプロセッサ３０７からコマンド信号を受信すること、コマンド信号の受信時、モバイルデバイス３０３の少なくとも１つの機能を阻止することとを行うための命令を実行するように動作可能であり得る。一実施形態では、制御モジュール３０１は、モバイルデバイス内に位置し得る。別の実施形態では、回路は、無線通信ネットワーク等の通信ネットワークを通してモバイルデバイスと通信し得る。
【００２８】
制御モジュール３０１は、モバイルデバイス３０３の場所が所定の検出ゾーンに合致することをプロセッサ３０７が決定すると、モバイルデバイス３０３の少なくとも１つの機能を阻止するように構成され得る。制御モジュール３０１はまた、モバイルデバイス３０３の場所が所定の検出ゾーンに合致することをプロセッサ３０７が決定すると、モバイルデバイス３０３の少なくとも１つの機能をハンズフリー代替システムに変更するように構成され得る。
【００２９】
実施形態では、システム３００は、モバイルデバイス３０３の検出のために、およびモバイルデバイスが車両の運転者側の場所にあるかどうかを決定するために、音響信号の到達時間（ＴＯＡ）を使用し得る。音響信号は、超音波パルスであり得る、少なくとも１つの音波パルスを備え得る。一実施形態では、少なくとも１つの超音波パルスは、１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲において伝送される。別の実施形態では、少なくとも１つの超音波パルスは、１８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲において伝送される。さらなる実施形態では、少なくとも１つの超音波パルスは、１９ｋＨｚにおいて伝送される。狭帯域幅１９ＫＨｚ音響パルスまたはビープ音を使用することにより、積極的なデジタルフィルタリングが背景雑音を減衰させることを可能にし得る。さらに、より広い帯域幅が、周波数の範囲に向けられたより多くの雑音を通過帯域内に含み得るので、狭帯域幅１９ＫＨｚ音響パルスまたはビープ音は、そのような周波数の範囲にわたる位置特定感度を向上させ得る。加えて、狭帯域幅１９ＫＨｚ音響パルスまたはビープ音を使用することにより、より低い音量における伝送を可能にし得る。
【００３０】
モバイルデバイス３０３が所定の検出ゾーン内にあるかどうかに関して、決定がプロセッサ３０７によって行われると、プロセッサ３０７は、モバイルデバイス３０３の機能を阻止するためにモバイルデバイス３０３に送信されるべき信号を引き起こす。信号は、モバイルデバイス３０３のアンテナ３１１を介して受信され得る。アンテナ３１１は、モバイルデバイス３０３の一次通信方式の構成要素、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等のモバイルデバイスの二次通信方式の構成要素であり得る。適切な信号が受信されると、モバイルデバイスの動作は、１つ以上の方法で制御され得る。例えば、一実施形態では、モバイルデバイス３０３は、モバイルデバイス３０３の少なくとも１つの機能の動作を無効にするか、または阻止する制御モジュール３０１に関連付けられる。したがって、モバイルデバイス３０３は、動作不可能または限定容量の状態のみで動作可能のいずれかにされる。したがって、制御モジュール３０１は、モバイルデバイス３０３上で呼び出しを送信または受信する能力を完全に妨害するか、もしくはモバイルデバイス３０３使用を望ましくなくするように、モバイルデバイス３０３の機能に十分に干渉するかのいずれかを行うことが可能であり得る。実施形態では、制御モジュール３０１は、モバイルデバイスのある構成要素の動作または機能を無効にし得る。例えば、モバイルデバイス３０１のキーボード部分は、ユーザがモバイルデバイスのテキストメッセージング機能またはＥメール機能を使用することを防止するように無効にされ得る。別の実施形態では、制御モジュール３０１は、モバイルデバイス３０３の動作をハンズフリー動作に移行させ得る。別の実施形態では、発信通信機能が阻止され得るが、着信通信機能は阻止されないこともある。別の実施形態では、モバイルデバイス３０３の機能が阻止される期間中、自動返信が開始され得る。
【００３１】
実施形態では、プロセッサ３０７は、実行命令を記憶する非一過性のメモリに連結され得、プロセッサ３０７は、命令を実行するように動作可能であり得る。プロセッサ３０７は、各電気信号が複数の音響受信機３０５の各々によって受信される音響信号に基づく、複数の音響受信機３０５から複数の電気信号を受信し、複数の音響受信機３０５による音響信号の受信の時間に基づいて、モバイルデバイス３０３の場所を決定し、モバイルデバイス３０３の場所が所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定するための命令を実行するように動作可能であり得る。一実施形態では、プロセッサ３０７は、モバイルデバイス３０３から複数の音響受信機３０５の各々までの距離に基づいて、モバイルデバイス３０３の場所を決定するように動作可能である。さらに、プロセッサ３０７は、音響信号の複数の音響受信機３０５の各々における受信の時間差に基づいて、複数の音響受信機３０５の各々までのモバイルデバイス３０７の距離を決定するように動作可能であり得、音響信号は、モバイルデバイス３０５から伝送される。さらに、実施形態では、プロセッサ３０７の構成要素または機能は、モバイルデバイス３０３の一部であり得るか、またはモバイルデバイス３０３によって果たされ得る。したがって、モバイルデバイスは、複数の音響受信機３０５の各々における音響信号の受信の時間に関する情報を提供するプロセッサ３０７から通信信号を受信し得る。
【００３２】
プロセッサがモバイルデバイスから独立している実施形態では、信号処理が、車両電源等の別個の電源によって給電される専用ハードウェア上で行われる場合に、モバイルデバイス上のバッテリ消費は、より低くあり得る。プロセッサはまた、モバイルデバイスによって伝送されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）信号を受信するように、および信号をモバイルデバイスに伝送するように動作可能であり得る。一実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｓｉｍｐｌｅ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｒｏｆｉｌｅ  ＳＳＰが、通信信号をモバイルデバイスに提供するために使用され得る。
【００３３】
一実施形態では、複数の音響受信機は、マイクロホンのアレイを備えている。アレイ４０１は、図４に示されるように、車両４００のキャビンの内側の複数の場所に設置され得る。システム３００は、マイクロホン４０１のアレイを通して、複数の超音波パルス等の音響信号４０５をリッスンするように構成され得る。モバイルデバイス４０３までのマイクロホン４０１の距離が異なるため、超音波パルス４０５は、異なる時間に各マイクロホン４０１に到達するであろう。一実施形態では、パルスの到達時間は、初期検出のための固定閾値を使用し、次いで、到達時間の最良推定値を得るように最適化ルーチンを適用して、検出される。したがって、マイクロホン４０１の各々までのモバイルデバイス４０３の距離は、相対的時間差から計算されることができる。距離が把握されると、モバイルデバイス４０１の場所が決定されることができる。一実施形態では、場所は、三角測量によって決定される。加えて、システム３００は、本明細書で開示される構成要素および方法を使用して、同時に複数のモバイルデバイスを検出するために使用され得る。
【００３４】
一実施形態では、マイクロホン等の音響受信機は、１９ＫＨｚ等の音響信号の周波数を下回る会話、音楽、交通騒音等の音エネルギーの大部分がフィルタに掛けられるように、マイクロホンの増幅器の前に、高域フィルタを実装し得る。高域フィルタは、マイクロホン増幅器が飽和状態になる場合、モバイルデバイスの場所が確実に検出されることが可能であり得るため、車両キャビン等のマイクロホンの場所の領域が非常に騒がしいときに、マイクロホン増幅器が飽和状態にならないことを確実にし得る。さらに、背景雑音除去は、最初に、背景雑音の量を推定し、次いで、誤った検出を防止するように音声信号から背景雑音を除去することによって、達成され得る。
【００３５】
加えて、実施形態では、大音量の音がスピーカ上で突然再生されたときにスピーカコイルの瞬間充電および放電によって引き起こされる、はじけるようなとてつもなく大きい音を最小限にするように、フェードインおよびフェードアウトが、音響信号の伝送の開始および終了時に適用され得る。別の実施形態では、本システムは、環境内の湿度および温度変化に基づいて変化する、音速に基づくモバイルデバイスの物理的距離の計算における温度および湿度の影響を調節し得る。
【００３６】
実施形態では、本開示のシステムおよび方法は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせである、構成要素を備え得る。一実施形態では、ソフトウェアは、スマートフォン、タブレット等のモバイルデバイス上に設置されることができるアプリケーションであり得る。実施形態では、モバイルアプリケーションは、Ａｎｄｒｏｉｄデバイス、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、および種々のウェアラブルデバイス等のモバイルデバイス上で作動するように構成され得る。
【００３７】
図５は、Ａｎｄｒｏｉｄオペレーティングシステム上で作動するように設計される、本開示の実施形態によるモバイルアプリケーション用のインターフェース５００のバージョンのスクリーンキャプチャを表示する。インターフェース５００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続が利用可能であるかどうか、およびそのような接続が確立されるかどうか等のモバイルデバイスに関するメッセージ５０１を備えている。さらに、インターフェース５００は、ユーザがモバイルアプリケーションと相互作用することを可能にし得るアイコン５０３を備えている。他の実施形態では、モバイルアプリケーションは、ｉＯＳ、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  Ｍｏｂｉｌｅ等の追加のモバイルオペレーティングシステムに移植され得る。実施形態では、ハードウェアは、マイクロホン等の説明されるような少なくとも３つの音響受信機と、プロセッサ等の電子デバイスとを備え得る。マイクロホンは、車両の内部に設置され得、プロセッサは、車両の中に設置された組み込みプロセッサであり得る。このハードウェアは、モバイルアプリケーションと連携して稼働し、モバイルデバイスの存在検出、位置の特定、およびロックを行うように設計され得る。図３を参照すると、一実施形態では、モバイルアプリケーションは、モバイルデバイス３０３のメモリに記憶され、モバイルデバイス３０３のスピーカ３０９を通して音響信号を送信するように設計される。複数の１９ＫＨｚパルスであり得る音響信号は、複数のマイクロホン３０５を通して受信され、プロセッサは、モバイルデバイスの位置を三角測量する。モバイルデバイス３０３が運転者ゾーンの中にあると決定される場合、ハードウェア３０５、３０７は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を通してロックメッセージをモバイルアプリケーションに送信するように設計される。モバイルアプリケーションは、ロックメッセージの受信時にモバイルデバイス３０３の画面をロックするように構成される。
【００３８】
本開示のシステムおよび方法の利点は、以下を含む。
１）スマートフォン上の超音波に適したスピーカの可用性：スマートフォン等のモバイルデバイスのスピーカからの高忠実度音声の消費者の期待により、多くのモバイルデバイスは、大音量の超音波を出力することができる高性能スピーカを具備している。
２）モバイルデバイス上の最小限のソフトウェア処理：プロセッサ集中的な場所検出アルゴリズムがモバイルデバイスから独立して実行される実施形態では、最小限のリソースがモバイルデバイス上のソフトウェアアプリケーションのために必要とされ得る。これは、本システムが、例えば、Ｇｏｏｇｌｅ  Ｇｌａｓｓ、スマートウォッチ、および低性能スマートフォン等の制約されたプロセッサおよびバッテリリソースを有するデバイス上で作動することを可能にする。
３）ロバスト性：システム／方法が最初の到達時間を実装する実施形態では、本システム／方法は、障害、反射、および多経路効果によって導入される歪みを受ける傾向が少ない。
４）低干渉：車のキャビンの内側の殆どの音声干渉は、１９ＫＨｚよりはるかに小さい周波数を有する。道路、エンジン、および風の騒音は、数百Ｈｚ内であり、人間の会話は５ＫＨｚに集中し、音楽は、稀にしか１３ＫＨｚを超えない。高周波数可聴範囲における最小限の干渉により、本システム／方法は、より良好な信号対雑音比、したがって、より良好な検出成功率を達成することが可能であり得る。
５）控えめ：殆どの成人は、１５ＫＨｚを上回る周波数を聞くことができない。一実施形態では、本システムによって発せられる短い音波パルス（１秒の１／１０）は、殆どの運転者および乗客に感知できないはずである。
【００３９】
能動検出の実施形態の追加の説明が、以下のように提供される。実施形態では、音響受信機によって受信される音響信号は、電気信号に変換され、電気信号は、音響信号の音響パラメータに関する情報を備えている。実施形態では、信号処理が、モバイルデバイスの場所を決定するために電気信号に行われる。実施形態では、本開示のシステムおよび方法は、必要な信号処理の特定の機能を果たす、以下で説明されるような音声プレーヤ、録音機、および／または音声フィルタを備え得る。本開示の一実施形態による、音響信号を処理する方法６００が、図６に示されている。
【００４０】
最初に、ステップ６０１において、音声プレーヤは、モバイルデバイスの外部スピーカを通して大音量で、１９ＫＨｚ音声音響パルスを含む音声ファイルを周期的に再生し得る。実施形態では、音声プレーヤは、音響信号を再生するように構成される回路であり得るか、モバイルデバイス上に記憶されたモバイルアプリケーションであり得るか、またはモバイルデバイスと通信しているデバイス上に記憶されたアプリケーションであり得る。さらに、音声プレーヤは、モバイルデバイスの構成要素、またはモバイルデバイスと通信しているデバイスの構成要素であり得る。音声プレーヤの一実施形態の例示的コードが、以下に示される：
ｐｕｂｌｉｃ  ＳｏｕｎｄＰｌａｙｅｒ（Ｃｏｎｔｅｘｔ  ｐＣｏｎｔｅｘｔ）
｛
／／  ｓｅｔｕｐ  Ｓｏｕｎｄｐｏｏｌ
ｍＳｈｏｒｔＰｌａｙｅｒ  ＝  ｎｅｗ  ＳｏｕｎｄＰｏｏｌ（４，  ＡｕｄｉｏＭａｎａｇｅｒ．ＳＴＲＥＡＭ＿ＭＵＳＩＣ，  ０）；
ｍＳｏｕｎｄｓ．ｐｕｔ（Ｒ．ｒａｗ．ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ，  ｔｈｉｓ．ｍＳｈｏｒｔＰｌａｙｅｒ．ｌｏａｄ（ｐＣｏｎｔｅｘｔ，
Ｒ．ｒａｗ．ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ，  １））；
｝
ｐｕｂｌｉｃ  ｖｏｉｄ  ｅｍｉｔＳｏｕｎｄ（ｉｎｔ  ｐｉＲｅｓｏｕｒｃｅ）  ｛
ｉｎｔ  ｉＳｏｕｎｄＩｄ  ＝  （Ｉｎｔｅｇｅｒ）  ｍＳｏｕｎｄｓ．ｇｅｔ（ｐｉＲｅｓｏｕｒｃｅ）；
ｓｏｕｎｄＰｌａｙｉｎｇＩｄ  ＝  ｍＳｈｏｒｔＰｌａｙｅｒ．ｐｌａｙ（ｉＳｏｕｎｄＩｄ，  ０．８５ｆ，  ０．０ｆ，  １０００，  
−１，  １．０ｆ）；
｝
【００４１】
上記のコードに示される音声ファイル（Ｒ．ｒａｗ．ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）は、長さが１０ミリ秒であり、パルス間の１９０ミリ秒の無音によって分離される１９ＫＨｚ正弦波信号であるパルスまたはビープ音を含む。この音声ファイルは、４４．１ＫＨｚサンプリングレートおよび３２ビット浮動小数点数形式を使用して記録され得る。図７は、１９ｋＨｚにおける３つのパルスを備えている音響信号を図示する。加えて、図８は、単一の１９ＫＨｚパルスの拡大図を提供する。さらに図９は、１９ＫＨｚにおいて単一のピークを有する音響信号のフーリエ変換の説明図である。
【００４２】
ステップ６０３において、録音機が、所定のサンプリング周波数において音響受信機からの短い録音を捕捉し得る。一実施形態では、サンプリング周波数は、４４．１ＫＨｚである。さらに、実施形態では、録音された音声は、さらなる分析のために倍精度浮動小数点数のアレイに変換される。録音を捕捉するための実施形態の例示的コードが、以下に示される：
ｉｎｔ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＝  ４４１００；
ｉｎｔ  ｂｌｏｃｋＳｉｚｅ  ＝  ２２０５０；
ｉｎｔ  ｃｈａｎｎｅｌＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ＝  ＡｕｄｉｏＦｏｒｍａｔ．ＣＨＡＮＮＥＬ＿ＩＮ＿ＭＯＮＯ；
ｉｎｔ  ａｕｄｉｏＥｎｃｏｄｉｎｇ  ＝  ＡｕｄｉｏＦｏｒｍａｔ．ＥＮＣＯＤＩＮＧ＿ＰＣＭ＿１６ＢＩＴ；
ａｕｄｉｏＲｅｃｏｒｄ  ＝  ｎｅｗ  ＡｕｄｉｏＲｅｃｏｒｄ（ＭｅｄｉａＲｅｃｏｒｄｅｒ．ＡｕｄｉｏＳｏｕｒｃｅ．ＣＡＭＣＯＲＤＥＲ，  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，  ｃｈａｎｎｅｌＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ａｕｄｉｏＥｎｃｏｄｉｎｇ，  ｂｌｏｃｋＳｉｚｅ  ＊  ２）；
／／  ｓｔａｒｔ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｕｎｔｉｌ  ｅｘｐｌｉｃｉｔｌｙ  ｓｔｏｐｐｅｄ
ｗｈｉｌｅ  （ｇｅｔＮｏＣｏｍｍＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（）．ｉｓＬｉｓｔｅｎｉｎｇＳｏｕｎｄｓ（））  ｛  
ｒｅｃＤａｔａ  ＝  ｎｅｗ  ＢｙｔｅＡｒｒａｙＯｕｔｐｕｔＳｔｒｅａｍ（）；
ｄｏｓ  ＝  ｎｅｗ  ＤａｔａＯｕｔｐｕｔＳｔｒｅａｍ（ｒｅｃＤａｔａ）；
ｓｈｏｒｔ［］  ｂｕｆｆｅｒ  ＝  ｎｅｗ  ｓｈｏｒｔ［ｂｌｏｃｋＳｉｚｅ］；
ａｕｄｉｏＲｅｃｏｒｄ．ｓｔａｒｔＲｅｃｏｒｄｉｎｇ（）；
ｉｎｔ  ｂｕｆｆｅｒＲｅａｄＲｅｓｕｌｔ  ＝  ａｕｄｉｏＲｅｃｏｒｄ．ｒｅａｄ（ｂｕｆｆｅｒ，  ０，  ｂｌｏｃｋＳｉｚｅ）；
ｆｏｒ  （ｉｎｔ  ｉ  ＝  ０；  ｉ  ＜  ｂｕｆｆｅｒＲｅａｄＲｅｓｕｌｔ；  ｉ＋＋）  ｛
ｔｒｙ  ｛
ｄｏｓ．ｗｒｉｔｅＳｈｏｒｔ（ｂｕｆｆｅｒ［ｉ］）；
｝  ｃａｔｃｈ  （ＩＯＥｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｅ）  ｛
ｅ．ｐｒｉｎｔＳｔａｃｋＴｒａｃｅ（）；
｝
｝
ａｕｄｉｏＲｅｃｏｒｄ．ｓｔｏｐ（）；
ｔｒｙ  ｛
ｄｏｓ．ｆｌｕｓｈ（）；
ｄｏｓ．ｃｌｏｓｅ（）；
｝  ｃａｔｃｈ  （ＩＯＥｘｃｅｐｔｉｏｎ  ｅ１）  ｛
ｅ１．ｐｒｉｎｔＳｔａｃｋＴｒａｃｅ（）；
｝
ｂｙｔｅ［］  ｃｌｉｐＤａｔａ  ＝  ｒｅｃＤａｔａ．ｔｏＢｙｔｅＡｒｒａｙ（）；
ＢｙｔｅＢｕｆｆｅｒ  ｒａｗＢｙｔｅＢｕｆｆｅｒ  ＝  ＢｙｔｅＢｕｆｆｅｒ．ｗｒａｐ（ｃｌｉｐＤａｔａ）；
ｒａｗＢｙｔｅＢｕｆｆｅｒ．ｏｒｄｅｒ（ＢｙｔｅＯｒｄｅｒ．ＢＩＧ＿ＥＮＤＩＡＮ）；
ｄｏｕｂｌｅ［］  ｍｉｃＢｕｆｆｅｒＤａｔａ  ＝  ｎｅｗ  ｄｏｕｂｌｅ［ｃｌｉｐＤａｔａ．ｌｅｎｇｔｈ  ／  ２］；
ｆｏｒ  （ｉｎｔ  ｉ  ＝  ０；  ｉ  ＜  ｃｌｉｐＤａｔａ．ｌｅｎｇｔｈ；  ｉ  ＋＝  ２）  ｛
ｓｈｏｒｔ  ｓａｍｐｌｅ  ＝  （ｓｈｏｒｔ）  （（ｃｌｉｐＤａｔａ［ｉ］  ＜＜  ８）  ＋  ｃｌｉｐＤａｔａ［ｉ  ＋  １］）；
ｍｉｃＢｕｆｆｅｒＤａｔａ［ｉ  ／  ２］  ＝  （ｄｏｕｂｌｅ）  ｓａｍｐｌｅ  ／  ３２７６８．０；
｝
【００４３】
さらに、ステップ６０５において、音声フィルタが、音響信号を強調するために、１９ＫＨｚを中心とした狭帯域通過フィルタを適用し得る。一実施形態では、音声フィルタは、バターワース無限インパルス応答フィルタ（Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ型ＩＩＲフィルタ）を備えている。バターワース型ＩＩＲフィルタのための例示的コードが、以下に示される：
ｐｒｉｖａｔｅ  ＩｉｒＦｉｌｔｅｒＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ  ｆｉｌｔｅｒＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ；
ｐｒｉｖａｔｅ  ＩｉｒＦｉｌｔｅｒ  ｆｉｌｔｅｒ；
ｆｉｌｔｅｒＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ  ＝  ｎｅｗ  ＩｉｒＦｉｌｔｅｒＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ（）；
ｆｉｌｔｅｒＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ．ａ  ＝  ｎｅｗ  ｄｏｕｂｌｅ［］  ｛  １．００００００００００００００００Ｅ＋０，  １．７５４７１９１３４２８６３９５３Ｅ＋０，  ９．３４５１４８５９３７２５０５６７Ｅ−１  ｝；
ｆｉｌｔｅｒＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ．ｂ  ＝  ｎｅｗ  ｄｏｕｂｌｅ［］  ｛  ２．５６７１９７３７４９２４６３５０Ｅ−２，  ０．００００００００００００００００Ｅ＋０，  −２．５６７１９７３７４９２４６３５０Ｅ−２  ｝；
ｆｉｌｔｅｒ  ＝  ｎｅｗ  ＩｉｒＦｉｌｔｅｒ（ｆｉｌｔｅｒＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ）；
ｄｏｕｂｌｅ［］  ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ  ＝  ｎｅｗ  ｄｏｕｂｌｅ［ｍｉｃＢｕｆｆｅｒＤａｔａ．ｌｅｎｇｔｈ］；
ｆｏｒ  （ｉｎｔ  ｉ  ＝  ０；  ｉ  ＜  ｍｉｃＢｕｆｆｅｒＤａｔａ．ｌｅｎｇｔｈ；  ｉ＋＋）  ｛
ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ［ｉ］  ＝  ｆｉｌｔｅｒ．ｓｔｅｐ（ｍｉｃＢｕｆｆｅｒＤａｔａ［ｉ］）；
｝
【００４４】
さらに、ＩＩＲフィルタは、フィルタ実装の複数の異なる実施形態のうちの一実施形態である。モバイルデバイスの特定のオペレーティングシステム、ソフトウェアライブラリ、および／または特定のハードウェアリソースに応じて、ＩＩＲおよび／または有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタのタイプが適宜選定され得る。
【００４５】
一実施形態では、マイクロホン等の音響受信機が、０軸の周囲の振動として音響信号を記録する。常に０以上の音量値が、効率的な分析の目的でステップ６０７において録音から抽出され得る。図１０および１１は、音量抽出プロセスの実施形態を図示する。図１０は、２つのパルスを備えている入力録音を図示し、図１１は、２つのパルスの抽出された音量データを図示する。録音は、音波の振動性質により、正および負の値を有するように図１０に示される。音量抽出は、音量の絶対値の７要素移動平均を計算することによって行われ得る。音量抽出の実施形態の例示的コードが、以下に示される：
ｄｏｕｂｌｅ  ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［］  ＝  ｎｅｗ  ｄｏｕｂｌｅ［ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ．ｌｅｎｇｔｈ］；
ｆｏｒ  （ｉｎｔ  ｉ  ＝  ６；  ｉ  ＜  ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ．ｌｅｎｇｔｈ；  ｉ＋＋）  ｛
ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｉ］  ＝  Ｍａｔｈ．ａｂｓ（ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ［ｉ］）  ＋  Ｍａｔｈ．ａｂｓ（ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ［ｉ−１］）
＋  Ｍａｔｈ．ａｂｓ（ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ［ｉ−２］）  ＋  Ｍａｔｈ．ａｂｓ（ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ［ｉ−３］）
＋  Ｍａｔｈ．ａｂｓ（ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ［ｉ−４］）  ＋  Ｍａｔｈ．ａｂｓ（ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ［ｉ−５］）
＋  Ｍａｔｈ．ａｂｓ（ｆｉｌｔｅｒＯｕｔｐｕｔ［ｉ−６］）；
｝
【００４６】
起こり得る干渉、フィルタリングアーチファクト、電子雑音、および変換器の歪みにより、ステップ６０９において音量データから背景雑音を除去することが必要であり得る。背景雑音を除去するために、固定閾値が音量データの各要素に適用され得る。音量データが閾値より小さい場合、０の値を割り当てられ得る。閾値を音量データに適用する例示的コードが、以下に示される：
ｐｒｉｖａｔｅ  ｆｉｎａｌ  ｄｏｕｂｌｅ  ＮＯＩＳＥ＿ＭＡＸ＿ＶＯＬＵＭＥ  ＝  ０．０５；
ｆｏｒ  （ｉｎｔ  ｉ  ＝  ０；  ｉ  ＜  ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ．ｌｅｎｇｔｈ；  ｉ＋＋）  ｛
／／  Ｉｆ  ｓｏｕｎｄ  ｖｏｌｕｍｅ  ＜  ＮＯＩＳＥ＿ＭＡＸ＿ＶＯＬＵＭＥ，  ｔｈｅｎ  ｓｅｔ  ｖｏｌｕｍｅ  ｔｏ  ０．
ｉｆ  （ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｉ］  ＜  ＮＯＩＳＥ＿ＭＡＸ＿ＶＯＬＵＭＥ）  ｛
ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｉ］  ＝  ０．０；
｝
【００４７】
パルス、ビープ音、またはピークと称され得る、背景雑音より有意に高いエネルギーレベルを伴う音声は、ステップ６１１においてパルスを識別するための潜在的候補である。図１２は、音波パルスの開始時間を識別する方法を実証する。パルス検出のための方法は、以下に示される例示的コードによる、固定閾値技法であり得る：
（Ｃ＋＋疑似コード）
ｄｏｕｂｌｅ  ｎｏｉｓｅ＿ｆｒｅｅ＿ｖｏｌｕｍｅ［］；  ／／ｉｎｐｕｔ
ｉｎｔ  ｉｎｉｔｉａｌ＿ｃｒｏｓｓ＿ｏｖｅｒ＿ｐｏｉｎｔｓ［］；  ／／ｏｕｔｐｕｔ，  ｔｉｍｅ  ｉｎｄｅｘ  ｗｈｅｒｅ  ｖｏｌｕｍｅ  ｆｉｒｓｔ  ｃｈａｎｇｅ  ｆｒｏｍ  ｚｅｒｏ  ｔｏ  ｎｏｎ−ｚｅｒｏ．
ｉｎｔ  ｉ，ｊ＝０；
ｆｏｒ  （ｉ＝１；ｉ＜ｓｉｚｅｏｆ（ｎｏｉｓｅ＿ｆｒｅｅ＿ｖｏｌｕｍｅ）；ｉ＋＋）  ｛
ｉｆ  （ｎｏｉｓｅ＿ｆｒｅｅ＿ｖｏｌｕｍｅ［ｉ−１］＝＝０  ＆＆  ｎｏｉｓｅ＿ｆｒｅｅ＿ｖｏｌｕｍｅ［ｉ］＞０）  ｛
ｉｎｉｔｉａｌ＿ｃｒｏｓｓ＿ｐｏｉｎｔｓ［ｊ］＝ｉ；
ｊ＋＋；
｝
｝
以下は、図１２に示される方法によるパルス検出のために実装され得る、例示的コードである：
ｆｏｒ  （ｉｎｔ  ｉ  ＝  ０；  ｉ  ＜  ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ．ｌｅｎｇｔｈ；  ｉ＋＋）  ｛
ｉｆ  （ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｉ］  ＜  ＮＯＩＳＥ＿ＭＡＸ＿ＶＯＬＵＭＥ）  ｛      
ｃｏｎｔｉｎｕｅ；
｝
ｉｎｔ  ｊ  ＝  ０；
ｄｏｕｂｌｅ  ｍａｘ  ＝  ０；
ｆｏｒ  （ｊ  ＝  ｉ；  ｊ  ＜  ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ．ｌｅｎｇｔｈ；  ｊ＋＋）  ｛
ｉｆ  （ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｊ］  ＞  ｍａｘ）
ｍａｘ  ＝  ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｊ］；
ｉｆ  （ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｊ］  ＜  ＮＯＩＳＥ＿ＭＡＸ＿ＶＯＬＵＭＥ）  ｛
ｊ＋＋；
ｂｒｅａｋ；
｝
｝
ｉｎｔ  ｃｏｕｎｔ  ＝  ｊ−ｉ；
ｉｆ  （ｍａｘ  ＜  ＮＯＩＳＥ＿ＴＲＥＳＨＨＯＬＤ）  ｛
ｆｏｒ  （ｊ  ＝  ０；  ｊ  ＜  ｃｏｕｎｔ；  ｊ＋＋）  ｛
ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｉ  ＋  ｊ］  ＝  ０．０；
｝
｝  ｅｌｓｅ  ｛
ｄｏｕｂｌｅ  ｐｅａｋＴｒｅｓｈｏｌｄ  ＝  ０．１  ＊  ｍａｘ；
ｆｏｒ  （ｊ  ＝  ０；  ｊ  ＜  ｃｏｕｎｔ；  ｊ＋＋）  ｛
ｉｆ  （ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｉ  ＋  ｊ］  ＞＝  ｐｅａｋＴｒｅｓｈｏｌｄ）  ｛
ｐｅａｋｓ．ａｄｄ（ｉ  ＋  ｊ）；
ｓｏｕｎｄＶｏｌｕｍｅ［ｉ  ＋  ｊ］  ＝−１．０；
ｂｒｅａｋ；
｝
｝
｝
ｉ＋＝  ｃｏｕｎｔ−１；
｝
【００４８】
ステップ６１１において行われる初期パルス検出のプロセスは、音波パルスのタイムスタンプのリストを生成し得る。前のステップの一部として、リストは、ステップ６１３において行われるパルスダウン選択プロセスに従って、前のパルスに非常に近いか、またはそれらから非常に遠い音波パルスを排除することによって、フィルタに掛けられ得る。一実施形態では、パルスと先行パルスまたは続行パルスとの間の時間差が最小および最大値によって規定される範囲内ではない場合、パルスは、タイムスタンプのリストから排除され得る。したがって、パルスが所定の範囲内ではない場合、新しいパルスの代わりに、前のパルスの残響であると決定され得る。リスト内のパルスの時間差を決定するための例示的コードが、以下に示される：
ｉｆ  （ｐｅａｋｓ．ｓｉｚｅ（）  ＞  １）  ｛
Ｌｉｓｔ＜Ｉｎｔｅｇｅｒ＞  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ  ＝  ｎｅｗ  ＡｒｒａｙＬｉｓｔ  ＜Ｉｎｔｅｇｅｒ＞（）；
ｉｎｔ  ｉ，ｊ＝０；
ｆｏｒ  （ｉ  ＝  ０；  ｉ  ＜  ｐｅａｋｓ．ｓｉｚｅ（）；  ｉ＋＋）  ｛
ｆｏｒ  （ｊ＝ｉ；  ｊ＜ｐｅａｋｓ．ｓｉｚｅ（）；ｊ＋＋）      
｛
ｉｎｔ  ｄｉｆｆ  ＝  ｐｅａｋｓ．ｇｅｔ（ｊ）−ｐｅａｋｓ．ｇｅｔ（ｉ）；
ｉｆ  （ｄｉｆｆ  ＞＝  ｍｉｎＤｉｓｔ  ＆＆  ｄｉｆｆ  ＜＝  ｍａｘＤｉｓｔ）  ｛
ｉｎｔ  ｄｉｓｔＩｎＳａｍｐｌｅｓ  ＝  ｄｉｆｆ−ｍｉｄＤｉｓｔ；
ｄｏｕｂｌｅ  ｄｉｓｔ  ＝  ｄｉｓｔＩｎＳａｍｐｌｅｓ  ＊  （３４  ／  ４４．１）；
ｄｏｕｂｌｅ  ｔｉｍｅ  ＝  ｄｉｆｆ  ／  ４４．１；
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ．ａｄｄ（ｄｉｆｆ）；
ｂｒｅａｋ；
｝
｝
【００４９】
次いで、モバイルデバイスの相対的場所が、以下の式を使用して、ステップ６１５において音速を使用して計算され得る。
【数１−１】
2017505918.tif 000004
【００５０】
モバイルデバイスの相対的場所を計算するための実施形態の例示的コードが、以下に示される：
ｉｎｔ  ｄｉｓｔＩｎＳａｍｐｌｅｓ  ＝  ｄｉｆｆ−ｍｉｄＤｉｓｔ；
ｄｏｕｂｌｅ  ｄｉｓｔ  ＝  ｄｉｓｔＩｎＳａｍｐｌｅｓ  ＊  （３４  ／  ４４．１）；
ｄｏｕｂｌｅ  ｔｉｍｅ  ＝  ｄｉｆｆ  ／  ４４．１；
【００５１】
上記に示される値「３４」は、ｃｍ／ミリ秒単位の音速である。値「４４．１」は、４４．１ＫＨｚのサンプリング周波数における１ミリ秒内の音声サンプルの数である。加えて、時折、誤った計算された距離につながり得る多くの誤差の原因がある。統計的異常値を排除するために、現在の値および履歴値の有限セットに対して平均化され得る計算された距離に基づいて、距離フィルタリングがステップ６１７において適用され得る。移動平均プロセスは、より遅い検出速度（約１０秒）を犠牲にして精度を向上させ得る。以下の例示的コードは、移動平均フィルタリング計算の一実施形態を図示する：
ｉｆ  （！ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ．ｉｓＥｍｐｔｙ（））  ｛
ｉｎｔ  ｓｕｍＤｉｆｆ  ＝  ０；
ｆｏｒ  （ｉｎｔ  ｄｉｆｆ  ：  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ）  ｛
ｓｕｍＤｉｆｆ  ＋＝  ｄｉｆｆ；
｝
ｉｎｔ  ａｖｅｒａｇｅＤｉｆｆ  ＝  ｓｕｍＤｉｆｆ  ／  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ．ｓｉｚｅ（）；
【００５２】
最終的に、ステップ６１９において、モバイルデバイスが運転者のゾーン等の所定の検出ゾーンの中に位置するかどうかに関して決定が行われる。上記に示される実装に対して、モバイルデバイスは、相対的位置が０より大きいときに所定の検出ゾーンの中にあると見なされ得る。実施形態では、これは、相対的配置が車両キャビンの中間点の左側にある場合、モバイルデバイスが運転席の場所にあることを決定され得ることを意味する。相対的位置を決定するための実施形態の例示的コードが、以下に示される：
ｐｒｉｖａｔｅ  ｖｏｉｄ  ｃａｌｃｕｌａｔｅＤｅｖｉｃｅＤｉｓｔａｎｃｅ（）  ｛
ｉｎｔ  ｓｕｍ  ＝  ０；
ｆｏｒ  （Ｐｅａｋｓ  ｓｅｔＯｆＰｅａｋｓ  ：  ｓｅｔｓＯｆＰｅａｋｓ）  ｛
ｓｕｍ  ＋＝  ｓｅｔＯｆＰｅａｋｓ．ｇｅｔＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＩｎＳａｍｐｌｅｓ（）；
｝
ｉｎｔ  ａｖｅｒａｇｅ  ＝  ｓｕｍ  ／  ｓｅｔｓＯｆＰｅａｋｓ．ｓｉｚｅ（）；
ｉｎｔ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅＦｒｏｍＭｉｄｄｌｅ  ＝  ａｖｅｒａｇｅ−ｍｉｄＤｉｓｔ；
ｉｎｔ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅＩｎＳａｍｐｌｅｓ  ＝  Ｍａｔｈ．ａｂｓ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅＦｒｏｍＭｉｄｄｌｅ）；
ｄｏｕｂｌｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎＣｍ  ＝  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅＩｎＳａｍｐｌｅｓ  ＊  （３４  ／  ４４．１）；
ｉｆ  （ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅＦｒｏｍＭｉｄｄｌｅ  ＞  ０）  ｛
ｓｅｎｄＬｏｃｋＤｅｖｉｃｅＭｅｓｓａｇｅ（）；
｝  ｅｌｓｅ  ｛
ｓｅｎｄＵｎｌｏｃｋＤｅｖｉｃｅＭｅｓｓａｇｅ（）；
｝
｝
【００５３】
さらに、一実施形態によると、モバイルデバイスの通信チャネルが、ロックメッセージに対して監視され得る。一実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）メッセージが、モバイルデバイスに伝送され得る。一実施形態では、メッセージは、車両のキャビンの内側から送信され得、ロックメッセージが受信された場合、モバイルデバイスは、モバイルデバイスの機能を阻止するプロセスを開始し得る。これは、デバイスの画面をロックすることを含み得る。モバイルデバイスをロックするメッセージの一実施形態の例示的コードが、以下に示される：
ｉｆ  （ｍｅｓｓａｇｅ．ｅｑｕａｌｓ（“ｌｏｃｋ￥ｎ”））  ｛
ｉｆ  （！ｇｅｔＮｏＣｏｍｍＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（）．ｉｓＰａｕｓｅｄＳｏｕｎｄＰｌａｙｉｎｇ（））  ｛
ｓｅｎｄＬｏｃｋＤｅｖｉｃｅＭｅｓｓａｇｅ（）；
ｔｉｍｅｒ．ｃａｎｃｅｌ（）；
ｔｉｍｅｒ．ｓｔａｒｔ（）；
｝
【００５４】
一実施形態では、ロックメッセージは、モバイルデバイスが所定の検出ゾーン内にあると決定されている間、連続的に伝送され得る。加えて、一実施形態では、タイマが時間切れになると、ロックメッセージが再度受信されたかどうか決定が行われるように、モバイルデバイスに関連付けられるタイマが実装され得る。したがって、タイマが時間切れになり、ロックメッセージが再度受信されていない場合、これは、モバイルデバイスが所定の検出ゾーンから移動させられたという指示であり得る。次いで、モバイルデバイスの少なくとも１つの機能が回復され得る。
【００５５】
加えて、図６のステップ６０５に関して上記で議論される音声フィルタの種々の実施形態が、以下で説明される。実施形態では、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、および増幅器等のアナログ電子構成要素が、帯域通過フィルタを構築するために使用されることができる。無限インパルス応答（ＩＩＲ）および有限インパルス応答（ＦＩＲ）は、２つの一般的なタイプのデジタルフィルタである。特定の数学的方程式に依って、以下のフィルタは、所望の帯域通過性質を生じるために使用されることができる。
１）バターワース
２）チェビシェフ
３）ベッセル、または
４）楕円
【００５６】
以下を含む、種々の帯域通過フィルタの多くの好評な回路実装もある。
１）図１３に示されるようなサレンキーフィルタ
２）図１４に示されるような状態変数フィルタ
３）図１５に示されるような４次（双２次）フィルタ
４）図１６に示されるような多重フィードバック帯域通過フィルタ、および
５）図１７に示されるような二重増幅器帯域通過（ＤＡＰＢ）フィルタ
【００５７】
さらに、音声フィルタの実施形態は、マイクロプロセッサフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を使用して実装され得る。
【００５８】
加えて、上記で議論される音量抽出の実施形態が以下で説明される。振幅変調（ＡＭ）無線受信機によって使用される復調プロセスが、超音波パルスから音量を抽出するために使用され得る。したがって、ＡＭ無線復調器の種々のアナログ実装が、１９ＫＨｚ超音波搬送周波数から音量情報を抽出するために使用され得る。以下は、ＡＭ復調技法のリストである。
１）整流器および低域通過フィルタから成る包絡線検出器
２）水晶復調器
３）プロダクト検出器
【００５９】
加えて、ヒルベルト変換が、音量抽出に使用され得る。さらに、専用特定用途向け集積回路またはＡＳＩＣ半導体チップが、音声信号から音量レベルを検出するために使用され得る。一実施例は、ＴＨＡＴ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＨＡＴ  ２２５２  ＲＭＳレベル検出器チップである。
【００６０】
さらに、上記で議論されるようなパルス検出の実施形態が、以下で説明される。パルス検出は、種々の学術分野にわたって研究される問題であると考えられ得る。操作は、雑音からピング（ｐｉｎｇ）と称される真の信号を分離することであり得る。雑音からピングを分離するパルス検出機能の一実施形態は、音量情報が背景雑音の固定倍数を超える場合である。本開示によるパルス検出の別の実施形態は、累積合計（ＣＵＳＵＭ）チャートを使用することを伴う。ＣＵＳＵＭは、連続進化プロセスにおける自然変動から有意な偏差を判別するために使用され得る。加えて、Ｏｔｓｕ閾値が、雑音（背景）からピング（前景）を識別するように適用され得る。アルゴリズムは、音響信号がピング（前景）および雑音（背景）から成る二峰性ヒストグラムに従うと仮定する。各群内の分散を最小限にしながら、各タイムスライスを２つの群（ピングおよび雑音）に分割することによって、ピングは、様々な雑音レベルでさえも確実に識別され得る。
【００６１】
加えて、図６に示される方法のステップ６から９は、全体的または部分的に、時間遅延相互相関技法または位相相関を使用して置換され得る。各マイクロホンにおいて受信される音響信号の相対的遅延または位相シフトは、位相相関を使用して計算されることができる。マイクロホンの位相シフトが決定されると、音響源の相対的配置が決定されることができる。
【００６２】
以下の式は、２つのマイクロホンｓ１およびｓ２からの音響データの間の位相相関の計算を例証する。
１）両方の時系列音響信号ｓ１、ｓ２のフーリエ変換を計算する
２）第２のフーリエ変換された信号Ｓ２の複素共役を計算し、次いで、それをＳ１と乗算し、相互パワースペクトルＲを計算する
３）逆フーリエ変換をＲに適用する
４）位相シフトがフーリエシフト定理（Ｆｏｕｒｉｅｒ−ｓｈｉｆｔ  ｔｈｅｏｒｅｍ）によりｒのピークとして計算される
【００６３】
位相シフトが決定されると、相対的場所が、位相シフトを音速で乗算することによって計算されることができる。
【００６４】
図１８に示されるように、受動検出と称され得る、本開示の理論の一実施形態では、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するためのシステム１８００は、複数の伝送機１８０５であって、複数の伝送機１８０５の各々は、音響信号を伝送するように構成されている複数の伝送機と、複数の伝送機１８０５によって伝送される各音響信号を受信するように構成されるモバイルデバイス１８０３と、複数の伝送機１８０５によって伝送され、モバイルデバイス１８０３によって受信される音響信号に基づいて、モバイルデバイス１８０３の場所を決定するように、およびモバイルデバイス１８０３の場所が所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定するように構成されている、プロセッサ１８１３とを備えている。プロセッサ１８１３はまた、モバイルデバイス１８０３の場所が所定の検出ゾーンに合致することを決定すると、モバイルデバイス１８０３にモバイルデバイス１８０３の少なくとも１つの機能を阻止させるように構成され得る。
【００６５】
実施形態では、システム１８００は、モバイルデバイス１８０３の検出のために、およびモバイルデバイス１８０３が車両の運転者側の場所にあるかどうかを決定するために、音響信号の到達時間（ＴＯＡ）を使用し得る。音響信号は、超音波パルスであり得る少なくとも１つの音波パルスを備え得る。一実施形態では、少なくとも１つの超音波パルスは、１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲において伝送される。別の実施形態では、少なくとも１つの超音波パルスは、１８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲において伝送される。さらなる実施形態では、少なくとも１つの超音波パルスは、１９ｋＨｚにおいて伝送される。狭帯域幅１９ＫＨｚ音響パルスまたはビープ音を使用することにより、積極的なデジタルフィルタリングが背景雑音を減衰させることを可能にし得る。さらに、より広い帯域幅が、周波数の範囲に向けられたより多くの雑音を通過帯域内に含み得るため、狭帯域幅１９ＫＨｚ音響パルスまたはビープ音は、そのような周波数の範囲にわたる位置特定感度を向上させ得る。加えて、狭帯域幅１９ＫＨｚ音響パルスまたはビープ音を使用することにより、より低い音量における伝送を可能にし得る。
【００６６】
実施形態では、超音波パルスは、モバイルデバイス１８０３から無線チャネルを通して、回路１８０７を介して音響伝送機１８０５に伝送され得る。音響伝送機１８０５および回路１８０７は、マルチチャネルサラウンド音響システムを伴う車両のオーディオシステムとして実装され得る。信号は、モバイルデバイス１８０３のアンテナ８１１を介して伝送され得る。アンテナ１８１１は、モバイルデバイス１８０３の一次通信方式の構成要素、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等のモバイルデバイス１８０３の二次通信方式の構成要素であり得る。そのような実施例では、専用スピーカの設置は、必要でないこともある。
【００６７】
システム１８００はまた、モバイルデバイス１８０３の少なくとも１つの機能を阻止するように構成され得る回路１８０１を備え得る。プロセッサ１８１３は、モバイルデバイスの回路１８０１と通信し得る。図１８の実施形態に示されるように、回路１８０１は、モバイルデバイス１８０３内に位置し得るか、もしくは制御および／またはコマンド信号が回路１８０１とモバイルデバイス１８０３との間で交換されることができるように、モバイルデバイス１８０３に通信可能に連結され得る。同様に、図１８の実施形態に示されるように、プロセッサ１８１３は、モバイルデバイス１８０３内に位置し得るか、または情報がプロセッサ１８１３とモバイルデバイス１８０３との間で交換されることができるように、モバイルデバイス１８０３に通信可能に連結され得る。
【００６８】
さらに、実施形態では、回路１８０１は、モバイルデバイス１８０３に関連付けられる制御モジュールを備え得、制御モジュール１８０３は、実行命令を記憶している非一過性のメモリに連結されており、制御モジュール１８０３は、メモリに記憶された命令を実行するように動作可能である。制御モジュール１８０１は、プロセッサ１８１３からコマンド信号を受信し、コマンド信号の受信時、モバイルデバイス１８０３の少なくとも１つの機能を阻止するように動作可能であり得る。図１８に示されるように、一実施形態では、制御モジュール１８０１は、モバイルデバイス１８０３内に位置し得る。別の実施形態では、制御モジュール１８０１は、無線通信ネットワーク等の通信ネットワークを通してモバイルデバイスと通信し得る。制御モジュール１８０１は、モバイルデバイス１８０３の場所が所定の検出ゾーンに合致することをプロセッサ１８１３が決定すると、モバイルデバイス１８０３の少なくとも１つの機能を阻止するように構成され得る。制御モジュール１８０１はまた、モバイルデバイス１８０３の場所が所定の検出ゾーンに合致することをプロセッサ１８１３が決定すると、モバイルデバイス１８０３の少なくとも１つの機能をハンズフリー代替システムに変更するように構成され得る。
【００６９】
受動検出の実施形態中に、各スピーカ１８０５は、高周波数音声信号の短いパルスを備えている音響信号を発するように構成され得る。モバイルデバイス１８０３は、モバイルデバイス１８０３のマイクロホン等の音響受信機１８０９を介して、音響信号を捕捉するように構成され得る。プロセッサ１８１３は、音響信号の飛行時間を計算し、飛行時間に基づいて、所定の検出ゾーンに関連してモバイルデバイス１８０３の場所を決定するように構成され得る。
【００７０】
モバイルデバイス１８０３が所定の検出ゾーン内にあるかどうかに関して、決定がプロセッサ１８１３によって行われると、プロセッサ１８１３は、モバイルデバイス１８０３の機能を阻止するために信号がモバイルデバイス１８０３に送信されるようにし得る。信号は、モバイルデバイス１８０３のアンテナ１８１１を介して受信され得る。適切な信号が受信されると、モバイルデバイス１８０３の動作は、１つ以上の方法で制御され得る。例えば、一実施形態では、モバイルデバイス１８０３は、モバイルデバイス１８０３の少なくとも１つの機能の動作を無効にするか、または阻止する制御モジュール１８０１に関連付けられる。したがって、モバイルデバイス１８０３は、動作不可能または限定容量の状態のみで動作可能のいずれかにされる。したがって、制御モジュール１８０１は、モバイルデバイス１８０３上で呼び出しを送信または受信する能力を完全に妨害するか、もしくはモバイルデバイス１８０３使用を望ましくなくするように、モバイルデバイス１８０３の機能に十分に干渉するかのいずれかを行うことが可能であり得る。実施形態では、制御モジュール１８０１は、モバイルデバイスのある構成要素の動作または機能を無効にし得る。例えば、モバイルデバイス１８０１のキーボード部分は、ユーザがモバイルデバイスのテキストメッセージング機能またはＥメール機能を使用することを防止するように無効にされ得る。別の実施形態では、制御モジュール１８０１は、モバイルデバイス１８０３の動作をハンズフリー動作に移行させ得る。別の実施形態では、発信通信機能が阻止され得るが、着信通信機能は阻止されないこともある。別の実施形態では、モバイルデバイス１８０３の機能が阻止される期間中、自動返信が開始され得る。
【００７１】
実施形態では、プロセッサ１８１３は、実行命令を記憶する非一過性のメモリに連結され得、プロセッサ１８１３は、命令を実行するように動作可能であり得る。プロセッサ１８１３は、各電気信号が音響受信機１８０９によって受信される各音響信号に基づく、モバイルデバイス１８０３の音響受信機１８０９から電気信号を受信し、音響受信機１８０９による音響信号の受信の時間に基づいて、モバイルデバイス１８０３の場所を決定し、モバイルデバイス１８０３の場所が所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定する命令を実行するように動作可能であり得る。一実施形態では、プロセッサ１８１３は、モバイルデバイス１８０３から複数の音響伝送機１８０５の各々までの距離に基づいて、モバイルデバイス１８０３の場所を決定するように動作可能である。さらに、プロセッサ１８１３は、音響信号の複数の音響伝送機１８０５の各々からの伝送の時間差に基づいて、複数の音響伝送機１８０５の各々までのモバイルデバイス１８０３の距離を決定するように動作可能であり得る。一実施形態では、プロセッサ１８１３は、モバイルアプリケーションプロセッサである。さらに、一実施形態では、プロセッサ１８１３は、モバイルデバイス内に位置し得、別の実施形態では、プロセッサ１８１３は、モバイルデバイス１８０３から独立し、モバイルデバイス１８０３に通信可能に連結され得る。さらに、実施形態では、プロセッサ１８１３の構成要素または機能は、モバイルデバイス１８０３の一部であり得るか、またはモバイルデバイス１８０３によって果たされ得る。したがって、モバイルデバイスは、モバイルデバイス１８０３の音響受信機１８０９における各音響信号の受信の時間に関する情報を提供するプロセッサ１８１３から通信信号を受信し得る。
【００７２】
複数の伝送機１８０５は、車両のキャビンの内側に位置する、スピーカ等の複数の音響伝送機であり得る。スピーカ１８０５の場所の一実施形態が、図１９に示されている。スピーカ１８０５は、専用であり、車両が製造されるときに車両と統合され得、またはスピーカは、車両に追加され得る。一実施形態では、スピーカ１８０５は、高周波数音声伝送のために最適化された専用スピーカであり得る。一実施形態では、スピーカ１８０５は、Ｔｗｅｅｔｅｒ等の高い可聴周波数を生成するように設計されている特殊なタイプのラウドスピーカ（通常はドームまたはホーン型）であり得る。さらに、システム１８００は、２つ以上のスピーカ１８０５を採用し得る。一実施形態では、３つ以上のスピーカが、超音波パルスまたはピングを提供するように実装され得る。
【００７３】
加えて、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法は、複数の音響伝送機、例えば、複数のスピーカ１８０５を通して伝送される、一連の音響パルスを伝送することを含む。各パルスは、１９ＫＨｚにおいて伝送され得、かつ事前定義された量の時間遅延によって別のパルスから分離され得る。モバイルデバイス１８０３の音響受信機において受信される音は、録音され得る。各スピーカからの音響信号は、識別され、各パルス間の時間差が、分析される。パルス間の時間差に基づいて、相対距離が各スピーカまで計算され、モバイルデバイスが運転者ゾーンの中にあるかどうかに関して決定が行われる。
【００７４】
受動検出の実施形態の追加の説明が提供される。実施形態では、モバイルデバイスの音響受信機によって受信される音響信号は、電気信号に変換され、電気信号は、音響信号の音響パラメータに関する情報を備えている。実施形態では、処理が、モバイルデバイスの場所を決定するために電気信号に行われる。実施形態では、本開示のシステムおよび方法は、必要な信号処理の特定の機能を果たす、図６に関して説明されるような音声プレーヤ、録音機、および／または音声フィルタを備え得る。実施形態では、受動検出について説明される信号処理構成要素および機能は、図６−１７および関連説明に関して上記で説明される能動検出の実施形態における同一または類似様式で実装され得る。さらに、説明される信号処理構成要素および機能は、モバイルデバイス内に位置するプロセッサデバイスによって、またはモバイルデバイスと通信しているプロセッサデバイスによって、実装され得る。
【００７５】
加えて、能動検出と同様に、受動検出では、モバイルデバイスの相対的場所は、音速を使用して計算されることができる。以下は、計算プロセスの一実施形態を例証する。図２０の実施例では、２つのスピーカ、すなわち、左スピーカ２００１および右スピーカ２００３が示されている。時間ｔ０＝０において、左スピーカ２００１がパルスを発する。時間ｔ０＋ｔｐｕｌｓｅ＋ｔｓｉｌｅｎｃｅ＝２００ミリ秒において、右スピーカ２００３がパルスを発する。ｔｓｉｌｅｎｃｅは、１９０ミリ秒に等しく設定される。
【００７６】
２つのスピーカ２００１、２００３の間の中間点は、各スピーカからｍの距離である。モバイルデバイスは、左右のスピーカ２００１、２００３の間の中心点の右側にｄの距離であると計算される。音速は、ｖである。右スピーカ２００３までのモバイルデバイスの距離は、（ｍ−ｄ）である。左スピーカ２００１までのモバイルデバイスの距離は、（ｍ＋ｄ）である。
【００７７】
左スピーカからの第１のパルスに対して、
ｔ＝０＋（ｍ＋ｄ）／ｖにおいて最初に検出される（第１のパルスの立ち上がりエッジ）
ｔ＝ｔｐｕｌｓｅ＋（ｍ＋ｄ）／ｖにおいて最後に検出される（第１のパルスの立ち下がりエッジ）
＝１０＋（ｍ＋ｄ）／ｖ
となるであろう。
右スピーカからの第２のパルスに対して、
ｔ＝０＋ｔｐｕｌｓｅ＋ｔｓｉｌｅｎｃｅ＋（ｍ−ｄ）／ｖにおいて最初に検出される（第２のパルスの立ち上がりエッジ）
＝０＋１０＋１９０＋（ｍ−ｄ）／ｖ＝２００＋（ｍ−ｄ）／ｖ
ｔ＝０＋ｔｐｕｌｓｅ＋ｔｓｉｌｅｎｃｅ＋ｔｐｕｌｓｅ＋（ｍ＋ｄ）／ｖにおいて最後に検出される（第２のパルスの立ち下がりエッジ）
＝２１０＋（ｍ−ｄ）／ｖ
となるであろう。
具体的には、第１のパルスの立ち下がりエッジから第２のパルスの立ち上がりエッジまでの２つのパルスの間の無音が測定される：
Ｔｓｉｌｅｎｃｅ  ＝第２のパルスの立ち下がりエッジ−第１のパルスの立ち上がりエッジ
＝２００＋（ｍ−ｄ）／ｖ−（１０＋（ｍ＋ｄ）／ｖ）
Ｔｓｉｌｅｎｃｅ  ＝１９０−２ｄ／ｖ
Ｔｓｉｌｅｎｃｅ−１９０＝−２ｄ／ｖ
−０．５＊（Ｔｓｉｌｅｎｃｅ−１９０）＊ｖ＝ｄ
【００７８】
したがって、中心点からの相対距離ｄは、２つのパルスの間の無音期間におけるわずかなシフトを見出すことによって計算されることができる。
【数２】
2017505918.tif 000005
上記の実施例では、相対的配置は、−１４ｃｍ、すなわち２つのスピーカ２００１、２００３の間の中間点の右に１４ｃｍである。
【００７９】
加えて、所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法は、複数の伝送機の各々によって、音響信号をモバイルデバイスに伝送することと、モバイルデバイスによって、複数の伝送機によって伝送される各音響信号を受信することと、プロセッサによって、複数の伝送機によって伝送され、モバイルデバイスによって受信される通信信号に基づいて、モバイルデバイスの場所を決定することと、モバイルデバイスの場所が所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと、モバイルデバイスの場所が所定の検出ゾーンに合致することを決定すると、モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止することとを含む。音響信号の各々は、１９ｋＨｚにおける少なくとも１つの超音波パルスを備えている。
【００８０】
さらに、モバイルデバイスの場所を決定することは、モバイルデバイスから複数の受信機の各々までの距離に基づいて、モバイルデバイスの場所を決定することを含み得、複数の受信機の各々までのモバイルデバイスの距離は、モバイルデバイスから伝送される音響信号の複数の受信機の各々における受信の時間差に基づいて決定され得る。加えて、モバイルデバイスの場所を決定することは、三角測量に基づいてモバイルデバイスの場所を決定することを含む。
【００８１】
加えて、音響信号は、音響伝送機の各々が音響信号に含有される情報に基づいて識別されることを可能にする追加の場所または識別情報とともに、複数の音響伝送機によって伝送され得る。一実施形態では、情報は、伝送された音響信号を変調し、次いで、受信された信号を伝送された音響信号と相関させることによって、パルス圧縮を使用して符号化される。変調された音響信号は、信号処理が上記で説明されるプロセスと同一または同様に達成されるように、あるパラメータに従って伝送され得る。
【００８２】
カスタム電子ハードウェアデバイスが、システムの実行可能性を実証するように構築された。ハードウェアデバイスは、Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ  ＰｏｗｅｒＰＣマイクロプロセッサ、Ｘｉｌｉｎｘ  Ｓｐａｒｔａ−６  ＦＰＧＡ、およびカスタムブレイクアウト基板を含む電子メインボードと、超音波マイクロホンおよびスピーカをホストする３つの変換器基板とから成る。図２１は、カスタム電子ハードウェアデバイスの構成要素の説明図である。
【００８３】
メイン基板は、以下の構成要素を含んだ。
１）４００ＭＨｚ  Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ  ＰｏｗｅｒＰＣマイクロプロセッサ
２）Ｘｉｌｉｎｘ  Ｓｐａｒｔａｎ−６  ＬＸ４５  ＦＰＧＡ
ａ．４３，５７６個のフリップフロップ
ｂ．２７，２８８個のＬＵＴ
ｃ．５８個のＤＳＰ４８
ｄ．２，０８８キロビットＳＲＡＭ
ｅ．５個のＤＭＡチャネル
３）ＲＳ−２３２  ＤＴＥシリアルポート
ａ．２３０，４００ｂｐｓ
ｂ．５、６、７、８データビット
ｃ．１、２停止ビット
ｄ．Ｏｄｄ、Ｅｖｅｎ、Ｍａ、Ｓｐａｃｅ、またはパリティなし
ｅ．ＲＴＳ／ＣＴＳ、ＸＯＮ／ＸＯＦＦ、ＤＴＲ／ＤＳＴ、または流量制御なし
４）Ｒｏｖｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ／Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  ＲＮ４２ＳＭ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール
５）９６個のデジタル入力／出力
ａ．チャネルにつき３ｍＡの最大電流
ｂ．全てのチャネルにわたる２８８ｍＡの全電流
ｃ．ＶＩＬ＝最小０Ｖ、最大０．８Ｖ
ｄ．ＶＩＨ＝最小２．０Ｖ、最大３．４６５Ｖ
ｅ．ＶＯＨ＝最小２．４Ｖ、最大３．４６５Ｖ
ｆ．ＶＯＬ＝最小０．０Ｖ、最大０．４Ｖ
６）１６個のＳＥまたは８個のＤＩＦＦアナログ入力
ａ．１６ビットＡＤＣ分解能
ｂ．２００ｋＳ／秒の最大総サンプリングレート
ｃ．＋−１０Ｖ、＋−５Ｖ、＋−２Ｖ、＋−１Ｖ入力電圧範囲
ｄ．入力インピーダンス＝１ＧΩ
ｅ．２５℃において０．０４２％誤差、−４０〜８５℃において最大０．３８％誤差
７）４つのアナログ出力
ａ．１２ビットＤＡＣ分解能
ｂ．３３６ｋＳ／秒の最大更新速度
ｃ．０〜５Ｖ範囲
ｄ．１３Ω出力インピーダンス
ｅ．１ｍＡ駆動電流
【００８４】
図２２は、Ｕｌｔｉ基板ＣＡＤソフトウェアにおけるカスタムブレイクアウト基板の基板設計のスクリーンキャプチャである。さらに、カスタム電子ハードウェアデバイスには、電気ケーブルを介して各電子メイン基板に接続された３つの変換器ボードがあった。図２３は、実装による、変換器基板の３Ｄプレビューであり、図２４は、実装による、変換器基板の回路基板レイアウトである。実証では、変換器基板は、車両キャビンの内側の３つの別個の場所に設置された。変換器基板＃１は、運転席の前または左に設置され、変換器基板＃２は、運転席の前または右に設置され、変換器基板＃３は、運転席の後ろで左側に設置された。
【００８５】
図２５は、能動検出を使用し、図６に関して議論される方法に類似した、実装の高レベル説明図である。録音機の実施形態が、Ｓｐａｒｔａｎ−６  ＬＸ４５  ＦＰＧＡにおいて実装された。図２６は、ＬａｂＶｉｅｗ  ＦＰＧＡ設計言語を使用する例示的実装を示す。図２６に示される実施例は、３つだけのマイクロホンが運転者ゾーンの位置の特定のために必要とされ得る場合に４つのマイクロホンからの音声信号の取得を図示することに留意されたい。議論されるように、実施形態では、４つより多くのマイクロホンも使用され得る。追加のマイクロホンは、場所検出アルゴリズムにおいて冗長性を提供し得る。例えば、１つのマイクロホンが故障した場合、本システムは、残りのマイクロホンを使用して、依然として場所を正しく検出することができる。
【００８６】
図２５に示され、実装において提供された実施形態の主要な特性は、以下であった。
１）取得速度は、４４．１ＫＨｚ、または４０ＭＨｚ  ＦＰＧＡクロック上で９０７サイクル毎であった。ナイキスト・シャノンサンプリング定理によると、最大２２ＫＨｚの周波数を伴う音声は、４４ＫＨｚサンプリング周波数で分解されることができる。実際には、音声の検出は、約２０ＫＨｚの上限を有し得る、マイクロホンの感度によって制限される。
２）４つのマイクロホンからのデータが、固定点精度数として並行して読み取られた。
３）次いで、読み取られたデータが単一のストリームにインターリーブされた。
【００８７】
音声フィルタは、他の周波数からの音声信号を低減させながら１９ＫＨｚ音声信号を保つようにＦＰＧＡにおいて実装された。図２７および２８は、実装の音声フィルタの雑音低減挙動を図示する。図２９は、Ｘｉｌｉｎｘ  ＬＸ４５  ＦＰＧＡにおける音声フィルタの実装を図示する。実装は、最大雑音低減のために一連のＦＩＲ帯域通過フィルタおよびＩＩＲピークフィルタを含んだ。図３０、３１、３２、および３３は、それぞれ、ＬａｂＶｉｅｗ  ＦＰＧＡにおけるフィルタ実装、ＦＩＲ帯域通過フィルタの規模ボード線図、ＦＩＲ帯域通過フィルタのステップ応答、およびＩＩＲフィルタのステップ応答を示す。
【００８８】
記述されるように、マイクロホンは、０軸の周囲の振動として音波を記録するように構成されることができる。０以上の音量値が、効率的な分析の目的で録音から抽出された。図３４および３５は、実装で使用される音量抽出プロセスを図示する。図３４は、２つのパルスを含む入力録音である。図３４に示されるように、録音は、音波の振動性質により、正および負の値を有する。図３５は、図３４に示される２つのパルスの抽出された音量データを図示する。
【００８９】
音量抽出がＦＰＧＡにおいて行われ、以下のステップが実装された。
１）マイクロホンデータに対して絶対値演算を行うこと
２）絶対値に対して７要素移動平均演算を行うこと
３）結果を保存し、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）チャネルを介してそれをプロセッサに渡すこと
【００９０】
種々の干渉、フィルタリングアーチファクト、電子雑音、および変換器の歪みの存在により、背景雑音が定量化され、音量データから除去された。背景雑音を計算するために、録音における無音期間が決定され、次いで、無音期間中の音量の平均が計算された。図３６は、背景雑音消去を例証する、ＬａｂＶｉｅｗ実装である。
【００９１】
背景雑音は、音量アレイの中の最初の５０００個の要素から計算された。５０００個の要素は、最初の無音に対応し、これは、現在、ハードコードされた値であり、構成可能パラメータに変更されることができる。次いで、計算された背景雑音は、図３７および３８で図示されるように、音量データから除去された。図３７は、図３４に示される２つのパルスの雑音除去に先立った音量データの説明図である。
【００９２】
図３９は、雑音除去のＬａｂＶｉｅｗ実装であり、以下は、Ｃ＋＋実装である。
ｉｎｔ  ＮＯＩＳＥ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＝１０；    ／／  ｓｅｔ  ｎｏｉｓｅ  ｆｉｌｔｅｒ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ
ｄｏｕｂｌｅ  ｓｏｕｎｄ＿ｖｏｌｕｍｅ［］；    ／／  ｉｎｐｕｔ，  ｅｘｔｒａｃｔｅｄ  ｓｏｕｎｄ  ｖｏｌｕｍｅ
ｄｏｕｂｌｅ  ｂｋｇ＿ｍｅａｎ；      ／／  ｉｎｐｕｔ，  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ  ａｖｅｒａｇｅ  ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ  ｆｒｏｍ  ｓｔｅｐ  ４．
ｄｏｕｂｌｅ  ｎｏｉｓｅ＿ｆｒｅｅ＿ｖｏｌｕｍｅ［］；    ／／  ｏｕｔｐｕｔ，  ｓｏｕｎｄ  ｖｏｌｕｍｅ  ｗｉｔｈ  ｎｏｉｓｅ  ｒｅｍｏｖｅｄ
ｄｏｕｂｌｅ  ｎｏｉｓｅ＿ｇａｔｅ＝ｂｋｇ＿ｍｅａｎ＊ＮＯＩＳＥ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ；
ｆｏｒ  （ｉｎｔ  ｉ＝０；  ｉ＜  ｓｉｚｅｏｆ（ｓｏｕｎｄ＿ｖｏｌｕｍｅ）；  ｉ＋＋）｛    
ｉｆ  （ｓｏｕｎｄ＿ｖｏｌｕｍｅ［ｉ］＜ｎｏｉｓｅ＿ｇａｔｅ）｛  
ｎｏｉｓｅ＿ｆｒｅｅ＿ｖｏｌｕｍｅ［ｉ］＝０；    
ｅｌｓｅ  ｛
ｎｏｉｓｅ＿ｆｒｅｅ＿ｖｏｌｕｍｅ［ｉ］＝ｓｏｕｎｄ＿ｖｏｌｕｍｅ［ｉ］；
｝
）
【００９３】
パルスは、背景雑音より有意に高いエネルギーレベルを伴う音声として定義され、したがって、ピングの潜在的候補である。パルス検出は、音波パルスの開始時間を識別した。パルス検出のための方法は、図１２に示されるアルゴリズムを用いた固定閾値技法である。加えて、図４０は、パルス検出アルゴリズムのＬａｂＶｉｅｗ実装である。
【００９４】
音波パルスのタイムスタンプのリストが生成され、リストは、パルスダウン選択を使用して、前のパルスに非常に近い音波パルスを排除することによって、さらにフィルタに掛けられた。具体的には、パルスとそれに先行するものとの間の時間差が４．５ミリ秒未満または約２０００個未満のサンプルであった場合には、新しいパルスの代わりに前のパルスの残響である可能性が高いため、そのパルスはリストから排除された。図４１は、使用されるパルスダウン選択のＬａｂＶｉｅｗ実装である。
【００９５】
前のステップは、シグネチャ超音波ピングの潜在的候補であったパルスのタイムスタンプのリストを提供した。リストからパルスを正しく識別するために、２つのピングの間の無音間隔が約１９０ミリ秒であるべきという既知の事実が使用された。それらの間の時間間隔が１９０ミリ秒に最も近いように、最適化ベースの検索が、一対のタイムスタンプを選ぶためにリストに対して行われた。
【００９６】
表１は、使用されたピング検索の動作を例証する。パルスのタイムスタンプの最初のリストは、４つの値を含む。検索後、４２５．３２８８ミリ秒および６１４．５３５１ミリ秒が、それぞれ、第１および第２のピングの開始時間として識別された。２つのピングの間の時間差は、１９０ミリ秒の期待値に非常に近い、１８９．２０６６ミリ秒である。
【表１】
2017505918.tif 000006
図４２は、ピング検索アルゴリズムのＬａｂＶｉｅｗ実装であり、以下は、使用される例示的コードである。
ｄｏｕｂｌｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ＿ｆｒｏｍ＿ｔａｒｇｅｔ＝０；
／／  ｔｈｉｓ  ｃａｌｃｕｌａｔｅ  ｔｈｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ａｎｙ  ｔｗｏ  ｖａｌｕｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ａｒｒａｙ  ｆｉｌｔｅｒｅｄ＿ｃｒｏｓｓ  ｓｕｃｈ  ｔｈａｔ  ｔｈｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｉｓ  ｃｌｏｓｅｔ  ｔｏ  ｔａｒｇｅｔ＿ｉｎｔｅｒｖａｌ＿ｓａｍｐｌｅ
ｆｏｒ  （ｉ＝０；ｉ＜ｓｉｚｅｏｆ（ｆｉｌｔｅｒｅｄ＿ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ＿ｐｏｉｎｔｓ）；ｉ＋＋＝｛
ｆｏｒ  （ｊ＝０；ｊ＜ｓｉｚｅｏｆ（ｆｉｌｔｅｒｅｄ＿ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ＿ｐｏｉｎｔｓ）；ｊ＋＋｛
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ＿ｆｒｏｍ＿ｔａｒｇｅｔ＝ａｂｓ（（ｆｉｌｅｔｅｒｅｄ＿ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ＿ｐｏｉｎｔｓ［ｊ］−ｆｉｌｔｅｒｅｄ＿ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ＿ｐｏｉｎｔｓ［ｉ］）＊４４．１−ｔａｒｇｅｔ＿ｉｎｔｅｒｖａｌ）；
ｉｆ  （  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ＿ｆｒｏｍ＿ｔａｒｇｅｔ＜ｆｏｕｎｄ＿ｉｎｔｅｒｖａｌ＝｛
ｆｏｕｎｄ＿ｉｎｔｅｒｖａｌ＝  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ＿ｆｒｏｍ＿ｔａｒｇｅｔ；
｝
）
｝
【００９７】
マイクロホンの相対的配置は、音響ビープ音が異なるマイクロホンに到達するときのわずかな時間シフトを検討することによって、音速を使用して計算された。以下の実施例は、それぞれ、左および右側に配置された２つのマイクロホンに基づいて、どのようにして相対的位置を決定するかを説明する。
【００９８】
第１に、パルスが以下に従って検出される。
【数２−１】
2017505918.tif 000007
【００９９】
次いで、検出タイムスタンプの間の平均時間差が計算される。加えて、平均化プロセスは、結果の中の雑音の量を低減させることに役立ち得る。
【数３】
2017505918.tif 000008
【０１００】
相対距離は、２つのマイクロホンの中心からの変位として定義される。スピーカが中心の左側のｄであり、音速がｖである場合、右スピーカがパルスをｄ／ｖで検出するであろが、左スピーカは、パルスをｄ／ｖより早くを検出するであろうため、合計時間差は、ｔ＝２ｄ／ｖであろう。したがって、差ｄは、ｄ＝０．５＊ｔ＊ｖによって求められる。
【数４】
2017505918.tif 000009
【０１０１】
相対距離の符号は、ビープ音源が中心の左側にあるか、右側にあるかを示す。符号が正である場合、それは、左からの検出タイムスタンプが右からの検出タイムスタンプより大きいことを意味する。これは、パルスが左マイクロホンに到達するためにより長くかかり、したがって、電話が右側にあることを示す。符号が負である場合、同一の論理によって、電話は左側にある。
【０１０２】
上記の実施例は、左と右を区別する１次元距離計算を図示する。車両の左前における運転者ゾーンを決定するために必要な２次元位置特定（左／右、前／後）を達成するために、距離の２つのセットが計算される。ｘ距離は、車両キャビンの中央から左または右を示し、左および右マイクロホンの間の相対的時間シフトから計算される、相対距離である。ｙ距離は、運転者の前または後を示し、前および後マイクロホンの間の相対的時間シフトから計算される、相対距離である。ｘおよびｙ相対距離に基づいて、左／右および前／後の場所が決定されることができる。
【０１０３】
上記に示される実装では、相対的配置は、２つのマイクロホンの間の中間点の右側の−２７ｃｍまたは２７ｃｍであった。
【０１０４】
雑音および他の不要な機構による距離計算の変動を除去するために、４要素移動平均フィルタを行うことによって、距離値がフィルタに掛けられた。実験的測定に基づいて、モバイルデバイスが運転者ゾーンの中にあるかどうかを決定する以下の基準が実装された。
１）Ｘ距離＜−１５：モバイルデバイスが少なくとも１５ｃｍだけ車両キャビンの中間点の左側にある。
２）Ｙ距離＜０：モバイルデバイスが空間の前半分の中にある。
【０１０５】
モバイルデバイスが運転者ゾーンの中にあると決定された場合において、ハードウェアは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線接続を通して「ｌｏｃｋ＼ｎ」メッセージを送信するように構成された。
【０１０６】
さらに、超音波場所検出アプローチの実行可能性を実証するために、左右の相対的位置を検出するように２つのスピーカおよびマイクロホンを使用した、実証ソフトウェアが構築された。実証ソフトウェアは、２つの試験において左右の相対的位置を正しく識別することに成功した。第１の試験が、静かな室内で行われた一方で、第２の試験は、エンジンがオンにされた車両キャビンの中で行われた。図４３は、実証ソフトウェアの試験中に使用されたスピーカおよびマイクロホンの設定の説明図である。加えて、図４４は、マイクロホンが右スピーカにより近く、相対距離が右側の約３７ｃｍであることを正しく検出した、実証ソフトウェアのスクリーンショットである。
【０１０７】
実証ソフトウェアの第１の部分は、ステレオスピーカ上の超音波パルスの再生であった。超音波パルスのセットまたはピングは、表２で要約される音声情報を含む。
【表２】
2017505918.tif 000010
ピング再生の図解が、図４５に示されている。
【０１０８】
２つのスピーカの間の正確な中間点に配置されたマイクロホンに対して、左右のパルスの間の無音間隔は、１９０ミリ秒であろう。マイクロホンの場所が中間点から外れた場合、外れの距離は、パルス間の無音間隔の測定された長さから計算されることができる。
【数５】
2017505918.tif 000011
【０１０９】
実証ソフトウェアの第２の部分は、超音波ピングを記録して分析する、受信機部分であった。ソフトウェアの受信機部分は、表３によって要約される１０個の処理ステップから成った。
【表３】
2017505918.tif 000012
【０１１０】
録音は、スピーカ上のピング再生の開始と同期化された。録音は、サウンドカード信号処理がオフにされた状態で４４ＫＨｚのサンプリングレートにおいて行われた。ナイキスト・シャノンサンプリング定理によると、最大２２ＫＨｚの周波数を伴う音声は、４４ＫＨｚサンプリング周波数で分解されることができる。実際には、音声の検出は、多くの場合、約２０ＫＨｚの上限を有する、マイクロホンの感度によって制限された。
【０１１１】
次いで、録音は、約１９ＫＨｚの周波数を伴う音エネルギーのみが保たれるように、フィルタに掛けられた。図４６および４７は、デジタル帯域通過フィルタの性能を図示する。図４６は、未加工録音の時系列プロットである。ピングは、それぞれ、約０．４２秒および０．６２秒に位置した。音量が大きい音楽プレーヤが、車両キャビン内の騒々しい音響環境をシミュレーションするようにマイクロホンの付近で再生していた。干渉の効果は、明確に見ることができた。図４７は、デジタルフィルタ後の同一の録音の時系列プロットを示す。干渉のほとんどが除去され、ピングは明確に見ることができた。
【０１１２】
マイクロホンは、０軸の周囲の振動として音波を記録する。常に０以上の音量値が、効率的な分析の目的で録音から抽出される。図４８および４９は、音量抽出プロセスを図示する。図４８は、２つのピングを含む入力録音である。録音は、音波の振動性質により、正および負の値を有する。図４９は、２つのピングの抽出された音量データを図示する。
【０１１３】
干渉、フィルタリングアーチファクト、電子雑音、および変換器の歪みの存在により、背景雑音が最初に定量化され、次いで、音量データから除去された。背景雑音を計算するために、録音における無音期間が決定され、次いで、無音期間中の音量の平均が計算された。
【０１１４】
次いで、表３のステップ４で計算された背景雑音が、図５０および５１によって図示されるように、音量データから除去された。パルスは、背景雑音より有意に高いエネルギーレベルを伴う音声、したがって、ピングの潜在的候補として定義された。このステップは、音波パルスの開始時間を識別した。パルス検出のための方法は、図１２に示されるアルゴリズム図を用いた固定閾値技法であった。さらに、表３のステップ６は、音波パルスのタイムスタンプのリストを生成した。表３のステップ７はさらに、前のパルスに非常に近かった音波パルスを排除することによって、リストをフィルタに掛けた。具体的には、パルスと先行パルスとの間の時間差が５ミリ秒未満であった場合には、新しいピングの代わりに前のピングの残響である可能性が高いため、パルスはリストから排除された。
【０１１５】
ステップ７は、シグネチャ超音波ピングの潜在的候補であったパルスのタイムスタンプのリストを提供した。リストからピングを正しく識別するために、２つのピングの間の無音間隔が約１９０ミリ秒であるべきという事実が使用された。ステップ８では、それらの間の時間間隔が１９０ミリ秒に最も近いように、最適化ベースの検索が、一対のタイムスタンプを選ぶようにリストに行われた。
【０１１６】
表４は、ピング検索アルゴリズムの動作を例証する。パルスのタイムスタンプの初期リストは、４つの値を含む。検索後、４２５．３２８８ミリ秒および６１４．５３５１ミリ秒が、それぞれ、第１および第２のピングの開始時間として識別された。２つのピングの間の時間差は、１９０ミリ秒の期待値に非常に近い、１８９．２０６６ミリ秒である。
【表４】
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マイクロホンの相対的配置は、音速を使用して計算された。
【数６】
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本実施例では、相対的配置は、２つのスピーカの間の中間点の右側の−２７ｃｍまたは２７ｃｍであった。時折、誤った計算された距離につながり得る、多くの誤差の原因がある。統計的異常値を排除するために、計算された距離は、８つの値に対して平均化された。移動平均プロセスは、より遅い検出速度（約１０秒）を犠牲にして精度を有意に向上させる。
【０１１７】
本明細書で開示される実施形態に関連して説明される種々の例証的機能要素、論理ブロック、モジュール、およびプロセッサは、適切なプロセッサデバイス、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別のゲートまたはトランジスタ論理、個別のハードウェア構成要素、もしくは適宜本明細書に説明される機能を果たすように設計されているそれらの任意の組み合わせを用いて、実装または実施され得る。本明細書に説明されるように、プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替案では、プロセッサは、適切な機能を果たすように設計されている、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサは、ユーザインターフェースと通信し、ユーザによって入力されるコマンドを受信する、ユーザインターフェースポートも有し、プロセッサの制御下で動作するプログラムを含む電子情報を記憶し、ユーザユーザインターフェースポートを介して通信する、少なくとも１つのメモリ（例えば、ハードドライブまたは他の同等な記憶装置、およびランダムアクセスメモリ）と、任意の種類のビデオ出力形式を介してその出力を生成するビデオ出力とを有する、コンピュータシステムの一部であり得る。
【０１１８】
本明細書で開示される実施形態に関連して説明される種々の機能要素、論理ブロック、モジュール、および回路要素の機能は、専用ハードウェアならびに適切なソフトウェアと関連するソフトウェアを実行することが可能なハードウェアを通して果たされ得る。プロセッサによって提供されるとき、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、またはいくつかが共有され得る複数の個々のプロセッサによって、提供され得る。「プロセッサ」または「モジュール」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することが可能なハードウェアを独占的に指すと解釈されるべきではなく、限定ではなく、ＤＳＰハードウェア、ソフトウェアを記憶するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性記憶装置を暗示的に含み得る。従来および／またはカスタムである、他のハードウェアもまた、含まれ得る。同様に、図に示される任意のスイッチは、概念的にすぎない。それらの機能は、プログラム論理の演算を通して、専用論理を通して、プログラム制御および専用論理の相互作用を通して、または手動でさえも、実行され得、特定の技法は、文脈からより具体的に理解されるように、実装者によって選択可能である。
【０１１９】
本明細書で開示される実施形態に関連して説明される種々の機能要素、論理ブロック、モジュール、および回路要素は、本明細書に説明されるシステムおよび方法のための計算および処理動作を提供するソフトウェアプログラム命令を実行するための処理ユニットを備え得る。処理ユニットは、モバイルデバイスと適切なシステムの他の構成要素との間で種々の音声およびデータ通信を行う責任があり得る。処理ユニットは、単一のプロセッサアーキテクチャを含み得るが、説明される実施形態によると、任意の好適なプロセッサアーキテクチャおよび／または任意の好適な数のプロセッサがあると理解され得る。一実施形態では、処理ユニットは、単一の統合プロセッサを使用して実装され得る。
【０１２０】
本明細書で開示される実施形態に関連して説明される種々の機能要素、論理ブロック、モジュール、および回路要素の機能はまた、処理ユニットによって実行されるソフトウェア、制御モジュール、論理、および／または論理モジュール等のコンピュータ実行命令の一般的状況で実装され得る。概して、ソフトウェア、制御モジュール、論理、および／または論理モジュールは、特定の動作を行うように編成される任意のハードウェア要素を含む。ソフトウェア、制御モジュール、論理、および／または論理モジュールは、特定のタスクを行うか、または特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造等を含むことができる。ソフトウェア、制御モジュール、論理、および／または論理モジュール、ならびに技法の実装は、ある形態のコンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶され、および／またはそれらを横断して伝送され得る。この点に関して、コンピュータ読み取り可能な媒体は、情報を記憶するために使用可能であり、かつコンピュータデバイスによってアクセス可能である、任意の利用可能な媒体または複数の媒体であり得る。いくつかの実施形態はまた、動作が通信ネットワークを通して結び付けられる１つ以上の遠隔処理デバイスによって行われる、分散型コンピュータ環境で実装され得る。分散型コンピュータ環境では、ソフトウェア、制御モジュール、論理、および／または論理モジュールは、メモリ記憶デバイスを含む、ローカルおよび遠隔コンピュータ記憶媒体の中に位置し得る。
【０１２１】
加えて、本明細書に説明される実施形態は、例示的実装を図示し、機能要素、論理ブロック、モジュール、および回路要素は、説明される実施形態と一致する種々の他の方法で実装され得ることを理解されたい。さらに、そのような機能要素、論理ブロック、モジュール、および回路要素によって行われる動作は、所与の実装のために組み合わせられ、および／または分離され得、より多数または少数の構成要素もしくはモジュールによって行われ得る。本開示を読むことにより当業者に明白であるように、本明細書に説明および図示される個々の実施形態の各々は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のいくつかの側面のうちのいずれかの特徴から容易に分離されるか、またはそれと組み合わせられ得る、個別の構成要素および特徴を有する。任意の記載される方法は、記載される事象の順序で、または論理的に可能である任意の他の順序で、実行されることができる。
【０１２２】
「一実施形態」または「実施形態」という任意の言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味することに留意する価値がある。本明細書内の「一実施形態では」または「一側面では」という用語の現出は、必ずしも全て同一の実施形態を指しているわけではない。
【０１２３】
別様に具体的に記述されない限り、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定」等の用語は、レジスタおよび／またはメモリ内で物理量（例えば、電子的）として表されるデータを、メモリ、レジスタ、または他のそのような情報記憶、伝送、もしくは表示デバイス内で物理量として同様に表される他のデータに操作および／または変換する、本明細書に説明される機能を果たすように設計されている、コンピュータまたはコンピュータシステム、もしくは汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または他のプログラマブル論理デバイス等の類似電子コンピュータデバイス、個別のゲートまたはトランジスタ論理、個別のハードウェア構成要素、もしくは任意のそれらの組み合わせの動作および／またはロセスを指すことが理解され得る。
【０１２４】
いくつかの実施形態は、「連結される」および「接続される」という表現は、それらの派生語ととともに使用して説明され得ることに留意する価値がある。これらの用語は、互に同義語として意図されていない。例えば、いくつかの実施形態は、２つ以上の要素が互に直接物理的または電気的に接触していることを意味するように、「接続される」および／または「連結される」という用語を使用して説明され得る。しかしながら、「連結される」という用語はまた、２つ以上の要素が互に接触していないが、依然として互に協働または相互作用することも意味し得る。ソフトウェア要素に関して、例えば、「連結される」という用語は、インターフェース、メッセージインターフェース、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）、交換メッセージ等を指し得る。
【０１２５】
当業者であれば、本明細書に明示的に説明または図示されていないが、本開示の原理を具現化し、その範囲内に含まれる、種々の編成を考案できるであろうことが理解されるであろう。さらに、本明細書に記載される全ての実施例および条件付き用語は、主に、本開示に説明される原理および当技術を促進することに寄与する概念を読者が理解することに役立つことを意図しており、そのような具体的に記載される実施例および条件に限定されないものとして解釈されるものである。原理、側面、および実施形態、ならびにそれらの具体的実施例を記載する、本明細書の全ての記述は、それらの構造的および機能的均等物の両方を包含することを意図している。加えて、そのような均等物は、現在公知である均等物および将来開発される均等物の両方、すなわち、構造にかかわらず同一の機能を果たす、開発される任意の要素を含むことが意図される。したがって、本開示の範囲は、例示的側面ならびに本明細書に図示および説明される側面に限定されることを意図しない。むしろ、本開示の範囲は、添付の請求項によって具現化される。
【０１２６】
本開示の文脈で（具体的には、以下の請求項の文脈で）使用される、用語「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」、ならびに類似指示対象は、本明細書で別様に指示されるか、または文脈によって明確に矛盾しない限り、単数形および複数形の両方を対象にすると解釈されるものである。本明細書の値の範囲の記載は、範囲内に入る各別個の値を個別に指す簡便な方法としての機能を果たすことを意図するにすぎない。本明細書で別様に指示されない限り、各個々の値は、本明細書に個別に記載された場合のように本明細書に組み込まれる。本明細書に説明される全ての方法は、本明細書で別様に指示されるか、または文脈によって明確に矛盾しない限り、任意の好適な順序で行われることができる。本明細書で提供される、ありとあらゆる実施例または例示的用語（例えば、「等」、「の場合」、「一例として」）の使用は、本開示の理解をより容易にすることを意図するにすぎず、別様に請求される本開示の範囲に制限を課さない。本明細書内のいかなる用語も、本開示の実践に不可欠な任意の請求されていない要素を示すものとして解釈されるべきではない。さらに、請求項は、任意の随意的要素を除外するように起草され得ることに留意されたい。したがって、本記述は、請求項の要素の記載に関連して、単独でのみ等の排他的用語の使用、または否定的限定の使用のために、先行詞としての機能を果たすことを意図している。
【０１２７】
本明細書で開示される代替要素または実施形態のグループ化は、限定として解釈されるものではない。各グループ構成要素は、個別に、またはグループの他の構成要素もしくは本明細書で見出される他の要素との任意の組み合わせで、参照されて請求され得る。グループの１つ以上の構成要素は、便宜性および／または特許性の理由で、グループに含まれ、もしくはグループから削除され得ることが予測される。
【０１２８】
実施形態のある特徴が上記で説明されるように例証されているが、多くの修正、置換、変更等が、当業者に想起されるであろう。したがって、添付の請求項は、開示される実施形態の範囲内に入るような全ての修正および変更を対象とすることを意図していると理解されたい。
【０１２９】
種々の実施形態が、以下の番号付けされた項目で説明される。
（項目１）
所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するためのシステムであって、前記システムは、
前記モバイルデバイスに関連付けられている回路であって、前記回路は、音響信号が前記モバイルデバイスから伝送されるようにするように構成されている、回路と、
複数の音響受信機であって、前記複数の受信機の各々は、前記モバイルデバイスから伝送される前記音響信号を受信し、前記音響信号を電気信号に変換するように構成されている、複数の受信機と、
前記複数の音響受信機による前記音響信号の受信の時間に基づいて、前記モバイルデバイスの場所を決定することと、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することとを行うように構成されているプロセッサと
を備えている、システム。
（項目２）
所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するための装置であって、前記装置は、
モバイルデバイスに関連付けられている回路を備え、前記回路は、実行命令を記憶している非一過性のメモリに連結されており、前記回路は、
音響信号が前記モバイルデバイスから複数の音響受信機に伝送されるようにすることと、
プロセッサからコマンド信号を受信することであって、前記プロセッサは、前記複数の音響受信機による前記音響信号の受信の時間に基づいて、前記モバイルデバイスの場所を決定することと、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することとを行うように構成されている、ことと、
前記コマンド信号の受信時、前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止することと
を行うための前記命令を実行するように動作可能である、装置。
（項目３）
前記回路は、前記モバイルデバイス内に位置している、項目２に記載の装置。
（項目４）
前記回路は、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを前記プロセッサが決定すると、前記モバイルデバイスの前記少なくとも１つの機能を阻止するように構成されている、項目３に記載の装置。
（項目５）
前記回路は、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを前記プロセッサが決定すると、前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能をハンズフリー代替システムに変更するように構成されている、項目３に記載の装置。
（項目６）
前記音響信号は、少なくとも１つの超音波パルスを備えている、項目２に記載の装置。
（項目７）
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲において伝送される、項目６に記載の装置。
（項目８）
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲において伝送される、項目７に記載の装置。
（項目９）
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１９ｋＨｚにおいて伝送される、項目８に記載の装置。
（項目１０）
所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するための装置であって、前記装置は、
実行命令を記憶している非一過性のメモリに連結されているプロセッサを備え、前記プロセッサは、
前記複数の音響受信機から複数の電気信号を受信することであって、各電気信号は、前記複数の音響受信機の各々によって受信される音響信号に基づく、ことと、
前記複数の音響受信機による前記音響信号の受信の時間に基づいて、モバイルデバイスの場所を決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと
を行うための前記命令を実行するように動作可能である、
装置。
（項目１１）
前記複数の音響受信機をさらに備え、前記複数の受信機の各々は、前記モバイルデバイスから伝送される前記音響信号を受信し、前記音響信号を前記電気信号に変換するように構成されている、項目１０に記載の装置。
（項目１２）
前記複数の音響受信機は、少なくとも３つのマイクロホンデバイスを備えている、項目１１に記載の装置。
（項目１３）
前記音響信号は、少なくとも１つの超音波パルスを備えている、項目１０に記載の装置。
（項目１４）
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲において伝送される、項目１３に記載の装置。
（項目１５）
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲において伝送される、項目１４に記載の装置。
（項目１６）
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１９ｋＨｚにおいて伝送される、項目１５に記載の装置。
（項目１７）
前記プロセッサは、前記モバイルデバイスから前記複数の音響受信機の各々までの距離に基づいて、前記モバイルデバイスの前記場所を決定するように動作可能である、項目１０に記載の装置。
（項目１８）
前記プロセッサは、前記音響信号の前記複数の音響受信機の各々における受信の時間差に基づいて、前記複数の音響受信機の各々までの前記モバイルデバイスの前記距離を決定するように動作可能であり、前記音響信号は、前記モバイルデバイスから伝送される、項目１７に記載の装置。
（項目１９）
前記プロセッサは、三角測量に基づいて前記モバイルデバイスの前記場所を決定するように構成されている、項目１０に記載の装置。
（項目２０）
前記プロセッサは、前記モバイルデバイスによって伝送されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）信号を受信するように動作可能である、項目１０に記載の装置。
（項目２１）
所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法であって、前記方法は、
前記モバイルデバイスによって、音響信号を伝送することと、
複数の音響受信機の各々において、前記モバイルデバイスから伝送される前記音響信号を受信することと、
プロセッサによって、前記受信された音響信号に基づいて、前記モバイルデバイスの場所を決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを決定すると、前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止することと
を含む、方法。
（項目２２）
車両内の所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定するためのシステムであって、前記システムは、
前記車両内に位置している複数の伝送機であって、前記複数の伝送機の各々は、音響信号を伝送するように構成されている複数の伝送機と、
前記複数の伝送機によって伝送される各音響信号を受信するように構成されている、モバイルデバイスと、
プロセッサと
を備え、前記プロセッサは、
前記複数の伝送機によって伝送され、前記モバイルデバイスによって受信される前記音響信号に基づいて、前記車両内の前記モバイルデバイスの場所を決定することと、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと、前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを決定すると、前記モバイルデバイスに前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止させることとを行うように構成され、
前記音響信号の各々は、１９ｋＨｚにおける少なくとも１つの超音波パルスを備えている、システム。
（項目２３）
前記プロセッサは、モバイルアプリケーションプロセッサである、項目２２に記載のシステム。
（項目２４）
車両内の所定の検出ゾーンの中に位置するモバイルデバイスの存在を決定する方法であって、前記方法は、
前記車両内に位置している複数の伝送機の各々によって、音響信号を前記モバイルデバイスに伝送することと、
前記モバイルデバイスによって、前記複数の伝送機によって伝送される各音響信号を受信することと、
プロセッサによって、前記複数の伝送機によって伝送され、前記モバイルデバイスによって受信される通信信号に基づいて、前記車両内の前記モバイルデバイスの場所を決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致するかどうかを決定することと、
前記モバイルデバイスの前記場所が前記所定の検出ゾーンに合致することを決定すると、前記モバイルデバイスの少なくとも１つの機能を阻止することと
を含み、
前記音響信号の各々は、１９ｋＨｚにおける少なくとも１つの超音波パルスを備えている、方法。
（項目２５）
前記複数の伝送機は、複数のスピーカデバイスである、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
各音響信号は、少なくとも１つの超音波パルスを備えている、項目２４に記載の方法。
（項目２７）
前記少なくとも１つの超音波パルスは、１９ｋＨｚにおいて伝送される、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記モバイルデバイスの前記場所を決定することは、前記モバイルデバイスから前記複数の受信機の各々までの距離に基づいて、前記モバイルデバイスの前記場所を決定することを含む、項目２４に記載の方法。
（項目２９）
前記複数の受信機の各々までの前記モバイルデバイスの前記距離は、前記モバイルデバイスから伝送される前記音響信号の前記複数の受信機の各々における受信の時間差に基づいて決定される、項目２８に記載の方法。
（項目３０）
前記モバイルデバイスの前記場所を決定することは、三角測量に基づいて前記モバイルデバイスの前記場所を決定することを含む、項目２９に記載のシステム。
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１９】
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【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【国際調査報告】
2017505918.tif 000065
2017505918.tif 000066