(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル装置を伴う車両による動作を可能にする方法であって、前記方法は、
前記モバイル装置において、前記モバイル装置の１つ以上の装置高周波（ＲＦ）アンテナを用いて測定した信号値の第１のセットを受信することであって、前記信号値の第１のセットは、前記車両の１つ以上の車両ＲＦアンテナからの信号の１つ以上の第１の信号特性を提供し、信号の前記１つ以上の第１の信号特性は、前記信号を受信した装置ＲＦアンテナと前記信号を発信した車両ＲＦアンテナとの間の距離に対して変化する、ことと、
前記モバイル装置において、前記モバイル装置の１つ以上の装置磁気アンテナを用いて測定した信号値の第２のセットを受信することであって、前記信号値の第２のセットは、前記車両の１つ以上の車両磁気アンテナからの信号の１つ以上の第２の信号特性を提供し、信号の前記１つ以上の第２の信号特性は、前記信号を受信した装置磁気アンテナと前記信号を発信した車両磁気アンテナとの間の距離に対して変化する、ことと、
前記モバイル装置と前記車両との間の相対距離に対して変化する前記信号値の第１のセットの前記１つ以上の第１の信号特性と前記信号値の第２のセットの前記１つ以上の第２の信号特性とを用いて、前記車両に対する前記モバイル装置の場所を判定することと、
前記車両の制御ユニットに、前記車両に対する前記モバイル装置の前記場所を提供することによって、前記車両に対する前記モバイル装置の前記場所に基づいて前記制御ユニットが前記車両の所定の動作を実行できるようにすることと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記モバイル装置のセンサを用いて測定した方位を受信することと、
前記方位を用いて、各装置磁気アンテナと各車両磁気アンテナとの間の距離の対応を判定することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記モバイル装置が前記車両の外部にある第１の時間に、前記モバイル装置の前記場所を、前記１つ以上の装置ＲＦアンテナを用いて測定した前記信号値の第１のセットを用いて判定し、前記モバイル装置が前記車両の内部にある第２の時間に、前記モバイル装置の前記場所を、前記１つ以上の装置磁気アンテナを用いて測定した前記信号値の第２のセットを用いて判定する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記車両に対する前記モバイル装置の前記場所を判定することは、
前記１つ以上の第１の信号特性と前記１つ以上の第２の信号特性とに基づいて前記車両に対する前記モバイル装置の前記場所を判定するモデルを記憶することと、
前記信号値の第１のセットと前記信号値の第２のセットとを前記モデルに提供して、前記車両に対する前記モバイル装置の前記場所を取得することと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記モデルは、前記１つ以上の第１の信号特性と前記１つ以上の第２の信号特性とに基づいて前記モバイル装置の場所を領域のセットの領域内にあると分類する機械学習モデルであり、前記領域のセットは、前記車両の外部の１つ以上の領域の第１のサブセットと前記車両の外部の１つ以上の領域の第２のサブセットとを含み、前記機械学習モデルを、前記領域のセットにわたる場所で測定した信号値の種々のセットを用いてトレーニングし、
前記モバイル装置の前記場所は、前記モバイル装置が現在位置している特定の領域の現在の分類に対応する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
モバイル装置を伴う車両による動作を可能にするための方法であって、前記方法は、
前記モバイル装置の１つ以上の装置アンテナを用いて測定した信号値のセットを受信することであって、前記信号値のセットは、前記車両内の種々の場所を有する複数の車両アンテナからの信号の１つ以上の信号特性を提供し、信号の前記１つ以上の信号特性は、前記信号を受信した前記モバイル装置の装置アンテナと前記信号を発信した車両アンテナとの間の距離に対して変化する、ことと、
前記モバイル装置によって測定した１つ以上の他の値を受信することであって、前記１つ以上の他の値は前記モバイル装置の１つ以上の物理特性を提供する、ことと、
前記１つ以上の信号特性と前記１つ以上の物理特性とに基づいて前記モバイル装置の場所を領域のセットの領域内にあると分類する機械学習モデルを記憶することであって、前記領域のセットは、前記車両の外部の１つ以上の領域の第１のサブセットと、前記車両の外部の１つ以上の領域の第２のサブセットとを含み、前記機械学習モデルを、前記領域のセットにわたる場所で測定した種々の信号値のセットと前記１つ以上の他の値を用いてトレーニングする、ことと、
前記信号値のセットと前記１つ以上の他の値とを前記機械学習モデルに提供して、前記モバイル装置が現在位置している前記領域のセットの特定の領域の現在の分類を取得することと、
前記車両の制御ユニットに前記特定の領域を提供することによって、前記制御ユニットが前記車両の所定の動作を実行できるようにすることと、
を含む方法。
【請求項７】
前記信号値のセットを受信する前に、
第１の無線プロトコルを用いて前記モバイル装置と前記車両との間の通信を含むトリガ事象を検出することと、
前記トリガ事象に基づいて前記モバイル装置の位置測定を開始することであって、前記信号値のセットは、前記第１の無線プロトコルと異なる第２の無線プロトコルを用いて受信され、前記信号は、前記第１の無線プロトコルを用いた前記車両との前記通信によってトリガされると前記複数の車両アンテナから発信される、ことと、
を更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は前記モバイル装置によって実行され、前記方法は、
前記モバイル装置を用いて前記信号値を測定すること
を更に含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の無線プロトコルはＢｌｕｅｔｏｏｔｈであり、前記第２の無線プロトコルはＵＷＢである、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つ以上の信号特性は、信号強度、飛行時間値、又はその両方を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記モバイル装置の前記場所を複数の時間に判定することによって、前記車両の外部の前記モバイル装置の複数の場所を取得することと、
前記複数の場所又は前記複数の場所の違いを前記車両の前記制御ユニットに提供することによって、前記車両に向かう前記モバイル装置の動きに基づいて前記制御ユニットが前記車両の準備動作を実行できるようにすることと、
を更に含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記モバイル装置の前記１つ以上の装置アンテナは、１つ以上の高周波アンテナを含む、１つ以上の磁気アンテナを含む、あるいは１つ以上の高周波アンテナ及び１つ以上の磁気アンテナを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記モバイル装置の前記１つ以上の装置アンテナは、１つ以上の高周波アンテナ及び１つ以上の磁気アンテナを含み、前記１つ以上の高周波アンテナは３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚの範囲内で動作し、前記１つ以上の磁気アンテナは１００ｋＨｚ〜９００ｋＨｚの範囲内で動作する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法を実行するようにコンピュータシステムを制御するための複数の命令を備える、コンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されている１つ以上のプロセッサを備える、システム。
【請求項１６】
モバイル装置であって、
１つ以上のＲＦ受信アンテナと、
前記１つ以上のＲＦ受信アンテナに結合されたＲＦ測距回路であって、前記ＲＦ測距回路は、
前記１つ以上のＲＦ受信アンテナからの信号を分析し、
車両内の１つ以上のＲＦ源アンテナに対する前記モバイル装置の距離又は方位に関係づけられた１つ以上の第１の信号値を提供する、
ように構成されている、ＲＦ測距回路と、
１つ以上の磁気アンテナと、
前記１つ以上の磁気アンテナに結合された磁気測定回路であって、前記磁気測定回路は、
前記１つ以上の磁気アンテナからの信号を分析し、
前記車両内の１つ以上の磁気源アンテナに対する前記モバイル装置の距離に関係づけられた１つ以上の第２の信号値を提供する、
ように構成されている、磁気測定回路と、
を備える、モバイル装置。
【請求項１７】
前記車両に対する前記モバイル装置の場所を判定するための場所決め回路に前記１つ以上の第１の信号値と前記１つ以上の第２の信号値とを提供するように構成されている収集回路を更に備える、請求項１６に記載のモバイル装置。
【請求項１８】
前記場所決め回路は、前記モバイル装置の外部の装置内に位置している、請求項１７に記載のモバイル装置。
【請求項１９】
前記外部の装置は車両である、請求項１８に記載のモバイル装置。
【請求項２０】
前記場所決め回路は、前記１つ以上の第１の信号値、前記１つ以上の第２の信号値、又はその両方に基づいて、前記モバイル装置の場所を領域のセットの領域内にあると分類する機械学習モデルを記憶し、前記領域のセットは、前記車両の外部の１つ以上の領域の第１のサブセットと、前記車両の外部の１つ以上の領域の第２のサブセットとを含み、前記機械学習モデルを、前記領域のセットにわたる場所で測定した種々の組の信号値を用いてトレーニングし、
前記信号値のセットを前記機械学習モデルに提供して、前記モバイル装置が現在位置している特定の領域の現在の分類を取得する、
ように構成されている、請求項１９に記載のモバイル装置。
【請求項２１】
前記特定の領域を前記車両の制御ユニットに提供することによって、前記制御ユニットが前記車両の所定の動作を実行できるようにするように構成されているデータ通信回路を更に含む、請求項２０に記載のモバイル装置。
【請求項２２】
前記収集回路は、
前記１つ以上の第１の信号値及び前記１つ以上の第２の信号値の中の任意の外れ値を識別し、
前記場所決め回路に提供することから前記外れ値を除外する、
ように更に構成されている、請求項１７に記載のモバイル装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年２月１０日出願の「Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｅｎｔｒｙ」と題する米国仮特許出願第６２／４５７，７４７号に基づく優先権を主張し、当該米国仮特許出願のＰＣＴ出願である。
【背景技術】
【０００２】
最新の自動車は、キーフォブを用いた乗車が可能であり、自動車によっては、自動車内部にキーフォブがあるときにはボタンによってスタートさせることができる。このような動作はパッシブエントリー及びパッシブスタートと呼ばれ、キーフォブの位置を用いて自動車をロック解除し、自動車のスタートを可能にし、他の機能を実現する。キーフォブの場所は、自動車内の磁気アンテナから発信される磁気信号を用いて判定される。磁気信号をキーフォブが測定して自動車に送信して、キーフォブの場所を判定する。
【０００３】
キーフォブは大きくて扱いにくく、ユーザが携帯しなければならない追加の物品となり得る。更に、磁界は短距離であり、現在の技術はハッカーの影響を受けやすく、これは、窃盗犯が自動車に接近し、場合によって自動車を盗むことを可能にすることがある。
【０００４】
したがって、これらの問題のうちのいずれか１つを打開する新しい方法及び装置を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
いくつかの実施形態は、モバイル装置（例えば、キーフォブ、あるいは、携帯電話、携帯時計、又は他のウェアラブルデバイスなどの民生用電子装置）が車両と相互作用できるようにして、モバイル装置の場所を車両が判定することができるようにし、その結果、車両のある機能を有効化するための方法及び装置を提供することができる。
【０００６】
一実施形態によれば、モバイル装置及び車両は、高周波（ＲＦ）アンテナ（単数又は複数）及び磁気アンテナ（単数又は複数）を含むことができる。モバイル装置は、車両アンテナから装置のアンテナまでの距離に関する車両からのＲＦ信号及び磁気信号の信号特性を測定することができる。信号特性の例としては、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）及び飛行時間値（例えば、ラウンドトリップ時間、ＲＴＴ）が挙げられる。いくつかの実装形態では、磁気アンテナ（単数又は複数）は、磁気信号のＲＳＳＩを測定することができ、ＲＦアンテナ（単数又は複数）は、飛行時間値を測定することができる。種々のタイプのアンテナを組み合わせて又は個に用いることができる。例えば、ＲＦアンテナ（単数又は複数）を用いて、車両の遠くにあるモバイル装置の場所の変化を判定する（例えば、ユーザが車両に近づいていることを判定する）ことができ、一方で、磁気アンテナ（単数又は複数）を用いて、モバイル装置が車両の近くにある又はその内部にあるときのモバイル装置の場所を判定することができる。モバイル装置又は車両のいずれかが場所を判定することができる。車両の制御ユニットに場所を供することによって、制御ユニットが車両の所定の動作を実行できるようにする（例えば、１つ以上のドアをロック解除するか又はスタートボタンを使用できるようにする）ことができる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、磁気アンテナとして磁気充電コイルを再利用することができる。他の実施形態では、装置の場所を判定するときに用いる磁気アンテナとして、近距離通信（ＮＦＣ）アンテナを再利用することができる。このように一方又は両方を再利用することによって、専用の磁気アンテナの必要がなくなり、より小さくて安価なモバイル装置を提供することができる。他の実装形態では、車両は３次元磁気アンテナを有することができ、その結果、モバイル装置は１つの磁気アンテナのみを有することができるようになる。
【０００８】
別の実施形態によれば、１つ以上のアンテナ（例えば、ＲＦ又は磁気）から測定した信号値を機械学習モデルと共に用いて、モバイル装置の場所を領域のセットの１つの中にあると分類することができる。領域のセットは、車両の外部の１つ以上の領域の第１のサブセットと、車両の外部の１つ以上の領域の第２のサブセットとを含むことができる。機械学習モデルを、複数の領域にわたる場所で測定した種々の信号値のセットを用いてトレーニングすることができる。車両の制御ユニットに特定の領域を提供することによって、制御ユニットが車両の所定の動作を実行できるようにすることができる。
【０００９】
以下の詳細な説明及び添付図面を参照することによって、本発明の実施形態の性質及び利点のより良好な理解を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＬＦロケーションシステムを備える車両を示す図である。
【００１１】
【図２】キーフォブの内部を示す図である。
【００１２】
【図３】ＬＦパッシブエントリー／パッシブスタート自動車システムに対する高レベルのシステムデザインを示す図である。
【００１３】
【図４】本発明の実施形態による、ＲＦ測距パッシブエントリー／パッシブスタート自動車システムに対する代替的な高レベルのシステムデザインを示す図である。
【００１４】
【図５】本発明の実施形態による、モバイル装置と車両の３つのアンテナによる測距動作のシーケンス図である。
【００１５】
【図６】本発明の実施形態による、パッシブエントリー／パッシブスタート自動車システムに対するハイブリッドＬＦ磁気＋ＲＦ測距システムに対する、提案される高レベルのシステムデザインを示す図である。
【００１６】
【図７】本発明の実施形態による、データ収集、処理、並びに測定値及び補助データの伝達のための構成要素を有するモバイル装置を示す図である。
【００１７】
【図８】本発明の実施形態による、モバイル装置を伴う車両による動作を可能にする方法のフローチャートである。
【００１８】
【図９】本発明の実施形態による、領域ベースのパッシブエントリー／パッシブスタート自動車システムを示す図である。
【００１９】
【図１０】本発明の実施形態による、提案される機械学習トレーニングの処理図を示す図である。
【００２０】
【図１１】本発明の実施形態による、モバイル装置が車両に対してどの領域に位置しているかを識別するための機械学習モデルの実装形態を示す図である。
【００２１】
【図１２】モバイル装置を伴う車両による動作を可能にするための方法のフローチャートである。
【００２２】
【図１３】いくつかの実施形態による、モバイル装置であり得る例示的な装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
いくつかの実施形態では、民生用電子装置（例えば、携帯電話、携帯時計、又は他のウェアラブルデバイス）が、専用の自動車キーフォブを必要とせずに自動車をロック解除する及び／又はスタートさせることを可能にすることができる。民生用電子装置には、３つの低周波（ＬＦ）磁気アンテナを含む典型的なキーフォブに対して利用できる物理的空間はない。実施形態では、１つ以上のＲＦアンテナ及び１つ以上の磁気アンテナを用いるハイブリッドロケーション解決法を実装することができる。このような実装形態でもやはり、１０ｃｍのロケーション精度を得ることができ、その結果、自動車におけるパッシブエントリー／パッシブスタート解決法が可能になる。
【００２４】
いくつかの実施形態は、所望の機能及び精度を提供するために、３つ未満の磁気アンテナ及び／又はより小さい磁気アンテナを用いることができる。一実施形態では、磁気アンテナとして磁気充電コイルを再利用することができる。別の実施形態では、装置の場所を判定するときに用いる磁気アンテナとして、近距離通信（ＮＦＣ）アンテナを再利用することができる。このように一方又は両方を再利用することによって、専用の磁気アンテナの必要がなくなり、より小さくて安価なモバイル装置を提供することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、モバイル装置が車両内及び車両周囲の領域のセット（例えば、所定の領域のセット）のうちの１つの中にあるかどうかを判定する機械学習モデルを用いて、モバイル装置（例えば、キーフォブ又は携帯電話）によって自動車をロック解除してスタートさせることを可能にすることができる。機械学習モデルによって、信号減衰、遅延、及びマルチパスがある場合のパッシブエントリー／パッシブスタートが可能になり、その結果、ＬＦアンテナ及びＬＦ信号を必要とせずに自動車に乗ることができる。いくつかの実装形態では、ＬＦアンテナを用いて精度を向上させてもよい。
Ｉ．ＬＦを用いたパッシブエントリー
【００２６】
パッシブエントリー／パッシブスタート能力を備える自動車キーフォブでは、低周波（ＬＦ）磁気信号を用いてキーフォブの場所を判定する。この技術は、１０ｃｍのロケーション精度を可能にすることができる。この精度は機能信頼性を得るのに必要であり、保険会社の要件となり得る。ＬＦベースのキーフォブは比較的大きなアンテナを有し、中間者攻撃の影響を受けやすい。
Ａ．動作
【００２７】
図１にＬＦロケーションシステムを備える車両１００を示す。自動車内では、ＬＦ磁気システムを用いてキーフォブ１０５の場所決めする。図１に示すとおり、最新の自動車は典型的には、複数の送信ＬＦ磁気アンテナ１１０（例えば、４つ〜８つ）を有している。これらのアンテナが発生させるベクトル磁界は主に一方向であるという点で、これらのアンテナは１次元である。それらは、キーフォブを位置測定するときに良好な幾何精度を得るために、自動車の全体にわたって配置されている。自動車ＬＦアンテナが発生させる１Ｄ磁界は、キーフォブ内の３Ｄ  ＬＦアンテナによって補完される。３Ｄ  ＬＦアンテナは、ベクトル磁界強度で測定することができる。
【００２８】
ＲＦ受信機１２０は、キーフォブ１０５から測定データを受信して、車両制御ユニット１３０に測定値を通信することができる。車両制御ユニット１３０は、ドアセンサ１４０及びスタート／ストップボタン１５０を制御することができる。図示するように、車両制御ユニット１３０はモータ制御ユニット１６０に接続されている。モータ制御ユニット１６０は、自動車の起動機能を動作させる。前述したように、キーフォブ１０５は典型的には大きくて扱いにくく、携帯する必要がある追加の装置である。
【００２９】
リンプホームアンテナ１７０はキーフォブ１０５が取り去られたことを知ることができ、その結果、車両１００のリンプホームモードが開始される。リンプホームモードによって車両は部分的に使用不可になり得るが、運転する能力は維持される。一例は、車両をスタートさせるためにキーフォブが車両内部にあり、次いで、キーフォブが車両内部から取り去られる（例えば、紛失される又は窓から放り出される）場合である。この場合、車両はキーフォブが行方不明であるが、引き続き、エンジンの作動及び車両の運転を可能にし得ることが示され得る。この例では、キーフォブを車両の内部に戻さないと車両を再スタートさせることはできない。
Ｂ．ＬＦ装置
【００３０】
既存の自動車のパッシブエントリー／パッシブスタートシステムは、低周波（ＬＦ）磁気信号（例えば、最大５００、６００、７００、８００、又は９００ｋＨｚなど、数１００ｋＨｚ）を用いることで動作して、キーフォブを位置測定する。場所によって、どういうアクションを自動車が取るべきかを判定するのに必要な入力が得られる。キーフォブ場所に基づいて行う決定のいくつかの例は、ドアをロック解除するか否か、自動車をスタートさせるか否か、又はキーを内部に残したままリアハッチが閉じることがないようにするか否かである。
【００３１】
既存のＬＦ技術は、比較的大きな体積のアンテナが必要であるため、大きなキーフォブが必要となるか、又はスマートフォン若しくは携帯時計などの民生用モバイル装置に組み込むことが難しい。例えば、民生用モバイル装置／電子装置は典型的には、ディスプレイスクリーン（例えば、タッチスクリーン）を有しており、薄いフラット形状であるのが理想である。これは、標準的な３Ｄ  ＬＦアンテナが付加された場合に維持することが難しい。別の課題は、変調速度が遅いことに起因して、ＬＦ信号に対する中間者攻撃があることである。このような攻撃は、成功すると、何者かが自動車を盗むことが可能となることがある。
【００３２】
図２にキーフォブ２００の内部を示す。図２に、１０ｃｍの位置測定精度を得るのに必要な比較的大きなサイズの３つのＬＦアンテナ２０５（ベクトル場の３つの直交測定値を提供する）を例示する。図示するように、アンテナ２１０は直径が約２ｃｍである。１０ｃｍの位置測定精度は保険要件を満たすのに必要であり、信頼性の高いパッシブエントリー／パッシブスタートを実現するのに必要である。３Ｄアンテナによって、十分強力な信号がキーフォブによって、その方位とは関係なく確実に測定され得る。例えば、車両磁気アンテナは典型的には、ソレノイド内部に磁石を備えるソレノイドコイルであり、ほぼ線形の磁界が得られる。装置のコイルが、車両アンテナからの線形磁界と少なくとも少なくともいくらか位置合わせされた（例えば、平行な）軸を有するように配向されていない場合、装置のコイル内で測定される磁束は小さくなる可能性がある。互いに直交する３つのコイルがあると、コイルのうちの少なくとも１つが強力な信号を受信していることが確実になり得る。また、３つのコイルから得られる信号強度を組み合わせると、合計は、方位に対して概ね不変となる。
Ｃ．場所の判定
【００３３】
図３は、ＬＦパッシブエントリー／パッシブスタート自動車システムに対する高レベルのシステムデザインを示す。ユーザは、例えば、運転手側のドアハンドルに触れる又は自動車のスタートボタンを押すことによって、自動車と物理的に対話する。典型的に、このような自動車との物理的な対話は、自動車がＬＦシステムを用いてキーフォブ位置測定を始めるために必要である。後述するいくつかの実施形態では、装置と自動車との間の通信トリガーに基づいて位置測定を始めることができる。
【００３４】
キーフォブ距離測定を、それぞれの自動車ＬＦアンテナ（図３のアンテナ３０１〜３０４）からの受信信号強度を順次又は同時に測定することによって行うことができる。各アンテナから受信したＬＦ磁界強度をキーフォブに測定させた後に、強度を距離に変換することによって距離測定を行う（後述の実施形態では、信号強度を判定される領域に、例えば内部であるか又は外部であるかに、どのように直接変換できるかについて説明ことができる）。具体的には、ＬＦコイル両端間の電圧を距離測定値に変換する。磁界強度の電力は近距離では１／ｒ３だけ小さくなり、その結果、距離の変化に対して優れた感度が得られる。測定した磁界強度を各アンテナと正しく関連付けることができ、その結果、ＬＦアンテナ３０１〜３０４の既知の位置を用いた三角測量が可能になる。後述するいくつかの実施形態では、距離を計算せずに、信号強度値を直接用いてキーフォブ場所を判定することができる。
【００３５】
次に、自動車がキーフォブの場所を計算するために、測定したＬＦ磁界強度（又は距離）を自動車に返信することができる。代替的に、自動車が場所を判定する代わりに又はそれに加えて、キーフォブが場所を計算してもよい。二次チャネル（例えば、ＵＨＦチャネル）を用いてこの情報を伝達することができる。
【００３６】
これらの通信に加えて、他の通信により、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いて、自動車に対してキーフォブを、及びキーフォブに対して自動車を暗号的に認証することができる。このようなセキュリティシステムには、主にＬＦサブシステムに対する中間者攻撃に由来する何らかの弱さが存在し得る。例えば、攻撃者はキーフォブからの信号を増幅することができ、その結果、あたかもキーフォブが車両付近又はその内部にあるかのように装うことができる。別の例として、攻撃者は、再利用されるローリング認証コードを見つけ出して保存することができる。民生用電子装置を用いることによって、より進化した認証技術を可能にすることができる。
ＩＩ．ＲＦ測距
【００３７】
いくつかの実施形態では、キーフォブに対する必要性を全くなくして、ユーザのモバイル装置（例えば、スマートフォン）によって既存のパッシブエントリー／パッシブスタート機能を行えるようにすることによって、パッシブエントリー／パッシブスタートシステムのユーザ経験の改善を得ることができる。このようなパッシブ機能をモバイル装置（例えば、携帯電話）が実行することを可能にする一部として、低周波（ＬＦ）磁気信号とは対照的に、高周波（ＲＦ）信号を用いることができる。
【００３８】
したがって、前述の問題に対する解決法は、自動車内のＬＦサブシステム及びキーフォブを、自動車及びモバイル装置に組み込まれた高精度なＲＦ測距システムと置換する（又は補完する）ことである。ＲＦ測距システム（例えば、超広帯域（ＵＷＢ））はｃｍレベルの測距精度と、モバイル装置に組み込むのに適した小さいアンテナと、自動車から実質的に遠い（〜１０ｍ離れた）機能とを有し、ＬＦシステムと同じセキュリティ脆弱性は有してはいない。
【００３９】
ユーザ経験に対する別の改善は、自動車に近づくか又は自動車から離れるときのユーザの意図を検出することであり得る。例えば、ユーザが自動車に近づいているときは、車両が現時点でロックされていたら、車両をロック解除する意図がある可能性がある。更に、ユーザが自動車に近づくにつれて、物理的な対話を必要とすることなく、かつ確実に物理的な対話を行うことなく、自動車が車内灯をオンにして、暖房システムを有効にして、ドア又はトランクをロック解除することができる。このようなより長距離の意図は、ＲＦ信号の電力が１／ｒ２で衰えるにつれて達成することができる。別の改善は、ＬＦ磁気中間者攻撃の影響を小さくすることであり得る。
Ａ．例示的なＲＦシステム
【００４０】
図４は、本発明の実施形態による、ＲＦ測距パッシブエントリー／パッシブスタート自動車システムに対する代替的な高レベルのシステムデザインを示す。車両４２０には、モバイル装置４１０に信号を送信する複数のＲＦアンテナ４０１〜４０３（図示では３つ）を含むことができる。モバイル装置４１０は、ＲＳＳＩ又は飛行時間情報（例えば、ＲＴＴ又は一方向送信に対する時間のみ）などの信号特性を用いることによって、ＲＦアンテナ４０１〜４０３からの距離を判定することができる。測定信号値をモバイル装置４１０又は車両４２０が用いて（例えば、モバイル装置４１０から測定信号値を受信した後に）、車両４２０に対するモバイル装置４１０の相対場所を判定することができる。
【００４１】
磁気ＬＦシステムとは異なり、任意のＲＦ測距システムに対する懸念は、自動車の車体、近くの障害物（自動車、建物、地面）、及び人体によって信号マルチパス及び信号減衰が生じ得ることである。マルチパス及び減衰によってユーザの装置の位置精度が低下して、自動車産業にとって必要なレベル（例えば、内部／外部検出に対して１０ｃｍ精度）で実行され得ない可能性がある。例えば、自動車は、ユーザが運転席にいるときにのみ有効化すべきである。マルチパスは、ユーザが自動車の内部又は付近にいるときに特に問題となり得る。このような問題に対処するために、いくつかの実施形態では、ＬＦシステムをＲＦシステムと組み合わせて用いることができる。それに加えて又はその代わりに、実施形態では、機械学習モデルを用いて、モバイル装置が車両内部又は周囲のある領域にあるかどうかを判定することができる。更に、アンテナのうちの１つが例えばユーザの手で隠れている場合には複数のＲＦアンテナを用いてもよい。
Ｂ．例示的なＲＦ測距シーケンス
【００４２】
モバイル装置及び車両を、第１の無線プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））用いてペアリングすることができる。モバイル装置及び車両は次に、例えば、数時間後、数日後、数週間後を含めて、任意の時間経過後に互いに通信してもよい。ペアリング後に、車両及び／又はモバイル装置を第１の無線プロトコルを用いて認証することができる。
【００４３】
ペアリングは、モバイル装置が通知信号を（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）低エネルギー（ＢＴＬＥ）を用いて）送信して、車両がスキャン中に通知信号を検出した結果、行うことができる。このような通知及び検出には、位置測定を始めるトリガー事象を含むことができる。トリガー事象は、ドアハンドルを持ち上げるなど、物理的トリガーよりも遠くで生じる可能性がある。トリガー事象の別の例は、ＢＴＬＥ接続を確立すること、例えば、車両を認証すること及び／又は測距用のキーを発生させることである。このような認証用のキーを、例えばアプリケーションプロセッサにおいて、セキュア要素により記憶して管理することができる。モバイル装置及び車両は、第１の無線プロトコルを用いて測距能力を交換することができる。測距は、第１の無線プロトコルを用いて開始され、その後、第２のプロトコル、例えば、超広帯域（ＵＷＢ）を用いて実行されることができる。更なる詳細は、その全体が参照により組み込まれる、米国仮特許出願第６２／５６５，６３７号に見出すことができる。他の実施形態では、認証及び測距に対して同じプロトコルを用いることができる。
【００４４】
第１の無線プロトコルを用いた開始信号の後、車両は、第２の無線プロトコルに対応する１つ以上の車両アンテナユニットを用いて特定の時間に測距信号のスキャンを開始することができる。１つ以上の車両アンテナユニットは、１つ以上の測距要求メッセージを受信し、１つ以上の測距応答メッセージを送信することができる。制御ユニットが、１つ以上の車両アンテナユニットのそれぞれにあるか又はそれらの間で共有されていると、このような測距メッセージの種々のレベルの処理を実行して、例えば、タイムスタンプを判定することができる。モバイル装置は、測距応答メッセージを受信して、１つ以上の測距要求メッセージの送信に対するタイムスタンプと、１つ以上の測距応答メッセージに対するタイムスタンプとを判定することができる。モバイル装置は、モバイル装置と車両との間の距離を判定するために、これらのタイムスタンプを車両に送信することができる。他の実装形態では、モバイル装置は、測距信号の送信時間及び受信時間に基づいて距離を判定することができる。測距停止リクエストが処理されるまで測距は続くことができる。いくつかの実施形態では、距離以外の他の場所情報、例えば、どの領域にモバイル装置があるかを用いることができる。これについてはセクションＩＶで説明する。
【００４５】
測距の一部として、モバイル装置又は車両は初期測距メッセージを送信することができる。初期測距メッセージは、一連のパルスを含むことができる。これらのパルスは、認証用に用いられる第１の無線プロトコル内で用いられるパルスよりも狭くすることができる。例えば、モバイル装置は、初期測距メッセージをブロードキャストして、車両のＲＦアンテナのそれぞれがそれを受信できるようにすることができる。モバイル装置は、初期測距メッセージが送信された正確な時間（例えば、１０〜１００ピコ秒の精度まで）を追跡することができる。車両ＲＦアンテナのそれぞれは測距応答メッセージを送信することができる。測距応答メッセージは、どの車両ＲＦアンテナが特定の応答メッセージを送信したかを識別する識別子を含むことができる。モバイル装置は、測距応答メッセージを受信するための正確な時間を追跡することができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、モバイル装置は受信時間を車両に送信することができる。車両は、車両ＲＦアンテナのそれぞれにおいて初期測距メッセージを受信するそれ自身の受信時間と、図４の例の場合の３つの測距応答メッセージをそれぞれ送信する時間とを用いて、モバイル装置と車両との間の距離（又は他の場所情報）を判定してもよい。例えば、２つの装置のクロックが同期しているときに、メッセージのそれぞれを送信する時間と受信する時間との差を用いて距離を判定することができる。別の例として、初期測距応答メッセージを受信して測距応答メッセージを送信する時間遅延を、モバイル装置における送信時間及び受信時間から差し引いてラウンドトリップ時間を得ることができる。ラウンドトリップ時間を、電磁信号の速度に基づいて距離に変換することができる。車両内の異なるＲＦアンテナの既知の位置を用いて、車両に対するモバイル装置の位置を三角測量することができる。
【００４７】
他の実施形態では、モバイル装置は車両からの距離（又は他の場所情報）を判定することができる。例えば、車両が交換する測距情報に、（１）車両のＲＦアンテナの相対位置と、（２）測距要求メッセージの受信と測距応答メッセージの送信との間の予想される遅延とが含まれる場合、モバイル装置は測距メッセージを送受信する受信時間を用いて距離を判定することができる。
【００４８】
図５に、本発明の実施形態による、モバイル装置５００と車両の３つのアンテナ５５２〜５５６とによる測距動作のシーケンス図を示す。この図５の例では、モバイル装置５００は、アンテナ５５２〜５５６（例えば、異なるノードのそれぞれ）によって受信される単一のパケットをブロードキャストする。別の実装形態では、モバイル装置５００は、各ノードにパケットを送信し、各ノードに、その別個のパケットに応答させることができる。車両が特定のアンテナをリッスンして、どの車両アンテナが関与しているかを両装置が知ることができる、又はメッセージがどのアンテナに対するものであるかをパケットが示すことができる。例えば、第１のアンテナは、受信したパケットに応答することができ、応答が受信されると、異なるアンテナに別のパケットを送信することができる。しかし、この代替手順にはより多くの時間及び電力がかかる。
【００４９】
図５に、Ｔ１に送信され、時間Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４にアンテナ５５２〜５５６でそれぞれ受信される測距リクエスト５１０を示す。したがって、アンテナ（例えば、ＵＷＢアンテナ）は実質的に同時にリッスンして、独立して応答する。アンテナ５５２〜５５６は測距応答５２０を提供する。これらは時間Ｔ５、Ｔ６、及びＴ７に、それぞれ送信される。モバイル装置５００は、測距応答を時間Ｔ８、Ｔ９、及びＴ１０に、それぞれ受信する。任意的な測距メッセージ５３０を送信することができ（Ｔ１１に示す）、任意的な測距メッセージ５３０は、時間Ｔ１２、Ｔ１３、及びＴ１４にアンテナ５５２〜５５６でそれぞれ受信される。情報５４０（例えば、場所、距離、又は時間）を測距メッセージのセットの後に送信することができ、１つのアンテナが受信する必要があるだけであってもよく、このアンテナが情報を制御ユニットに中継することができる。図示する例では、モバイル装置５００が追跡したタイムスタンプはアンテナ５５２〜５５６のうちの少なくとも１つに送信され、その結果、車両は、車両からの距離を、例えば車両内のアンテナの場所に基づいて判定できる。他の例では、モバイル装置５００は距離を判定して、その距離を車両に送信することができる。距離以外の他の場所情報、例えば、どの領域にモバイル装置があるかを判定することができる。これについてはセクションＩＶで説明する。
【００５０】
いくつかの実施形態では、どの測距応答がどのアンテナからのものであるかを判定するために、車両は、例えば測距セットアップハンドシェイクの間に送信するべき応答メッセージの順番をモバイル装置に通知することができる。他の実施形態では、測距応答は、識別子を含むことができる。識別子はどのアンテナがメッセージを送信したかを示す。これらの識別子は測距セットアップハンドシェイクにおいて取り決めることができる。
【００５１】
測距メッセージ５３０を用いると精度の向上を可能にすることができる。アンテナは互いに同期クロックとすることができるが、応答時間（例えば、Ｔ２とＴ５との間の遅延）は遅延が異なることがある。例えば、Ｔ５−Ｔ２とＴ６−Ｔ３とは異なることがある。測距メッセージ５３０によって、ターンアラウンドタイムが各アンテナノードのそれぞれに対して異なることに対して弾力性を提供することができる。ターンアラウンドタイムにこのような差があると、１メートル又は２メートルの測距誤差が生じる可能性がある。測距メッセージ５３０を加えることによって、実施形態では、異なるターンアラウンドタイムに起因する誤差を減らすことができる。このような距離方程式の代替的な定式化によって、潜在的に異なるターンアラウンドタイムの間に蓄積された残留するクロックドリフトレート及びクロックオフセットの影響を実質的に最小限にするタイムスタンプの関数を得ることができる。
【００５２】
メッセージ５１０〜５３０は、例えば、含まれるパルスが他の場合に使用され得るものより少ないことによって、ペイロード内にデータをほとんど含まないことができる。より少ないパルスを用いることが有利であり得る。車両及び（潜在的にポケット内）モバイル装置の環境によって、測定が難しくなる可能性がある。別の例として、モバイル装置が近づいてくる方向とは異なる方向に車両アンテナが向いている場合がある。したがって、各パルスに対して高い電力を用いることが望ましいが、特定の時間窓内に（例えば、１ミリ秒にわたって平均して）どのくらいの電力を使用できるかに関して政府による規制（並びに電池に対する懸念）がある。これらのメッセージ内のパケットフレームは、１５０〜１８０マイクロ秒長のオーダーとすることができる。情報５４０を含むメッセージ内のパケットフレームはより長く、例えば、２００又は２５０マイクロ秒長とすることができる。
ＩＩＩ．ＲＦ及びＬＦの組み合わせ
【００５３】
民生用電子装置でＬＦを用いる問題のうちの１つは磁気コイルのサイズである。具体的には、３つの直交コイルを用いて正確な測定、すなわち、装置の方位とは関係なく十分な磁束が測定することを確実にする。前述したように、ＲＦのみの測距システムでは減衰問題を被る場合があり、その結果、望ましい精度（例えば、１０ｃｍ以内）が妨げられる。
【００５４】
ＲＦアンテナとＬＦアンテナの両方を用いればこのような問題を緩和することができる。例えば、１つのＬＦアンテナのみを用いてもよい。なぜならば、ＲＦアンテナ（単数又は複数）によって測定を補完して、十分な数のアンテナから十分に強力な信号を得ることを確実にすることができるからである。例えば、装置は、現時点での装置の方位に起因して１つのＬＦアンテナから十分に強力な信号を測定できず、したがって、そのＬＦアンテナは任意の使用可能な場所情報も提供しない。しかし、１つ以上のＲＦアンテナ（現時点で使用できないＬＦアンテナの近くにあり得る）は十分に強力な信号を提供させて、それらのＲＦアンテナから距離測定を行うことができ、その結果、現時点での装置の方位によって生じる不完全性を補完してもよい。別の実装形態では、既存のキーフォブで典型的に使用されるものよりも小さい少なくとも１つの磁気コイル（例えば、装置のディスプレイスクリーンの主要な面に巻線がないコイルに対してより小さい直径）を用いることができる。
【００５５】
更に、ＲＦとＬＦの両方を用いると、装置がＲＦアンテナのみを用いる実施形態と比べてＲＦアンテナの数を減らすことができる。ＬＦアンテナ（レガシーコンプライアンスのために維持され得る）を補完することによって、ＲＦシステムのコストが削減され得る。
Ａ．ハイブリッドシステム
【００５６】
図６に、本発明の実施形態による、パッシブエントリー／パッシブスタート自動車システムに対するハイブリッドＬＦ磁気及びＲＦ測距システムに対する、提案される高レベルのシステムデザインを示す。ハイブリッドシステムは、車両６２０内の既存のＬＦアンテナ６０１〜６０４を再利用することができ、１つ以上のＬＦアンテナを加えて直交磁界を得ることができる。図示するように、システムは、車両６２０内の種々の場所に組み込まれたＲＦアンテナ６５１〜６５３（潜在的には測距チップ）を含む。モバイル装置６１０は、例えば、図７に記載するように、ＲＦ測距チップとＲＦアンテナとを一体化することができる。
【００５７】
したがって、ＲＦのみの測距システムを用いたときに生じ得る可能な不完全性を軽減するために、ハイブリッドＬＦ＋ＲＦ測距システムを用いることができる。ハイブリッドシステムは、既存のＬＦ解決法の全ての性能利点を得ることができるが、モバイル装置に対して別個の利点がある。ハイブリッド解決法は、ＲＦ測距チップ及びアンテナ（単数又は複数）をモバイル装置内に一体化することができる。ＬＦチップ及びアンテナは、例えば、１０メートル離れているときと対照的に、ユーザが自動車に比較的近いか又は内部にいる（車両の中央から１〜２ｍ）ときにのみ動作するように設計されている場合には、実質的により小さくすることができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、モバイル装置６１０は、１つ以上の磁気コイルを再利用する、又はそれらをモバイル装置６１０内に一体化することができる。コイルの再利用は、誘導充電又は近距離通信（ＮＦＣ）に対してコイルを再利用することによって行うべきである。代替的に、モバイル装置が誘導充電（又はＮＦＣ）をサポートしないか、又は磁界測定直交性を得るためにより多くのコイルが必要である場合、更なるコイルを加えることができる。民生用モバイル装置はスペースの制約があり、これによってワイヤゲージ、ループ直径、及びコイルの巻数が制限される場合がある。
【００５９】
したがって、モバイル装置内の誘導（無線）充電サブシステムの構成要素を再利用することによって、ハイブリッドシステムの更なる利点を得ることができる。これらのサブシステムは、１つ以上の誘導コイル（例えば、ＬＦアンテナ）と、受信した磁界から電池を充電するチップとを含むことができ、既存の自動車ＬＦシステムと同様に典型的には数１００ｋＨｚの周波数範囲で動作することができる。例えば、誘導充電コイルは、測距動作を実行するときのアンテナ２１０と同様の方法で機能することができる。
【００６０】
しかし、既存の無線充電コイルを再利用すると問題が生じる場合がある。モバイル装置内のＬＦアンテナの数及び方位は、現在のキーフォブ（例えば、キーフォブ２００）内に見られる望ましい３Ｄアンテナ構成よりも少なくてもよい。これは種々の方法で打開することができる。例えば、モバイル装置に更なるコイルを加えて完全な３Ｄ機能を得ることができるか、又は自動車の既存のＬＦアンテナを更なるアンテナを用いて増やして３つの直交方向に磁界を発生させることができる。このような実装形態では、モバイル装置の方位とは関係なくモバイル装置が強力な信号を測定できることを確実にすることができる。
Ｂ．ハイブリッドパッシブエントリーシステム
【００６１】
図７は、本発明の実施形態による、データ収集、処理、並びに測定値及び補助データの伝達のための構成要素を有するモバイル装置を示す。複数のアンテナに対応し得るＬＦアンテナ７０５上の信号をＬＦチップ７１０によって測定して、信号値（例えば、ＲＳＳＩ）を得ることができる。複数のアンテナに対応し得るＲＦアンテナ７１５上の信号をＲＦチップ７２０によって測定して、信号値（例えば、飛行時間、ＲＳＳＩ、及び／又は角度情報）を得ることができる。（例えば、プログラマブルプロセッサ内の）測定回路７４０は、距離又は他の距離情報を判定することができる。測定回路７４０（又は他の回路）は、本明細書で説明するように、キーを記憶して管理する、例えば、暗号化キー及び認証キーを取得して付与するためのセキュア要素７４５を含むことができる。
【００６２】
一実施形態では、ＲＦ信号に対するＲＳＳＩ情報を用いて飛行時間距離に重みを付けすることができる。したがって、低強度の信号から判定された距離には、より小さい重みを与えることができる。２つの車両アンテナ間の間隔を用いて、また姿勢（方位）測定値を用いて、角度情報を判定することができる。アンテナのそれぞれに対する方向を判定することができ、その方向を用いて場所を制約することができる。例えば、モバイル装置が特定のアンテナの視界にある場合、距離測定値及び信号強度（又は位相）に基づいて、モバイル装置の場所を制約することができる。
【００６３】
図７では、１つ以上の車両ＲＦ磁気アンテナ及びＬＦ磁気アンテナからのＬＦのＲＳＳＩ及びＲＦ距離情報（例えば、飛行時間情報）を、モバイル装置上で測定することができる。次に測定値をフィルタリングするか又は処理して、例えば、測定回路７４０によってその完全性を調べて、外れ値を取り除くことができる。測定回路７４０は、モバイル装置のアプリケーションプロセッサ内にあってもよい。ジャイロメータ、加速度計、及び粗場所データ（例えば、ＧＰＳ）など、これらの測定値と共に任意の必要な補助データを収集し、その後、自動車に伝達して戻して、正確なモバイル装置の場所を判定することができる。例として、センサ７５０はジャイロメータ及び／又は加速度計を含むことができる。例として、粗場所決め回路７６０は、ＧＰＳ回路、ＷｉＦｉ回路、又はセルラー回路を含むことができる。収集した測定値及び補助データの伝達は、ＷｉＦｉ、ＢＴ、ＵＷＢ、又は更にＬＦシステムを含む任意の好適な無線通信システム（例えば、回路７３０及びＲＦアンテナ７２５）介して行うことができる。このような補助データは、モバイル装置の１つ以上の物理特性のうちの１つ以上の他の値を提供することができる。
【００６４】
１つの磁気コイルのみを用いる場合、コイルの直径は大きくてもよく、例えば、装置の少なくとも１／４、１／２、又はほぼ最長の長さ、例えば、約２〜５ｃｍであってもよい。直径が大きいこと（及び潜在的に巻きがもっと多い、例えば４〜９）によって、車両磁気アンテナからコイルを通る磁束を測定するための感度を増大させることができる。ジャイロメータ（例えば、センサ７５０のうちの１つ）を磁気コイルの測定値と共に用いて、測定した方位に対する信号強度を較正してもよい。１つの装置磁気アンテナのみを用いる場合、信号強度は装置の方位に依存する可能性がある。（例えば、車両内のアンテナの間で一意の識別子を用いて）車両アンテナを識別すると、（ジャイロメータによって測定される）装置の方位を、信号強度に対して距離がどれくらい変わるかに対する特定の関数形式に相関させることができる。例えば、モバイル装置の１つの方位（例えば、３つの角度のセット：ヨー、ピッチ、ロール）が、車両アンテナから種々の距離にある同心円の１つのセットを提供し、円のそれぞれは異なる信号強度に対応する。それに対し、第２の方位は同じ同心円を有することができるが、異なる信号強度に対応することができる。なぜならば、方位が異なるとアンテナから同じ距離における信号強度が異なるからである。
【００６５】
異なる方位を用いて測定を行って、信号強度及び方位の所与の測定値の対（データ点）に対する距離を較正することができる。信号強度及び方位の可能な全ての組み合わせが必要なわけではない。なぜならば、測定した較正データ点に対する補間又は関数適合を用いて、較正データ点が及んでいないギャップを埋めることができるからである。したがって、モバイル装置のセンサを用いて方位を測定することができ、その方位を用いて、装置磁気アンテナと車両磁気アンテナとの間の距離の対応を判定することができる。
【００６６】
いくつかの実施形態では、ＬＦコイルを車両のごく近接して（例えば、１ｍ以内又は車両内部で）主に用いてもよいため、より小さい磁気コイル（例えば、０．５ｃｍ以下）を用いて、この範囲にあるときに車両ＬＦアンテナから十分に強力な信号を測定することができる。車両から更に遠いときに、ＲＦ測距システムを用いることができる。ＲＦ信号は、磁界よりも遅く衰え、装置が車両から更に遠いときには１０ｃｍ精度は必要ではない。
【００６７】
ＲＦシステムを用いるか又はＬＦシステムを用いるかの判定は、距離に基づいて判定することができる。例えば、ＲＦシステムは、ＬＦシステムの前にかなりの信号を受信し始めることができる。このように、場所決め回路（１つのモバイル装置又は車両内）が、ＬＦシステムが測定した極わずかな信号強度を選択的に無視する（又は低い重みを割り当てる）結果、ＲＦシステムを用いて相対場所を判定することができる。次に、ＲＦ信号がより近い距離を示し及び／又はＬＦ信号がかなりの程度になると、ＬＦ信号により高い重みを割り当てて使用し始めることができる。次に、ある時点で（例えば、閾値距離内の場所を示すＲＦ信号及び／又はＬＦ信号に基づいて）、ＲＦ信号を無視することができるか、又は装置が車両に近づき続けるにつれてＲＦ信号に割り当てられた重みが小さくなり始めることができる。例えば、少なくともいくつかの実施形態では、装置が車両内にあると、ＬＦシステムだけを用いることができる。
【００６８】
いくつかの実施形態では、２つのコイルを用いることができる。２つのコイルは直交しているか又は２つのコイルの軸が少なくとも４５°違っている。一方のコイルの直径は他方のコイルよりはるかに大きくてもよい。コイルが小さいほど多くの巻線及び／又はより厚いワイヤを有していてもよい。インダクタンスの例は６０〜８０μＨである。
Ｃ．二重用途
【００６９】
前述したように、民生用装置（例えば、携帯電話又は携帯時計）内のコイルを複数の目的に対して用いることができる。その１つは、車両アンテナから発信された磁気信号を測定することである。またこのようなコイルを、装置を充電するために、ＮＦＣを介してデータ通信するために、又は他の目的で用いてもよい。このような再利用を、磁気アンテナを用いる実施形態のいずれかと共に実装してもよい。
【００７０】
実施形態によれば、モバイル装置には、１つ以上の磁気アンテナ（例えば、図７の７０５）と、１つ以上の磁気アンテナに結合され、外部アンテナからの信号の信号強度を提供するように構成されている強度測定回路（例えば、図７の７１０）とを備えることができる。またモバイル装置は、１つ以上の磁気アンテナに結合され、１つ以上の磁気アンテナと相互作用する磁界を介して充電されるように構成されている電池を有することができる。外部アンテナからの信号の信号強度を、モバイル装置の場所を判定するときに用いることができる。
【００７１】
別の例として、モバイル装置はまた、１つ以上の磁気アンテナに結合され、外部装置とデータを通信するように構成されている（例えば、ＮＦＣのための）データ通信回路を有することができる。外部アンテナからの信号の信号強度を、モバイル装置の場所を判定するときに用いることができる。
Ｄ．ハイブリッドシステムを用いる方法
【００７２】
図８は、本発明の実施形態による、モバイル装置を伴う車両による動作を可能にする方法８００のフローチャートである。方法８００は、信号値を測定するモバイル装置によって、又はモバイル装置（例えば、電話機又は携帯時計）から信号値を受信する車両によって実行することができる。更に、いくつかの実施形態では、例えば、本明細書で説明するように、暗号化又は認証、並びにモバイル装置／自動車の発見を行うことができる。
【００７３】
ブロック８１０において、モバイル装置の１つ以上の装置ＲＦアンテナを用いて測定した信号値の第１のセットを受信する。信号値の第１のセットは、車両の１つ以上の車両ＲＦアンテナからの信号の１つ以上の第１の信号特性（例えば、信号強度、又はラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）などの飛行時間値）を提供することができる。信号の１つ以上の第１の信号特性は、信号を受信した装置ＲＦアンテナと信号を発信した車両ＲＦアンテナとの間の距離に対して変化することができる。
【００７４】
車両アンテナからの信号は、特定のアンテナを識別する識別子を含むことができる。このように、測定信号値を正しいアンテナに関連付けることができる。信号値の第１のセットを、モバイル装置と車両との間で生じる識別及び／又は認証の後に測定することができる。このＲＦ測定は、車両から比較的長距離で、例えば、車両から１５ｍ、１０ｍ、又は５ｍで行うことができる。種々の実施形態では、１つ以上のＲＦアンテナは、３１５ＭＨｚ〜９５６ＭＨｚ、２４０２ＭＨｚ〜２４８０ＭＨｚ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの場合）、及び／又は３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ（ＵＷＢの場合）の範囲の周波数で動作する。
【００７５】
ブロック８２０において、モバイル装置の１つ以上の装置磁気アンテナを用いて測定した信号値の第２のセットを受信する。磁気アンテナは低周波数範囲（例えば、１００ｋＨｚ〜９００ｋＨｚの範囲など、数１００ｋＨｚ）で動作することができる。信号値の第２のセットは、車両の１つ以上の車両磁気アンテナからの信号の１つ以上の第２の信号特性を提供することができる。信号の１つ以上の第２の信号特性（例えば、信号強度）は、信号を受信した装置磁気アンテナと信号を発信した車両磁気アンテナとの間の距離に対して変化することができる。いくつかの実施形態では、磁気測距の開始はＲＦ測定によってトリガーすることができる。
【００７６】
信号値のセットは、１つの信号値又は複数の信号値を含むことができる。信号値のセットは、送信アンテナから送信されて複数のアンテナによって受信された１つの信号から生じる複数の信号値を含むことができる。別の例では、信号値のセットは、送信アンテナから送信されて１つ以上のアンテナによって受信された複数の信号から生じる複数の信号値を含むことができる。
【００７７】
ブロック８３０において、信号値の第１のセットと信号値の第２のセットとを用いてモバイル装置の場所を判定する。信号値のそれぞれは、対応する車両アンテナからの特定の距離に対応することができる。この距離に基づいて、三角測量を用いて車両アンテナのそれぞれから所定の距離を有する場所点を判定することができる。いくつかの実施形態では、信号値の第１のセットと信号値の第２のセットの両方を用いて、同じ状況における同じ場所を遅れずに判定する。他の実施形態では、信号値の第１のセットを用いて第１の時間における第１の場所を測定することができ、信号値の第２のセットを用いて第２の時間における第２の場所を測定することができ、その結果、信号値の第１のセットと信号値の第２のセットとを用いて場所（すなわち、１つ以上の場所）の判定を果たすことができる。
【００７８】
種々の実施形態では、カルマンフィルタ、粒子フィルタ、混合ガウスフィルタ、又は最小二乗技術を用いて場所を判定してもよい。最小二乗技術は、信号を三角測量して、全てのアンテナまでの測定距離を最良に満たす場所を識別するように機能することができる。最小二乗技術では、異なるアンテナに対して測定値に異なるように重み付けすることができる。最小二乗技術以外の他のエラーメトリック、例えば、測定距離と選択した座標及びアンテナの距離との間の差の絶対を用いることができる。選択した距離（及びその関連する距離）と測定距離との間の誤差のコスト関数を最小限にする連立方程式を解くために、種々の技術があり得る。例えば、反復最適化技術を用いることができる。測定値の誤差は信号中のノイズによって生じ得るため、全てのアンテナまでの測定距離を正確に提供する単一の場所はない。
【００７９】
いくつかの実施形態では、カルマンフィルタは過去の場所情報を用いて現在場所をより良好に通知することができる。カルマンフィルタは、場所の過去のメモリを提供する最適なフレームワークを提供することができる。カルマンフィルタは典型的な物理的な動きに基づくことができる。異なる物理的な動きに対して、カルマンフィルタに対する異なるモデルを、例えば、ユーザが車両に向かって歩いているときには１つのカルマンフィルタを、ユーザが車両内にいるときには別のカルマンフィルタ用いてもよい。
【００８０】
場所の判定はモバイル装置又は車両によって実行することができる。例えば、モバイル装置は車両に距離情報を送信することができ、距離情報によって場所を判定することができる。いくつかの実装形態では、距離情報は、パルスの第１のセットの送信時間（単数又は複数）とパルスの第２のセットの受信時間（単数又は複数）とに対応することができる。距離情報は、例えば、図５に示すように、測距要求メッセージ内のパルスの第１のセットと、１つ以上の測距応答メッセージ内のパルスの第２のセットとに対応するタイムスタンプを含むことができる。タイムスタンプは、例えば、本明細書で説明するように、車両からのモバイル装置の距離を判定するために車両の制御ユニットが用いるように構成可能とすることができる。
【００８１】
他の実施形態では、モバイル装置は距離を判定することができる。例えば、モバイル装置は、パルスの第１のセットの送信時間（単数又は複数）及びパルスの第２のセットの受信時間（単数又は複数）、並びに車両内のアンテナの位置を用いて、距離を判定することができる。したがって、距離情報は距離を含むことができる。
【００８２】
ブロック８４０において、車両の制御ユニットに場所を提供する（例えば、送信される）。場所は内部的に得ることもできるし（例えば、車両が判定するとき）、又はモバイル装置から送信することもできる（例えば、モバイル装置が場所を判定するとき）。このように、制御ユニットを有効化して車両の所定の動作を実行することができる。一例として、場所を車両制御ユニット（例えば、図１のユニット１３０）の１つのモジュールから別のモジュールに提供して、例えば、ドアを開くか又はスタートボタンを有効化することができる。別の例として、場所をモバイル装置から制御ユニットに、例えば、ＲＦ受信機（例えば、図１のＲＦ受信機１２０）を介して提供することができる。
【００８３】
車両の境界が分かっていることに基づいて、測定した場所が自動車の内部であるか又は外部であるかについての判定を行うことができる。装置が自動車内部であるかどうかを用いて、スタートボタンが有効化されているかどうかを判定することができる。別の例では、装置が車両内にある場合に、ドア又はハッチバックが閉じることを防ぐことができる。車両の境界と車両アンテナとの間の関係は、（例えば、制御ユニット内にプログラムされた）車両の設計に基づいて、制御ユニットによって知ることができる。
【００８４】
したがって、モバイル装置は、ＲＦ信号及びＬＦ信号の信号値を測定するときに用いる回路を含むことができる。一実施形態によれば、モバイル装置は、１つ以上のＲＦアンテナ（例えば、図７の７１５）と、１つ以上のＲＦアンテナに結合されたＲＦ測距回路（例えば、図７の７２０）とを備えることができる。ＲＦ測距回路を、１つ以上のＲＦ受信アンテナからの信号を分析して、１つ以上のＲＦ源アンテナに対するモバイル装置の距離又は方位に関係づけられた１つ以上の第１の信号値を提供するように構成することができる。またモバイル装置は、１つ以上の磁気アンテナ（例えば、図７のＬＦアンテナ７０５）と、１つ以上の磁気アンテナに結合された磁気測定回路（例えば、図６の７１０）とを含むことができる。磁気測定回路を、１つ以上の磁気アンテナからの信号を分析して、１つ以上の磁気源アンテナに対するモバイル装置の距離に関係づけられた１つ以上の第２の信号値を提供するように構成することができる。
【００８５】
またモバイル装置は、モバイル装置の場所を判定するための場所決め回路に１つ以上の第１の信号値及び１つ以上の第２の信号値を提供するように構成されている測定回路（例えば、図７の７４０）を含むことができる。収集回路は更に、１つ以上の第１の信号値及び１つ以上の第２の信号値の中の任意の外れ値を識別し、場所決め回路に提供することから外れ値を除外するように構成することができる。場所決め回路をモバイル装置の外部の装置（例えば、車両）内に位置してもよい。このような実装形態では、ＲＦアンテナ７２５を用いて信号値を送信することができる。
Ｅ．車両の変更
【００８６】
前述したように、車両の既存のＬＦアンテナを更なるアンテナを用いて増やして、磁界を３つの直交方向に発生させることができる。一実施形態によれば、車両は、３つの直交する磁気アンテナの複数の組を備える。直交する磁気アンテナのそれぞれのセットは、モバイル装置の場所を判定するための対応する磁気アンテナを有するモバイル装置によって検出されるように動作可能な磁気信号を発信することができる。
ＩＶ．機械学習
【００８７】
ＲＦ測距技術（例えば、超広帯域（ＵＷＢ））は、１０ｃｍの測距精度を実現することができ、より小さいアンテナを有することができ、中間者攻撃に対してより弾力的である。しかし、ＲＦ測距技術は、自動車の車体、近くの物体、及び人体に起因する信号減衰、遅延、及びマルチパスの影響を受けやすい場合がある。これらの影響によって位置推定値に不正確さが生じて、ＲＦベースのシステムの全体的な性能及び実用性が低下する可能性がある。更に、モバイル装置はより小さい又はより少ないコイル（磁気アンテナ）を有していてもよい。これによって、より弱くて、より少なくて、及び／又はそれほど正確でない測定をＬＦシステムを介して行うことができる。実施形態では機械学習モデルを用いてこのような問題を打開することができる。
Ａ．領域ベースの場所の判定
【００８８】
キーフォブの２Ｄ座標又は３Ｄ座標を計算する代わりに、場所を、対象とする別個の場所（例えば、自動車内部及び自動車外部）にグループ分けするのに十分であってもよい。キーフォブ場所に基づいて２クラス決定又は多クラス決定を行うことができる。このようにして問題を提起することによって、位置決定アルゴリズムの要件を緩和することができ、機械学習モデルを用いて決定する機会が広がり、これは、統計的仮説検定を用いることを含んでもよい。
【００８９】
図９に、本発明の実施形態による、領域ベースのパッシブエントリー／パッシブスタート自動車システムを示す。図９は、船体的なキーフォブ場所のサブセットを、対象とする別個の領域にグループ分けする例を示している。例えば、ユーザが、ロックされた自動車の外部にいて運転手側のドアに触れると、位置決定ロジックは単純に、自動車をロック解除するために、キーフォブが領域１内にあるという信頼性の高い決定を行う必要がある。代替的に、ユーザが自動車の外部の任意の領域、すなわち、領域１、２、又は３にいる場合に、ロック解除する決定を行うことができる。パッシブエントリー／パッシブスタートシステムが位置決定アルゴリズムから正しい決定を受信する限り、システムは信頼性高く動作する。
【００９０】
種々の実施形態では図９に示すものより多いか少ない領域を有していてもよい。例えば、車両の内部及び外部に２つの領域のみがあってもよい。領域がもっと多い例として、第５の領域が、図示する４つの視界の外部の場所に対応することができる。この第５の領域は、車両から遠く離れているモバイル装置に対応するであろう。モバイル装置を持ったユーザの車両に近づくという意図を、第５の領域からもっと近い外部領域のうちの１つへの変化によって推測してもよい。これは、特定の距離を測定するときに同様に行うことができる。
【００９１】
図示した４つの領域は例示したものと形状が異なっていてもよく、例えば、領域２は車両の側面全体を取り囲むようにもっと長くてもよい。更に、領域のそれぞれをサブ領域に分割してもよい。例えば、領域４は、４つ又は５つの異なる運転席及び乗員席など、車両の内部の異なる部分に対応するサブ領域を有していてもよい。またトランク又はダッシュボードを領域とすることもできる。一実施形態では、いつ、より高レベルの領域（例えば、内部であるか、又は外部であるか）と別個のモデルとを用いて、どのサブ領域内に装置があるかを判定できるかを、機械学習モデルを用いて判定することができる。
【００９２】
この問題に対する機械学習（例えば、クラスタリング、分類、又は深層学習）手法が特に貴重であるのは、自動車及びキーフォブの測距のための送受信機がＬＦベースとは対照的にＲＦベースであるときである。ＲＦ信号は、自動車の車体、近くの物体（他の自動車、地面、建築構造物）、及び人体によって容易に減衰され、遅延され、反射され、回折される。なお、ＬＦ信号は典型的には、同じ機能障害を被らないか、又は機能障害は実質的にもっと小さい。信号減衰、遅延、及びマルチパスは、範囲測定値にバイアス及びノイズを生じさせる確率的影響である。これらの影響を補完しようと試みる物理ベースの技術（例えば、カルマンフィルタ又は粒子フィルタ）は、信頼性高く実装する、又は長い収束時間を有するには非常に課題が多い。
Ｂ．トレーニング
【００９３】
図１０に、本発明の実施形態による、提案される機械学習トレーニングの処理図を示す。機械学習システムのトレーニングモジュール１０１０は、データ１００５を受信することができる。データ１００５は距離測定値及び真のデータを含むことができる。例えば、車両上の１つ以上の送受信機からの距離測定値に対応する入力信号値を受信することができる。例として、距離測定値はＲＦ、ＬＦ、又はその両方とすることができる。真のデータは、領域内でモバイル装置が動かされたときに人が行う判定に対応することができる。潜在的に人は、歩いているポーズ又は立っているポーズなど種々の構成にある。いくつかの実施形態では、このような測定をエンドユーザが実行して、ユーザの特定の注意に対して較正することができる。他の実施形態では、モバイル装置の製造業者が、例えば、１つ以上のタイプの車両に対して測定を行うことができる。ある車両が同様のアンテナ構成を共有することができる。
【００９４】
更に、補助データを用いて機械学習を支援することができる。補助データの例としては、粗場所１０３０（例えば、ＧＰＳ場所）及びセンサデータ１０２０（例えば、加速度計、ジャイロメータなど）が挙げられる。このデータを、距離測定データ１００５と共にモデル１１３０をトレーニングして抵抗するために用いることができる。補助データを伴う例は、車両が自宅ガレージ（例えば、単一車ガレージ）にあるときである。自宅ガレージは、車両の周りに金属物体がほとんどないか又はまったくないマルチパス環境に相当することができる。このような環境は、対象とする車両の隣に及び前方又は後方に他の車両がある駐車場でのマルチパス環境とは実質的に異なる。ＧＰＳはどの環境に車両があるかの識別を助けることができる。識別した環境を、モデルに対する入力として又はどのモデルを使うかの選択として用いることができる。各自動車タイプに対して又は自動車のグループに対してモデルを生成してもよい。
【００９５】
図１０には、モデルのトレーニングを示す。距離測定（例えば、ＲＦ又はＬＦ）を、キーフォブ、民生用装置、又は１つ以上の自動車アンテナからのテストプラットフォームを用いて行うことができる。これらの測定値と共に任意の必要な補助データ（例えば、ジャイロメータ、加速度計、及び／又は粗場所データ）を機械学習トレーニングに対して用いて、１つ以上のモデルを形成することができる。更なる潜在的な機械学習機能は、（１）それぞれの自動車送受信機とキーフォブとの間のチャネルインパルス応答と、（２）例えば、マルチパスシナリオの場合の、第１の経路の受信電力の第２の経路の受信電力に対する比とを含むことができる。
【００９６】
十分な性能のためには、自動車の内部及び外部、並びにユーザの身体上又は付近の種々の場所にある多くの可能なキーフォブ場所上での測定が必要であってもよい。各自動車に対してモデルを生成してもよいし、又は複数の自動車に対して単一のモデルを用いてもよい。トレーニングサンプルの数は、多くすることができ、また、モバイル装置を異なる構成で保持又は携帯しながら、車両に向かって歩いているユーザの種々の経路を含むことができる。
【００９７】
機械学習モデルの例としては、決定木（勾配ブースティング及びランダムフォレストを含む）、サポートベクターマシン、線形回帰、ロジスティック回帰、及びニューラルネットワークが挙げられる。単一の機械学習モデルを用いて、３つ以上の領域（例えば、図９に示す４つの領域）のうちの１つに装置を分類することができる。別の実施形態では、各領域に対して、その領域に装置があるかどうかについて二分決定を行うことができる。信頼スコア（確率）を、肯定的決定（例えば、サポートベクターマシンに対する超平面までの距離又はロジスティック回帰に対する閾値からの距離）を有する各領域に対して判定することができる。最も高い信頼スコアを有する領域を適切な領域として選択することができる。
Ｃ．機械学習パッシブエントリーシステム
【００９８】
図１１に、本発明の実施形態による、モバイル装置が車両に対してどの領域に位置しているかを識別するための機械学習モデルの実装形態を示す。決定は、アンテナ（単数又は複数）１１０５及び対応する測定回路１１１０を用いて取得した測定距離情報１１１５（例えば、ＲＦ信号値及び／又はＬＦ信号値）に基づいて行うことができる。任意的な補助データを、例えば、モバイル装置の１つ以上のセンサ１１５０（例えば、加速度計又はジャイロメータ）と粗場所決め回路１１６０（例えば、ＧＰＳ）とによって取得することができる。機械学習モデル１１３０を機械学習モジュール１１４０に提供することができる。機械学習モジュール１１４０はモバイル装置又は車両によって実装することができる。例えば、車両によって決定が行われるために、測定距離（信号値で表される）と任意的な補助データとをモバイル装置から車両に伝達することができる。この場合、モデルを車両に伝達することもできるし、又はモデルは車両上に存在することもできる。
【００９９】
１つ以上の車両アンテナから受信した信号を用いて、距離情報１１１５（例えば、タイムスタンプ、信号強度、又は実際の距離）をモバイル装置上で測定することができる。これらの測定値と共に任意の必要な補助データ（例えばジャイロメータ、加速度計、及び粗場所データ）を機械学習モデル１１３０と共に用いて、領域決定１１４５を行う。モデル１１３０に対する更なる入力特徴は、チャネルインパルス応答、及び第２の経路に対する受信電力に対する第１の経路に対する受信電力の比とすることができる。
【０１００】
チャネルインパルス応答は、単一のアンテナから受信される複数の信号に関し、各信号は信号の異なる経路に対応する。例えば、信号はアンテナ間を直接移動することができるが、信号は種々の表面で反射することもできる。チャネルインパルス応答は、所与の時間間隔にわたる測定信号内のピークの組として規定することができる。第２の経路に対する受信電力に対する第１の経路に対する受信電力の比は、１回の反射を伴う信号（第２のピーク）における直接信号（第１のピーク）の相対信号強度を測定することができる。第１のピークをＲＴＴを判定するために用いることができる。別の特徴は、チャネルインパルス応答の総電力に対する第１の経路の電力の比を含むことができる。
【０１０１】
機械学習モジュール１１４０がモバイル装置である実施形態では、機械学習モジュール１０４０は、ＲＦアンテナ１０１５を介した送信のために、領域決定１１４５をネットワークインターフェース１１２０（例えば、ＷｉＦｉ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））に送信することができる。領域決定１１４５を車両に伝達して戻すことは、任意の好適な無線通信システム（例えば、ＷｉＦｉ、ＢＴ、又はＵＷＢ）を介して行うことができる。このような機械学習手法は、従来のＬＦ信号を用いて、又はＬＦ信号及びＲＦ信号を用いたハイブリッドシステムとして機能することもできる。
Ｄ．領域決定を用いた方法
【０１０２】
図１２は、モバイル装置を伴う車両による動作を可能にするための方法１２００のフローチャートである。方法１２００は、モバイル装置、又は車両の回路（例えば、プログラマブルプロセッサ及び／又は専用回路）によって実行することができる。
【０１０３】
ブロック１２１０において、モバイル装置の１つ以上の装置アンテナを用いて測定した信号値のセットを受信する。信号値のセットは、車両内の種々の場所を有する複数の車両アンテナからの信号の１つ以上の信号特性を提供する。例えば、図１、図３、図４、及び図６に示すように、車両アンテナはＬＦアンテナ及び／又はＲＦアンテナとすることができる。信号の１つ以上の信号特性は、信号を受信したモバイル装置の装置アンテナと信号を発信した車両アンテナとの間の距離に対して変化することができる。いくつかの実施形態では、信号値のセットをモバイル装置によって送信し、車両（例えば、図１のＲＦ受信機１２０）によって受信してもよい。他の実施形態では、信号値のセットをモバイル装置のモジュール（例えば、図１１の機械学習モジュール１１４０）によって受信することができる。
【０１０４】
ブロック１２２０において、１つ以上の信号特性に基づいてモバイル装置の場所を領域のセットの領域内にあると分類する機械学習モデルを記憶する。例として、モデルを、プログラマブルプロセッサに結合されたメモリ内にソフトウェアとして記憶してもよいし、又は専用回路として記憶してもよい。領域のセットは、車両の外部の１つ以上の領域の第１のサブセットと、車両の外部の１つ以上の領域の第２のサブセットとを含むことができる。図９にいくつかの例示的な領域を示す。
【０１０５】
機械学習モデルを、複数の領域にわたる場所で測定した種々の信号値のセットを用いてトレーニングすることができる。モバイル装置が位置するであろう可能な場所、並びにユーザの方位及び配置の構成の表現を提供するように、トレーニングサンプルを選択することができる。
【０１０６】
ブロック１２３０において、信号値のセットを機械学習モデルに提供して、モバイル装置が現在位置している特定の領域の現在の分類を取得する。いくつかの実装形態では、例えば、特定の車両アンテナに対して測定値が取得されないときに、特定の信号値はＮＵＬＬ値又は大きい負数などの何らかのセンチネル（特別）値とすることができる。このような状況では、信号値を取得するために別の試みを行ってもよく、又はユーザに誤差信号（例えば、警報）を提供することができる。別の実装形態では、行方不明のアンテナからの最後の測定値を用いてもよい。代替的に、センチネル値を機械学習モデルに提供することができる。機械学習モデルは依然として、取得した適切な信号値に基づいて分類を行ってもよい。
【０１０７】
信号値の取得は、同時に又は少なくとも同じフレーム又は時間窓内で取得してもよい。時間窓内で（例えば、１秒おき、０．５ｓおき、又は１００ｍｓおきに）取得した信号値を、信号値のセットとして用いることができる。信号値を受信する時間窓内の正確な時間を、機械学習モデルに提供するために用いることができる。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、例えば、異なる分類を分離するカットオフ値からの機械学習モデルのメトリックの距離に基づいて、それぞれ潜在的に関連する確率を用いて、分類を複数回実行することができる。確率の平均値を用いて最終分類を判定することができる。他の実施形態では、多数決投票手順を用いることができ、その結果、Ｎ個の分類測定値のうち最も多く現れる分類を選択する。
【０１０９】
ブロック１２４０において、特定の領域を車両の制御ユニットに提供することによって、制御ユニットが車両の所定の動作を実行できるようにする。ブロック１２４０を図８のブロック８４０と同様の方法で実行してもよい。結果は、モバイル装置が車両内部にあると識別するときに少なくとも９８％の精度を示し、モバイル装置が車両付近の外部領域にあると正確に識別するときに少なくとも９３％の精度を示した。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、（例えば、ＲＦ信号のみを用いて）場所の長距離判定のためにフィルタ（例えば、カルマンフィルタ）を用いることができ、また、例えばモバイル装置が車両により近いときに、どの領域内にモバイル装置があるかについて正確に判定するために、機械学習モデルを用いることができる。別の例として、２つの技術を同時に実行することができ、出力のそれぞれの信頼性を用いてどちらを用いるかを動的に選択することができる。カルマンフィルタの場合、それぞれの測定値を取得するときには信号値を別個に用いることが可能であり、新しい各信号値が受信されるとフィルタは新しい判定を行うことができる。
【０１１１】
機械学習モデルに対する入力特徴として他の情報、例えば、シートセンサ、ドアが開いていることなどを用いることができる。代替的に、このような他の情報を後置フィルタとして用いて、矛盾する情報、例えば、ユーザが自動車内部にいないことを示す測定値が存在しないことを確認することができる。
Ｖ．識別及び認証後の意図の判定
【０１１２】
いくつかの実施形態では、モバイル装置は、特定の帯域の信号に対して低電力モードで（例えば、ＢＴＬＥを用いて）常にリッスンしていることがある。何らかのレベルの信号がその帯域にある場合、モバイル装置は起動してその信号を分析することができる。いくつかの実装形態では、検出信号は、暗号化されたメッセージ及び／又はモバイル装置が暗号化すべきランダム値を含むことができる。モバイル装置は、暗号化されたメッセージを復号することができる暗号化キー（対称又は非対称）を記憶してメッセージの期待値を確認することによって、車両を認証することができる。同じ又は異なるキーを用いてランダム値を暗号化することができる。これを、車両がモバイル装置を認証するために車両に送信することができる。このメッセージングはＲＦ上（例えば、４００〜７００ＭＨｚ上）で行うことができる。
【０１１３】
車両は、１つ以上のトリガー、例えば、ドアハンドル、スタートボタン、トランクボタン、又は車両の他の部分との物理的な対話にに応じて信号を発信してもよい。別の実装形態では、車両は使用後のある時間量にわたって、信号を発信することができる。
【０１１４】
したがって、いくつかの実施形態では、モバイル装置は、車両がリッスンして起動させることができる信号（例えば、ＢＴＬＥにおいて生じ得るようなビーコン信号、）を通知することができる。代替的に、車両は信号を通知することができ、モバイル装置は継続的にリッスンすることができる。
【０１１５】
通信が開始されると、本明細書で説明するように、測距を実行することができる。このような測距を最初はＲＦによって実行することができ、いくつかの実施形態では、後に磁気アンテナを用いて実行することができる。磁気技術を用いることへの切り替えは、場所又は経時的な場所の変化（例えば、ユーザの意図を示している）に依存する可能性がある。またユーザの意図を用いて、動作を実行するために車両制御ユニットを有効化することができる。ユーザの意図を判定するために、動きの変化を経時的に追跡することができる。例えば、（例えば、ＲＦプロトコルを用いて）測距を開始した後に、飛行時間測定を複数の時間に実行することによって距離の変化を追跡することができる。
【０１１６】
一例として、モバイル装置の動き（経時的な場所）が自動車に対して比較的直線である（例えば、角度が１５°以内である）場合、自動車を使用する意図が推測できる。このような動き追跡は、単に数フィート（例えば、１ｍ以下）の精度を必要としてもよい。距離の変化だけとは対照的に、異なるＲＦアンテナを用いて位置を三角測量することによって、動きの軌跡を判定することができる。このような意図により、ユーザが最初に自動車と物理的な対話する必要がある場合と比べて、自動車がより迅速に反応できるようにすることができる。いくつかの実装形態では、動きの軌跡を用いて、装置が近づいている自動車の特定の部分（例えば、トランク、運転手のドア、又は特定の乗員のドア）を識別することができる。
【０１１７】
したがって、いくつかの実施形態は、モバイル装置の場所を複数の時間に判定することによって、車両外部のモバイル装置の複数の場所を取得することができる。複数の場所又は複数の場所の違いを車両の制御ユニットに提供することによって、車両に向かうモバイル装置の動きに基づいて制御ユニットが車両の準備動作（例えば、ライトをオンにする）を実行できるようにすることができる。
ＶＩ．例示的な装置
【０１１８】
図１３は、いくつかの実施形態による、モバイル装置であり得る例示的な装置１３００のブロック図である。装置１３００は一般的に、コンピュータ可読媒体１３０２と、処理システム１３０４と、入出力（Ｉ／Ｏ）サブシステム１３０６と、無線回路１３０８と、スピーカ１３５０及びマイクロフォン１３５２を含むオーディオ回路１３１０とを含む。これらの構成要素は、１つ以上の通信バス又は信号ライン１３０３によって結合することができる。装置１３００は、ハンドヘルド型コンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯電話、ラップトップコンピュータ、タブレット装置、メディアプレーヤ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、キーフォブ、自動車のキー、アクセスカード、多機能装置、ポータブルゲーミングデバイス、自動車のディスプレイユニットなど（これらの物品のうちの２つ以上の組み合わせを含む）を含む、任意のポータブル電子装置とすることができる。
【０１１９】
図１３に示すアーキテクチャは、装置１３００に対するアーキテクチャの一例に過ぎず、装置１３００は、図示したものよりも多い構成要素、若しくは少ない構成要素、又は異なる構成の構成要素を有することができることが明らかである。図１３に示した種々の構成要素は、１つ以上の信号処理回路及び／又は特定用途向け集積回路を含めた、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはハードウェア及びソフトウェアの双方の組み合わせとして実装することができる。
【０１２０】
無線回路１３０８を用いて、無線リンク又はネットワークを介して、アンテナシステム、ＲＦ送受信機、１つ以上の増幅器、チューナ、１つ以上のオシレータ、デジタル信号プロセッサ、コーデックチップセット、メモリなど、１つ以上の他の装置の従来の回路と情報を送受信する。無線回路１３０８は、例えば、本明細書で説明するような種々のプロトコルを用いることができる。例えば、無線回路１３０８は、１つの無線プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））用に１つの構成要素を有し、別の無線プロトコル（例えば、ＵＷＢ）用に別の構成要素を有することができる。異なるプロトコルに対して異なるアンテナを用いることができる。
【０１２１】
無線回路１３０８は周辺機器インターフェース１３１６を介して処理システム１３０４に結合されている。インターフェース１３１６は、周辺機器と処理システム１３０４との間の通信を確立して維持するために、従来の構成要素を含むことができる。無線回路１３０８が（例えば、発話認識アプリケーション又は音声コマンドアプリケーションにおいて）受信した音声及びデータ情報を、周辺機器インターフェース１３１６を介して１つ以上のプロセッサ１３１８に送信する。１つ以上のプロセッサ１３１８は、媒体１３０２上に記憶された１つ以上のアプリケーションプログラム１３３４に対する種々のデータフォーマットを処理するように構成可能である。
【０１２２】
周辺インターフェース１３１６によって、装置の入力周辺装置及び出力周辺装置がプロセッサ１３１８及びコンピュータ可読媒体１３０２に結合されている。１つ以上のプロセッサ１３１８は、コントローラ１３２０を介してコンピュータ可読媒体１３０２と通信することができる。コンピュータ可読媒体１３０２は、１つ以上のプロセッサ１３１８が使用するためのコード及び／又はデータを記憶することが可能な任意の装置若しくは媒体とすることができる。媒体１３０２は、キャッシュ、主記憶装置、及び補助記憶装置を含むメモリ階層を含むことができる。
【０１２３】
また装置１３００は、種々のハードウェア構成要素に電力を供給する電力システム１３４２を含む。電力システム１３４２は、電力管理システム、１つ以上の電源（例えば、電池、交流（ＡＣ））、再充電システム、停電検出回路、電力コンバータ又はインバータ、電力状態インジケータ（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））、並びにモバイル装置内での電力の生成、管理、及び分配に典型的に関連付けられる任意の他の構成要素を含むことができる。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、装置１３００はカメラ１３４４を含む。いくつかの実施形態では、装置１３００はセンサ１３４６を含む。センサとして、１つ以上の加速度計、コンパス、ジャイロメータ、圧力センサ、オーディオセンサ、光センサ、気圧計などを挙げることができる。センサ１３４６を用いて、場所の聴覚サイン又は光サインなどの場所の様相を感知することができる。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、装置１３００は、ＧＰＳユニット１３４８と呼ばれることもある、ＧＰＳ受信機、全地球的航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、ＢｅｉＤｏｕ（北斗衛星導航系統）、Ｇａｌｉｌｅｏ（ガリレオ）、及び装置の他の組み合わせを含むことができる。モバイル装置は、全地球測位システム（ＧＰＳ）などの衛星航法システムを用いて、位置情報、タイミング情報、高度、又は他のナビゲーション情報を取得することができる。動作中に、ＧＰＳユニットは、地球の周りを軌道を描いて回るＧＰＳ衛星から信号を受信することができる。ＧＰＳユニットは信号を分析して移動時間及び距離推定を行う。ＧＰＳユニットはモバイル装置の現在位置（現在場所）を判定することができる。これらの推定に基づいて、モバイル装置は、場所固定、高度、及び／又は現在速度を判定することができる。場所固定は、緯度情報及び経度情報などの地理座標例とすることができる。
【０１２６】
１つ以上のプロセッサ１３１８は、媒体１３０２内に記憶された種々のソフトウェア構成要素を実行して、装置１３００に対する種々の機能を実行する。いくつかの実施形態では、ソフトウェア構成要素は、オペレーティングシステム１３２２、通信モジュール（又は命令セット）１３２４、場所決めモジュール（又は命令セット）１３２６、距離モジュール１３２８（例えば、ＲＦ測距チップ若しくはＬＦチップを分析して制御するためのソフトウェアを含む、場合によっては機械学習モデルを含む）、及び他のアプリケーション（又は命令セット）１３３４を含む。距離モジュール１３２８は、例えば、無線回路１３０８に接続されている測距メッセージをアンテナへ送信／から受信することができる。メッセージを種々の目的のために、例えば、車両の送信アンテナを識別するために、（例えば、車両に送信するために）メッセージのタイムスタンプを判定するために、及び潜在的には車両からモバイル装置１３００までの距離を、判定するために用いることができる。一例として、距離モジュール１３２８は機械学習モジュール１１４０を含んでもよい。
【０１２７】
オペレーティングシステム１３２２は、ｉＯＳ、ＭａｃＯＳ、Ｄａｒｗｉｎ、ＲＴＸＣ、ＬＩＮＵＸ、ＵＮＩＸ、ＯＳＸ、ＷＩＮＤＯＷＳ、又はＶｘＷｏｒｋｓなどの組み込みオペレーティングシステムを含む、任意の好適なオペレーティングシステムとすることができる。オペレーティングシステムは、一般的なシステムタスク（例えば、メモリ管理、記憶装置制御、電力管理など）を制御及び管理するための、手順、命令のセット、ソフトウェア構成要素、及び／又は運転手を含むことができ、種々のハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との間の通信を容易にする。
【０１２８】
通信モジュール１３２４は、１つ以上の外部ポート１３３６を介した、又は無線回路１３０８を介した、他の装置との通信を容易にし、無線回路１３０８及び／又は外部ポート１３３６から受信したデータを取り扱うための種々のソフトウェア構成要素を含む。外部ポート１３３６（例えば、ＵＳＢ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）、ライトニングコネクタ、６０ピンコネクタなど）は、他の装置に直接結合するか、又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮなど）を介して間接的に結合するように適応されている。
【０１２９】
場所／動きモジュール１３２６は、現在位置（例えば、座標又は他の地理的場所識別子）及び装置１３００の動きを判定することを助けることができる。場所／動きモジュールは機械学習モジュールを含むことができ、並びにより標準的な場所決め機能に関することができる。最新の位置決定システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ）、「セルＩＤ」に基づくセルラーネットワーク位置決定、及びＷｉ−Ｆｉネットワークに基づくＷｉ−Ｆｉ位置決定技術などの衛星ベースの位置決定システムを含む。またＧＰＳは、複数の衛星が見えることに基づいて位置推定値を判定する。衛星は屋内又は「ビルの谷間」では見えない（又は信号が弱い）場合がある。いくつかの実施形態では、場所／動きモジュール１３２６はＧＰＳユニット１３４８からデータを受信して信号を分析して、モバイル装置の現在位置を判定する。いくつかの実施形態では、場所／動きモジュール１３２６はＷｉ−Ｆｉ又はセルラーロケーション技術を用いて現在場所を判定することができる。例えば、モバイル装置の場所を、近くのセルサイト及び／又はＷｉ−Ｆｉアクセスポイントの知識を用いて、またそれらの場所の知識を用いて推定することができる。Ｗｉ−Ｆｉ送信機又はセルラー送信機を識別する情報は、無線回路１３０８で受信され、場所／動きモジュール１３２６に送信される。いくつかの実施形態では、場所決めモジュールは１つ以上の送信機ＩＤを受信する。いくつかの実施形態では、一連の送信機ＩＤを参照データベース（例えば、セルＩＤデータベース、Ｗｉ−Ｆｉ参照データベース）と比較することができる。参照データベースは、送信機ＩＤを対応する送信機の位置座標にマッピングするか又は相関させて、対応する送信機の位置座標に基づいて装置１３００に対する推定位置座標を計算する。使用する特定の場所決め技術とは関係なく、場所／動きモジュール１３２６は、場所固定を導き出すことができる情報を受信し、その情報を解釈して、地理座標、緯度／経度、又は他の場所固定データなどの場所情報を返すことができる。
【０１３０】
モバイル装置上の１つ以上のアプリケーション１３３４は、限定することなく、ブラウザ、アドレス帳、連絡先リスト、電子メール、インスタントメッセージング、ワードプロセッシング、キーボードエミュレーション、ウィジェット、ＪＡＶＡ対応アプリケーション、暗号化、デジタル著作権管理、音声認識、音声複製、音楽プレーヤ（ＭＰ３又はＡＡＣファイルなどの１つ以上のファイルに記録された音楽を再生する）などを含む、装置１３００上にインストールされた任意のアプリケーションを含むことができる。
【０１３１】
グラフィックスモジュール、時間モジュールなどの他のモジュール又は命令セット（図示せず）があってもよい。例えば、グラフィックスモジュールは、グラフィックオブジェクト（限定することなく、テキスト、ウェブページ、アイコン、デジタル画像、アニメーションなどを含む）をレンダリングし、アニメートし、及びディスプレイ面上に表示するための従来の種々のソフトウェア構成要素を含むことができる。別の例では、タイマモジュールはソフトウェアタイマとすることができる。またタイマモジュールをハードウェアに実装することもできる。時間モジュールは、任意の数の事象に対して種々のタイマを維持することができる。
【０１３２】
Ｉ／Ｏサブシステム１３０６をディスプレイシステム（図示せず）に結合することができる。ディスプレイシステムはタッチ感知ディスプレイとすることができる。ディスプレイはユーザに対する視覚出力をＧＵＩに表示する。この視覚出力は、テキスト、グラフィック、ビデオ、及びこれらの任意の組み合わせを含むことができる。視覚出力の一部又は全ては、ユーザインターフェースオブジェクトに対応することができる。ディスプレイは、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）技術、又はＬＰＤ（発光ポリマーディスプレイ）技術を用いることができるが、他の実施形態では他のディスプレイ技術を用いることができる。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏサブシステム１３０６は、ディスプレイ、並びにキーボード、マウス、及び／又はトラックパッドなどのユーザ入力装置を含むことができる。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏサブシステム１３０６はタッチ感知ディスプレイを含むことができる。またタッチ感知ディスプレイは、触知接触及び／又は触覚接触に基づくユーザからの入力を受け入れることができる。いくつかの実施形態では、タッチ感知ディスプレイは、ユーザ入力を受け入れるタッチ感知面を形成する。タタッチ感知ディスプレイ／タッチ感知面は（媒体１３０２内の任意の付随するモジュール及び／又は命令セットと共に）、タッチ感知ディスプレイ上の接触（及び、いずれかの動き又は接触の解除）を検出し、検出した接触を、接触が生じたときにタッチスクリーン上に表示されるユーザインターフェースオブジェクト（例えば、１つ以上のソフトキー）との対話に変換する。いくつかの実施形態では、タッチ感知ディスプレイとユーザとの間の接触点はユーザの１本以上の指に対応する。ユーザは、スタイラス、ペン、指などの任意の好適な物体又は付属物を用いてタッチ感知ディスプレイと接触することができる。タッチ感知ディスプレイ面は、任意の好適なタッチ感度技術を用いて接触並びにその任意の動き又は解除を検出することができる。タッチ感度技術としては、容量性、抵抗性、赤外線、及び表面弾性波技術、並びに他の近接センサアレイ又は他の要素であって、タッチ感知ディスプレイとの１つ以上の接触点を判定するものが挙げられる。
【０１３４】
更に、電力制御、スピーカ音量制御、着信音量、キーボード入力、スクローリング、ホールド、メニュー、スクリーンロック、通信をクリアにして終了することなどの種々の機能を制御又は実行するために、Ｉ／Ｏサブシステムを、プッシュボタン、キー、スイッチ、ロッカボタン、ダイアル、スライダスイッチ、スティック、ＬＥＤなどの１つ以上の他の物理的制御装置（図示せず）に結合することができる。いくつかの実施形態では、タッチスクリーンに加えて、装置１３００は、特定の機能をアクティブ化又は非アクティブ化するためのタッチパッド（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、タッチパッドは、タッチスクリーンとは異なり、視覚出力を表示しない、装置のタッチ感知エリアである。タッチパッドは、タッチ感知ディスプレイとは別個のタッチ感知面、又はタッチ感知ディスプレイによって形成されたタッチ感知面の延長部分とすることができる。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、本明細書で説明した動作の一部又は全部を、ユーザの装置上で実行するアプリケーションを用いて実行することができる。回路、ロジックモジュール、プロセッサ、及び／又は他の構成要素を、本明細書で説明した種々の動作を実行するように構成してもよい。当業者には、そのような設定を、実装形態に応じて、具体的な構成要素の設計、セットアップ、相互接続、及び／又はプログラミングを通じて実現することができ、また、同様に実装形態に応じて、構成されている構成要素は、異なる動作のために再構成可能であってもよいし又は再構成可能でなくてもよいことが理解されるであろう。例えば、プログラマブルプロセッサを、好適な実行可能コードを提供することによって構成することができき、専用の論理回路を、論理ゲートと他の回路素子とを好適に接続することによって構成することができる。
【０１３６】
本出願で説明したソフトウェア構成要素又は機能のいずれかを、例えば、Ｊａｖａ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ−Ｃ、Ｓｗｉｆｔ、又はＰｅｒｌ又はＰｙｔｈｏｎなどのスクリプト言語、など、任意の好適なコンピュータ言語を用いて、例えば、従来の又はオブジェクト指向の技術を用いて、プロセッサによって実行すべきソフトウェアコードとして実装してもよい。ソフトウェアコードを、記憶及び／又は送信するためにコンピュータ可読媒体上に一連の命令又はコマンドとして記憶してもよい。好適な非一時的コンピュータ可読媒体としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードドライブ若しくはフロッピーディスクなどの磁気媒体、又はコンパクトディスク（ＣＤ：compact disk）若しくはＤＶＤ（digital versatile disk、デジタル多用途ディスク）などの光学媒体、フラッシュメモリ、などを挙げることができる。コンピュータ可読媒体は、このような記憶装置又は送信装置の任意の組み合わせであってもよい。
【０１３７】
実施形態の種々の特徴を組み込んだコンピュータプログラムを、種々のコンピュータ可読な記憶媒体上でコード化してもよい。好適な媒体としては、磁気ディスク若しくはテープ、コンパクトディスク（ＣＤ）若しくはＤＶＤ（、デジタル多用途ディスク）などの光学記憶媒体、フラッシュメモリなどが挙げられる。プログラムコードでコード化されるコンピュータ可読記憶媒体を、互換性のある装置と共にパッケージ化するか、又は他の装置とは別個に提供してもよい。更には、プログラムコードは、インターネットを含めた、様々なプロトコルに準拠する有線ネットワーク、及び／又は無線ネットワークを介して、コード化して送信してもよいため、例えばインターネットダウンロードを介して、配信が可能となる。任意のこのようなコンピュータ可読媒体は、単一のコンピュータ製品（例えば、ソリッドステートドライブ、ハードドライブ、ＣＤ、又はコンピュータシステム全体）上に又はその内部にあってもよく、システム又はネットワーク内の異なるコンピュータ製品上に又はその内部に存在してもよい。コンピュータシステムは、本明細書で述べた結果のいずれかをユーザに提供する、モニタ、プリンタ、又は他の好適なディスプレイを含んでもよい。
【０１３８】
本発明が特定の実施形態に関して説明されてきたが、本発明は、以下の請求項の範囲内にある全ての修正物及び同等物に及ぶことが意図されることが理解されよう。
【０１３９】
「１つの（a）」、「１つの（an）」、又は「その（the）」の記載は、特に反対の記載がない限り、「１つ以上の（one or more）」を意味することが意図されている。「又は（or）」を用いた場合、特に反対の記載がない限り、「排他的論理和（含まずに「又は」）」ではなく「包含的論理和（含んで「又は」）」を意味することが意図されている。「第１の」構成要素に言及した場合、必ずしも第２の構成要素が提供されるとは限らない。また特に断らない限り、「第１の」構成要素又は「第２の」構成要素に言及しても、言及した構成要素を特定の場所に制限するわけではない。用語「〜に基づいて（based on）」は「〜に少なくとも部分的に基づいて（based at least in part on）」を意味することが意図されている。
【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】
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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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