DE102021103345A1

DE102021103345A1 - Kommunikationsvorrichtung, Informationsverarbeitungsverfahren und Speichermedium

Info

Publication number: DE102021103345A1
Application number: DE102021103345.4A
Authority: DE
Inventors: Yoshiki OISHI; Satoshi Mori; Kenichi Koga; Tatsuya Koike
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2021-02-12
Publication date: 2021-08-19
Also published as: CN113267745A; JP2021128076A; US20210255273A1; US11480645B2; JP7366791B2

Abstract

Es ist ein Mechanismus bereitzustellen, der es möglich macht, die Genauigkeit beim Schätzen einer Position zu verbessern. Eine Kommunikationsvorrichtung umfasst: eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung; und einen Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Detektieren eines spezifischen Elements in chronologischen Informationen basierend auf jeweiligen Pulssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden, auf Grundlage von jeweiligen Teilen von chronologischen Informationen, die, als zeitbezogene Elemente, Informationen umfassen, die sich chronologisch ändern und erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die jeweiligen Pulssignale empfangen, die von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet werden, Verifizieren, ob jedes von einer Vielzahl der detektierten spezifischen Elemente auf dem über einen kürzesten Pfad kommenden Pulssignal basiert, und Schätzen eines Winkels, aus dem das Pulssignal gekommen ist, während/wobei Achsen, die sich von einem Referenzpunkt aus erstrecken, der für die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten eingestellt ist, als Referenzachsen verwendet werden, auf Grundlage der Vielzahl von spezifischen Elementen, die als Elemente basierend auf den über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignalen verifiziert werden.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung/Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Prioritätsvorteil von der am 14. Februar 2020 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2020 - 023213 , deren gesamter Inhalt hierin mittels Bezugnahme eingebunden wird.
Hintergrund
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kommunikationsvorrichtung, ein Informationsverarbeitungsverfahren und ein Speichermedium.
In den letzten Jahren wurden Techniken entwickelt, die es einer Vorrichtung ermöglichen, eine Position einer anderen Vorrichtung gemäß einem Ergebnis des Sendens/Empfangens eines Signals zwischen den Vorrichtungen zu schätzen. Als ein Beispiel der Techniken zum Schätzen einer Position offenbart die WO 2015/176776 A1 eine Technik, die es einem UWB-(Ultrabreitband-) Empfänger ermöglicht, einen Einfallswinkel eines Drahtlossignals von einem UWB-Sender durch Durchführen einer drahtlosen Kommunikation unter Verwendung von UWB zu schätzen.
Die durch die WO 2015/176776 A1 offenbarte Technik weist jedoch ein Problem der Reduzierung der Genauigkeit beim Schätzen des Einfallswinkels des Drahtlossignals in einer Umgebung, in der ein Hindernis zwischen dem Sender und dem Empfänger liegt bzw. eingebracht/-geschoben ist, oder in anderen Umgebungen auf.
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung in Anbetracht der vorstehend dargelegten Sachverhalte gemacht, und besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Mechanismus bereitzustellen, der es möglich macht, die Genauigkeit beim Schätzen einer Position zu verbessern.
Kurzfassung
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, mit: einer Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung; einem Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Durchführen eines ersten Prozesses zum Detektieren eines spezifischen Elements, das ein bestimmtes Element in chronologischen Informationen basierend auf jeweiligen Pulssignalen ist, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden, auf Grundlage von jeweiligen Teilen von chronologischen Informationen, die, als zeitbezogene Elemente, Informationen umfassen, die sich chronologisch ändern und erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die jeweiligen Pulssignale empfängt, die einen Puls umfassende Signale sind, die von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet werden, Durchführen eines zweiten Prozesses zum Verifizieren, ob jedes von einer Vielzahl der spezifischen Elemente, die durch den ersten Prozess detektiert werden, auf dem Pulssignal basiert, das über einen kürzesten Pfad von der anderen Kommunikationsvorrichtung zu jedem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten kommt, und Durchführen eines dritten Prozesses zum Schätzen eines Winkels, aus dem das Pulssignal gekommen ist, während/wobei Achsen, die sich von einem Referenzpunkt aus erstrecken, der für die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten eingestellt ist, als Referenzachsen verwendet werden, auf Grundlage der Vielzahl von spezifischen Elementen, die als Elemente basierend auf den Pulssignalen verifiziert werden, die über den kürzesten Pfad kommen, unter den spezifischen Elementen in den chronologischen Informationen basierend auf den jeweiligen Pulssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Informationsverarbeitungsverfahren bereitgestellt, das durch eine Kommunikationsvorrichtung durchgeführt wird, die eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten umfasst, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung, wobei das Informationsverarbeitungsverfahren aufweist: Durchführen eines ersten Prozesses zum Detektieren eines spezifischen Elements, das ein bestimmtes Element in chronologischen Informationen basierend auf jeweiligen Pulssignalen ist, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden, auf Grundlage von jeweiligen Teilen von chronologischen Informationen, die, als die zeitbezogenen Elemente, Informationen umfassen, die sich chronologisch ändern und erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die jeweiligen Pulssignale empfangen, die einen Puls umfassende Signale sind, die von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet werden; Durchführen eines zweiten Prozesses zum Verifizieren, ob jedes von einer Vielzahl der spezifischen Elemente, die durch den ersten Prozess detektiert werden, auf dem Pulssignal basiert, das über einen kürzesten Pfad von der anderen Kommunikationsvorrichtung zu jedem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten kommt; und Durchführen eines dritten Prozesses zum Schätzen eines Winkels, aus dem das Pulssignal gekommen ist, während/wobei Achsen, die sich von einem Referenzpunkt aus erstrecken, der für die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten eingestellt ist, als Referenzachsen verwendet werden, auf Grundlage der Vielzahl von spezifischen Elementen, die als Elemente basierend auf den Pulssignalen verifiziert werden, die über den kürzesten Pfad kommen, unter den spezifischen Elementen in den chronologischen Informationen basierend auf den jeweiligen Pulssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Speichermedium mit einem darin gespeicherten Programm bereitgestellt, wobei das Programm einen Computer zum Steuern einer Kommunikationsvorrichtung, die eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten umfasst, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung, veranlasst zum Funktionieren als ein Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Durchführen eines ersten Prozesses zum Detektieren eines spezifischen Elements, das ein bestimmtes Element in chronologischen Informationen basierend auf jeweiligen Pulssignalen ist, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden, auf Grundlage von jeweiligen Teilen von chronologischen Informationen, die, als die zeitbezogenen Elemente, Informationen umfassen, die sich chronologisch ändern und erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die jeweiligen Pulssignale empfangen, die einen Puls umfassende Signale sind, die von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet werden, Durchführen eines zweiten Prozesses zum Verifizieren, ob jedes von einer Vielzahl der spezifischen Elemente, die durch den ersten Prozess detektiert werden, auf dem Pulssignal basiert, das über einen kürzesten Pfad von der anderen Kommunikationsvorrichtung zu jedem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten kommt, und Durchführen eines dritten Prozesses zum Schätzen eines Winkels, aus dem das Pulssignal gekommen ist, während/wobei Achsen, die sich von einem Referenzpunkt aus erstrecken, der für die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten eingestellt ist, als Referenzachsen verwendet werden, auf Grundlage der Vielzahl von spezifischen Elementen, die als Elemente basierend auf den Pulssignalen verifiziert werden, die über den kürzesten Pfad kommen, unter den spezifischen Elementen in den chronologischen Informationen basierend auf den jeweiligen Pulssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Mechanismus bereitzustellen, der es möglich macht, die Genauigkeit beim Schätzen einer Position zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Anordnung von einer Vielzahl von in einem Fahrzeug installierten Antennen gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Positionsparameters einer tragbaren Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Positionsparameters der tragbaren Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von Verarbeitungsblöcken zur Signalverarbeitung in einer Kommunikationseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
6 ist ein Graph, der ein Beispiel von einer CIR gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
7 ist ein Sequenzdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs eines in dem System ausgeführten Entfernungsmessprozesses gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
8 ist ein Sequenzdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs eines in dem System ausgeführten Winkelschätzprozesses gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
9 ist ein Sequenzdiagramm zur Beschreibung eines Beispiels der Positionsschätzkommunikation, die in dem System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs eines Prozesses veranschaulicht, der durch eine Kommunikationseinheit 200 gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.

Ausführliche Beschreibung des/der Ausführungsbeispiels/Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden hierin unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass in dieser Schrift und den beigefügten Zeichnungen strukturelle Elemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion und Struktur aufweisen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine wiederholte Erläuterung von diesen ausgelassen wird.
Ferner sind in der vorliegenden Schrift und den Zeichnungen unterschiedliche Buchstaben an ein gleiches Bezugszeichen angehängt, um Elemente zu unterscheiden, die im Wesentlichen die gleiche funktionale Konfiguration aufweisen. Zum Beispiel werden eine Vielzahl von Elementen, die im Wesentlichen die gleiche funktionale Konfiguration aufweisen, wie etwa Drahtloskommunikationsabschnitte 210A, 210B und 210C bei Bedarf unterschieden. Wenn jedoch keine besondere Notwendigkeit zum Unterscheiden von strukturellen Elementen besteht, die im Wesentlichen die gleiche funktionale Konfiguration aufweisen, wird das gleiche Bezugszeichen alleine angefügt. Zum Beispiel werden in einem Fall, dass es nicht notwendig ist, die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A, 210B und 210C besonders zu unterscheiden, die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A, 210B und 210C einfach als die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 bezeichnet.
<< Konfigurationsbeispiel>>
1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration eines Systems 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst das System 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine tragbare Vorrichtung 100 und eine Kommunikationseinheit 200. Die Kommunikationseinheit 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in einem Fahrzeug 202 installiert. Das Fahrzeug 202 ist ein Beispiel eines Nutzungsziels/-zielobjekts des Benutzers.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind eine Kommunikationsvorrichtung eines Authentisierten und eine Kommunikationsvorrichtung eines Authentisierers beteiligt. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist die tragbare Vorrichtung 100 ein Beispiel der Kommunikationsvorrichtung des Authentisierten, und ist die Kommunikationseinheit 200 ein Beispiel der Kommunikationsvorrichtung des Authentisierers.
Wenn ein Benutzer (zum Beispiel ein Fahrer des Fahrzeugs 202), der die tragbare Vorrichtung 100 trägt, sich dem Fahrzeug 202 nähert, führt das System 1 eine drahtlose Kommunikation zur Authentisierung zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der in dem Fahrzeug 202 installierten Kommunikationseinheit 200 durch. Als Nächstes wird, wenn die Authentisierung erfolgreich ist, das Fahrzeug 202 für den Benutzer verfügbar, indem eine Türverriegelung des Fahrzeugs 202 entriegelt wird oder eine Maschine bzw. Brennkraftmaschine des Fahrzeugs 202 gestartet wird. Das System 1 wird auch als ein intelligentes Zutrittssystem bzw. Smart-Entry-System bezeichnet. Als Nächstes werden jeweilige strukturelle Elemente nacheinander beschrieben.
Tragbare Vorrichtung 100
Die tragbare Vorrichtung 100 ist als eine beliebige Vorrichtung konfiguriert, die von dem Benutzer zu tragen ist. Beispiele der beliebigen Vorrichtung umfassen einen elektronischen Schlüssel, ein Smartphone, ein tragbares Endgerät („Wearable“) und dergleichen. Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst die tragbare Vorrichtung 100 einen Drahtloskommunikationsabschnitt bzw. -teil 110, einen Speicherabschnitt bzw. -teil 120 und einen Steuerabschnitt bzw. - teil 130.
Der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 hat eine Funktion zum Durchführen einer drahtlosen Kommunikation mit der in dem Fahrzeug 202 installierten Kommunikationseinheit 200. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 empfängt drahtlos ein Signal von der in dem Fahrzeug 202 installierten Kommunikationseinheit 200. Außerdem sendet der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 drahtlos ein Signal an die Kommunikationseinheit 200.
Eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Drahtloskommunikationsabschnitt 110 und der Kommunikationseinheit 200 wird beispielsweise durch Verwendung eines Ultrabreitband-(UWB-)Signals durchgeführt. In der drahtlosen Kommunikation des UWB-Signals ist es für Impuls-UWB möglich, eine Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit einer Funkwelle mit hoher Genauigkeit zu messen, indem die Funkwelle mit einer ultrakurzen Pulsbreite von einer Nanosekunde oder weniger verwendet wird, und ist es möglich, eine Entfernungsmessung mit hoher Genauigkeit auf Grundlage der Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit durchzuführen. Es ist zu beachten, dass die Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit eine Zeit vom Senden bis zum Empfangen der Funkwelle ist. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 ist als eine Kommunikationsschnittstelle konfiguriert, die es möglich macht, eine Kommunikation beispielsweise durch Verwendung der UWB-Signale durchzuführen.
Es ist zu beachten, dass das UWB-Signal beispielsweise als ein Entfernungsmesssignal, ein Winkelschätzsignal und ein Datensignal gesendet/empfangen werden kann. Das Entfernungsmesssignal ist ein Signal, das in dem (nachstehend zu beschreibenden) Entfernungsmessprozess gesendet und empfangen wird. Das Entfernungsmesssignal kann in einem Rahmenformat, das keinen Nutzlastteil zur Speicherung von Daten umfasst, oder in einem Rahmenformat, das den Nutzlastteil umfasst, konfiguriert sein. Das Winkelschätzsignal ist ein Signal, das in einem (nachstehend zu beschreibenden) Winkelschätzprozess gesendet und empfangen wird. Das Winkelschätzsignal kann in einer Art und Weise konfiguriert sein, die ähnlich zu dem Entfernungsmesssignal ist. Das Datensignal ist vorzugsweise in dem Rahmenformat konfiguriert, das den Nutzlastteil zur Speicherung der Daten umfasst.
Hier umfasst der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 zumindest eine Antenne 111. Außerdem sendet/empfängt der Drahtloskommunikationsabschnitt 110 ein Drahtlossignal über die zumindest eine Antenne 111.
Der Speicherabschnitt 120 hat eine Funktion zum Speichern von verschiedenen Arten von Informationen zum Betreiben der tragbaren Vorrichtung 100. Zum Beispiel speichert der Speicherabschnitt 120 ein Programm zum Betreiben der tragbaren Vorrichtung 100, sowie einen Identifikator bzw. Bezeichner (ID), ein Passwort und einen Authentisierungsalgorithmus zur Authentisierung oder dergleichen. Zum Beispiel umfasst der Speicherabschnitt 120 ein Speichermedium wie etwa einen Flashspeicher und eine Verarbeitungsvorrichtung, die ein Aufzeichnen/Wiedergeben auf/von dem Speichermedium durchführt.
Der Steuerabschnitt 130 hat eine Funktion zum Ausführen von Prozessen in der tragbaren Vorrichtung 100. Zum Beispiel steuert der Steuerabschnitt 130 den Drahtloskommunikationsabschnitt 110 zum Durchführen einer Kommunikation mit der Kommunikationseinheit 200 des Fahrzeugs 202. Der Steuerabschnitt 130 liest Informationen von dem Speicherabschnitt 120 und schreibt Informationen in den Speicherabschnitt 120. Der Steuerabschnitt 130 funktioniert auch als ein Authentisierungssteuerabschnitt bzw. -teil, der einen Authentisierungsprozess zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 des Fahrzeugs 202 steuert. Zum Beispiel kann der Steuerabschnitt 130 eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) und eine elektronische Schaltung wie etwa einen Mikroprozessor umfassen.
Kommunikationseinheit 200
Die Kommunikationseinheit 200 ist in Zusammenhang/Verbindung mit dem Fahrzeug 202 erstellt bzw. eingerichtet. Hier wird angenommen, dass die Kommunikationseinheit 200 in dem Fahrzeug 202 derart installiert ist, dass die Kommunikationseinheit 200 in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 202 installiert ist, die Kommunikationseinheit 200 in dem Fahrzeug 202 als ein Kommunikationsmodul eingebaut ist, oder auf andere Art und Weise. Alternativ kann die Kommunikationseinheit 200 als ein von dem Fahrzeug 202 separates Objekt derart erstellt bzw. eingerichtet sein, dass die Kommunikationseinheit 200 in/an einem Parkplatz für das Fahrzeug 202 installiert ist, oder in einer anderen Art und Weise. In diesem Fall kann die Kommunikationseinheit 200 ein Steuersignal auf Grundlage eines Ergebnisses einer Kommunikation mit der tragbaren Vorrichtung 100 drahtlos an das Fahrzeug 202 senden und das Fahrzeug 202 fernsteuern. Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst die Kommunikationseinheit 200 eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten bzw. -teilen 210 (210A bis 210D), einen Speicherabschnitt bzw. -teil 220 und einen Steuerabschnitt bzw. -teil 230.
Der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 hat eine Funktion zum Durchführen einer drahtlosen Kommunikation mit dem Drahtloskommunikationsabschnitt 110 der tragbaren Vorrichtung 100. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 empfängt drahtlos ein Signal von der tragbaren Vorrichtung 100. Außerdem sendet der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 drahtlos ein Signal an die tragbare Vorrichtung 100. Der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 ist als eine Kommunikationsschnittstelle konfiguriert, die es möglich macht, eine Kommunikation beispielsweise durch Verwendung der UWB-Signale durchzuführen.
Hier umfasst jeder der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 eine Antenne 211. Außerdem sendet/empfängt jeder der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 ein Drahtlossignal über die Antenne 211.
Der Speicherabschnitt 220 hat eine Funktion zum Speichern von verschiedenen Arten von Informationen zum Betreiben der Kommunikationseinheit 200. Zum Beispiel speichert der Speicherabschnitt 220 ein Programm zum Betreiben der Kommunikationseinheit 200, einen Authentisierungsalgorithmus und dergleichen. Zum Beispiel umfasst der Speicherabschnitt 220 ein Speichermedium wie etwa einen Flashspeicher und eine Verarbeitungsvorrichtung, die ein Aufzeichnen/Wiedergeben auf/von dem Speichermedium durchführt.
Der Steuerabschnitt 230 hat eine Funktion zum Steuern eines Gesamtbetriebs, der durch die Kommunikationseinheit 200 und in dem Fahrzeug 202 installierte Fahrzeugausrüstung durchgeführt wird. Zum Beispiel steuert der Steuerabschnitt 230 die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 zum Durchführen einer Kommunikation mit der tragbaren Vorrichtung 100. Der Steuerabschnitt 230 liest Informationen von dem Speicherabschnitt 220 und schreibt Informationen in den Speicherabschnitt 220. Der Steuerabschnitt 230 funktioniert auch als ein Authentisierungssteuerabschnitt bzw. -teil, der den Authentisierungsprozess zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 steuert. Außerdem funktioniert der Steuerabschnitt 230 auch als ein Türverriegelungssteuerabschnitt bzw. -teil, der das Türschloss des Fahrzeugs 202 steuert und Türen mit dem Türschloss verriegelt und entriegelt. Der Steuerabschnitt 230 funktioniert auch als ein Maschinensteuerabschnitt, der die Maschine des Fahrzeugs 202 steuert und die Maschine startet/stoppt. Es ist zu beachten, dass ein Motor oder dergleichen zusätzlich zu der Maschine als eine Antriebsquelle in dem Fahrzeug 202 installiert sein kann. Zum Beispiel ist der Steuerabschnitt 230 als eine elektronische Schaltung wie etwa eine elektronische Steuereinheit (ECU) konfiguriert.
<<Schätzung von Positionsparameter>>
<Positionsparameter>
Die Kommunikationseinheit 200 (im Speziellen der Steuerabschnitt 230) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt einen Positionsparameterschätzprozess zum Schätzen eines Positions- bzw. Lageparameters durch, der eine Position der tragbaren Vorrichtung 100 darstellt. Unter Bezugnahme auf 2 bis 4 werden hierin nachstehend verschiedene Definitionen bezüglich des Positionsparameters beschrieben.
2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Anordnung der Vielzahl von in dem Fahrzeug 202 installierten Antennen 211 (Drahtloskommunikationsabschnitten 210) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie es in 2 veranschaulicht ist, sind die vier Antennen 211 (211A bis 211D) an/auf einer Decke bzw. einem Dach des Fahrzeugs 202 installiert. Die Anordnungspositionen der Antennen 211 sind Anordnungspositionen der Drahtloskommunikationsabschnitte 210. Die Antenne 211A ist auf einer vorderen rechten Seite des Fahrzeugs 202 installiert. Die Antenne 211B ist auf einer vorderen linken Seite des Fahrzeugs 202 installiert. Die Antenne 211C ist auf einer hinteren rechten Seite des Fahrzeugs 202 installiert. Die Antenne 211D ist auf einer hinteren linken Seite des Fahrzeugs 202 installiert. Es ist zu beachten, dass eine Entfernung bzw. ein Abstand zwischen benachbarten Antennen 211 auf eine Hälfte oder weniger einer Wellenlänge λ einer Trägerwelle eines (nachstehend zu beschreibenden) Winkelschätzsignals eingestellt/festgelegt ist. Ein lokales Koordinatensystem der Kommunikationseinheit 200 ist als ein Koordinatensystem basierend auf der Kommunikationseinheit 200 eingestellt/festgelegt. Ein Beispiel des lokalen Koordinatensystems der Kommunikationseinheit 200 hat seinen Ursprung in der Mitte der vier Antennen 211. Dieses lokale Koordinatensystem hat seine X-Achse entlang einer Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs 202, seine Y-Achse entlang einer Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs 202 und seine Z-Achse entlang einer Oben-Unten-Richtung des Fahrzeugs 202. Es ist zu beachten, dass die X-Achse parallel zu einer Linie ist, die ein Paar der Antennen in der Vorne-Hinten-Richtung verbindet (wie etwa ein Paar aus der Antenne 211A und der Antenne 211C und ein Paar aus der Antenne 211B und der Antenne 211D). Außerdem ist die Y-Achse parallel zu einer Linie, die ein Paar der Antennen in der Links-Rechts-Richtung verbindet (wie etwa ein Paar aus der Antenne 211A und der Antenne 211B und ein Paar aus der Antenne 211C und Antenne 211D).
Es ist zu beachten, dass die Anordnung der vier Antennen nicht auf die quadratische Form beschränkt ist. Die Anordnung der vier Antennen kann eine Parallelogrammform, eine Trapezform, eine Rechteckform oder jede beliebige andere Form sein. Natürlich ist die Anzahl von Antennen 211 nicht auf vier beschränkt.
3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von Positionsparametern der tragbaren Vorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Positionsparameter können eine Entfernung bzw. Distanz R zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 umfassen. Die in 3 veranschaulichte Entfernung R ist eine Entfernung bzw. Distanz von dem Ursprung des lokalen Koordinatensystems der Kommunikationseinheit 200 zu der tragbaren Vorrichtung 100. Die Entfernung R wird auf Grundlage eines Ergebnisses des Sendens/Empfangens eines (nachstehend zu beschreibenden) Entfernungsmesssignals zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und einem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 geschätzt. Die Entfernung R kann eine Entfernung zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und dem einzelnen Drahtloskommunikationsabschnitt 210 sein, der das (nachstehend zu beschreibende) Entfernungsmesssignal sendet/empfängt.
Außerdem können, wie es in 3 veranschaulicht ist, die Positionsparameter einen Winkel der tragbaren Vorrichtung 100 basierend auf der Kommunikationseinheit 200 umfassen, wobei der Winkel einen Winkel α zwischen der X-Achse und der tragbaren Vorrichtung 100 und einen Winkel β zwischen der Y-Achse und der tragbaren Vorrichtung 100 umfasst. Die Winkel α und β sind Winkel zwischen den Koordinatenachsen eines ersten vorbestimmten Koordinatensystems und einer geraden Linie, die die tragbare Vorrichtung 100 mit dem Ursprung des ersten vorbestimmten Koordinatensystems verbindet. Zum Beispiel ist das erste vorbestimmte Koordinatensystem das lokale Koordinatensystem der Kommunikationseinheit 200. Der Winkel α ist ein Winkel zwischen der X-Achse und der geraden Linie, die die tragbare Vorrichtung 100 mit dem Ursprung verbindet. Der Winkel β ist ein Winkel zwischen der Y-Achse der geraden Linie, die die tragbare Vorrichtung 100 mit dem Ursprung verbindet.
4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von Positionsparametern der tragbaren Vorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Positionsparameter können Koordinaten der tragbaren Vorrichtung 100 in einem zweiten vorbestimmten Koordinatensystem umfassen. In 4 sind eine Koordinate x auf der X-Achse, eine Koordinate y auf der Y-Achse und eine Koordinate z auf der Z-Achse der tragbaren Vorrichtung 100 ein Beispiel solcher Koordinaten. Mit anderen Worten kann das zweite vorbestimmte Koordinatensystem das lokale Koordinatensystem der Kommunikationseinheit 200 sein. Alternativ kann das zweite vorbestimmte Koordinatensystem ein globales Koordinatensystem sein.
<CIR>
CIR-Berechnungsprozess
In dem Positionsparameterschätzprozess kommunizieren die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 miteinander, um die Positionsparameter zu schätzen. Zu dieser Zeit berechnen die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 Kanalimpulsantworten (CIRs: „Channel Impulse Responses“).
Die CIR ist eine Antwort, die erhalten wird, wenn ein Impuls in das System eingegeben wird. In dem Fall, dass ein Drahtloskommunikationsabschnitt von einer von der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 (die hierin nachstehend als Sender bezeichnet wird) ein Signal sendet, das einen Puls umfasst, wird die CIR gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf Grundlage des Signals berechnet, das durch einen Drahtloskommunikationsabschnitt von der anderen (die hierin nachstehend als Empfänger bezeichnet wird) empfangen wird. Der Puls ist ein Signal, der eine Amplitudenänderung umfasst. Hierin nachstehend wird ein Signal, das von dem Sender gesendet wird, als ein Sendesignal bezeichnet. Außerdem wird ein Signal, das durch den Empfänger empfangen wird, als ein Empfangssignal bezeichnet.
Hier ist mitunter das Empfangssignal aufgrund eines Einflusses des Hindernisses oder dergleichen, das zwischen dem Sender und dem Empfänger liegt bzw. eingebracht/-geschoben ist, verschieden von dem Sendesignal. Die CIR wird auf Grundlage des Sendesignals und des Empfangssignals berechnet. Mit anderen Worten wird die CIR auf Grundlage des Empfangssignals berechnet, das ein Signal ist, das dem Sendesignal entspricht und durch den Drahtloskommunikationsabschnitt des Empfängers empfangen wird, wenn der Drahtloskommunikationsabschnitt des Senders das Sendesignal sendet. Es ist zu beachten, dass das Sendesignal dem Empfänger bekannt ist. Es kann gesagt werden, dass die CIR Eigenschaften bzw. Charakteristika eines Drahtloskommunikationspfads bzw. -wegs zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 bezeichnet.
Zum Beispiel kann die CIR ein Korrelationsberechnungsergebnis sein, das ein Ergebnis ist, das erhalten wird, indem das Sendesignal mit dem Empfangssignal zu jeder Verzögerungszeit korreliert wird, die eine Zeit ist, die verstrichen ist, nachdem der Sender das Sendesignal sendet. Hier kann die Korrelation eine gleitende Korrelation sein, die ein Prozess zum Korrelieren des Sendesignals mit dem Empfangssignal durch Verschieben von relativen Positionen der Signale in Zeitrichtungen ist. Das Korrelationsberechnungsergebnis umfasst einen Korrelationswert, der einen Grad bzw. ein Aus-/Maß der Korrelation zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal bezeichnet, als ein Element, das zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird. Jedes von einer Vielzahl der Elemente, die in dem Korrelationsberechnungsergebnis umfasst sind, stellt Informationen dar, die eine Kombination der Verzögerungszeit und des Korrelationswerts umfassen. Die Korrelation kann zu jeder Verzögerungszeit zwischen designierten bzw. bestimmten/festgelegten/vorgesehenen Intervallen berechnet werden. Mit anderen Worten kann die CIR ein Ergebnis eines Korrelierens des Sendesignals mit dem Empfangssignal in den designierten bzw. bestimmten/festgelegten/ vorgesehenen Intervallen sein, nachdem der Sender das Sendesignal sendet. Hier ist das designierte bzw. bestimmte/festgelegte/vorgesehene Intervall zum Beispiel ein Intervall bzw. eine Zeitspanne/-dauer zwischen Zeitpunkten, zu denen der Empfänger das Empfangssignal abtastet. Daher wird ein Element, das in der CIR umfasst ist, auch als ein Abtastpunkt bezeichnet. Der Korrelationswert umfasst zumindest eine von einer Amplitudenkomponente und einer Phasenkomponente. Die Amplitudenkomponente ist eine Amplitude oder eine elektrische Leistung, die durch Quadrieren der Amplitude erhalten wird. Die Phasenkomponente ist ein Winkel zwischen IQ-Komponenten von einer CIR und einer I-Achse auf einer IQ-Ebene. Die Phasenkomponente kann einfach als Phase bezeichnet werden. Der Korrelationswert kann eine komplexe Zahl sein, die die IQ-Komponenten umfasst.
Ein zu jeder Verzögerungszeit erhaltener Wert von der CIR wird auch als CIR-Wert bezeichnet. Mit anderen Worten ist die CIR eine chronologische bzw. zeitliche Änderung des CIR-Werts. In dem Fall, dass die CIR das Korrelationsberechnungsergebnis ist, ist der CIR-Wert ein Korrelationswert, der zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird.
In dem Fall, dass die CIR das Korrelationsberechnungsergebnis ist, berechnet der Empfänger die CIR durch Korrelieren des Sendesignals mit dem Empfangssignal über die gleitende Korrelation. Zum Beispiel berechnet der Empfänger einen Wert, der durch Korrelieren des Empfangssignals mit dem Sendesignal erhalten wird, das um eine gewisse Verzögerungszeit verzögert wird/ist, als Eigenschaften bzw. Charakteristika (nämlich einen CIR-Wert) zu der Verzögerungszeit. Als Nächstes berechnet der Empfänger den CIR-Wert zu jeder Verzögerungszeit, um die CIR zu berechnen. Nachstehend wird hierin angenommen, dass die CIR das Korrelationsberechnungsergebnis ist.
Es ist zu beachten, dass die CIR in einer Entfernungsmesstechnik unter Verwendung von UWB auch als Verzögerungsprofil bezeichnet wird. Insbesondere wird die CIR unter Verwendung von elektrischer Leistung als den CIR-Wert als Leistungsverzögerungsprofil bezeichnet.
Nachstehend wird hierin unter Bezugnahme auf 5 bis 6 ein CIR-Berechnungsprozess ausführlich beschrieben, der in dem Fall durchgeführt wird, dass die tragbare Vorrichtung 100 als der Sender dient und die Kommunikationseinheit 200 als der Empfänger dient.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von Verarbeitungsblöcken zur Signalverarbeitung in der Kommunikationseinheit 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie es in 5 veranschaulicht ist, umfasst die Kommunikationseinheit 200 einen Oszillator 212, einen Multiplizierer 213, einen 90-Grad-Phasenschieber 214, einen Multiplizierer 215, ein Tiefpassfilter (LPF) 216, ein LPF 217, einen Korrelator 218 und einen Integrator 219.
Der Oszillator 212 erzeugt ein Signal einer gleichen Frequenz wie eine Frequenz einer Trägerwelle, die ein Sendesignal trägt, und gibt das erzeugte Signal an den Multiplizierer 213 und den 90-Grad-Phasenschieber 214 aus.
Der Multiplizierer 213 multipliziert ein durch die Antenne 211 empfangenes Empfangssignal und das von dem Oszillator 212 ausgegebene Signal und gibt ein Ergebnis der Multiplikation an das LPF 216 aus. Unter Eingangssignalen gibt das LPF 216 ein Signal einer Frequenz, die niedriger ist als die Frequenz der Trägerwelle, die das Sendesignal trägt, an den Korrelator 218 aus. Das an den Korrelator 218 eingegebene Signal ist eine I-Komponente (nämlich ein Realteil) unter Komponenten, die einer Einhüllenden des Empfangssignals entsprechen.
Der 90-Grad-Phasenschieber 214 verzögert die Phase des Eingangssignals um 90 Grad und gibt das verzögerte Signal an den Multiplizierer 215 aus. Der Multiplizierer 215 multipliziert das durch die Antenne 211 empfangene Empfangssignal und das von dem 90-Grad-Phasenschieber 214 ausgegebene Signal und gibt ein Ergebnis der Multiplikation an das LPF 217 aus. Unter Eingangssignalen gibt das LPF 217 ein Signal einer Frequenz, die niedriger ist als die Frequenz der Trägerwelle, die das Sendesignal trägt, an den Korrelator 218 aus. Das an den Korrelator 218 eingegebene Signal ist eine Q-Komponente (nämlich ein Imaginärteil) unter den Komponenten, die der Einhüllenden des Empfangssignals entsprechen.
Der Korrelator 218 berechnet die CIR durch Korrelieren eines Referenzsignals mit den Empfangssignalen, die die von dem LPF 216 und dem LPF 217 ausgegebene I-Komponente und Q-Komponente umfassen, mittels der gleitenden Korrelation. Es ist zu beachten, dass das hierin beschriebene Referenzsignal das gleiche Signal wie das Sendesignal vor Multiplikation der Trägerwelle ist.
Der Integrator 219 integriert die von dem Korrelator 218 ausgegebenen CIRs und gibt die integrierten CIRs aus.
Hier kann der Sender ein Signal, das eine Präambel umfasst, als das Sendesignal senden. Die Präambel ist eine Sequenz, die dem Sender und dem Empfänger bekannt ist. Typischerweise ist die Präambel an einem Kopf bzw. vorderen Ende des Sendesignals angeordnet. Die Präambel umfasst ein oder mehr Präambelsymbole. Das Präambelsymbol ist eine Pulssequenz, die ein oder mehr Pulse umfasst. Die Pulssequenz ist ein Satz von der Vielzahl von Pulsen, die in der Zeitrichtung voneinander getrennt sind.
Das Präambelsymbol ist ein Ziel/Zielobjekt einer durch den Integrator 219 durchgeführten Integration. Daher berechnet der Korrelator 218 die CIR für jedes von den ein oder mehr Präambelssymbolen durch Korrelieren eines Teils bzw. Bereichs, der einem in dem Empfangssignal umfassten Präambelsymbol entspricht, mit einem in dem Sendesignal umfassten Präambelssymbol in Bezug auf jeden von Teilen bzw. Bereichen, die den ein oder mehr Präambelsymbolen entsprechen, die in dem Empfangssignal umfasst sind, in den designierten bzw. bestimmten/festgelegten/vorgesehenen Intervallen, nachdem die tragbare Vorrichtung 100 das Präambelsymbol sendet. Als Nächstes erhält der Integrator 219 integrierte CIRs durch Integrieren der CIRs jeweiligen Präambelsymbole in Bezug auf die ein oder mehr Präambelsymbole, die in der Präambel umfasst sind. Als Nächstes gibt der Integrator 219 die integrierten CIRs aus. Nachstehend meint hierin die CIR die integrierten CIRs, sofern es nicht anderweitig angegeben ist.
Die CIR von jedem Präambelsymbol ist ein Beispiel des ersten Korrelationsberechnungsergebnisses. Die integrierten CIRs sind ein Beispiel des zweiten Korrelationsberechnungsergebnisses. Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst die CIR einen Korrelationswert, der einen Grad bzw. ein Aus-/Maß der Korrelation zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal bezeichnet, als ein Element, das zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird, die eine Zeit ist, die verstrichen ist, nachdem der Sender das Sendesignal sendet. Aus Sicht/ Perspektive des Präambelsymbols umfasst die CIR den Korrelationswert, der einen Grad bzw. ein Aus-/Maß der Korrelation zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal bezeichnet, als ein Element, das zu jeder Verzögerungszeit erhalten wird, welche eine Zeit ist, die verstrichen ist, nachdem der Sender jedes Präambelsymbol sendet.
Hier erfassen die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 eine Zeit durch Verwendung eines Zeitzählers. Der Zeitzähler ist ein Zähler zum Erfassen der Zeit. Der Zähler ist eine Zählfunktion. Ein Wert des Zeitzählers (der hierin nachstehend als Zählerwert bezeichnet wird) wird jedes Mal inkrementiert, wenn eine Einheitszeit verstreicht. Die Einheitszeit ist eine vorgeschriebene/vorgegebene Zeitdauer. Dies ermöglicht der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200, die Zeit auf Grundlage des Zählerwerts und der Einheitszeit zu erfassen. Es ist zu beachten, dass hier die Zeit eine relative Zeit basierend auf einer kriteriellen Zeit ist. Zum Beispiel ist die kritierielle Zeit eine Zeit, die erfasst wird, wenn der Zählerwert Null ist. Außerdem ist zum Beispiel die Einheitszeit das designierte bzw. bestimmte/ festgelegte/vorgesehene Intervall.
Ein Zeitzähler der tragbaren Vorrichtung 100 kann zu einem Zeitzähler der Kommunikationseinheit 200 synchron sein. Der Fall, dass die Zeitzähler synchron zueinander sind, bedeutet, dass sie eine identische Einheitszeit und eine identische kriterielle Zeit haben. Der Zeitzähler der tragbaren Vorrichtung 100 kann nicht synchron zu dem Zeitzähler der Kommunikationseinheit 200 sein. Der Fall, dass die Zeitzähler nicht synchron zueinander sind, bedeutet eine Unstimmigkeit bzw. einen Unterschied zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und Kommunikationseinheit 200 über/bezüglich zumindest einer von der Einheitszeit oder der kriteriellen Zeit.
Die Zeitzähler von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 können synchron zueinander sein. In dem Fall, dass die Zeitzähler nicht synchron zueinander sind, sind auch Zeitachsen von einer Vielzahl von CIRs, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet werden, nicht synchron zueinander (das heißt, dass die Zeitachsen nicht identisch sind). Die Zeitzähler von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 können nicht synchron zueinander sein. In dem Fall, dass die Zeitzähler synchron zueinander sind, sind auch die Zeitachsen von der Vielzahl von CIRs, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet werden, synchron zueinander (das heißt, dass die Zeitachsen identisch sind).
Eine Zeit, die unter Verwendung der Zeitzähler erfasst wird, entspricht der vorstehend beschriebenen Verzögerungszeit. Dies ist deshalb so, da die Verzögerungszeit eine Zeit ist, die erhalten wird, indem eine Zeit, zu der der Sender das Sendesignal sendet, von einer Zeit, die von den Zeitzählern erfasst wird, subtrahiert wird. Daher kann die CIR als chronologische bzw. zeitliche Änderung der CIR-Werte behandelt werden, die zu jeweiligen Zeitpunkten erhalten werden, die von den Zeitzählern erfasst werden. In diesem Fall wird eine Zeitachse von einer CIR von jeweiligen Präambelsymbolen eines Präambelsymbols, das anfänglich empfangen wird, als eine Zeitachse von den integrierten CIRs verwendet.
Beispiel von CIR
6 veranschaulicht ein Beispiel von der CIR, die von dem Integrator 219 ausgegeben wird. 6 ist ein Graph, der das Beispiel von einer CIR gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Der Graph umfasst eine horizontale Achse, die eine Verzögerungszeit darstellt. Der Graph umfasst eine vertikale Achse, die Absolutwerte bzw. Beträge von CIR-Werten (wie etwa Amplitude oder elektrische Leistung) darstellt. Es ist zu beachten, dass die Form von einer CIR, insbesondere die Form einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts, auch als eine CIR-Wellenform bzw. -Signalverlaufsform bezeichnet werden kann. Typischerweise entspricht ein Satz von Elementen, die zwischen einem Nulldurchgang und einem weiteren Nulldurchgang erhalten werden, einem einzelnen Puls in Bezug auf die CIR. Der Nulldurchgang ist ein Element, dessen Wert Null ist. Das gleiche gilt jedoch nicht für eine Umgebung mit Rauschen bzw. Störung. Zum Beispiel kann ein Satz von Elementen, die zwischen Kreuzungen bzw. Schnittpunkten eines Standards bzw. einer Norm/Vorgabe mit einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts erhalten werden, als dem einzelnen Puls entsprechend behandelt werden. Die in 6 veranschaulichte CIR umfasst einen Satz 21 von Elementen, der einem gewissen Puls entspricht, und einen Satz 22 von Elementen, der einem anderen Puls entspricht.
Hier kann bisweilen eine Mehrwegeausbreitung verursacht werden. Die Mehrwegeausbreitung ist eine Situation, in der ein Empfänger eine Vielzahl von Funkwellen empfängt, die von einem einzelnen Sender gesendet werden. Die Mehrwegeausbreitung wird in dem Fall verursacht, dass es eine Vielzahl von Pfaden bzw. Wegen zwischen dem Sender und dem Empfänger gibt. In dem Fall, dass die Mehrwegeausbreitung verursacht wird, kommen mitunter Signale, die unterschiedliche Pfade bzw. Wege durchlaufen haben, zu unterschiedlichen Zeiten an dem Empfänger an, oder kann das Signal zu überlappenden Zeiten ankommen und in einem Zustand empfangen werden, in dem die Signale miteinander interferieren.
Zum Beispiel entspricht der Satz 21 einem Signal (wie etwa einem Puls), das den Empfänger über einen ersten Pfad erreicht. Der erste Pfad ist ein kürzester Pfad bzw. Weg zwischen dem Sender und dem Empfänger. In einer Umgebung, die keine Hindernisse umfasst, ist der erste Pfad ein gerader Pfad bzw. Weg zwischen dem Sender und dem Empfänger. Zum Beispiel entspricht der Satz 22 einem Signal (wie etwa einem Puls), das den Empfänger über einen anderen Pfad als den ersten Pfad erreicht. Wie es vorstehend beschrieben ist, werden die Signale, die unterschiedliche Pfade durchlaufen haben, auch als Mehrwegewellen bezeichnet.
Detektion von erster ankommender Welle
Unter Drahtlossignalen, die von dem Sender empfangen werden, detektiert der Empfänger ein Signal, das einen vorbestimmten Detektionsstandard bzw.
-maßstab erfüllt/einhält, als ein Signal, das den Empfänger über den ersten Pfad erreicht. Als Nächstes schätzt der Empfänger die Positionsparameter auf Grundlage des detektierten Signals.
Nachstehend wird hierin das Signal, das als das Signal detektiert wird, das den Empfänger über den ersten Pfad erreicht, auch als die erste ankommende Welle bezeichnet. Die erste ankommende Welle kann eine beliebige von einer direkten Welle, einer verzögerten Welle oder einer kombinierten Welle sein. Die direkte Welle ist ein Signal, das einen kürzesten Pfad zwischen dem Sender und dem Empfänger durchläuft, und wir durch den Empfänger empfangen. Mit anderen Worten ist die direkte Welle ein Signal, das den Empfänger über den ersten Pfad erreicht. Die verzögerte Welle ist ein Signal, das einen von dem kürzesten Pfad verschiedenen Pfad zwischen dem Sender und dem Empfänger durchläuft, nämlich über einen anderen Pfad als den ersten Pfad. Die verzögerte Welle wird durch den Empfänger empfangen, nachdem sie im Vergleich zu der direkten Welle verzögert wird/wurde. Die kombinierte Welle ist ein Signal, das durch den Empfänger in einem Zustand des Kombinieren von einer Vielzahl von Signalen empfangen wird, die eine Vielzahl von unterschiedlichen Pfaden durchlaufen haben.
Der Empfänger detektiert, unter den empfangenen Drahtlossignalen, ein Signal, das einen vorbestimmten Detektionsstandard bzw. -maßstab erfüllt/einhält, als die erste ankommende Welle. Zum Beispiel ist der vorbestimmte Detektionsstandard bzw. -maßstab eine Bedingung, dass der CIR-Wert (wie etwa Amplitude oder elektrische Leistung) einen vorbestimmten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Mit anderen Worten kann der Empfänger einen Puls, der einem Teil bzw. Bereich von der CIR entspricht, der erhalten wird, wenn der CIR-Wert den vorbestimmten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, als die erste ankommende Welle detektieren.
Es sollte hier beachtet werden, dass das Signal, das als die erste ankommende Welle detektiert wird, nicht notwendigerweise die direkte Welle ist. Zum Beispiel, wenn die direkte Welle in einem Zustand empfangen wird, in dem die direkte Welle und die verzögerte Welle einander auszulöschen bzw. aufheben, fällt mitunter der CIR-Wert unter den vorbestimmten Schwellenwert, und wird die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert. In diesem Fall wird die kombinierte Welle oder die verzögerte Welle, die kommt, während sie hinter der direkten Welle verzögert ist, als die erste ankommende Welle detektiert.
Nachstehend wird der vorbestimmte Schwellenwert, der zum Detektieren der ersten ankommenden Welle verwendet wird, auch als Erster-Pfad-Schwellenwert bezeichnet.
- Empfangszeit von erster ankommender Welle
Der Empfänger kann die Zeit des Erfüllens/Einhaltens des vorbestimmten Detektionsstandards bzw. -maßstabs als die Zeit des Empfangens der ersten ankommenden Welle behandeln. Zum Beispiel ist die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle eine Zeit, die einer verzögerten Zeit eines Elements entspricht, dessen CIR-Wert den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet.
Alternativ kann der Empfänger eine Zeit des Erreichens einer Spitze bzw. eines Maximums/Scheitelpunkts der detektierten ersten ankommenden Welle als die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle behandeln. In diesem Fall ist die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle zum Beispiel eine Zeit, die einer verzögerten Zeit eines Elements mit einer höchsten Amplitude oder einer höchsten elektrischen Leistung als den CIR-Wert unter dem Satz von Elementen entspricht, die der ersten ankommenden Welle in Bezug auf die CIR entsprechen.
Hier empfängt der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 eine Vielzahl von Pulsen, die als die Sendesignale von der tragbaren Vorrichtung 100 über eine Vielzahl von Pfaden gesendet werden, als die Empfangssignale. Die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle ist eine Pulsempfangszeit, die eine Zeit ist, zu der der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 einen Puls empfängt, der in dem Empfangssignal umfasst ist. Insbesondere kann gesagt werden, dass die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle eine Pulsempfangszeit eines Pulses, der zum ersten Mal detektiert wird, unter der Vielzahl von Pulsen ist, die über die Vielzahl von Pfaden kommen.
Nachstehend wird hierin angenommen, dass die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle eine Zeit ist, die einer verzögerten Zeit eines Elements entspricht, dessen CIR-Wert den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet.
- Phase von erster ankommender Welle
Der Empfänger kann eine Phase, die zu einer Zeit des Erfüllens/Einhaltens des vorbestimmten Detektionsstandards bzw. -maßstabs erhalten wird, als eine Phase der ersten ankommenden Welle behandeln. Zum Beispiel ist die Phase der ersten ankommenden Welle eine Phase, die als ein CIR-Wert eines Elements dient, dessen CIR-Wert den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet.
Alternativ kann der Empfänger eine Phase der Spitze bzw. des Maximums/ Scheitelpunkts der detektierten ersten ankommenden Welle als die Phase der ersten ankommenden Welle behandeln. In diesem Fall ist die Phase der ersten ankommenden Welle zum Beispiel die Phase, die als ein CIR-Wert eines Elements mit einer höchsten Amplitude oder einer höchsten elektrischen Leistung als den CIR-Wert unter dem Satz von Elementen dient, die der ersten ankommenden Welle in Bezug auf die CIR entsprechen.
Nachstehend wird hierin angenommen, dass die Phase der ersten ankommenden Welle eine Phase ist, die als ein CIR-Wert eines Elements dient, dessen CIR-Wert den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet.
- Breite von erster ankommender Welle
Die Breite des Satzes von Elementen, der der ersten ankommenden Welle entspricht, in der Zeitrichtung wird auch als die Breite der ersten ankommenden Welle bezeichnet. Zum Beispiel ist die Breite der ersten ankommenden Welle die Breite zwischen einem Nulldurchgang und einem weiteren Nulldurchgang von der CIR in der Zeitrichtung. Als ein weiteres Beispiel ist die Breite der ersten ankommenden Welle eine Breite zwischen Kreuzungen bzw. Schnittpunkten eines Standards bzw. einer Norm/Vorgabe mit einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts in der Zeitrichtung.
Die Breite eines in dem Sendesignal umfassten Pulses in der Zeitrichtung wird auch als die Breite des Pulses bezeichnet. Zum Beispiel ist die Breite des Pulses die Breite zwischen einem Nulldurchgang und einem weiteren Nulldurchgang einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts in der Zeitrichtung. Als ein weiteres Beispiel ist die Breite des Pulses eine Breite zwischen Kreuzungen bzw. Schnittpunkten eines Standards bzw. einer Norm/Vorgabe mit einer chronologischen bzw. zeitlichen Änderung des CIR-Werts in der Zeitrichtung.
In dem Fall, dass nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, hat die erste ankommende Welle von der CIR eine ideale Breite. Die ideale Breite, die erhalten wird, wenn nur die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, kann über eine theoretische Berechnung unter Verwendung einer Wellenform bzw. Signalverlaufsform des Sendesignals, eines Empfangssignalverarbeitungsverfahrens und dergleichen berechnet werden. Andererseits kann in dem Fall, dass eine kombinierte Welle als die erste ankommende Welle empfangen wird, die Breite der ersten ankommenden Welle von der CIR von der idealen Breite verschieden sein. Zum Beispiel werden in dem Fall, dass eine kombinierte Welle, in der eine verzögerte Welle mit einer gleichen Phase wie die direkte Welle und die direkte Welle kombiniert werden/ sind, als die erste ankommende Welle detektiert wird, ein Teil bzw. Bereich, der der direkten Welle entspricht, und ein Teil bzw. Bereich, der der verzögerten Welle entspricht, in einem Zustand addiert, in dem sie in der Zeitrichtung verschoben sind. Daher verstärken die Teile bzw. Bereiche einander und hat die erste ankommende Welle in der CIR eine breitere Breite. Andererseits löschen/ heben die direkte Welle und die verzögerte Welle einander in dem Fall aus/auf, dass eine kombinierte Welle, in der eine verzögerte Welle mit einer entgegengesetzten Phase von der direkten Welle und die direkte Welle kombiniert werden/sind, als die erste ankommende Welle detektiert wird. Daher hat die erste ankommende Welle in der CIR eine schmälere Breite.
<Schätzung von Positionsparameter>
Entfernungsmessung
Die Kommunikationseinheit 200 führt den Entfernungsmessprozess durch. Der Entfernungsmessprozess ist ein Prozess zum Schätzen einer Entfernung bzw.
Distanz zwischen der Kommunikationseinheit 200 und tragbaren Vorrichtung 100. Zum Beispiel ist die Entfernung zwischen der Kommunikationseinheit 200 und der tragbaren Vorrichtung 100 die in 3 veranschaulichte Entfernung R. Der Entfernungsmessprozess umfasst Senden/Empfangen eines Entfernungsmesssignals und Berechnen der Entfernung R basierend auf einer Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit des Entfernungsmesssignals. Das Entfernungsmesssignal ist ein Signal, das zur Entfernungsmessung verwendet wird, unter Signalen, die zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 gesendet/empfangen werden. Die Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit ist eine Zeit vom Senden bis zum Empfangen des Signals.
Hier wird das Entfernungsmesssignal durch einen von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 der Kommunikationseinheit 200 gesendet/empfangen. Hierin nachstehend wird der Drahtloskommunikationsabschnitt 210, der das Entfernungsmesssignal sendet/empfängt, auch als ein Master bezeichnet. Die Entfernung R ist eine Entfernung zwischen dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210, der als der Master dient (genauer gesagt der Antenne 211), und der tragbaren Vorrichtung 100 (genauer gesagt der Antenne 111). Außerdem werden die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 abgesehen von dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210, der das Entfernungsmessersignal sendet/empfängt, als Slaves bezeichnet.
In dem Entfernungsmessprozess können eine Vielzahl der Entfernungsmesssignale zwischen der Kommunikationseinheit 200 und der tragbaren Vorrichtung 100 gesendet und empfangen werden. Unter der Vielzahl von Entfernungsmesssignalen wird ein Entfernungsmesssignal, das von einer Vorrichtung an die andere Vorrichtung gesendet wird, auch als ein erstes Entfernungsmesssignal bezeichnet. Als Nächstes wird ein Entfernungsmesssignal, das als eine Antwort auf das erste Entfernungsmesssignal von der Vorrichtung, die das erste Entfernungsmesssignal empfangen hat, an die Vorrichtung, die das erste Entfernungsmesssignal gesendet hat, gesendet wird, auch als ein zweites Entfernungsmesssignal bezeichnet. Außerdem wird ein Entfernungsmesssignal, das als eine Antwort auf das zweite Entfernungsmesssignal von der Vorrichtung, die das zweite Entfernungsmesssignal empfangen hat, an die Vorrichtung, die das zweite Entfernungsmesssignal gesendet hat, gesendet wird, auch als ein drittes Entfernungsmesssignal bezeichnet.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 ein Beispiel eines Ablaufs des Entfernungsmessprozesses beschrieben.
7 ist ein Sequenzdiagramm, das das Beispiel des Ablaufs des in dem System 1 ausgeführten Entfernungsmessprozesses gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 sind in dieser Sequenz beteiligt. Es wird angenommen, dass der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A in dieser Sequenz als der Master fungiert bzw. arbeitet.
Wie es in 7 veranschaulicht ist, sendet die tragbare Vorrichtung 100 zunächst das erste Entfernungsmesssignal (Schritt S102). Wenn der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A das erste Entfernungsmesssignal empfängt, berechnet der Steuerabschnitt 230 eine CIR des ersten Entfernungsmesssignals. Als Nächstes detektiert der Steuerabschnitt 230 eine erste ankommende Welle des ersten Entfernungsmesssignals des Drahtloskommunikationsabschnitts 210A auf Grundlage der berechneten CIR (Schritt S104).
Als Nächstes sendet der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A das zweite Entfernungsmesssignal in Erwiderung auf das erste Entfernungsmesssignal (Schritt S106). Wenn das zweite Entfernungsmesssignal empfangen wird, berechnet die tragbare Vorrichtung 100 eine CIR des zweiten Entfernungsmesssignals. Als Nächstes detektiert die tragbare Vorrichtung 100 eine erste ankommende Welle des zweiten Entfernungsmesssignals auf Grundlage der berechneten CIR (Schritt S108).
Als Nächstes sendet die tragbare Vorrichtung 100 das dritte Entfernungsmesssignal in Erwiderung auf das zweite Entfernungsmesssignal (Schritt S110). Wenn der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A das dritte Entfernungsmesssignal empfängt, berechnet der Steuerabschnitt 230 eine CIR des dritten Entfernungsmesssignals. Als Nächstes detektiert der Steuerabschnitt 230 eine erste ankommende Welle des dritten Entfernungsmesssignals von dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210A auf Grundlage der berechneten CIR (Schritt S112).
Die tragbare Vorrichtung 100 misst eine Zeit T₁ von einer Sendezeit des ersten Entfernungsmessersignals bis zu einer Empfangszeit des zweiten Entfernungsmesssignals, sowie eine Zeit T₂ von einer Empfangszeit des zweiten Entfernungsmesssignals bis zu einer Sendezeit des dritten Entfernungsmesssignals. Hier ist die Empfangszeit des zweiten Entfernungsmesssignals eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des zweiten Entfernungsmesssignals, die in Schritt S108 detektiert wird. Als Nächstes sendet die tragbare Vorrichtung 100 ein Signal (Schritt S114), das Informationen umfasst, die die Zeit T₁ und die Zeit T₂ bezeichnen. Zum Beispiel wird ein solches Signal durch den Drahtloskommunikationsabschnitt 210A empfangen.
Der Steuerabschnitt 230 misst eine Zeit T₃ von einer Empfangszeit des ersten Entfernungsmesssignals bis zu einer Sendezeit des zweiten Entfernungsmesssignals, sowie eine Zeit T₄ von einer Sendezeit des zweiten Entfernungsmesssignals bis zu einer Empfangszeit des dritten Entfernungsmesssignals. Hier ist die Empfangszeit des ersten Entfernungsmesssignals eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des ersten Entfernungsmesssignals, die in Schritt S104 detektiert wird. Gleichermaßen ist die Empfangszeit des dritten Entfernungsmesssignals eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des dritten Entfernungsmesssignals, das in Schritt S112 detektiert wird.
Als Nächstes schätzt der Steuerabschnitt 230 die Entfernung R auf Grundlage der Zeitperioden bzw. -dauern T₁, T₂, T₃ und T₄ (Schritt S116). Zum Beispiel schätzt der Steuerabschnitt 230 eine Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit τ_m durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung. $τ_{m} = \frac{T_{1} \times T_{4} - T_{2} \times T_{3}}{T_{1} + T_{2} + T_{3} + T_{4}}$
Als Nächstes schätzt der Steuerabschnitt 230 die Entfernung R durch Multiplizieren der geschätzten Ausbreitungs- bzw. Laufzeitverzögerungszeit τ_m mit der Geschwindigkeit des Signals.
- Grund für Verringerung von Schätzgenauigkeit
Die Empfangszeiten der Entfernungsmesssignale, die als Beginn oder Ende der Zeitperioden bzw. -dauern T₁, T₂, T₃ und T₄ dienen, sind Empfangszeiten der ersten ankommenden Wellen der Entfernungsmesssignale. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist das Signal, das als die erste ankommende Welle detektiert wird, nicht notwendigerweise die direkte Welle.
In dem Fall, dass die kombinierte Welle oder die verzögerte Welle, die kommt, während sie hinter der direkten Welle verzögert ist, als die erste ankommende Welle detektiert wird, variiert eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle im Vergleich zu dem Fall, dass die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird. In diesem Fall wird die Ausbreitungsverzögerungszeit τ_m von/gegenüber einem wahren bzw. tatsächlichen Wert (Ausbreitungsverzögerungszeit τ_m, die in dem Fall erhalten wird, dass die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird) geändert. Außerdem verschlechtert diese Änderung die Genauigkeit beim Schätzen der Entfernung R (die hierin nachstehend auch als Entfernungsmessgenauigkeit bezeichnet wird).
Im Speziellen wird in dem Fall, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird, die kombinierte Welle oder die verzögerte Welle, die kommt, während sie hinter der direkten Welle verzögert ist, als die erste ankommende Welle detektiert. Daher wird/ist die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle verzögert. Als Folge hiervon ist die Ausbreitungsverzögerungszeit τ_m, die in dem Fall erhalten wird, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird, länger als die Ausbreitungsverzögerungszeit τ_m, die in dem Fall erhalten wird, dass die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird. Da die Ausbreitungsverzögerungszeit τ_m länger ist als der wahre bzw. tatsächliche Wert, wird als Nächstes die Entfernung R als eine Entfernung geschätzt, die länger ist als der wahre bzw. tatsächliche Wert.
Winkelschätzung
Die Kommunikationseinheit 200 führt den Winkelschätzprozess durch. Der Winkelschätzprozess ist ein Prozess zum Schätzen der Winkel α und β, die in 3 veranschaulicht sind. Der Winkelschätzprozess umfasst Empfangen eines Winkelschätzsignals und Berechnen der Winkel α und β auf Grundlage eines Ergebnisses eines Empfangs des Winkelschätzsignals. Das Winkelschätzsignal ist ein Signal, das zum Schätzen eines Winkels verwendet wird, unter Signalen, die zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 gesendet/empfangen werden. Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 8 ein Beispiel eines Ablaufs des Winkelschätzprozesses beschrieben.
8 ist ein Sequenzdiagramm, das das Beispiel des Ablaufs des in dem System 1 ausgeführten Winkelschätzprozesses gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 sind in dieser Sequenz beteiligt.
Wie es in 8 veranschaulicht ist, sendet die tragbare Vorrichtung 100 zunächst das Winkelschätzsignal (Schritt S202). Als Nächstes, wenn die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D jeweilige Winkelschätzsignale empfangen, berechnet der Steuerabschnitt 230 CIRs der jeweiligen Winkelschätzsignale, die durch die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D empfangen werden. Als Nächstes detektiert der Steuerabschnitt 230 erste ankommende Wellen der jeweiligen Winkelschätzsignale auf Grundlage der berechneten CIRs in Bezug auf die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D (Schritt S204A bis Schritt S204D). Als Nächstes detektiert der Steuerabschnitt 230 jeweilige Phasen der detektierten ersten ankommenden Wellen in Bezug auf die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D (Schritt S206A bis Schritt S206D). Als Nächstes schätzt der Steuerabschnitt 230 die Winkel α und β auf Grundlage der jeweiligen Phasen der detektierten ersten ankommenden Wellen in Bezug auf die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A bis 210D (Schritt S208).
Als Nächstes werden Einzelheiten eines Prozesses in Schritt S208 beschrieben. P_A stellt die Phase des der ersten ankommenden Welle dar, die in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210A detektiert wird. PB stellt die Phase der ersten ankommenden Welle dar, die in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210B detektiert wird. P_C stellt die Phase der ersten ankommenden Welle dar, die in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210C detektiert wird. P_D stellt die Phase der ersten ankommenden Welle dar, die in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210D detektiert wird. Die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A und 210C sind ein Paar von/aus zwei Drahtloskommunikationsabschnitten 210, die in der X-Achse-Richtung angeordnet sind. Die Drahtloskommunikationsabschnitte 210B und 210D sind ein Paar von/aus zwei Drahtloskommunikationsabschnitten 210, die in der X-Achse-Richtung angeordnet sind. Jedes Paar bildet eine Antennengruppe in der X-Achse-Richtung. Die Antennengruppe ist eine Kombination von/aus einer Vielzahl von Antennen. Andererseits sind die Drahtloskommunikationsabschnitte 210A und 210B ein Paar von/aus zwei Drahtloskommunikationsabschnitten 210, die in der Y-Achse-Richtung angeordnet sind. Die Drahtloskommunikationsabschnitte 210C und 210D sind ein Paar von/aus zwei Drahtloskommunikationsabschnitten 210, die in der Y-Achse-Richtung angeordnet sind. Jedes Paar bildet eine Antennengruppe in der Y-Achse-Richtung. In diesem Fall werden Antennengruppe-Phasendifferenzen PD_AC und Pd_BD in der X-Achse-Richtung und Antennengruppe-Phasendifferenzen Pd_BA und Pd_DC in der Y-Achse-Richtung in jeweiligen Gleichungen ausgedrückt, die nachstehend aufgeführt sind. Die Antennengruppe-Phasendifferenz ist eine Differenz zwischen Phasen der ersten ankommenden Wellen in Bezug auf zwei Antennen 211 (nämlich Drahtloskommunikationsabschnitte 210), die in der Antennengruppe umfasst sind. $\begin{array}{l} P d_{A C} = (P_{A} - P_{C}) \\ P d_{B D} = (P_{B} - P_{D}) \\ P d_{D C} = (P_{D} - P_{C}) \\ P d_{B A} = (P_{B} - P_{A}) \end{array}$
Die Winkel α und β werden durch Verwendung der folgenden Gleichung berechnet. Hier stellt λ eine Wellenlänge einer Trägerwelle des Winkelschätzsignals dar, und stellte b eine Entfernung bzw. einen Abstand zwischen den Antennen 211 dar. $α o d e r β = a r c cos (λ \cdot P d / (2 \cdot π \cdot d))$
Daher stellen jeweilige Gleichungen, die nachstehend aufgeführt sind, Winkel dar, die auf Grundlage der jeweiligen Antennengruppe-Phasendifferenzen berechnet werden. $\begin{matrix} α_{A C} = arccos (λ \cdot P d_{A C} / (2 \cdot π \cdot d)) \\ α_{B D} = arccos (λ \cdot P d_{B D} / (2 \cdot π \cdot d)) \\ β_{D C} = arccos (λ \cdot P d_{D C} / (2 \cdot π \cdot d)) \\ β_{B A} = arccos (λ \cdot P d_{B A} / (2 \cdot π \cdot d)) \end{matrix}$
Der Steuerabschnitt 230 berechnet die Winkel α und β auf Grundlage der berechneten Winkel α_AC, α_BD, β_DC _und β_BA. Zum Beispiel, wie es in den folgenden Gleichungen ausgedrückt wird, berechnet der Steuerabschnitt 230 die Winkel α und β durch Mittelung bzw. Durchschnittsbildung der Winkel, die in Bezug auf die zwei jeweiligen Gruppen in der X-Achse-Richtung und der Y-Achse-Richtung berechnet werden. $\begin{array}{l} α = (α_{A C} + α_{B D}) / 2 \\ β = (β_{D C} + β_{B A}) / 2 \end{array}$
- Grund für Verringerung von Schätzgenauigkeit
Wie es vorstehend beschrieben ist, werden die Winkel α und β auf Grundlage der Phasen der ersten ankommenden Wellen berechnet. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist das Signal, das als die erste ankommende Welle detektiert wird, nicht notwendigerweise die direkte Welle.
Mit anderen Worten kann mitunter die verzögerte Welle oder die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert werden. Typischerweise sind Phasen der verzögerten Welle und der kombinierten Welle von der Phase der direkten Welle verschieden. Dieser Unterschied verschlechtert die Genauigkeit einer Winkelschätzung.
- Ergänzung
Es ist zu beachten, dass das Winkelschätzsignal während des Winkelschätzprozesses oder zu jeder beliebigen anderen Zeit gesendet/empfangen werden kann. Zum Beispiel kann das Winkelschätzsignal während des Entfernungsmessprozesses gesendet/empfangen werden. Im Speziellen kann das in 7 veranschaulicht dritte Entfernungsmesssignal gleich dem in 8 veranschaulichten Winkelschätzsignal sein. In diesem Fall ist es für die Kommunikationseinheit 200 möglich, die Entfernung R, den Winkel α und den Winkel β durch Empfangen eines einzigen Drahtlossignals zu berechnen, das sowohl als das Winkelschätzsignal als auch das dritte Entfernungsmesssignal dient.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung schätzt der Empfänger den Winkel α durch Mittelung bzw. Durchschnittsbildung der Winkel α_AC und α_BD, die auf Grundlage der Differenz zwischen Phasen der zwei Antennengruppen in der X-Richtung geschätzt werden. Der Empfänger kann einen von den Winkeln α_AC und α_BD als den Winkel α über-/nehmen oder den Winkel α durch Mittelung bzw. Durchschnittsbildung der Winkel schätzen, die auf Grundlage von Differenzen zwischen Phasen von drei oder mehr Antennengruppen in der X-Achse-Richtung geschätzt werden. Mit anderen Worten kann der Empfänger den Winkel α auf Grundlage einer Differenz von Phasen von zumindest einer Antennengruppe in der X-Achse-Richtung schätzen. Gleichermaßen kann der Empfänger den Winkel β auf Grundlage einer Differenz von Phasen von zumindest einer Antennengruppe in der Y-Achse-Richtung schätzen.
Koordinatenschätzung
Der Steuerabschnitt 230 führt einen Koordinatenschätzprozess durch. Der Koordinatenschätzprozess ist ein Prozess zum Schätzen von dreidimensionalen Koordinaten (x, y, z) der tragbaren Vorrichtung 100, die in 4 veranschaulicht sind. Als der Koordinatenschätzprozess können ein erstes Berechnungsverfahren und ein zweites Berechnungsverfahren angenommen werden, die nachstehend aufgeführt sind.
- Erstes Berechnungsverfahren
Das erste Berechnungsverfahren ist ein Verfahren zum Berechnen der Koordinaten x, y und z auf Grundlage von Ergebnissen des Entfernungsmessprozesses und des Winkelschätzprozesses. In diesem Fall berechnet der Steuerabschnitt 230 zunächst die Koordinaten x und y durch Verwendung von nachstehend aufgeführten Gleichungen. $\begin{array}{l} x = R \cdot cos α \\ y = R \cdot cos β \end{array}$
Hier haben die Entfernung R, die Koordinate x, die Koordinate y und die Koordinate z eine Beziehung, die durch eine nachstehend aufgeführte Gleichung dargestellt wird. $R = \sqrt{x^{2} + y^{2} + z^{2}}$
Der Steuerabschnitt 230 berechnet die Koordinate z durch Verwendung der vorstehend beschriebenen Beziehung und einer nachstehend aufgeführten Gleichung. $z = \sqrt{R^{2} - R^{2} \cdot c o s^{2} α - R \cdot c o s^{2} β}$
- Zweites Berechnungsverfahren
Das zweite Berechnungsverfahren ist ein Verfahren zum Berechnen der Koordinaten x, y und z, während eine Schätzung der Winkel α und β aus-/ weggelassen wird. Zunächst stellen die vorstehend aufgeführten Gleichungen (4), (5), (6) und (7) eine Beziehung her, die durch nachstehend aufgeführte Gleichungen dargestellt wird. $x / R = cos α$
$y / R = cos β$
$x^{2} + y^{2} + z^{2} = R^{2}$
$d \cdot cos α = λ \cdot (P d_{A C} / 2 + P d_{B D} / 2) / (2 \cdot π)$
$d \cdot cos β = λ \cdot (P d_{D C} / 2 + P d_{B A} / 2) / (2 \cdot π)$
Die Gleichung (12) ist für/nach cos α umgestellt, und cos α wird in die Gleichung (9) substituiert. Dies macht es möglich, die Koordinate x durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung zu erhalten. $x = R \cdot λ \cdot (P d_{A C} / 2 + P d_{B D} / 2) / (2 \cdot π \cdot d)$
Die Gleichung (13) ist für/nach cos β umgestellt, und cos β wird in die Gleichung (10) substituiert. Dies macht es möglich, die Koordinate y durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung zu erhalten. $y = R \cdot λ \cdot (P d_{D C} / 2 + P d_{B A} / 2) / (2 \cdot π \cdot d)$
Als Nächstes werden die Gleichung (14) und die Gleichung (15) in die Gleichung (11) substituiert, und wird die Gleichung (11) umgestellt. Dies macht es möglich, die Koordinate z durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung zu erhalten. $z = \sqrt{R^{2} - x^{2} - y^{2}}$
Der Prozess zum Schätzen der Koordinaten der tragbaren Vorrichtung 100 in dem lokalen Koordinatensystem wurde vorstehend beschrieben. Es ist möglich, Koordinaten der tragbaren Vorrichtung 100 in dem globalen Koordinatensystem zu schätzen, indem die Koordinaten der tragbaren Vorrichtung 100 in dem lokalen Koordinatensystem und Koordinaten des Ursprungs in dem lokalen Koordinatensystem relativ zu dem globalen Koordinatensystem kombiniert werden.
- Grund für Verringerung von Schätzgenauigkeit
Wie es vorstehend beschrieben ist, werden die Koordinaten auf Grundlage der Ausbreitungsverzögerungszeit und der Phasen berechnet. Außerdem werden sie auf Grundlage der ersten ankommenden Wellen geschätzt. Daher kann sich die Genauigkeit beim Schätzen der Koordinaten in einer ähnlichen Art und Weise zu dem Entfernungsmessprozess und dem Winkelschätzprozess verschlechtern.
Schätzung von Präsenz-/Existenzbereich
Die Positionsparameter können einen Bereich bzw. ein Gebiet, der bzw. das die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, und einer Vielzahl von vordefinierten Bereichen bzw. Gebieten umfassen. Zum Beispiel schätzt in dem Fall, dass der Bereich durch eine Entfernung von der Kommunikationseinheit 200 definiert ist, der Steuerabschnitt 230 den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, auf Grundlage der durch den Entfernungsmessprozess geschätzten Entfernung R. Als ein weiteres Beispiel schätzt in dem Fall, dass der Bereich durch einen Winkel mit Bezug auf die Kommunikationseinheit 200 definiert ist, der Steuerabschnitt 230 den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, auf Grundlage der durch den Winkelschätzprozess geschätzten Winkel α und β. Als ein weiteres Beispiel schätzt in dem Fall, dass der Bereich durch die dreidimensionalen Koordinaten definiert ist, der Steuerabschnitt 230 den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, auf Grundlage der durch den Koordinatenschätzprozess geschätzten Koordinaten (x, y, z).
Alternativ kann der Steuerabschnitt 230 in einem für das Fahrzeug 202 spezifischen Prozess den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, unter der Vielzahl von Bereichen schätzen, die das Fahrzeuginnere und das Fahrzeugäußere des Fahrzeugs 202 umfassen. Dies macht es möglich, einen Höflichkeitsdienst bereitzustellen, wie etwa Bereitstellen von unterschiedlichen Diensten bzw. Dienstleistungen in dem Fall, dass sich der Benutzer im Fahrzeuginneren befindet, und in dem Fall, dass sich der Benutzer im Fahrzeugäußeren befindet. Außerdem kann der Steuerabschnitt 230 den Bereich, der die tragbare Vorrichtung 100 umfasst, unter nahen Bereichen und fernen Bereichen schätzen. Die nahen Bereiche sind Bereiche innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von dem Fahrzeug 202, und die fernen Bereiche sind die vorbestimmte Entfernung oder mehr von dem Fahrzeug 202 entfernt.
Verwendung von Ergebnis von Schätzung von Positionsparameter
Zum Beispiel kann ein Ergebnis einer Schätzung des Positionsparameters zur Authentisierung der tragbaren Vorrichtung 100 verwendet werden. Zum Beispiel bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass die Authentisierung erfolgreich ist, und entriegelt er eine Tür, falls sich die tragbare Vorrichtung 100 in einem Bereich nahe der Kommunikationseinheit 200 auf einer Fahrersitzseite befindet.
<<Technisches Problem>>
Die Detektion der direkten Wellen als die ersten ankommenden Wellen ist nicht immer in Bezug auf alle der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 erfolgreich. Die Genauigkeit beim Schätzen des Winkels verschlechtert sich in dem Fall, dass eine Detektion der direkten Wellen als die ersten ankommenden Wellen in Bezug auf zumindest einen von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 misslingt. Außerdem verschlechtert sich die Genauigkeit beim Schätzen des Winkels in dem Fall, dass der Master dabei scheitert, die direkte Welle als die erste ankommende Welle zu detektieren. Wie es vorstehend beschrieben ist, verschlechtert sich die Genauigkeit beim Schätzen des Positionsparameters in dem Fall, dass die Detektion der direkten Wellen als die ersten ankommenden Wellen misslingt.
Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Mechanismus zum Schätzen eines Winkels auf Grundlage der ersten ankommenden Welle bereitgestellt, die durch einen Drahtloskommunikationsabschnitt 210, für den es wahrscheinlich ist, dass er bei einer Detektion der direkten Welle als die erste ankommende Welle erfolgreich ist, unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 detektiert wird. Eine solche Konfiguration macht es möglich, die Genauigkeit beim Schätzen eines Winkels zu verbessern.
<<Technische Merkmale»
Positionsschätzkommunikation
Die Kommunikationseinheit 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt eine Positionsschätzkommunikation durch. Die Positionsschätzkommunikation ist eine Kommunikation, die zum Schätzen des Positions- bzw. Lageparameters durchgeführt wird. Im Speziellen umfasst die Positionsschätzkommunikation Senden/Empfangen des Entfernungsmesssignals und des Winkelschätzsignals zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200.
Hier werden die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 der Kommunikationseinheit 200 in den Master und die Vielzahl von Slaves klassifiziert. Der Master ist ein Beispiel des ersten Drahtloskommunikationsabschnitts 210, der einer von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 ist. Die Slaves sind ein Beispiel der zweiten Drahtloskommunikationsabschnitte 210, die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 abgesehen von dem ersten Drahtloskommunikationsabschnitt 210 unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 sind.
In Bezug auf die Positionsschätzkommunikation gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt nicht nur der Master, sondern empfangen auch die Slaves das Entfernungsmesssignal. Einzelheiten hiervon werden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
9 ist ein Sequenzdiagramm zur Beschreibung eines Beispiels der Positionsschätzkommunikation, die in dem System 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird. Die tragbare Vorrichtung 100 und die Kommunikationseinheit 200 sind in dieser Sequenz beteiligt. Es wird angenommen, dass der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A in dieser Sequenz als der Master fungiert bzw. arbeitet.
Wie es in 9 veranschaulicht ist, sendet die tragbare Vorrichtung 100 zunächst das einen Puls umfassende erste Entfernungsmesssignal (Schritt S302). Jeder von dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210A bis zu dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210D empfängt das erste Entfernungsmesssignal.
Als Nächstes sendet der Drahtloskommunikationsabschnitt 210A, der das erste Entfernungsmesssignal empfangen hat, das einen Puls umfassende zweite Entfernungsmesssignal in Erwiderung auf das erste Entfernungsmesssignal (S304). Die tragbare Vorrichtung 100 empfängt das zweite Entfernungsmesssignal. Außerdem wird das zweite Entfernungsmesssignal auch durch jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 (Drahtloskommunikationsabschnitte 210B bis 210D) empfangen, die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 abgesehen von dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210A unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 sind.
Als Nächstes sendet die tragbare Vorrichtung 100, die das zweite Entfernungsmesssignal empfangen hat, das einen Puls umfassende dritte Entfernungsmesssignal in Erwiderung auf das zweite Entfernungsmesssignal (Schritt S306). Jeder von dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210A bis zu dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210D empfängt das dritte Entfernungsmesssignal.
Die tragbare Vorrichtung 100 misst Zeit T₁ von einer Sendezeit des ersten Entfernungsmesssignals bis zu einer Empfangszeit des zweiten Entfernungsmesssignals, und Zeit T₂von einer Empfangszeit des zweiten Entfernungsmesssignals bis zu einer Sendezeit des dritten Entfernungsmesssignals. Hier ist die Empfangszeit des zweiten Entfernungsmesssignals eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des zweiten Entfernungsmesssignals, nämlich eine Zeit, die einem spezifischen Element in einer CIR entspricht, die in Bezug auf das zweite Entfernungsmesssignal berechnet wird. Als Nächstes sendet die tragbare Vorrichtung 100 ein Signal, das Informationen umfasst, die die Zeit T₁ und die Zeit T₂ bezeichnen (Schritt S308). Ein solches Signal wird durch jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen.
In dieser Sequenz dient das dritte Entfernungsmesssignal auch als das Winkelschätzsignal. Alternativ kann das erste Entfernungsmesssignal auch als das Winkelschätzsignal dienen.
Spezifisches-Element-Detektionsprozess
Der Steuerabschnitt 230 erfasst eine Vielzahl von Teilen bzw. Stücken von chronologischen Informationen, die, als die zeitbezogenen Elemente, Informationen umfassen, die sich chronologisch bzw. zeitlich ändern und erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten das von der tragbaren Vorrichtung 100 gesendete Entfernungsmesssignal empfangen. Das Entfernungsmesssignal ist ein Beispiel des Pulssignals, das ein einen Puls umfassendes Signal ist. Zum Beispiel stellen die chronologischen Informationen eine CIR dar, die einen CIR-Wert, der sich chronologisch bzw. zeitlich ändert, als ein zeitbezogenes Element umfasst. Zum Beispiel berechnet der Steuerabschnitt 230 jeweilige CIRs in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210, einschließlich des Masters und der Slaves, auf Grundlage der jeweiligen Entfernungsmesssignale, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen werden.
Als Nächstes führt der Steuerabschnitt 230 einen Spezifisches-Element-Detektionsprozess zum Detektieren von spezifischen Elementen von den CIRs basierend auf dem jeweiligen Entfernungsmesssignal, das durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen wird, auf Grundlage der jeweiligen CIRs durch, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 erfasst werden. Im Speziellen detektiert der Steuerabschnitt 230 die jeweiligen spezifischen Elemente in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 von/aus den jeweiligen CIRs, die erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 das dritte Entfernungsmesssignal empfangen, das auch als das Winkelschätzsignal dient, wie es in 9 veranschaulicht ist. Der Spezifisches-Element-Detektionsprozess ist ein Beispiel eines ersten Prozesses.
Der Steuerabschnitt 230 detektiert die spezifischen Elemente gemäß einem vorbestimmten Standard bzw. Maßstab. Zum Beispiel detektiert der Steuerabschnitt 230 die spezifischen Elemente gemäß einem vorbestimmten Standard bzw. Maßstab, indem, als die spezifischen Elemente, ein oder mehr Elemente detektiert werden, deren in dem CIR-Wert umfasste Amplitudenkomponente einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Die in dem CIR-Wert umfasste Amplitudenkomponente kann eine Amplitude selbst oder eine durch Quadrieren der Amplitude erhaltene elektrische Leistung sein.
Das spezifische Element ist ein Element, das der ersten ankommenden Welle entspricht. Mit anderen Worten ist die Detektion des spezifischen Elements synonym zu der vorstehend beschriebenen Detektion der ersten ankommenden Welle. Außerdem ist die Detektion der direkten Welle als die erste ankommende Welle synonym zu einer Detektion des spezifischen Elements, das der direkten Welle entspricht.
Eine Zeit, die einer Verzögerungszeit des spezifischen Elements entspricht, dient als eine Zeit des Empfangens der ersten ankommenden Welle und wird zur Entfernungsmessung verwendet. Außerdem dient die Phase des spezifischen Elements als die Phase der ersten ankommenden Welle, und wird sie zur Winkelschätzung verwendet. Mit anderen Worten detektiert der Steuerabschnitt 230 das spezifische Element, das für die Positionsparameterschätzung zu verwenden ist, in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210.
Zum Beispiel detektiert der Steuerabschnitt 230 die spezifischen Elemente gemäß dem vorbestimmten Standard bzw. Maßstab durch Detektieren von Elementen, deren in dem CIR-Wert umfasste Amplitudenkomponente einen ersten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. In diesem Fall werden die spezifischen Elemente in Bezug auf die Vielzahl von CIRs, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 erhalten werden, einzeln bzw. nacheinander detektiert. Der vorbestimmte Schwellenwert ist der vorstehend beschriebene Erster-Pfad-Schwellenwert. Mit anderen Worten ist das spezifische Element ein Element, dessen in dem CIR-Wert umfasste Amplitudenkomponente den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, unter der Vielzahl von Elementen von den CIRs. Dies macht es möglich, eine Rechenlast zum Detektieren der spezifischen Elemente im Vergleich zu dem Fall des Detektierens der Vielzahl von spezifischen Elementen von/aus einer einzelnen CIR zu reduzieren.
Daher werden in dem Spezifisches-Element-Detektionsprozess die jeweiligen spezifischen Elemente in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 einzeln bzw. nacheinander detektiert.
Verifikationsprozess
Der Steuerabschnitt 230 führt einen Verifikationsprozess zum Verifizieren durch, ob jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen, die durch den Spezifisches-Element-Detektionsprozess detektiert werden, auf dem Entfernungsmesssignal basiert, das über einen kürzesten Pfad von der tragbaren Vorrichtung 100 zu jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 kommt. Der Fall, dass das spezifische Element auf dem Entfernungsmesssignal basiert, das über den kürzesten Pfad (nämlich den ersten Pfad) von der tragbaren Vorrichtung 100 zu dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210 kommt, bedeutet, dass das spezifische Element der direkten Welle entspricht. Mit anderen Worten verifiziert der Steuerabschnitt 230, ob jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 detektiert werden, der direkten Welle entspricht oder nicht. Der Verifikationsprozess ist ein Beispiel eines zweiten Prozesses.
Der Steuerabschnitt 230 berechnet einen Indikator bzw. einen Hinweis, der eine Möglichkeit bzw. Wahrscheinlichkeit bezeichnet, dass jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen, die durch den Spezifisches-Element-Detektionsprozess detektiert werden, auf dem über den ersten Pfad kommenden Entfernungsmesssignal basiert. Mit anderen Worten berechnet der Steuerabschnitt 230 den Indikator bzw. Hinweis, der eine Möglichkeit bzw. Wahrscheinlichkeit bezeichnet, dass jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen, die durch den Spezifisches-Element-Detektionsprozess detektiert werden, der direkten Welle entspricht. Hierin nachstehend wird ein solcher Indikator bzw. Hinweis auch als Erster-Pfad-Indikator bezeichnet.
Die Erster-Pfad-Indikatoren sind zum Beispiel kontinuierliche bzw. fortlaufende Werte oder diskrete Werte. Zum Beispiel kann der Erster-Pfad-Indikator, der einen kleineren Wert aufweist, eine größere Möglichkeit bzw. höhere Wahrscheinlichkeit dafür bezeichnen, dass das spezifische Element der direkten Welle entspricht. Gleichermaßen kann der Erster-Pfad-Indikator, der einen größeren Wert aufweist, eine kleinere Möglichkeit bzw. niedrigere Wahrscheinlichkeit dafür bezeichnen, dass das spezifische Element der direkten Welle entspricht, und umgekehrt.
Außerdem verifiziert der Steuerabschnitt 230 in dem Verifikationsprozess, ob jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen auf dem über den ersten Pfad kommenden Entfernungsmesssignal basiert oder nicht, auf Grundlage des Erster-Pfad-Indikators, der in Bezug auf jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen berechnet wird. Mit anderen Worten verifiziert der Steuerabschnitt 230, ob jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen der direkten Welle entspricht oder nicht, auf Grundlage des Erster-Pfad-Indikators.
- Erster Erster-Pfad-Indikator
Der Erster-Pfad-Indikator kann der Entfernungsmesswert sein, der in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 geschätzt wird. Ein solcher Erster-Pfad-Indikator wird auch als erster Erster-Pfad-Indikator bezeichnet.
Der Entfernungsmesswert ist eine Entfernung bzw. Distanz zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210. Die Entfernung bzw. Distanz wird auf Grundlage der Ausbreitungsverzögerungszeit geschätzt. Die Ausbreitungsverzögerungszeit ist eine Zeit vom Senden bis zum Empfangen des Entfernungsmesssignals zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210. Die Ausbreitungsverzögerungszeit wird auf Grundlage der spezifischen Elemente berechnet. Hierin nachstehend werden Einzelheiten eines Prozesses zum Berechnen des jeweiligen Entfernungsmesswerts in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 beschrieben.
- Master
Wie es in 9 veranschaulicht ist, misst der Steuerabschnitt 230 Zeit T_3-m von einer Zeit des Empfangens des ersten Entfernungsmesssignals bis zu einer Zeit des Sendens des zweiten Entfernungsmesssignals. Im Speziellen misst der Steuerabschnitt 230 die Zeit T_3-m von einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Master das erste Entfernungsmesssignal empfängt, bis zu einer Zeit, zu der der Master das zweite Entfernungsmesssignal sendet. Die Zeit T_3-m entspricht der Zeit T₃, die in Bezug auf den Entfernungsmessprozess beschrieben ist.
Außerdem, wie es in 9 veranschaulicht ist, misst der Steuerabschnitt 230 Zeit T_4-m von einer Zeit des Sendens des zweiten Entfernungsmesssignals bis zu einer Zeit des Empfangens der ersten ankommenden Welle des dritten Entfernungsmesssignals. Im Speziellen misst der Steuerabschnitt 230 die Zeit T_4-m von einer Zeit, zu der der Master das zweite Entfernungsmesssignal sendet, bis zu einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Master das dritte Entfernungsmesssignal empfängt. Die Zeit T_4-m entspricht der Zeit T₄, die in Bezug auf den Entfernungsmessprozess beschrieben ist.
Als Nächstes erfasst der Steuerabschnitt 230 einen Entfernungsmesswert zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und dem Master auf Grundlage der Zeit T₁ und der Zeit T₂, die durch die tragbare Vorrichtung 100 gemessen werden, sowie der Zeit T_3-m und der Zeit T_4-m, die in Bezug auf den Master gemessen werden. Im Speziellen schätzt der Steuerabschnitt 230 die Ausbreitungsverzögerungszeit τ_m durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung. Als Nächstes erfasst bzw. erhält/gewinnt der Steuerabschnitt 230 den Entfernungsmesswert auf Grundlage der Ausbreitungsverzögerungszeit τ_m. Es ist zu beachten, dass, wie es in 9 veranschaulicht ist, die tragbare Vorrichtung 100 eine Benachrichtigung über die Zeit T₁ und die Zeit T₂ vornimmt. $τ_{m} = \frac{T_{1} \times T_{4 - m} - T_{2} \times T_{3 - m}}{T_{1} + T_{2} + T_{3 - m} + T_{4 - m}}$
- Slave
Da der Master das zweite Entfernungsmesssignal sendet, ist es für den Slave schwierig, eine Sendezeit des zweiten Entfernungsmesssignals zu erfassen.
Daher verwendet der Steuerabschnitt 230 eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des zweiten Entfernungsmesssignals, das von dem Master gesendet wird, anstelle der Sendezeit des zweiten Entfernungsmesssignals, in Bezug auf den Slave.
Zunächst, wie es in 9 veranschaulicht ist, misst der Steuerabschnitt 230 Zeit T_3-s (T_3-S1, T_3-s2 und T_3-s3) von einer Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des ersten Entfernungsmesssignals bis zu einer Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des zweiten Entfernungsmesssignals. Im Speziellen misst der Steuerabschnitt 230 die Zeit T_3-s von einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Slave das erste Entfernungsmesssignal empfängt, bis zu einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Slave das zweite Entfernungsmesssignal empfängt.
Als Nächstes, wie es in 9 veranschaulicht ist, misst der Steuerabschnitt 230 Zeit T_4-s (T_4-s1, T_4-s2 und T_4-s3) von einer Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des zweiten Entfernungsmesssignals bis zu einer Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des dritten Entfernungsmesssignals. Im Speziellen misst der Steuerabschnitt 230 die Zeit T_4-s von einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Slave das zweite Entfernungsmesssignal empfängt, bis zu einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Slave das dritte Entfernungsmesssignal empfängt.
Als Nächstes erfasst der Steuerabschnitt 230 einen Entfernungsmesswert zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und dem Slave auf Grundlage der Zeit T₁ und der Zeit T₂, die durch die tragbare Vorrichtung 100 gemessen werden, sowie der Zeit T_3-s und der Zeit T_4-s, die in Bezug auf den Slave gemessen werden. Zum Beispiel schätzt der Steuerabschnitt 230 Ausbreitungsverzögerungszeiten τ_s (τ_s1, τ_s2 und τ_s3) in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Slaves durch Verwendung einer nachstehend aufgeführten Gleichung. Als Nächstes erfasst bzw. erhält/gewinnt der Steuerabschnitt 230 einen Entfernungsmesswert in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Slaves auf Grundlage der Ausbreitungsverzögerungszeiten τ_s in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Slaves. Es ist zu beachten, dass, wie es in 9 veranschaulicht ist, die tragbare Vorrichtung 100 eine Benachrichtigung über die Zeit T₁ und die Zeit T₂ vornimmt. $τ_{s} = \frac{T_{1} \times T_{4 - s} - T_{2} \times T_{3 - s}}{T_{1} + T_{2} + T_{3 - s} + T_{4 - s}}$
Es ist zu beachten, dass durch Verwendung der vorstehend aufgeführten Gleichung der Entfernungsmesswert des Drahtloskommunikationsabschnitts 210B auf Grundlage von τ_s1 erfasst wird, indem T_3-s1 in die vorstehend aufgeführte Gleichung als T_3-s substituiert wird und T_4-s1 als T_4-s substituiert wird. Gleichermaßen wird der Entfernungsmesswert des Drahtloskommunikationsabschnitts 210C durch Verwendung der vorstehend aufgeführten Gleichung auf Grundlage von τ_s2 erfasst, was erhalten wird, indem T_3-s2 in die vorstehend aufgeführte Gleichung als T_3-s substituiert wird und T_4-s2 als T_4-s substituiert wird. Gleichermaßen wird der Entfernungsmesswert des Drahtloskommunikationsabschnitts 210D durch Verwendung der vorstehend aufgeführten Gleichung auf Grundlage von τ_s3, was erhalten wird, indem T_3-s3 in die vorstehend aufgeführte Gleichung als T_3-s substituiert wird und T_4-s3 als T_4-s substituiert wird.
- Beziehung/Verhältnis zwischen Entfernungsmesswert von Master und Entfernungsmesswert von Slave
Eine Entfernung bzw. ein Abstand zwischen benachbarten Drahtloskommunikationsabschnitten 210 ist eine ultrakurze Entfernung bzw. Distanz, die eine Hälfte oder weniger einer Wellenlänge λ einer Trägerwelle des Winkelschätzsignals ist.
Daher kann erachtet werden, dass Entfernungen bzw. Distanzen zu der tragbaren Vorrichtung 100 in Bezug auf alle der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 gleich sind. Daher sind Anfänge von T_3-m, T_3-s1, T_3-s2 und T_3-s3 in dem Fall, dass eine Detektion der spezifischen Elemente, die den direkten Wellen der ersten Entfernungsmesssignale entsprechen, in Bezug auf alle der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 erfolgreich ist, gleich oder im Wesentlichen gleich. Gleichermaßen sind Enden von T_4-m, T_4-s1, T_4-s2 und T_4-s3 in dem Fall, dass eine Detektion der spezifischen Elemente, die den direkten Wellen der dritten Entfernungsmesssignale entsprechen, in Bezug auf alle der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 erfolgreich ist, gleich oder im Wesentlichen gleich.
Außerdem ist es aus einem ähnlichen Grund möglich, zu erachten, dass die Sendezeit des zweiten Entfernungsmesssignals des Masters im Wesentlichen gleich der Empfangszeit der ersten ankommenden Welle des zweiten Entfernungsmesssignals des Slaves ist, wenn angenommen wird, dass kein Hindernis zwischen dem Master und dem Slave liegt bzw. eingebracht/ -geschoben ist. Mit anderen Worten sind die Enden von T_3-m, T_3-s1, T_3-s2 und T_3-s3 im Wesentlichen gleich. Außerdem sind die Anfänge von T_4-m, T_4-s1, T_4-s2 und T_4-s3 im Wesentlichen gleich.
Wie es vorstehend beschrieben ist, sind T_3-m, T_3-s1, T_3-s2 und T_3-s3 in dem Fall, dass eine Detektion der spezifischen Elemente, die den direkten Wellen der ersten Entfernungsmesssignale entsprechen, in Bezug auf alle der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 erfolgreich ist, gleich oder im Wesentlichen gleich. Außerdem sind T_4-m, T_4-s1, T_4-s2 und T_4-s3 in dem Fall, dass eine Detektion der spezifischen Elemente, die den direkten Wellen der dritten Entfernungsmesssignale entsprechen, in Bezug auf alle der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 erfolgreich ist, gleich oder im Wesentlichen gleich.
Daher sind die Entfernungsmesswerte in Bezug auf alle der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 in dem Fall, dass eine Detektion der spezifischen Elemente, die den direkten Wellen entsprechen, in Bezug auf alle der Drahtloskommunikationsabschnitte 210 erfolgreich ist, im Wesentlichen gleich.
- Verifikation, ob spezifisches Element direkter Welle entspricht oder nicht
Wie es vorstehend über den Entfernungsmessprozess beschrieben ist, wird in dem Fall, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird, nämlich in dem Fall, dass das spezifische Element nicht der direkten Welle entspricht, der Entfernungsmesswert als eine Entfernung geschätzt, die länger ist als der wahre bzw. tatsächliche Wert. Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass eine größere Möglichkeit bzw. höhere Wahrscheinlichkeit dafür besteht, dass das zur Berechnung des Entfernungsmesswerts verwendete spezifische Element der direkten Welle entspricht, wenn der Entfernungsmesswert kleiner ist. Andererseits kann gesagt werden, dass eine größere Möglichkeit bzw. höhere Wahrscheinlichkeit dafür besteht, dass das zur Berechnung des Entfernungsmesswerts verwendete spezifische Element nicht der direkten Welle entspricht, wenn der Entfernungsmesswert größer ist.
Dementsprechend verifiziert in dem Verifikationsprozess der Steuerabschnitt 230, dass, unter der Vielzahl von Entfernungsmesswerten, die in Bezug auf die jeweiligen spezifischen Elemente geschätzt werden, das spezifische Element, von/aus dem der Entfernungsmesswert geschätzt wird, dessen Differenz von dem kürzesten Entfernungsmesswert der erste Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem Entfernungsmesssignal basiert, das über den ersten Pfad kommt. Mit anderen Worten bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass, unter den Entfernungsmesswerten, die auf Grundlage der jeweiligen spezifischen Elemente geschätzt werden, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 detektiert werden, das spezifische Element, von/aus dem der Entfernungsmesswert geschätzt wird, dessen Differenz von dem kürzesten Entfernungsmesswert der erste Schwellenwert oder kleiner ist, der direkten Welle entspricht. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass, unter den Entfernungsmesswerten, die auf Grundlage der jeweiligen spezifischen Elemente geschätzt werden, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 detektiert werden, das spezifische Element, von/aus dem der Entfernungsmesswert geschätzt wird, dessen Differenz von dem kürzesten Entfernungsmesswert den ersten Schwellenwert überschreitet, nicht der direkten Welle entspricht.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es durch Verwendung des ersten Erster-Pfad-Indikators möglich, aus Sicht/Perspektive des Entfernungsmesswerts zu verifizieren, ob das spezifische Element der direkten Welle entspricht oder nicht.
Signaleinfallswinkel-Schätzprozess
Der Steuerabschnitt 230 führt einen Signaleinfallswinkel-Schätzprozess auf Grundlage von einer Vielzahl von spezifischen Elementen, die als Elemente basierend auf den über den ersten Pfad kommenden Entfernungsmesssignalen verifiziert werden/sind, unter den spezifischen Elementen von den CIRs basierend auf den jeweiligen Entfernungsmesssignalen durch, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen werden. Der Signaleinfallswinkel-Schätzprozess ist ein Prozess zum Schätzen eines Entfernungsmesssignaleinfallswinkels (der hierin nachstehend auch als Signaleinfallswinkel bezeichnet wird) durch Verwendung von Achsen, die sich von einem Referenz- bzw. Bezugspunkt aus erstrecken, der für die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 eingestellt bzw. festgelegt ist, als Referenz- bzw. Bezugsachsen. Im Speziellen schätzt der Steuerabschnitt 230 den Signaleinfallswinkel auf Grundlage der Vielzahl von spezifischen Elementen, die durch Verwendung des Erster-Pfad-Indikators als Elemente verifiziert werden/sind, die den direkten Wellen entsprechen, unter der Vielzahl von spezifischen Elementen, die von/aus den CIRs detektiert werden, die erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 die jeweiligen dritten Entfernungsmesssignale empfangen, die als die Winkelschätzsignale dienen, wie es in 9 veranschaulicht ist.
Zum Beispiel ist der Referenzpunkt der Ursprung des lokalen Koordinatensystems der Kommunikationseinheit 200. Zum Beispiel ist die Referenzachse eine Koordinatenachse des lokalen Koordinatensystems der Kommunikationseinheit 200. Außerdem sind zum Beispiel die Signaleinfallswinkel die Winkel α und β, die vorstehend über den Winkelschätzprozess beschrieben sind. In diesem Fall ist der Signaleinfallswinkel-Schätzprozess ähnlich dem Prozess zum Schätzen der Winkel α und β in dem Winkelschätzprozess. Mit anderen Worten entspricht der Signaleinfallswinkel einem Winkel der tragbaren Vorrichtung 100 mit Bezug auf die Kommunikationseinheit 200. Der Winkel der tragbaren Vorrichtung 100 ist einer der Positionsparameter der tragbaren Vorrichtung 100.
Im Speziellen schätzt in dem Signaleinfallswinkel-Schätzprozess der Steuerabschnitt 230 den Signaleinfallswinkel auf Grundlage einer Phasenkomponente, die in dem CIR-Wert des spezifischen Elements umfasst ist, das als das Element basierend auf dem über den ersten Pfad kommenden Entfernungsmesssignal verifiziert wird/ist. Zum Beispiel schätzt der Steuerabschnitt 230 den Winkel α mit Bezug auf die X-Achse, während/wobei eine Differenz zwischen Phasenkomponenten von spezifischen Elementen des Paars der Drahtloskommunikationsabschnitte 210, die die Antennengruppe in der X-Achse-Richtung bilden, als die Antennengruppe-Phasendifferenz in der X-Achse-Richtung verwendet wird. Außerdem schätzt der Steuerabschnitt 230 den Winkel β mit Bezug auf die Y-Achse, während/wobei eine Differenz zwischen Phasenkomponenten von spezifischen Elementen des Paars der Drahtloskommunikationsabschnitte 210, die die Antennengruppe in der Y-Achse-Richtung bilden, als die Antennengruppe-Phasendifferenz in der Y-Achse-Richtung verwendet wird. Wie es vorstehend über den Winkelschätzprozess beschrieben ist, ist es möglich, die Genauigkeit beim Schätzen des Signaleinfallswinkels zu verbessern, indem der Winkel auf Grundlage der Phasenkomponente des spezifischen Elements geschätzt wird, das als das Element verifiziert wird/ist, das der direkten Welle entspricht. Der Signaleinfallswinkel-Schätzprozess ist ein Beispiel eines dritten Prozesses.
Wie es vorstehend über den Winkelschätzprozess beschrieben ist, ist es hier für den Empfänger möglich, den Winkel α auf Grundlage einer Differenz in/von Phasen von zumindest einer Antennengruppe in der X-Achse-Richtung zu schätzen. Außerdem ist es für den Empfänger möglich, den Winkel β auf Grundlage einer Differenz in/von Phasen von zumindest einer Antennengruppe in der Y-Achse-Richtung zu schätzen. Die Drahtloskommunikationsabschnitte 210, die die Antennengruppe in der X-Achse-Richtung bilden, können teilweise mit den Drahtloskommunikationsabschnitten 210 überlappen, die die Antennengruppe in der Y-Achse-Richtung bilden. Zum Beispiel ist es möglich, den Winkel α und den Winkel β auf Grundlage einer Differenz in/von Phasen der Antennengruppe, die den Drahtloskommunikationsabschnitt 210A und den Drahtloskommunikationsabschnitt 210C in der X-Achse-Richtung umfasst, sowie einer Differenz in/von Phasen der Antennengruppe, die den Drahtloskommunikationsabschnitt 210A und den Drahtloskommunikationsabschnitt 210B in der Y-Achse-Richtung umfasst, zu schätzen. Dementsprechend kann der Empfänger die Winkel α und β auf Grundlage der spezifischen Elemente von zumindest drei Drahtloskommunikationsabschnitten 210 schätzen.
Daher extrahiert der Steuerabschnitt 230 die jeweiligen Phasenkomponenten, die in den drei oder mehr spezifischen Elementen umfasst sind, die als die spezifischen Elemente basierend auf den über den ersten Pfad kommenden Entfernungsmesssignalen verifiziert werden/sind, und schätzt er die Signaleinfallswinkel auf Grundlage der drei oder mehr Phasenkomponenten, die extrahiert wurden. Mit anderen Worten schätzt der Steuerabschnitt 230 den Signaleinfallswinkel auf Grundlage der drei oder mehr spezifischen Elemente, die durch Verwendung des Erster-Pfad-Indikators als die spezifischen Elemente verifiziert werden/sind, die der direkten Welle entsprechen. Der Steuerabschnitt 230 kann eine Verarbeitungslast reduzieren, indem die Anzahl von spezifischen Elementen, die zum Schätzen des Signaleinfallswinkels zu verwenden sind, auf drei begrenzt wird. Andererseits kann der Steuerabschnitt 230 die Genauigkeit beim Schätzen des Signaleinfallswinkels verbessern, indem vier oder mehr spezifische Elemente zum Schätzen des Signaleinfallswinkels verwendet werden.
Hier sind die drei oder mehr spezifischen Elemente, die zum Schätzen des Signaleinfallswinkels verwendet werden, vorzugsweise spezifische Elemente, die in Bezug auf drei oder mehr Drahtloskommunikationsabschnitte 210 detektiert werden, die eine Ebene bilden. Mit anderen Worten schätzt der Steuerabschnitt 230 vorzugsweise den Signaleinfallswinkel auf Grundlage der jeweiligen Phasenkomponenten, die in den drei oder mehr spezifischen Elementen umfasst sind, die in Bezug auf die drei oder mehr Drahtloskommunikationsabschnitte 210 detektiert werden, die eine Ebene bilden. In dem Fall, dass die drei oder mehr Drahtloskommunikationsabschnitte 210 eine Ebene bilden, sind die drei oder mehr Drahtloskommunikationsabschnitte 210 nicht auf einer gleichen geraden Linie bzw. Geraden angeordnet. Dies macht es möglich, die Signaleinfallswinkel mit Bezug auf die zwei Referenzachsen zu schätzen, wie etwa den Winkel α mit Bezug auf die X-Achse und den Winkel β mit Bezug auf die Y-Achse.
Ablauf von Prozess
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs eines Prozesses veranschaulicht, der durch die Kommunikationseinheit 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
Wie es in 10 veranschaulicht ist, führt die Kommunikationseinheit 200 zunächst die Positionsschätzkommunikation mit der tragbaren Vorrichtung 100 durch (Schritt S402). Die Einzelheiten der Positionsschätzkommunikation wurden vorstehend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Als Nächstes detektiert der Steuerabschnitt 230 die jeweiligen spezifischen Elemente in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 (Schritt S404). Im Speziellen detektiert der Steuerabschnitt 230 die jeweiligen spezifischen Elemente von/aus den jeweiligen CIRs, die erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 die jeweiligen Entfernungsmesssignale durch die Positionsschätzkommunikation empfangen.
Als Nächstes berechnet der Steuerabschnitt 230 die jeweiligen Entfernungsmesswerte in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 (Schritt S406). Im Speziellen berechnet der Steuerabschnitt 230 zunächst die Ausbreitungsverzögerungszeit auf Grundlage einer Zeit, die dem spezifischen Element entspricht, das in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 detektiert wird. Als Nächstes berechnet der Steuerabschnitt 230 den Entfernungsmesswert zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und jedem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 auf Grundlage der Ausbreitungsverzögerungszeit, die in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet wird.
Als Nächstes entscheidet der Steuerabschnitt 230 einen Schwellenwert bzw. legt diesen fest (Schritt S408). Zum Beispiel entscheidet der Steuerabschnitt 230 den Schwellenwert bzw. legt diesen fest, indem eine nachstehend aufgeführte Gleichung verwendet wird. $T H = min (R_{m}, R_{s 1}, R_{s 2}, R_{s 3}) + α$
Hier stellt TH den entschiedenen bzw. festgelegten Schwellenwert dar. R_m ist ein Entfernungsmesswert des Masters. R_s1, R_s2 und R_s3 sind Entfernungsmesswerte der jeweiligen Slaves. α ist ein vorbestimmter Wert. Der Entfernungsmesswert, dessen Differenz von einem kürzesten Entfernungsmesswert α oder kleiner ist, wird als ein der direkten Welle entsprechender Wert verifiziert. Mit anderen Worten ist α ein Beispiel des ersten Schwellenwerts.
Als Nächstes bestimmt der Steuerabschnitt 230, ob die Anzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210, deren Entfernungsmesswerte der Schwellenwert oder kleiner sind, drei oder mehr ist (Schritt S410).
In dem Fall, dass bestimmt wird, dass die Anzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210, deren Entfernungsmesswerte der Schwellenwert oder kleiner sind, nicht drei oder größer ist (NEIN in Schritt S410), kehrt der Prozess erneut zu Schritt S402 zurück.
Andererseits schätzt in dem Fall, dass bestimmt wird, dass die Anzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210, deren Entfernungsmesswerte der Schwellenwert oder kleiner sind, drei oder mehr ist (JA in Schritt S410), der Steuerabschnitt 230 den Signaleinfallswinkel auf Grundlage der Phasenkomponenten der spezifischen Elemente, die in Bezug auf die Drahtloskommunikationsabschnitte 210 erhalten werden, deren Entfernungsmesswerte der Schwellenwert oder kleiner sind (Schritt S412). Im Speziellen berechnet der Steuerabschnitt 230 zunächst die Antennengruppe-Phasendifferenz in Bezug auf zumindest zwei Referenzachsen auf Grundlage der Phasenkomponenten der spezifischen Elemente, die in Bezug auf die drei oder mehr Drahtloskommunikationsabschnitte 210 detektiert werden, die eine Ebene bilden. Außerdem schätzt der Steuerabschnitt 230 die Signaleinfallswinkel mit Bezug auf die zumindest zwei Referenzachsen auf Grundlage der Antennengruppe-Phasendifferenz in Bezug auf die zumindest zwei Referenzachsen.
Weiteres Beispiel von Erster-Pfad-Indikator
Anstelle der vorstehend beschriebenen Entfernungsmesswerte können verschiedene Arten von Erster-Pfad-Indikatoren verwendet werden. Als Nächstes wird ein weiteres Beispiel des Erster-Pfad-Indikators beschrieben.
- Zweiter Erster-Pfad-Indikator
Der Erster-Pfad-Indikator kann die Ausbreitungsverzögerungszeit sein, die in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet wird. Ein solcher Erster-Pfad-Indikator wird auch als zweiter Erster-Pfad-Indikator bezeichnet.
Die Ausbreitungsverzögerungszeit ist eine Zeitdauer von einem Senden bis zu einem Empfangen des Entfernungsmesssignals zwischen der tragbaren Vorrichtung 100 und dem Drahtloskommunikationsabschnitt 210, wie es vorstehend über den ersten Erster-Pfad-Indikator beschrieben ist. Die Ausbreitungsverzögerungszeit wird auf Grundlage der spezifischen Elemente berechnet.
Wie es vorstehend über den Entfernungsmessprozess beschrieben ist, ist die Ausbreitungsverzögerungszeit, die in dem Fall erhalten wird, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird, länger als die Ausbreitungsverzögerungszeit, die in dem Fall erhalten wird, dass die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird. Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass eine größere Möglichkeit bzw. höhere Wahrscheinlichkeit dafür besteht, dass das spezifische Element, das zur Berechnung der Ausbreitungsverzögerungszeit verwendet wird, der direkten Welle entspricht, wenn die Ausbreitungsverzögerungszeit kürzer ist. Andererseits kann gesagt werden, dass eine größere Möglichkeit bzw. höhere Wahrscheinlichkeit dafür besteht, dass das spezifische Element, das zur Berechnung der Ausbreitungsverzögerungszeit verwendet wird, nicht der direkten Welle entspricht, wenn die Ausbreitungsverzögerungszeit länger ist.
Daher verifiziert in dem Verifikationsprozess der Steuerabschnitt 230, dass, unter der Vielzahl von Ausbreitungsverzögerungszeiten, die in Bezug auf die jeweiligen spezifischen Elemente berechnet werden, das spezifische Element, von/aus dem die Ausbreitungsverzögerungszeit berechnet wird, deren Differenz von der kürzesten Ausbreitungsverzögerungszeit der zweite Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem über den ersten Pfad kommenden Entfernungsmesssignal basiert. Mit anderen Worten bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass, unter den Ausbreitungsverzögerungszeiten, die auf Grundlage der jeweiligen spezifischen Elemente berechnet werden, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 detektiert werden, das spezifische Element, von/aus dem die Ausbreitungsverzögerungszeit berechnet wird, deren Differenz von der kürzesten Ausbreitungsverzögerungszeit der zweite Schwellenwert oder kleiner ist, der direkten Welle entspricht. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass, unter den Ausbreitungsverzögerungszeiten, die auf Grundlage der jeweiligen spezifischen Elemente berechnet werden, die in Bezug auf die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 detektiert werden, das spezifische Element, von/aus dem die Ausbreitungsverzögerungszeit berechnet wird, deren Differenz von der kürzesten Ausbreitungsverzögerungszeit den zweiten Schwellenwert überschreitet, nicht der direkten Welle entspricht.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es durch Verwendung des zweiten Erster-Pfad-Indikators möglich, aus Sicht/Perspektive der Ausbreitungsverzögerungszeit zu verifizieren, ob das spezifische Element der direkten Welle entspricht oder nicht.
- Dritter Erster-Pfad-Indikator
Der Erster-Pfad-Indikator kann die Zeit T₃ sein, die in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet wird. Ein solcher Erster-Pfad-Indikator wird auch als dritter Erster-Pfad-Indikator bezeichnet.
Der dritte Erster-Pfad-Indikator mit Bezug auf den Master ist die Zeit T_3-m. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist die Zeit T_3-m eine Zeitdauer von einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Master das erste Entfernungsmesssignal (welches ein Beispiel des ersten Signals ist) empfängt, bis zu einer Zeit, zu der der Master das zweite Entfernungsmesssignal (welches ein Beispiel des zweiten Signals ist) sendet.
Der dritte Erster-Pfad-Indikator mit Bezug auf den Slave ist die Zeit T_3-s (T_3-s1, T_3-s2 und T_3-s3). Wie es vorstehend beschrieben ist, ist die Zeit T_3-s eine Zeitdauer von einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Slave das erste Entfernungsmesssignal empfängt, bis zu einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Slave das zweite Entfernungsmesssignal empfängt.
Wie es vorstehend über den Entfernungsmessprozess beschrieben ist, wird/ist die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle in dem Fall verzögert, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird. Mit anderen Worten wird/ist die Zeit, die dem spezifischen Element entspricht, in dem Fall verzögert, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird. Daher wird/ist in dem Fall, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird, die Zeit verzögert, die dem spezifischen Element des ersten Entfernungsmesssignals von jedem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 entspricht. Diese Zeit dient als ein Anfang der Zeit T₃ (T_3-m, T_3-s1, T_3-s2 oder T_3-s3). Andererseits, wie es vorstehend über den ersten Erster-Pfad-Indikator beschrieben ist, sind Enden von T_3-m, T_3-s1, T_3-s2 und T_3-s3 im Wesentlichen gleich, wenn angenommen wird, dass kein Hindernis zwischen dem Master und den Slaves liegt bzw. eingebracht/-geschoben ist. Dementsprechend wird in dem Fall, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird, eine kürzere Zeit T₃ im Vergleich zu dem Fall erhalten, dass die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird.
Daher verifiziert in dem Verifikationsprozess der Steuerabschnitt 230, dass das spezifische Element, das in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 detektiert wird, dessen berechnete Differenz von einer längsten Zeit, unter Zeit T_3-m, die als der dritte Erster-Pfad-Indikator mit Bezug auf den Master dient, und Zeiten T_3-s, die als die jeweiligen dritten Erster-Pfad-Indikatoren mit Bezug auf die Vielzahl von Slaves dienen, ein dritter Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem über den ersten Pfad kommenden Entfernungsmesssignal basiert. Dementsprechend bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass das spezifische Element, von/aus dem eine Zeit berechnet wird, deren Differenz von einer längsten Zeit, unter den Zeiten T_3-m, T_3-s1, T_3-s2 und T_3-s3, der dritte Schwellenwert oder kleiner ist, der direkten Welle entspricht. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass das spezifische Element, von/aus dem eine Zeit berechnet wird, deren Differenz von der längsten Zeit, unter den Zeiten T_3-m, T_3-s1, T_3-s2 und T_3-s3, den dritten Schwellenwert überschreitet, nicht der direkten Welle entspricht.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es durch Verwendung des dritten Erster-Pfad-Indikators möglich, aus Sicht/Perspektive der Zeit T₃ zu verifizieren, ob das spezifische Element der direkten Welle entspricht oder nicht.
- Vierter Erster-Pfad-Indikator
Der Erster-Pfad-Indikator kann die Zeit T₄ sein, die in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 berechnet wird. Hierin nachstehend wird ein solcher Erster-Pfad-Indikator auch als vierter erster-Pfad-Indikator bezeichnet.
Der vierte Erster-Pfad-Indikator mit Bezug auf den Master ist die Zeit T_4-m. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist die Zeit T_4-m eine Zeitdauer von einer Zeit, zu der der Master das zweite Entfernungsmesssignal sendet, bis zu einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Master das dritte Entfernungsmesssignal (welches ein Beispiel des dritten Signals ist) empfängt.
Der vierte Erster-Pfad-Indikator mit Bezug auf den Slave ist die Zeit T_4-s (T_4-s1., T_4-s2 und T_4-s3). Wie es vorstehend beschrieben ist, ist die Zeit T_4-s eine Zeitdauer von einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Slave das zweite Entfernungsmesssignal empfängt, bis zu einer Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Slave das dritte Entfernungsmesssignal empfängt.
Wie es vorstehend über den Entfernungsmessprozess beschrieben ist, wird/ist die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle in dem Fall verzögert, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird. Mit anderen Worten wird/ist die Zeit, die dem spezifischen Element entspricht, in dem Fall verzögert, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird. Daher wird/ist in dem Fall, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird, die Zeit verzögert, die dem spezifischen Element des dritten Entfernungsmesssignals von jedem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 entspricht. Diese Zeit dient als ein Ende der Zeit T₄ (T_4-m, T_4-s1, T_4-s2 oder T_4-s3). Andererseits, wie es vorstehend über den ersten Erster-Pfad-Indikator beschrieben ist, sind Anfänge von T_4-m, T_4-s1, T_4-s2 und T_4-s3 im Wesentlichen gleich, wenn angenommen wird, dass kein Hindernis zwischen dem Master und den Slaves liegt bzw. eingebracht/-geschoben ist. Dementsprechend wird in dem Fall, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird, eine längere Zeit T₄ im Vergleich zu dem Fall erhalten, in dem die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird.
Daher verifiziert in dem Verifikationsprozess der Steuerabschnitt 230, dass das spezifische Element, das in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 detektiert wird, dessen berechnete Differenz von einer kürzesten Zeit, unter Zeit T_4-m, die als der vierte Erster-Pfad-Indikator mit Bezug auf den Master dient, und Zeiten T_4-s, die als die jeweiligen vierter Erster-Pfad-Indikatoren mit Bezug auf die Vielzahl von Slaves dienen, ein vierter Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem über den ersten Pfad kommenden Entfernungsmesssignal basiert. Dementsprechend bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass das spezifische Element, von/aus dem eine Zeit berechnet wird, deren Differenz von einer kürzesten Zeit, unter den Zeiten T_4-m, T_4-s1, T_4-s2 und T_4-s3, der vierte Schwellenwert oder kleiner ist, der direkten Welle entspricht. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass das spezifische Element, von/aus dem eine Zeit berechnet wird, deren Differenz von der kürzesten Zeit, unter den Zeiten T_4-m, T_4-s1, T_4-s2 und T_4-s3, den vierten Schwellenwert überschreitet, nicht der direkten Welle entspricht.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es durch Verwendung des vierten Erster-Pfad-Indikators möglich, aus Sicht/Perspektive der Zeit T₄ zu verifizieren, ob das spezifische Element der direkten Welle entspricht oder nicht.
- Fünfter Erster-Pfad-Indikator
Der Erster-Pfad-Indikator kann eine Zeit sein, die dem spezifischen Element in Bezug auf jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 entspricht. Hierin nachstehend wird ein solcher Erster-Pfad-Indikator auch als fünfter Erster-Pfad-Indikator bezeichnet.
Im Speziellen ist der fünfte Erster-Pfad-Indikator eine Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn der Drahtloskommunikationsabschnitt 210 das Entfernungsmesssignal empfängt. Insbesondere ist der fünfte Erster-Pfad-Indikator eine Zeit, die dem spezifischen Element von der CIR entspricht, die erhalten wird, wenn jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 ein gleiches Entfernungsmesssignal empfängt. Hier ist das Entfernungsmesssignal das erste Entfernungsmesssignal oder das dritte Entfernungsmesssignal.
Wie es vorstehend über den Entfernungsmessprozess beschrieben ist, wird/ist die Empfangszeit der ersten ankommenden Welle in dem Fall verzögert, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird. Mit anderen Worten wird/ist die Zeit, die dem spezifischen Element entspricht, in dem Fall verzögert, dass die direkte Welle nicht als die erste ankommende Welle detektiert wird.
Daher verifiziert in dem Verifikationsprozess der Steuerabschnitt 230, dass, unter Zeiten, die den jeweiligen spezifischen Elementen von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 entsprechen, das spezifische Element, das einer Zeit entspricht, deren Differenz von einer frühesten Zeit ein fünfter Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem über den ersten Pfad kommenden Entfernungsmesssignal basiert. Mit anderen Worten bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass, unter den spezifischen Elementen, ein spezifisches Element, das einer Zeit entspricht, deren Differenz von einer frühesten Zeit der fünfte Schwellenwert oder kleiner ist, der direkten Welle entspricht. Andererseits bestimmt der Steuerabschnitt 230, dass, unter den spezifischen Elementen, das spezifische Element, das einer Zeit entspricht, deren Differenz von einer frühesten Zeit den fünften Schwellenwert überschreitet, nicht der direkten Welle entspricht.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es durch Verwendung des fünften Erster-Pfad-Indikators möglich, aus Sicht/Perspektive einer dem spezifischen Element entsprechenden Zeit zu verifizieren, ob das spezifische Element der direkten Welle entspricht oder nicht.
<Ergänzung>
Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es sollte für den Fachmann selbstverständlich sein, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem Grundgedanken und dem Umfang der beigefügten Patentansprüche abzuweichen.
Zum Beispiel werden bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen Empfangszeiten der ersten ankommenden Wellen der zweiten Entfernungsmesssignale, die von dem Master gesendet werden, als das Ende der Zeit T_3-s in Bezug auf den Slave und den Anfang der Zeit T_4-s in Bezug auf den Master verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Steuerabschnitt 230 die Sendezeiten der zweiten Entfernungsmesssignale in Bezug auf den Master als das Ende der Zeit T_3-s in Bezug auf den Slave und den Anfang der Zeit T_4-s in Bezug auf den Slave verwenden.
Zum Beispiel wurde das vorstehende Ausführungsbeispiel unter der Annahme beschrieben, dass die Kommunikationseinheit 200 die vier Drahtloskommunikationsabschnitte 210 umfasst. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es ist für die Kommunikationseinheit 200 ausreichend, zumindest drei Drahtloskommunikationsabschnitte 210 zu umfassen. Alternativ kann die Kommunikationseinheit 200 fünf oder mehr Drahtloskommunikationsabschnitte 210 umfassen.
Zum Beispiel ist es auch möglich, eine Kombination von beliebigen zwei oder mehr Erster-Pfad-Indikatoren unter der Vielzahl von Erster-Pfad-Indikatoren zu verwenden, die bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Zum Beispiel ist bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das spezifische Element ein Element, dessen CIR-Wert den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das spezifische Element ein Element sein, dessen CIR-Wert den Erster-Pfad-Schwellenwert zum zweiten Mal oder einem darauffolgenden Mal überschreitet.
Zum Beispiel wurde das vorstehende Ausführungsbeispiel unter der Annahme beschrieben, dass die CIR das Korrelationsberechnungsergebnis ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die CIR ein Empfangssignal selbst sein. In diesem Fall umfasst die CIR ein Ergebnis, das durch Abtasten des durch den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 empfangenen Pulses in designierten bzw. bestimmten/festgelegten/ vorgesehenen Intervallen erhalten wird, als ein Element, das zu jeder Zeit zwischen den designierten bzw. bestimmten/festgelegten/vorgesehenen Intervallen erhalten wird. Der CIR-Wert ist das zu jeder Verzögerungszeit empfangene Empfangssignal. Hier ist es für den CIR-Wert ausreichend, dass er zumindest eine von der Amplitudenkomponente und der Phasenkomponente des Empfangssignals umfasst. Die Amplitudenkomponente des Empfangssignals ist eine Amplitude oder eine durch Quadrieren der Amplitude erhaltene elektrische Leistung. Die Phasenkomponente des Empfangssignals ist ein Winkel zwischen IQ-Komponenten des Empfangssignals und einer I-Achse auf einer IQ-Ebene. Die Phasenkomponente kann einfach als Phase bezeichnet werden. Das Empfangssignal kann eine komplexe Zahl sein, die die IQ-Komponenten umfasst. In dem Fall, dass die CIR das Empfangssignal selbst ist, kann der Empfänger eine Bedingung, dass die Amplitude des empfangenen Drahtlossignals den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, als den vorbestimmten Detektionsstandard bzw. -maßstab zum Detektieren der ersten ankommenden Welle verwenden. In diesem Fall kann der Empfänger ein Element, dessen Amplitudenkomponente des empfangenen Drahtlossignals den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, als das spezifische Element detektieren. Mit anderen Worten kann der Empfänger einen Teil bzw. Bereich, der erhalten wird, wenn die Amplitudenkomponente des Empfangssignals den Erster-Pfad-Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, als die erste ankommende Welle detektieren.
Zum Beispiel berechnet bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Steuerabschnitt 230 die CIR, detektiert er die erste ankommende Welle (nämlich das spezifische Element), und schätzt er den Positionsparameter. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Jeder der vorstehend beschriebenen Prozesse kann durch den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 durchgeführt werden. Zum Beispiel kann jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 auf Grundlage des Empfangssignals, das durch jeden von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten 210 empfangen wird, die CIR berechnen und die erste ankommende Welle detektieren. Außerdem kann der Positionsparameter durch den Drahtloskommunikationsabschnitt 210 geschätzt werden, der als der Master fungiert.
Zum Beispiel wurde gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Beschreibung unter Bezugnahme auf das Beispiel gegeben, in dem die Winkel α und β auf Grundlage von Antennengruppe-Phasendifferenzen zwischen Antennen in einem Paar berechnet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Kommunikationseinheit 200 die Winkel α und β durch Beamforming bzw. Strahlformung unter Verwendung von der Vielzahl von Antennen 211 berechnen. In diesem Fall tastet die Kommunikationseinheit 200 Hauptkeulen von der Vielzahl von Antennen 211 in allen Richtungen ab, bestimmt sie, dass die tragbare Vorrichtung 100 sich in einer Richtung mit einer größten elektrischen Empfangsleistung befindet, und berechnet sie die Winkel α und β auf Grundlage dieser Richtung.
Zum Beispiel wurde gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, wie es unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, das lokale Koordinatensystem als ein Koordinatensystem behandelt, das Koordinatenachsen umfasst, die parallel zu Achsen sind, die die Antennen in den Paaren verbinden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das lokale Koordinatensystem ein Koordinatensystem sein, das Koordinatenachsen umfasst, die nicht parallel zu den Achsen sind, die die Antennen in den Paaren verbinden. Außerdem ist der Ursprung nicht auf die Mitte der Vielzahl von Antennen 211 beschränkt. Das lokale Koordinatensystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann auf Grundlage einer Anordnung von der Vielzahl von Antennen 211 der Kommunikationseinheit 200 beliebig eingestellt/festgelegt werden.
Zum Beispiel, obwohl das Beispiel, in dem die tragbare Vorrichtung 100 als der Authentisierte dient und die Kommunikationseinheit 200 als der Authentisierer dient, bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Rollen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 können umgedreht werden. Zum Beispiel kann der Positionsparameter durch die tragbare Vorrichtung 100 geschätzt werden. Außerdem können die Rollen der tragbaren Vorrichtung 100 und der Kommunikationseinheit 200 dynamisch umgeschaltet bzw. gewechselt werden. Außerdem können eine Vielzahl der Kommunikationseinheiten 200 die Positionsparameter bestimmen und eine Authentisierung durchführen.
Zum Beispiel, obwohl das Beispiel, in dem die vorliegende Erfindung auf das intelligente Zutrittssystem bzw. Smart-Entry-System angewandt wird/ist, bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auf jegliches System anwendbar, das den Positionsparameter schätzt und die Authentisierung durchführt, indem Signale gesendet/empfangen werden. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung auf ein Paar von beliebigen zwei Vorrichtungen anwendbar, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die tragbare Vorrichtungen, Fahrzeuge, Smartphones, Drohnen, Gebäude, Haus- bzw. Haushaltsgeräte und dergleichen umfasst. In diesem Fall arbeitet eine in dem Paar als der Authentisierer und arbeitet die andere in dem Paar als der Authentisierte. Es ist zu beachten, dass das Paar zwei Vorrichtungen eines gleichen Typs umfassen kann oder zwei unterschiedliche Typen von Vorrichtungen umfassen kann. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf einen Fall anwendbar, in dem ein Drahtlos-Lokalnetzwerk-(LAN-)Router eine Position eines Smartphones schätzt.
Zum Beispiel wurde bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Standard unter Verwendung von UWB beispielhaft als der Drahtloskommunikationsstandard dargelegt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel ist es auch möglich, einen Standard unter Verwendung von Infrarot als den Drahtloskommunikationsstandard zu verwenden.
Es ist zu beachten, dass eine Aufeinanderfolge von Prozessen, die durch die in dieser Schrift beschriebenen Vorrichtungen durchgeführt werden, beliebig durch Software, Hardware und eine Kombination von Software und Hardware verwirklicht werden kann. Ein Programm, das Software konfiguriert, wird/ist im Voraus zum Beispiel in/auf einem Aufzeichnungsmedium (nicht-vorübergehenden Medium) gespeichert, das innerhalb oder außerhalb der Vorrichtungen installiert ist. Außerdem wird zum Beispiel, wenn ein Computer das Programm ausführt, das Programm in einen Direktzugriffsspeicher (RAM) gelesen und durch einen Prozessor wie etwa eine CPU ausgeführt. Das Aufzeichnungsmedium kann eine magnetische Platte, eine optische Platte, eine magnetooptische Platte, ein Flashspeicher oder dergleichen sein. Alternativ kann das vorstehend beschriebenen Computerprogramm zum Beispiel über ein Netzwerk verteilt werden, ohne das Aufzeichnungsmedium zu verwenden.
Ferner werden die Prozesse, die in der vorliegenden Schrift unter Verwendung von Ablaufdiagrammen beschrieben sind, nicht notwendigerweise in der in den Zeichnungen veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt. Einige Verarbeitungsschritte können parallel ausgeführt werden. Außerdem können zusätzliche Verarbeitungsschritte eingesetzt werden und können einige Verarbeitungsschritte aus-/weggelassen werden.
Bezugszeichenliste

1: System
100: tragbare Vorrichtung
110: Drahtloskommunikationsabschnitt
111: Antenne
120: Speicherabschnitt
130: Steuerabschnitt
200: Kommunikationseinheit
202: Fahrzeug
210: Drahtloskommunikationsabschnitt
211: Antenne
220: Speicherabschnitt
230: Steuerabschnitt

Es ist ein Mechanismus bereitzustellen, der es möglich macht, die Genauigkeit beim Schätzen einer Position zu verbessern. Eine Kommunikationsvorrichtung umfasst: eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung; und einen Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Detektieren eines spezifischen Elements in chronologischen Informationen basierend auf jeweiligen Pulssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden, auf Grundlage von jeweiligen Teilen von chronologischen Informationen, die, als zeitbezogene Elemente, Informationen umfassen, die sich chronologisch ändern und erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die jeweiligen Pulssignale empfangen, die von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet werden, Verifizieren, ob jedes von einer Vielzahl der detektierten spezifischen Elemente auf dem über einen kürzesten Pfad kommenden Pulssignal basiert, und Schätzen eines Winkels, aus dem das Pulssignal gekommen ist, während/wobei Achsen, die sich von einem Referenzpunkt aus erstrecken, der für die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten eingestellt ist, als Referenzachsen verwendet werden, auf Grundlage der Vielzahl von spezifischen Elementen, die als Elemente basierend auf den über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignalen verifiziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020 [0001]
JP 023213 [0001]
WO 2015/176776 A1 [0003, 0004]

Claims

Kommunikationsvorrichtung mit: einer Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung; und einem Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Durchführen eines ersten Prozesses zum Detektieren eines spezifischen Elements, das ein bestimmtes Element in chronologischen Informationen basierend auf jeweiligen Pulssignalen ist, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden, auf Grundlage von jeweiligen Teilen von chronologischen Informationen, die, als zeitbezogene Elemente, Informationen umfassen, die sich chronologisch ändern und erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die jeweiligen Pulssignale empfangen, die einen Puls umfassende Signale sind, die von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet werden, Durchführen eines zweiten Prozesses zum Verifizieren, ob jedes von einer Vielzahl der spezifischen Elemente, die durch den ersten Prozess detektiert werden, auf dem Pulssignal basiert, das über einen kürzesten Pfad von der anderen Kommunikationsvorrichtung zu jedem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten kommt, und Durchführen eines dritten Prozesses zum Schätzen eines Winkels, aus dem das Pulssignal gekommen ist, während Achsen, die sich von einem Referenzpunkt aus erstrecken, der für die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten eingestellt ist, als Referenzachsen verwendet werden, auf Grundlage der Vielzahl von spezifischen Elementen, die als Elemente basierend auf den Pulssignalen verifiziert werden, die über den kürzesten Pfad kommen, unter den spezifischen Elementen in den chronologischen Informationen basierend auf den jeweiligen Pulssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei in dem zweiten Prozess der Steuerabschnitt einen Indikator berechnet, der eine Möglichkeit bezeichnet, dass jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen, die durch den ersten Prozess detektiert werden, auf dem über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignal basiert, und verifiziert, ob jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen auf dem über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignal basiert oder nicht, auf Grundlage des Indikators, der in Bezug auf jedes von der Vielzahl von spezifischen Elementen berechnet wird.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Indikator ein Entfernungsmesswert ist, der eine Entfernung zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem Drahtloskommunikationsabschnitt ist, die auf Grundlage einer Ausbreitungsverzögerungszeit geschätzt wird, die auf Grundlage des spezifischen Elements berechnet wird, wobei die Ausbreitungsverzögerungszeit eine Zeit von einem Senden bis zu einem Empfangen des Pulssignals zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem Drahtloskommunikationsabschnitt ist, und in dem zweiten Prozess der Steuerabschnitt verifiziert, dass, unter einer Vielzahl der Entfernungsmesswerte, die in Bezug auf die jeweiligen spezifischen Elemente geschätzt werden, das spezifische Element, von dem der Entfernungsmesswert geschätzt wird, dessen Differenz von dem kürzesten Entfernungsmesswert ein erster Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignal basiert.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Indikator eine Ausbreitungsverzögerungszeit ist, die auf Grundlage der spezifischen Elemente berechnet wird und eine Zeit von einem Senden bis zu einem Empfangen des Pulssignals zwischen der anderen Kommunikationsvorrichtung und dem Drahtloskommunikationsabschnitt ist, und in dem zweiten Prozess der Steuerabschnitt verifiziert, dass, unter einer Vielzahl der Ausbreitungsverzögerungszeiten, die in Bezug auf die jeweiligen spezifischen Elemente berechnet werden, das spezifische Element, von dem die Ausbreitungsverzögerungszeit berechnet wird, deren Differenz von der kürzesten Ausbreitungsverzögerungszeit ein zweiter Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignal basiert.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten ein erstes Signal empfängt, das das von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendete Pulssignalen ist, ein erster Drahtloskommunikationsabschnitt, der einer von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten ist, ein zweites Signal, das das Pulssignal ist, in Erwiderung auf das erste Signal sendet, jeder von einer Vielzahl von zweiten Drahtloskommunikationsabschnitten, die andere Drahtloskommunikationsabschnitte als der erste Drahtloskommunikationsabschnitt unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten sind, das zweite Signal empfängt, der Indikator, der auf den ersten Drahtloskommunikationsabschnitt bezogen ist, eine Zeitdauer ist von einer Zeit, die dem spezifischen Element in den chronologischen Informationen entspricht, die erhalten werden, wenn der erste Drahtloskommunikationsabschnitt das erste Signal empfängt, bis zu einer Zeit, zu der der erste Drahtloskommunikationsabschnitt das zweite Signal sendet, der Indikator, der auf den zweiten Drahtloskommunikationsabschnitt bezogen ist, eine Zeitdauer ist von einer Zeit, die dem spezifischen Element in den chronologischen Informationen entspricht, die erhalten werden, wenn der zweite Drahtloskommunikationsabschnitt das erste Signal empfängt, bis zu einer Zeit, die dem spezifischen Element in den chronologischen Informationen entspricht, die erhalten werden, wenn der zweite Drahtloskommunikationsabschnitt das zweite Signal empfängt, und in dem zweiten Prozess der Steuerabschnitt verifiziert, dass das spezifische Element, das in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt detektiert wird, dessen berechnete Differenz von einer kürzesten Zeit, unter einer Zeit, die als der Indikator dient, der auf den ersten Drahtloskommunikationsabschnitt bezogen ist, und Zeiten, die als die jeweiligen Indikatoren dienen, die auf die Vielzahl von zweiten Drahtloskommunikationsabschnitte bezogen sind, ein dritter Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignal basiert.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten ein erstes Signal empfängt, das das von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendete Pulssignal ist, ein erster Drahtloskommunikationsabschnitt, der einer von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten ist, ein zweites Signal, das das Pulssignal ist, in Erwiderung auf das erste Signal sendet, jeder von einer Vielzahl von zweiten Drahtloskommunikationsabschnitten, die andere Drahtloskommunikationsabschnitte als der erste Drahtloskommunikationsabschnitt unter der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten sind, das zweite Signal empfängt, jeder von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten ein drittes Signal, das das Pulssignal ist, von der anderen Kommunikationsvorrichtung in Erwiderung auf das zweite Signal empfängt, der Indikator, der auf den ersten Drahtloskommunikationsabschnitt bezogen ist, eine Zeitdauer ist von einer Zeit, zu der der erste Drahtloskommunikationsabschnitt das zweite Signal sendet, bis zu einer Zeit, die dem spezifischen Element in den chronologischen Informationen entspricht, die erhalten werden, wenn der erste Drahtloskommunikationsabschnitt das dritte Signal empfängt, der Indikator, der auf den zweiten Drahtloskommunikationsabschnitt bezogen ist, eine Zeitdauer ist von einer Zeit, die dem spezifischen Element in den chronologischen Informationen entspricht, die erhalten werden, wenn der zweite Drahtloskommunikationsabschnitt das zweite Signal empfängt, bis zu einer Zeit, die dem spezifischen Element in den chronologischen Informationen entspricht, die erhalten werden, wenn der zweite Drahtloskommunikationsabschnitt das dritte Signal empfängt, und in dem zweiten Prozess der Steuerabschnitt verifiziert, dass das spezifische Element, das in Bezug auf den Drahtloskommunikationsabschnitt detektiert wird, dessen berechnete Differenz von einer kürzesten Zeit, unter einer Zeit, die als der Indikator dient, der auf den ersten Drahtloskommunikationsabschnitt bezogen ist, und Zeiten, die als die jeweiligen Indikatoren dienen, die auf die Vielzahl von zweiten Drahtloskommunikationsabschnitten bezogen sind, ein vierter Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignal basiert.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Indikator eine Zeit ist, die dem spezifischen Element in den chronologischen Informationen entspricht, die erhalten werden, wenn der Drahtloskommunikationsabschnitt das Pulssignal empfängt, und in dem zweiten Prozess der Steuerabschnitt verifiziert, dass, unter Zeiten, die den jeweiligen spezifischen Elementen von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten entsprechen, das spezifische Element, das einer Zeit entspricht, deren Differenz von einer frühesten Zeit ein fünfter Schwellenwert oder kleiner ist, auf dem über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignal basiert.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die chronologischen Informationen ein Korrelationsberechnungsergebnis sind, das ein Ergebnis ist, das erhalten wird durch Korrelieren des von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendeten Pulssignals mit dem durch den Drahtloskommunikationsabschnitt empfangenen Pulssignal in designierten Intervallen, nachdem die andere Kommunikationsvorrichtung das Pulssignal sendet, und einen Korrelationswert, der einen Grad der Korrelation bezeichnet, als das Element umfasst, das zu jeder Zeit zwischen den designierten Intervallen erhalten wird, und in dem ersten Prozess der Steuerabschnitt, als das spezifische Element, das Element, dessen in dem Korrelationswert umfasste Amplitudenkomponente einen vorbestimmten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet, unter den Korrelationsberechnungsergebnissen detektiert.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die chronologischen Informationen ein Ergebnis, das erhalten wird durch Abtasten des durch den Drahtloskommunikationsabschnitt empfangenen Pulssignals in designierten Intervallen, als das Element umfassen, das zu jeder Zeit zwischen in designierten Intervallen erhalten wird, und in dem ersten Prozess der Steuerabschnitt, als das spezifische Element, das Element detektiert, dessen Amplitudenkomponente des Pulssignals einen vorbestimmten Schwellenwert zum ersten Mal überschreitet.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 wobei in dem dritten Prozess der Steuerabschnitt jeweilige Phasenkomponenten extrahiert, die in den drei oder mehr spezifischen Elementen umfasst sind, die als die spezifischen Elemente basierend auf dem über den kürzesten Pfad kommenden Pulssignal verifiziert werden, und einen Winkel, aus dem das Pulssignal gekommen ist, auf Grundlage der drei Phasenkomponenten schätzt, die extrahiert wurden.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei in dem dritten Prozess der Steuerabschnitt den Winkel, aus dem das Pulssignal gekommen ist, auf Grundlage der jeweiligen Phasenkomponenten schätzt, die in den drei oder mehr spezifischen Elementen umfasst sind, die in Bezug auf die drei oder mehr Drahtloskommunikationsabschnitte detektiert werden, die eine Ebene bilden.
Informationsverarbeitungsverfahren, das durch eine Kommunikationsvorrichtung durchgeführt wird, die eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten umfasst, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung, wobei das Informationsverarbeitungsverfahren aufweist: Durchführen eines ersten Prozesses zum Detektieren eines spezifischen Elements, das ein bestimmtes Element in chronologischen Informationen basierend auf jeweiligen Pulssignalen ist, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden, auf Grundlage von jeweiligen Teilen von chronologischen Informationen, die, als die zeitbezogenen Elemente, Informationen umfassen, die sich chronologisch ändern und erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die jeweiligen Pulssignale empfangen, die einen Puls umfassende Signale sind, die von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet werden, Durchführen eines zweiten Prozesses zum Verifizieren, ob jedes von einer Vielzahl der spezifischen Elemente, die durch den ersten Prozess detektiert werden, auf dem Pulssignal basiert, das über einen kürzesten Pfad von der anderen Kommunikationsvorrichtung zu jedem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten kommt, und Durchführen eines dritten Prozesses zum Schätzen eines Winkels, aus dem das Pulssignal gekommen ist, während Achsen, die sich von einem Referenzpunkt aus erstrecken, der für die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten eingestellt ist, als Referenzachsen verwendet werden, auf Grundlage der Vielzahl von spezifischen Elementen, die als Elemente basierend auf den Pulssignalen verifiziert werden, die über den kürzesten Pfad kommen, unter den spezifischen Elementen in den chronologischen Informationen basierend auf den jeweiligen Pulssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden.
Speichermedium mit einem darin gespeicherten Programm, wobei das Programm einen Computer zum Steuern einer Kommunikationsvorrichtung, die eine Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten umfasst, wobei jeder von diesen konfiguriert ist zum drahtlosen Empfangen eines Signals von einer anderen Kommunikationsvorrichtung, veranlasst zum Funktionieren als ein Steuerabschnitt, der konfiguriert ist zum Durchführen eines ersten Prozesses zum Detektieren eines spezifischen Elements, das ein bestimmtes Element in chronologischen Informationen basierend auf jeweiligen Pulssignalen ist, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden, auf Grundlage von jeweiligen Teilen von chronologischen Informationen, die, als die zeitbezogenen Elemente, Informationen umfassen, die sich chronologisch ändern und erhalten werden, wenn die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten die jeweiligen Pulssignale empfangen, die einen Puls umfassende Signale sind, die von der anderen Kommunikationsvorrichtung gesendet werden, Durchführen eines zweiten Prozesses zum Verifizieren, ob jedes von einer Vielzahl der spezifischen Elemente, die durch den ersten Prozess detektiert werden, auf dem Pulssignal basiert, das über einen kürzesten Pfad von der anderen Kommunikationsvorrichtung zu jedem von der Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten kommt, und Durchführen eines dritten Prozesses zum Schätzen eines Winkels, aus dem das Pulssignal gekommen ist, während Achsen, die sich von einem Referenzpunkt aus erstrecken, der für die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten eingestellt ist, als Referenzachsen verwendet werden, auf Grundlage der Vielzahl von spezifischen Elementen, die als Elemente basierend auf den Pulssignalen verifiziert werden, die über den kürzesten Pfad kommen, unter den spezifischen Elementen in den chronologischen Informationen basierend auf den jeweiligen Pulssignalen, die durch die Vielzahl von Drahtloskommunikationsabschnitten empfangen werden.