DE102022100583A1

DE102022100583A1 - Steuervorrichtung und Speichermedium

Info

Publication number: DE102022100583A1
Application number: DE102022100583.6A
Authority: DE
Inventors: Yoshiki OISHI; Kenichi Koga; Tatsuya Koike; Satoshi Mori; Kento Kataoka
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2022-08-04
Also published as: CN114814723A; JP2022116702A; US20220248173A1

Abstract

Es sind eine neue und verbesserte Steuervorrichtung und ein neues und verbessertes Speichermedium bereitzustellen, die zum Durchführen einer Steuerung basierend auf einer Positions- bzw. Lagebeziehung mit höherer Genauigkeit imstande sind. Eine Steuervorrichtung umfasst eine Steuereinheit, die konfiguriert ist zum Durchführen einer Steuerung basierend auf einem Präsenzbereich einer zweiten Kommunikationsvorrichtung, der unter Verwendung von Signalen geschätzt wird, die zwischen einer ersten Kommunikationsvorrichtung und der zweiten Kommunikationsvorrichtung gesendet und empfangen werden. Die Steuereinheit führt eine Steuereinheit basierend auf einem Präsenzbereich durch, der unter einer Vielzahl von Präsenzbereichen, die aus Signalen geschätzt werden, die während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden, am häufigsten geschätzt wird.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Prioritätsvorteil von der am 29. Januar 2021 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-013011 , deren gesamter Inhalt hierin mittels Bezugnahme eingebunden wird.
Hintergrund
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Speichermedium.
In den letzten Jahren wurden Techniken entwickelt, um eine Vorrichtung zum Schätzen von Positionen von anderen Vorrichtungen gemäß Ergebnissen zu veranlassen, die durch Senden und Empfangen von Signalen zwischen den Vorrichtungen erhalten werden. Zum Beispiel offenbart die internationale PCT-Veröffentlichung Nr. WO 2015/176776 eine Technik zum Veranlassen eines Ultrabreitband-(UWB-)Empfängers zum Schätzen einer Positions- bzw. Lagebeziehung zu einem UWB-Sender unter Verwendung eines UWB-Signals.
Kurzfassung
Bei dem vorgenannten System besteht eine Möglichkeit dahingehend, dass ein Schätzergebnis der Positions- bzw. Lagebeziehung durch eine Mehrwegeumgebung beeinträchtigt wird.
Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung in Anbetracht des vorstehend dargelegten Problems gemacht, und besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine neue und verbesserte Steuervorrichtung und ein neues und verbessertes Speichermedium bereitzustellen, die zum Durchführen einer Steuerung basierend auf einer Positions- bzw. Lagebeziehung mit höherer Genauigkeit imstande sind.
Um das vorstehend dargelegte Problem zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung bereitgestellt, mit einer Steuereinheit, die konfiguriert ist zum Durchführen einer Steuerung basierend auf einem Präsenzbereich einer zweiten Kommunikationsvorrichtung, der unter Verwendung von Signalen geschätzt wird, die zwischen einer ersten Kommunikationsvorrichtung und der zweiten Kommunikationsvorrichtung gesendet und empfangen werden. Die Steuereinheit führt eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter einer Vielzahl von Präsenzbereichen durch, die aus Signalen geschätzt werden, die während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden.
Um das vorstehend dargelegte Problem zu lösen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein computerlesbares nicht-vorübergehendes Speichermedium bereitgestellt, das ein Programm speichert, das einen Computer veranlasst zum Implementieren einer Steuerfunktion zum Durchführen einer Steuerung basierend auf einem Präsenzbereich einer ersten oder zweiten Kommunikationsvorrichtung, der unter Verwendung von Signalen geschätzt wird, die zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsvorrichtung gesendet und empfangen werden. Es wird eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter einer Vielzahl von Präsenzbereichen durchgeführt, die aus Signalen geschätzt werden, die während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Steuerung basierend auf einer Positions- bzw. Lagebeziehung mit höherer Genauigkeit durchzuführen.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhafte Konfiguration eines Systems 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Übersicht des Systems gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Kommunikationsverarbeitungsblocks einer Kommunikationseinheit 120 gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
4 ist ein Graph, der ein Beispiel einer CIR-Ausgabe von einem Integrator 128 gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
5 ist ein Sequenzdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses in Bezug auf eine Zwischen-Vorrichtung-Positionsbeziehungsschätzung, die in dem System 1 durchgeführt wird, gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
6 ist eine Darstellung, die ein spezielles Beispiel eines Verfahrens zum Bestimmen eines am häufigsten geschätzten Präsenzbereichs durch eine Steuereinheit 330 veranschaulicht.
7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Betriebsprozesses in Bezug auf das System 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden hierin unter Bezugnahme auf die folgenden beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. In der vorliegenden Schrift und den Zeichnungen sind die gleichen Bezugszeichen Bestandselementen gegeben, die im Wesentlichen die gleichen funktionalen Konfigurationen aufweisen, und eine wiederholte Beschreibung von diesen wird ausgelassen.
1. Ausführungsbeispiel
1.1 Beispielhafte Systemkonfiguration
Zunächst wird eine Gesamtkonfiguration eines Systems 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhafte Konfiguration des Systems 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst das System 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel ein bewegliches Objekt V1 und eine tragbare Vorrichtung 20. Das bewegliche Objekt V1 umfasst eine Fahrzeugvorrichtung 10 und eine Steuervorrichtung 30.
Das bewegliche Objekt V1 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel ein Fahrzeug sein, in das ein Benutzer einsteigen darf (zum Beispiel ein Fahrzeug, das dem Benutzer gehört, oder ein Fahrzeug, das dem Benutzer vorübergehend geliehen ist), oder kann ein Flugzeug, ein Schiff oder dergleichen sein. In der folgenden Beschreibung wird als Hauptbeispiel angenommen, dass das bewegliche Objekt V1 ein Fahrzeug ist.
Fahrzeugvorrichtung 10
Die Fahrzeugvorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel einer ersten Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fahrzeugvorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel eine Kommunikationseinheit sein, die in/an einem Fahrzeug installiert bzw. eingerichtet ist, in das der Benutzer einsteigen darf.
Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst die Fahrzeugvorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Steuereinheit 110, eine Kommunikationseinheit 120 und eine Recheneinheit 130.
Die Steuereinheit 110 steuert einen allgemeinen Betrieb in der Fahrzeugvorrichtung 10. Zum Beispiel steuert die Steuereinheit 110 ein Senden und Empfangen von Drahtlossignalen in Übereinstimmung bzw. Konformität mit einem speziellen Kommunikationsstandard über eine Antenne. Der spezielle Kommunikationsstandard umfasst zum Beispiel ein Ultrabreitbandsignal (das hierin nachstehend als UWB-Signal bezeichnet wird).
Funktionen der Steuereinheit 110 gemäß dem Ausführungsbeispiel werden zum Beispiel durch verschiedene Prozessoren implementiert.
Die Kommunikationseinheit 120 sendet und empfängt Drahtlossignale in Übereinstimmung bzw. Konformität mit einem speziellen Kommunikationsstandard über eine Antenne unter der Steuerung der Steuereinheit 110.
Zum Beispiel empfängt die Kommunikationseinheit 120 ein Poll-(Polling- bzw. Abfrage-)Signal von einer in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Kommunikationseinheit 220. Die Kommunikationseinheit 120 sendet ein Resp-(Antwort- bzw. Erwiderung-)Signal als Antwort bzw. Erwiderung auf das Poll-Signal an die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Kommunikationseinheit 220. Die Kommunikationseinheit 120 empfängt ein Final-Signal, das von der Kommunikationseinheit 220 als Antwort bzw. Erwiderung auf das Resp-Signal gesendet wird.
Die Recheneinheit 130 berechnet einen Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, wie geeignet bzw. passend bzw. angemessen Signale, die durch irgendeine Antenne der Kommunikationseinheit 120 gesendet und empfangen werden, als Signale sind, die zum Schätzen eines nachstehend zu beschreibenden Präsenzbereichs verwendet werden. Die Einzelheiten des Zuverlässigkeitsparameters werden nachstehend beschrieben.
Die Recheneinheit 130 führt eine Rechenoperation zum Schätzen einer Positions- bzw. Lagebeziehung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf Signalen durch, die zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 gesendet und empfangen werden. Zum Beispiel kann die Recheneinheit 130 eine Rechenoperation zum Schätzen eines Einfalls- bzw. Ankunftswinkels des Signals basierend auf einem empfangenen Signal durchführen. Die Recheneinheit 130 kann eine Rechenoperation zum Schätzen einer Entfernung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf gesendeten und empfangenen Signalen durchführen. Die Recheneinheit 130 kann eine Rechenoperation zum Schätzen einer 3-dimensionalen Position der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf einem geschätzten Einfalls- bzw. Ankunftswinkel eines Signals und einer Entfernung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 durchführen.
Die Recheneinheit 130 kann einen Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf der 3-dimensionalen Position der tragbaren Vorrichtung 20 bestimmen. Ein spezielles Beispiel des Präsenzbereichs wird nachstehend beschrieben.
Tragbare Vorrichtung 20
Die tragbare Vorrichtung 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel einer zweiten Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die tragbare Vorrichtung 20 kann zum Beispiel ein Smartphone, ein elektronischer Schlüssel oder ein tragbares Endgerät („Wearable“) sein. Die tragbare Vorrichtung 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel wird zum Beispiel von einem Benutzer getragen und führt ein Senden und Empfangen einer Drahtloskommunikation in Übereinstimmung bzw. Konformität mit einer speziellen Kommunikation mit der Fahrzeugvorrichtung 10 durch, die in/an einem beweglichen Objekt V1 installiert bzw. eingerichtet ist, wie etwa einem von dem Benutzer benutzten Fahrzeug.
Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst die tragbare Vorrichtung 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Steuereinheit 210, die Kommunikationseinheit 220 und eine Sensoreinheit 230.
Die Steuereinheit 210 steuert einen allgemeinen Betrieb in der tragbaren Vorrichtung 20. Zum Beispiel steuert die Steuereinheit 210 ein Senden und Empfangen von Drahtlossignalen in Übereinstimmung bzw. Konformität mit einem speziellen Kommunikationsstandard.
Funktionen der Steuereinheit 210 gemäß dem Ausführungsbeispiel werden zum Beispiel durch verschiedene Prozessoren implementiert.
Die Kommunikationseinheit 220 sendet und empfängt Drahtlossignale in Übereinstimmung bzw. Konformität mit einem speziellen Kommunikationsstandard über eine Antenne unter der Steuerung der Steuereinheit 210.
Die Kommunikationseinheit 220 sendet zum Beispiel ein Poll-Signal an die in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfasste Kommunikationseinheit 120. Die Kommunikationseinheit 220 empfängt ein Resp-Signal, das von der Kommunikationseinheit 120 als Antwort bzw. Erwiderung auf das Poll-Signal gesendet wird. Die Kommunikationseinheit 220 sendet ein Final-Signal als Antwort bzw. Erwiderung auf das Resp-Signal an die Kommunikationseinheit 120.
Die Kommunikationseinheit 220 kann verschiedene Arten von Informationen, die durch die nachstehend zu beschreibenden Sensoreinheit 230 erfasst bzw. gewonnen werden, an eine in der Steuervorrichtung 30 umfasste Kommunikationseinheit 310 senden. Die verschiedenen Arten von Informationen, die durch die Sensoreinheit 230 erfasst bzw. gewonnen werden, können von der tragbaren Vorrichtung 20 direkt an die Steuervorrichtung 30 gesendet werden oder können von der tragbaren Vorrichtung 20 über die Fahrzeugvorrichtung 10 an die Steuervorrichtung 30 gesendet werden.
Die Sensoreinheit 230 detektiert eine Positionsänderung basierend auf einer Bewegung der tragbaren Vorrichtung 20. Zum Beispiel wird eine Funktion der Sensoreinheit 230 durch einen Beschleunigungssensor, einen Gyro- bzw. Kreiselsensor, einen Bildsensor, ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS) oder dergleichen verwirklicht.
Die tragbare Vorrichtung 20 kann eine Konfiguration aufweisen, die eine Funktion der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Recheneinheit 130 aufweist. In diesem Fall können verschiedene Rechenoperationen, die durch die Recheneinheit 130 durchgeführt werden, durch die tragbare Vorrichtung 20 durchgeführt werden.
Steuervorrichtung 30
Die Steuervorrichtung 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel einer Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und führt eine Steuerung basierend auf einem Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20, der unter Verwendung von Signalen geschätzt wird, die zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 der tragbaren Vorrichtung 20 gesendet und empfangen werden, auf/bezüglich einer gesteuerten Vorrichtung durch, die in/an dem beweglichen Objekt V1 installiert bzw. eingerichtet ist.
Hierin nachstehend wird eine beispielhafte Konfiguration der Steuervorrichtung 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben.
1.2 Beispielhafte Konfiguration von Steuervorrichtung 30 gemäß Ausführungsbeispiel
Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst die Steuervorrichtung 30 zum Beispiel die Kommunikationseinheit 310, eine Speichereinheit 320 und eine Steuereinheit 330.
Die Kommunikationseinheit 310 empfängt verschiedene Rechenergebnisse, die durch die in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfasste Recheneinheit 130 berechnet werden. Die Kommunikationseinheit 310 kann verschiedene Rechenergebnisse direkt von der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Kommunikationseinheit 120 empfangen oder kann verschiedene Rechenergebnisse von der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Kommunikationseinheit 220 über die tragbare Vorrichtung 20 empfangen.
Die Kommunikationseinheit 310 kann Informationen hinsichtlich einer Bewegung der tragbaren Vorrichtung 20, die durch die Sensoreinheit 230 detektiert wird, von der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Kommunikationseinheit 220 empfangen.
Die Speichereinheit 320 hält bzw. speichert verschiedene Rechenergebnisse, die durch die Kommunikationseinheit 310 empfangen werden. Zum Beispiel hält bzw. speichert die Speichereinheit 320 separat jedes Rechenergebnis, das basierend auf Signalen berechnet wird, die während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden, für jede Zeit. Informationen hinsichtlich einer Bewegung der tragbaren Vorrichtung 20, die durch die Sensoreinheit 230 detektiert wird, können in Zusammenhang mit einer Zeit des Rechenergebnisses gehalten bzw. gespeichert werden.
Die Steuereinheit 330 führt eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter Schätzergebnissen von einer Vielzahl von Präsenzbereichen durch, die aus den Signalen geschätzt werden, die während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden. Hier gibt es verschiedene Verfahren zum Bestimmen eines am häufigsten geschätzten Präsenzbereichs. Die Einzelheiten der Verfahren werden nachstehend beschrieben.
Vorstehend wurde die beispielhafte Konfiguration des Systems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben. Als Nächstes werden technische Merkmale gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2 bis 6 beschrieben.
2. Technische Merkmale
2.1 Mehrwegeumgebung
In einem Prozess basierend auf Signalen, die zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und tragbaren Vorrichtung 20 gesendet und empfangen werden, besteht eine Möglichkeit dahingehend, dass sich eine Schätzgenauigkeit der Positions- bzw. Lagebeziehung abhängig von einer Funkwellenausbreitungsumgebung verschlechtert.
Als ein Beispiel einer solchen Situation kann ein Fall beispielhaft dargestellt werden, in dem sich ein Objekt wie etwa ein Pfeiler in einem Kommunikationsweg von der Kommunikationseinheit 120 zu der Kommunikationseinheit 220 befindet. In diesem Fall besteht zum Beispiel eine Möglichkeit dahingehend, dass eine Empfangsleistung von gesendeten und empfangenen Signalen verringert ist. Dementsprechend kann sich die Schätzgenauigkeit der Positions- bzw. Lagebeziehung verschlechtern.
Als ein weiteres Beispiel einer solchen Situation kann ein Fall beispielhaft dargestellt werden, in dem mehrere Wege auftreten bzw. eine Mehrwegeausbreitung auftritt. Mehrere Wege bezeichnen einen Zustand, in dem von einem bestimmten Sender (zum Beispiel der tragbaren Vorrichtung 20) gesendete Funkwellen mehrmals an einem Empfänger (zum Beispiel der Fahrzeugvorrichtung 10) ankommen, und treten auf, wenn es eine Vielzahl von Wegen von Funkwellen zwischen dem Sender und dem Empfänger gibt. In einer Situation, in der die mehreren Wege auftreten, besteht eine Möglichkeit dahingehend, dass sich die Schätzgenauigkeit der Positions- bzw. Lagebeziehung aufgrund einer wechselseitigen Interferenz bzw. Störung von Funkwellen verschlechtert, die über eine Vielzahl von unterschiedlichen Wegen verlaufen.
Dementsprechend ist es wahrscheinlich, dass die Recheneinheit 130 in der Lage ist, einen Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20 zu schätzen, der einen Einfluss eines Schätzfehlers einer Positions- bzw. Lagebeziehung umfasst, der durch eine Mehrwegeumgebung verursacht wird. Hier führt die Steuervorrichtung 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Steuerung basierend auf dem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter den Schätzergebnissen der Vielzahl von Präsenzbereichen durch, die aus den Signalen geschätzt werden, die während der bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden.
Somit ist es möglich, den vorstehend beschriebenen Einfluss des Schätzfehlers der Positions- bzw. Lagebeziehung, der durch die Mehrwegeumgebung verursacht wird, zu verringern.
Nachstehend wird ein Übersichtsbeispiel des Systems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
2 ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Übersicht des Systems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie es in 2 veranschaulicht ist, umfasst die Kommunikationseinheit 120 der Fahrzeugvorrichtung 10 zum Beispiel Antennen 120A, 120B, 120C und 120D als ein Vier-Elemente-Antennenfeld bzw. eine Vier-Elemente-Feldantenne. Die tragbare Vorrichtung 20 umfasst eine Antenne 220A als die Kommunikationseinheit 220. Hier ist die Anzahl von Antennen, die in der Kommunikationseinheit 120 der Fahrzeugvorrichtung 10 und der Kommunikationseinheit 220 der tragbaren Vorrichtung 20 umfasst sind, nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Anzahl von Antennen, die in der Kommunikationseinheit 120 und der Kommunikationseinheit 220 umfasst sind, kann eine Einzahl oder eine Mehrzahl sein.
Auch ist ein Maßstabs- bzw. Dimensionsverhältnis der Vielzahl von Antennen, die in der Kommunikationseinheit 120 und der Fahrzeugvorrichtung 10 umfasst sind, nicht auf ein veranschaulichtes Maßstabs- bzw. Dimensionsverhältnis beschränkt. Zum Beispiel können die Antennen 120A, 120B, 120C und 120D in einem Abstand von 1/2 einer Wellenlänge angeordnet sein. Eine Anordnungsform der vier Antennen kann ein Quadrat, ein Parallelogramm, ein Trapezoid bzw. Trapez, ein Rechteck oder eine beliebige Form sein.
Gemäß 2 ist die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Antenne 220A am oberen linken Ende der tragbaren Vorrichtung 20 angeordnet, aber eine Anordnungsposition der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne 220A ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann die Antenne 220A an einer beliebigen Position der tragbaren Vorrichtung 20 angeordnet sein.
Wie es in 2 veranschaulicht ist, kann zum Beispiel die Antenne 220A ein Signal C1 an zumindest eine der Vielzahl von in der Kommunikationseinheit 120 umfassten Antennen senden und ein Signal C1 von zumindest einer von der Vielzahl von in der Kommunikationseinheit 120 umfassten Antennen empfangen.
Die Recheneinheit 130 kann eine Positions- bzw. Lagebeziehung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf dem gesendeten und empfangenen Signal C1 schätzen.
2.2. CIR-Berechnungsprozess
Die in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfasste Kommunikationseinheit 120 und die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Kommunikationseinheit 220 gemäß dem Ausführungsbeispiel können eine Kanalimpulsantwort (CIR: „Channel Impulse Response“) berechnen, die eine Eigenschaft eines Drahtloskommunikationswegs zwischen den Kommunikationseinheiten 120 und 220 bezeichnet.
In der vorliegenden Schrift wird die CIR berechnet, wenn eine der Kommunikationseinheiten 120 und 220 (die hierin nachstehend auch als Sendeseite bezeichnet wird) ein einen Puls umfassendes Drahtlossignal sendet und die andere der Kommunikationseinheiten 120 und 220 (die hierin nachstehend auch als Empfangsseite bezeichnet wird) das Drahtlossignal empfängt. Im Speziellen ist die CIR in der vorliegenden Schrift ein Korrelationsberechnungsergebnis, das ein Ergebnis ist, in dem eine Korrelation zwischen einem durch eine Sendeseite gesendeten Drahtlossignal (das hierin nachstehend auch als gesendetes Signal bezeichnet wird) und einem durch eine Empfangsseite empfangenen Drahtlossignal (das hierin nachstehend auch als empfangenes Signal bezeichnet wird) für jede Verzögerungszeit erhalten wird, die eine Zeit ist, seit das gesendete Signal gesendet wurde.
Die Empfangsseite berechnet eine CIR durch Nehmen einer gleitenden Korrelation zwischen einem gesendeten Signal und einem empfangenen Signal. Im Speziellen berechnet die Empfangsseite einen Wert, an/bei dem eine Korrelation zwischen einem empfangenen Signal und einem gesendeten Signal, das um eine Verzögerungszeit verzögert ist, genommen wird, als eine Eigenschaft zu der Verzögerungszeit (die hierin auch als CIR-Wert bezeichnet wird). Die Empfangsseite berechnet eine CIR durch Berechnen eines CIR-Werts für jede Verzögerungszeit. Das heißt, dass die CIR ein Zeitreihenübergang bzw. -verlauf von CIR-Werten ist. Hier ist der CIR-Wert eine komplexe Zahl, die I- und Q-Komponenten aufweist. Eine Summe von Quadraten von I- und Q-Komponenten der CIR-Werte wird in einigen Fällen als Leistungswert der CIR bezeichnet. Bei einer Entfernungsmesstechnik unter Verwendung von UWB wird ein CIR-Wert auch als Verzögerungsprofil bezeichnet. Bei der Entfernungsmesstechnik unter Verwendung von UWB wird eine Summe von Quadraten von I- und Q-Komponenten von CIR-Werten auch als Leistungsverzögerungsprofil bezeichnet.
Nachstehend wird hierin ein CIR-Berechnungsprozess, in dem eine Sendeseite die tragbare Vorrichtung 20 ist und eine Empfangsseite die Fahrzeugvorrichtung 10 ist, unter Bezugnahme auf 3 und 4 ausführlich beschrieben.
3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Kommunikationsverarbeitungsblocks der Kommunikationseinheit 120 gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie es in 3 veranschaulicht ist, umfasst die Kommunikationseinheit 120 einen Oszillator 121, einen Multiplizierer 122, einen 90°-Phasenschieber 123, einen Multiplizierer 124, ein Tiefpassfilter (LPF) 125, ein LPF 126, einen Korrelator 127 und einen Integrator 128.
Der Oszillator 121 erzeugt ein Signal mit der gleichen Frequenz wie eine Frequenz einer Trägerwelle, die ein gesendetes Signal trägt, und gibt das erzeugte Signal an den Multiplizierer 122 und den 90°-Phasenschieber 123 aus.
Der Multiplizierer 122 multipliziert ein empfangenes Signal, das durch die Antenne 120A empfangen wird, mit dem von dem Oszillator 121 ausgegeben Signal und gibt ein Multiplikationsergebnis an das LPF 125 aus. Das LPF 125 gibt ein Signal mit einer Frequenz gleich oder kleiner der Frequenz der Trägerwelle, die das gesendete Signal trägt, unter Eingangssignalen an den Korrelator 127 aus. Das an den Korrelator 127 eingegebene Signal ist ein I-Komponente (nämlich ein Realteil) der Komponenten, die einer Hüllkurve des empfangenen Signals entsprechen.
Der 90°-Phasenschieber 123 verzögert die Phase des eingegebenen Signals um 90° und gibt das verzögerte Signal an den Multiplizierer 124 aus. Der Multiplizierer 124 multipliziert das empfangene Signal, das durch die Antenne 120A empfangen wird, mit dem von dem 90°-Phasenschieber 123 ausgegebenen Signal und gibt ein Multiplikationsergebnis an das LPF 126 aus. Das LPF 126 gibt das Signal mit der Frequenz gleich oder kleiner der Frequenz der Trägerwelle, die das gesendete Signal trägt, unter Eingangssignalen an den Korrelator 127 aus. Das an den Korrelator 127 eingegebene Signal ist eine Q-Komponente (nämlich ein Imaginärteil) der Komponenten, die der Hüllkurve des empfangenen Signals entsprechen.
Der Korrelator 127 berechnet die CIR durch Nehmen einer gleitenden Korrelation zwischen einem Referenzsignal und dem empfangenen Signal, das durch die von dem LPF 125 und dem LPF 126 ausgegebenen I- und Q-Komponenten gebildet wird. Hier ist das Referenzsignal das gleiche Signal wie ein gesendetes Signal, bevor die Trägerwelle multipliziert ist.
Der Integrator 128 integriert die von dem Korrelator 127 ausgegebene CIR und gibt die integrierte CIR aus.
Die Kommunikationseinheit 120 führt den vorstehend dargelegten Prozess auf jedem der empfangenen Signale durch, die von der Vielzahl von Antennen empfangen werden.
4 ist ein Graph, der ein Beispiel einer CIR-Ausgabe von dem Integrator 128 gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In dem Graph stellt die horizontale Achse eine Verzögerungszeit dar und stellt die vertikale Achse ein Verzögerungsprofil dar. Wie bei einem CIR-Wert zu einer bestimmten Verzögerungszeit in der CIR wird eine Information, die in Informationen umfasst ist, die chronologisch variieren, auch als Abtastpunkt bezeichnet. In der CIR entspricht ein Satz bzw. eine Menge von Abtastpunkten zwischen Nulldurchgängen generell einem Puls. Der Nulldurchgang ist ein Abtastpunkt, dessen Wert Null ist. Hier besteht eine Ausnahme in einer Umgebung, in der Rauschen vorliegt. Zum Beispiel kann festgelegt werden, dass ein Satz bzw. eine Menge von Abtastpunkten zwischen Schnittpunkten eines Pegels, der als Referenz dient, mit Ausnahme von Null, und einem Übergang bzw. Verlauf der CIR-Werte einem Puls entspricht. Die in 4 veranschaulichte CIR umfasst einen Satz bzw. eine Menge 11 von Abtastpunkten, die einem bestimmten Puls entsprechen, und einen Satz bzw. eine Menge 12 von Abtastpunkten, die einem anderen Puls entsprechen.
Der Satz bzw. die Menge 11 entspricht zum Beispiel einem Puls eines schnellen Wegs. Der schnelle Weg ist ein kürzester Weg zwischen Senden und Empfangen und ist eine Entfernung einer geraden Linie zwischen Senden und Empfangen in einer Umgebung, in der es kein Hindernisobjekt gibt. Der Puls des schnellsten Wegs ist ein Puls, der an einer Empfangsseite über den schnellsten Weg ankommt. Der Satz bzw. die Menge 12 entspricht zum Beispiel einem Puls, der an der Empfangsseite über einen anderen Weg als den schnellsten Weg angekommen ist.
Ein Puls, der als der Puls des schnellen Wegs detektiert wird, wird auch als erste ankommende Welle bezeichnet. Die erste ankommende Welle kann eine von einer direkten Welle, einer Verzögerungswelle oder einer kombinierten Welle sein. Die direkte Welle ist ein Signal, das auf einer Empfangsseite direkt (nämlich, ohne reflektiert zu werden) über einen kürzesten Weg zwischen Senden und Empfangen empfangen wird. Das heißt, dass die direkte Welle ein Puls eines schnellsten Wegs ist. Die Verzögerungswelle ist ein Signal, das über einen Weg gesendet und empfangen wird, der nicht ein kürzester Weg ist, nämlich reflektiert und indirekt auf der Empfangsseite empfangen wird. Die Verzögerungswelle wird mehr als die direkte Welle verzögert und wird durch die Empfangsseite empfangen. Die kombinierte Welle ist ein Signal, das durch die Empfangsseite in einem Zustand empfangen wird, in dem eine Vielzahl von Signalen, die eine Vielzahl von unterschiedlichen Wegen durchlaufen, kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung wird die erste ankommende Welle in einigen Fällen einfach als ein Signal ausgedrückt.
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Ablaufs eines Prozesses in Bezug auf eine Schätzung der Positions- bzw. Lagebeziehung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben.
2.3 Schätzung von Positions- bzw. Lagebeziehung
(1) Schätzung von Entfernung
Die Recheneinheit 130 führt einen Messprozess durch. Der Messprozess ist ein Prozess zum Schätzen einer Entfernung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20. Der Messprozess umfasst einen Prozess zum Senden und Empfangen eines Messsignals und Schätzen einer Entfernung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20, nämlich eines Messwerts, basierend auf einer Zeit, die zum Senden und Empfangen eines Messsignals gebraucht wird.
In dem Messprozess können eine Vielzahl von Messsignalen zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 gesendet und empfangen werden. Unter der Vielzahl von Messsignalen wird ein Messsignal, das von einer Vorrichtung an die andere Vorrichtung gesendet wird, als ein Poll-Signal ausgedrückt. Ein Messsignal, das als Antwort bzw. Erwiderung auf ein Poll-Signal von einer Vorrichtung, die das Poll-Signal empfängt, an eine Vorrichtung, die das Poll-Signal sendet, gesendet wird, wird als Resp-Signal ausgedrückt. Ein Messsignal, das als Antwort bzw. Erwiderung auf ein Resp-Signal von einer Vorrichtung, die das Resp-Signal empfängt, an eine Vorrichtung, die das Resp-Signal sendet, gesendet wird, wird als ein Final-Signal ausgedrückt. Die Fahrzeugvorrichtung 10 und die tragbare Vorrichtung 20 können ein beliebiges Messsignal senden und empfangen. In der vorliegenden Schrift wird jedoch ein Beispiel beschrieben, in dem die tragbare Vorrichtung 20 das Poll-Signal sendet.
(2) Schätzung von Einfalls- bzw. Ankunftswinkel
Die Recheneinheit 130 schätzt einen Einfalls- bzw. Ankunftswinkel eines Signals, das zwischen den Vorrichtungen gesendet und empfangen wird. In der vorliegenden Schrift wird das in den Messsignalen umfasste Final-Signal als ein Signal zum Schätzen eines Einfalls- bzw. Ankunftswinkels beschrieben.
Nachstehend wird hierin ein Beispiel eines Prozesses in Bezug auf eine Schätzung einer Entfernung und eine Schätzung eines Einfalls- bzw. Ankunftswinkels unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
5 ist ein Sequenzdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses in Bezug auf eine Zwischen-Vorrichtung-Positionsbeziehungsschätzung, die in dem System 1 durchgeführt wird, gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Zunächst sendet die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Antenne 220A ein Poll-Signal an die in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfasste Antenne 120A (S102).
Nachfolgend sendet die in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfasste Antenne 120A ein Resp-Signal als Antwort bzw. Erwiderung auf das Poll-Signal an die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Antenne 220A (S104).
Dann sendet die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Antenne 220A ein Final-Signal als Antwort bzw. Erwiderung auf das Resp-Signal an die in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen 120A, 120B, 120C und 120D (S106).
Hier ist für die tragbare Vorrichtung 20 eine Zeitdauer von Senden des Poll-Signals bis Empfangen des Resp-Signals eine Zeitdauer T1 und eine Zeitdauer von Empfangen des Resp-Signals bis Senden des Final-Signals eine Zeitdauer T2. Dann ist für die Fahrzeugvorrichtung 10 eine Zeitdauer von Empfangen des Poll-Signals bis Senden des Resp-Signals eine Zeitdauer T3 und eine Zeitdauer von Senden des Resp-Signals bis Empfangen des Final-Signals eine Zeitdauer T4.
Eine Entfernung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 kann unter Verwendung von jeder der vorstehend beschriebenen Zeitdauern berechnet werden. Zum Beispiel kann die Fahrzeugvorrichtung 10 ein Signal, das Informationen hinsichtlich der Zeitdauern T1 und T2 umfasst, von der tragbaren Vorrichtung 20 empfangen. Dann berechnet die Recheneinheit 130 eine Ausbreitungs- bzw. Laufzeit τ des Signals unter Verwendung der Zeitdauern T1, T2, T3 und T4. Im Speziellen kann die Recheneinheit 130 die Ausbreitungs- bzw. Laufzeit τ des Signals unter Verwendung des folgenden Ausdrucks 1 berechnen. $τ = (T 1 \times T 4 - T 2 \times T 3) / (T 1 + T 2 + T 3 + T 4)$
Die Recheneinheit 130 kann die berechnete Ausbreitungs- bzw. Laufzeit τ des Signals mit einer bekannten Geschwindigkeit eines Signals multiplizieren und eine Entfernung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 schätzen.
Es wurde das Beispiel beschrieben, in dem die Recheneinheit 130 die Entfernung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf den Signalen schätzt, die zwischen der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antenne 120A und der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne 220A gesendet und empfangen werden. Die Signale können jedoch unter Verwendung der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen abgesehen von der Antenne 120A und einer anderen Antenne gesendet und empfangen werden, oder die Signale können unter Verwendung von einer Vielzahl von Antennen gesendet und empfangen werden.
Die Ausbreitungs- bzw. Laufzeit τ des Signals ist nicht auf die Berechnungsmethode unter Verwendung von Ausdruck 1 beschränkt. Zum Beispiel kann die Ausbreitungs- bzw. Laufzeit des Signals berechnet werden, in dem die Zeitdauer T3 von der Zeitdauer T1 subtrahiert wird und diese Zeit durch 2 dividiert wird.
Nachfolgend kann der Einfalls- bzw. Ankunftswinkel des Signals aus einer Phasendifferenz des Final-Signals berechnet werden, das durch die benachbarten Antennen unter der Vielzahl von in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen empfangen wird. Zum Beispiel wird angenommen, dass eine Phase des durch die Antenne 120A empfangenen Final-Signals eine Phase P_A ist, eine Phase des durch die Antenne 120B empfangenen Final-Signals eine Phase PB ist, eine Phase des durch die Antenne 120C empfangenen Final-Signals eine Phase P_C ist und eine Phase des durch die Antenne 120D empfangenen Final-Signals eine Phase P_D ist.
Zum Beispiel wird ein Koordinatensystem definiert, in dem eine gerade Linie, die die Antenne 120A mit der Antenne 120B verbindet, die X-Achse ist, und eine gerade Linie, die die Antenne 120A orthogonal zu der X-Achse mit der Antenne 120C verbindet, die Y-Achse ist, und eine senkrechte Richtung der Antenne 120A die Z-Achse ist.
In dem Fall dieses Koordinatensystems werden Phasendifferenzen Pd_AB und Pd_CD zwischen den auf der X-Achse benachbarten Antennen und Phasendifferenzen Pd_AC und Pd_BD zwischen den auf der Y-Achse benachbarten Antennen unter Verwendung des folgenden Ausdrucks 2 ausgedrückt. $\begin{matrix} {Pd}_{AB} = (P_{B} - P_{A}) \\ {Pd}_{CD} = (P_{D} - P_{C}) \\ {Pd}_{AC} = (P_{C} - P_{A}) \\ {Pd}_{BD} = (P_{D} - P_{B}) \end{matrix}$
Hier wird ein Winkel, der zischen einer geraden Linie, die die Antennen 120A und 120B (oder die Antennen 120C und 120D) verbindet, und einer ersten ankommenden Welle gebildet wird, als ausgebildeter Winkel bzw. Ausbildungswinkel θ bezeichnet. Ein Winkel, der zwischen einer geraden Linie, die die Antennen 120A und 120C (oder die Antennen 120B und 120D) verbindet, und der ersten ankommenden Welle gebildet wird, wird als ein ausgebildeter Winkel bzw. Ausbildungswinkel Φ bezeichnet. Hier werden der ausgebildete Winkel θ und der ausgebildete Winkel Φ in Ausdruck 3 ausgedrückt. A ist eine Wellenlänge einer Funkwelle, und d ist eine Entfernung zwischen den Antennen. $θ oder Φ = arccos (λ \times Pd/ (2 π d))$
Dementsprechend berechnet die Recheneinheit 130 einen Einfalls- bzw. Ankunftswinkel eines Signals mit Ausdruck 4 basierend auf Ausdrücken 2 und 3. $\begin{matrix} θ_{AB} = arccos (λ \times (P_{B} - P_{A}) / (2 π d)) \\ θ_{CD} = arccos (λ \times (P_{D} - P_{C}) / (2 π d)) \\ Φ_{AC} = arccos (λ \times (P_{C} - P_{A}) / (2 π d)) \\ Φ_{BD} = arccos (λ \times (P_{D} - P_{B}) / (2 π d)) \end{matrix}$
Die Recheneinheit 130 kann einen Mittel- bzw. Durchschnittwert θ_AB und θ_CD als den ausgebildeten Winkel bzw. Ausbildungswinkel θ berechnen und einen von θ_AB und θ_CD als den ausgebildeten Winkel bzw. Ausbildungswinkel Φ schätzen. Gleichermaßen kann die Recheneinheit 130 einen Mittel- bzw. Durchschnittswert von Φ_AC und Φ_BD als den ausgebildeten Winkel bzw. Ausbildungswinkel Φ berechnen und einen von Φ_AC und Φ_BD als den ausgebildeten Winkel bzw. Ausbildungswinkel Φ schätzen.
Die Recheneinheit 130 kann eine 3-dimensionale Position der tragbaren Vorrichtung 20 unter Verwendung der geschätzten Entfernung und des ausgebildeten Winkels θ oder des ausgebildeten Winkels Φ schätzen.
Zum Beispiel kann die Recheneinheit 130 in dem vorstehend beschriebenen Koordinatensystem die 3-dimensionale Position der tragbaren Vorrichtung 20 unter Verwendung von Ausdruck 5 schätzen. $\begin{matrix} x = R \times cos θ \\ y = R \times cos Φ \\ z = \sqrt (R^{2} - x^{2} - y^{2}) \end{matrix}$
Wie es vorstehend beschrieben ist, kann die Recheneinheit 130 eine Positions- bzw. Lagebeziehung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf den Signalen schätzen, die zwischen der Vielzahl von in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen und der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne gesendet und empfangen werden.
Andererseits besteht abhängig davon, ob/dass eine Mehrwegeumgebung zwischen der Vielzahl von in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen und der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne 220A aufritt, eine Möglichkeit dahingehend, dass sich eine Schätzgenauigkeit der Positions- bzw. Lagebeziehung verschlechtert.
Dementsprechend berechnet die Recheneinheit 130, basierend auf Signalen, die durch eine der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen und der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne 220A empfangen werden, einen Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, wie geeignet bzw. passend bzw. angemessen die Signale, die zwischen der Vielzahl von in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen und der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne 220A gesendet und empfangen werden, als Verarbeitungsziele/-zielobjekte zum Schätzen eines Präsenzbereichs sind. Die Recheneinheit 130 kann eine Positions- bzw. Lagebeziehung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 mit höherer Genauigkeit schätzen, indem ein Signal, bei dem bzw. für das der Zuverlässigkeitsparameter eine vorbestimmte Referenz erfüllt, zum Schätzen der Positions- bzw. Lagebeziehung verwendet wird.
Eine bestimmte Vorrichtung kann das Poll-Signal, das Resp-Signal und das Final-Signal senden und empfangen. Zum Beispiel sendet irgendeine der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen das Poll-Signal, und sendet die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Antenne 220A das Resp-Signal.
Als Nächstes wird ein spezielles Beispiel des durch die Recheneinheit 130 berechneten Zuverlässigkeitsparameters beschrieben.
2.4 Zuverlässigkeitsparameter
Die Recheneinheit 130 gemäß dem Ausführungsbeispiel berechnet den Zuverlässigkeitsparameter basierend auf einem empfangenen Signal.
Der Zuverlässigkeitsparameter ist ein Index bzw. Kennwert, der bezeichnet, wie geeignet bzw. passend bzw. angemessen ein Signal, das durch irgendeine der Antennen empfangen wird, die in der Kommunikationseinheit 120 oder der Kommunikationseinheit 220 umfasst sind, als ein Verarbeitungsziel/-zielobjekt zum Schätzen des Präsenzbereichs ist. Zum Beispiel ist der Zuverlässigkeitsparameter ein kontinuierlicher Wert oder ein diskreter Wert, und bezeichnet er, dass das durch die Antenne gesendete und empfangene Signal als das Verarbeitungsziel/-zielobjekt zum Schätzen der Positions- bzw. Lagebeziehung geeignet ist, wenn der Wert höher ist, und bezeichnet er, dass das Signal als das Verarbeitungsziel/-zielobjekt zum Schätzen der Positions- bzw. Lagebeziehung nicht geeignet ist, wenn der Wert niedriger ist. Nachstehend wird hierin ein spezielles Beispiel des Zuverlässigkeitsparameters beschrieben.
Index, der Stärke von Rauschen bezeichnet
Der Zuverlässigkeitsparameter kann zum Beispiel ein Index bzw. Kennwert sein, der eine Stärke bzw. Größe von Rauschen bezeichnet. Im Speziellen kann die Recheneinheit 130 den Zuverlässigkeitsparameter basierend auf zumindest einem von einem Leistungswert eines durch die Kommunikationseinheit 120 empfangenen Signals und einem Signal-Rausch-Verhältnis bzw. Rauschabstand (SNR) berechnen. Wenn der Leistungswert oder das SNR hoch ist, ist ein Einfluss von Rauschen klein. Damit kann ein Zuverlässigkeitsparameter berechnet werden, der bezeichnet, dass eine erste ankommende Welle als ein Detektionsziel/-zielobjekt geeignet ist. Im Gegensatz dazu ist, wenn der Leistungswert oder das SNR niedrig ist, der Einfluss von Rauschen erheblich. Damit kann ein Zuverlässigkeitsparameter berechnet werden, der bezeichnet, dass die erste ankommende Welle nicht als ein Detektionsziel/-zielobjekt geeignet ist.
Index, der Validität von erster ankommender Welle bezeichnet, die direkte Welle ist
Der Zuverlässigkeitsparameter kann ein Index bzw. Kennwert sein, der eine Validität bzw. Gültigkeit/Aussagekraft der ersten ankommenden Welle bezeichnet, die die direkte Welle ist. Je höher die Validität der ersten ankommenden Welle ist, die die direkte Welle ist, desto höher ist die Zuverlässigkeit. Je niedriger die Validität der ersten ankommenden Welle ist, die die direkte Welle ist, desto niedriger ist die Zuverlässigkeit.
Zum Beispiel kann der Zuverlässigkeitsparameter basierend auf einer Konsistenz zwischen Signalen der Vielzahl von in der Kommunikationseinheit 120 umfassten Antennen berechnet werden. Im Speziellen kann die Recheneinheit 130 den Zuverlässigkeitsparameter basierend auf zumindest einem von einer Empfangszeit und einem Leistungswert eines Signals von jeder der Vielzahl von in der Kommunikationseinheit 120 umfassten Antennen berechnen. Aufgrund eines Einflusses von mehreren Wegen bzw. einer Mehrwegeausbreitung können eine Vielzahl von Signalen, die über unterschiedliche Wege ankommen, durch die Antennen in einem Zustand, in dem die Signale verstärkt oder versetzt sind, kombiniert und empfangen werden. Wenn Verstärkung und Versatz der Signale in der Vielzahl von Antennen unterschiedlich sind, unterscheiden sich Empfangszeiten und Leistungswerte der Signale zwischen der Vielzahl von Antennen. Wenn eine Entfernung zwischen den Antennen, die eine nahe einer Entfernung von 1/2 einer Wellenlänge eines Einfalls-bzw. Ankunftswinkelschätzsignals ist, berücksichtigt wird, bezeichnet eine große Differenz in der Empfangszeit und dem Leistungswert des Signals zwischen den Antennen 120A, 120B, 120C und 120D, dass eine Validität des Signals, das eine direkte Welle ist, niedrig ist.
Index, der Validität von erster ankommenden Welle bezeichnet, die keine kombinierte Welle ist
Der Zuverlässigkeitsparameter kann ein Index bzw. Kennwert sein, der eine Validität bzw. Gültigkeit/Aussagekraft der ersten ankommenden Welle bezeichnet, die keine kombinierte Welle ist. Je höher die Validität der ersten ankommenden Welle ist, die keine kombinierte Welle ist, desto höher ist die Zuverlässigkeit. Je niedriger die Validität der ersten ankommenden Welle ist, die keine kombinierte Welle ist, desto niedriger ist die Zuverlässigkeit. Im Speziellen kann der Zuverlässigkeitsparameter basierend auf zumindest einem von der Breite der ersten ankommenden Welle in einer Zeitrichtung und einem Phasenzustand der ersten ankommenden Welle berechnet werden.
Index, der Validität von Empfangssituation von Drahtlossignal bezeichnet
Der Zuverlässigkeitsparameter kann ein Index bzw. Kennwert sein, der eine Validität bzw. Gültigkeit/Aussagekraft einer Empfangssituation eines Drahtlossignals bezeichnet. Je höher die Validität der Empfangssituation des Drahtlossignals ist, desto höher ist die Zuverlässigkeit. Je niedriger die Validität der Empfangssituation des Drahtlossignals ist, desto niedriger ist die Zuverlässigkeit.
Zum Beispiel kann der Zuverlässigkeitsparameter basierend auf einer Variation bzw. Veränderung in der Vielzahl von ersten ankommenden Wellen berechnet werden. In diesem Fall kann der Zuverlässigkeitsparameter basierend auf statistischen Größen berechnet werden, die eine Variation bzw. Veränderung in der Vielzahl von ersten ankommenden Wellen bezeichnen, wie etwa eine Streuung bzw. Verteilung/-breitung von Leistungswerte der ersten ankommenden Wellen und eine Streuung bzw. Verteilung/-breitung von Änderungsbeträgen von geschätzten Positionsparametern (der Entfernung, der ausgebildeten Winkel θ und Φ und von Koordinaten (x, y, z)).
Differenz zwischen Verzögerungszeit von erster Komponente und Verzögerungszeit von zweiter Komponente
Der Zuverlässigkeitsparameter kann eine Differenz zwischen einer Verzögerungszeit einer ersten Komponente und einer Verzögerungszeit einer zweiten Komponente der CIR sein. Die erste Komponente hat einen Spitzen-CIR-Wert bzw. eine CIR-Wert-Spitze zum ersten Mal nach der speziellen Komponente, und die zweite Komponente hat den Spitzen-CIR-Wert bzw. die CIR-Wert-Spitze zum zweiten Mal nach der speziellen Komponente. Wie es in 4 veranschaulicht ist, ist eine CIR-Verlaufsform der ersten ankommenden Welle eine Verlaufsform, die eine Spitze aufweist. Andererseits kann, wenn eine kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, die CIR-Verlaufsform der ersten ankommenden Welle eine Verlaufsform sein, die eine Vielzahl von Spitzen aufweist. Ob die CIR-Verlaufsform der ersten ankommenden Welle eine Spitze oder eine Vielzahl von Spitzen aufweist, kann gemäß einer Differenz zwischen der Verzögerungszeit der ersten Komponente und der Verzögerungszeit der zweiten Komponente bestimmt werden.
Wenn die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, verschlechtert sich die Schätzgenauigkeit der Positionsparameter weiter als dann, wenn die direkte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird. Dementsprechend kann gesagt werden, dass die Zuverlässigkeit umso höher ist, je größer die Differenz zwischen der Verzögerungszeit der ersten Komponente und der Verzögerungszeit der zweiten Komponente ist.
Korrelation von CIR-Verlaufsform
Der Zuverlässigkeitsparameter kann basierend auf der Korrelation der CIR-Verlaufsform in einem bestimmten Paar von Antennen unter der Vielzahl von in der Kommunikationseinheit 120 umfassten Antennen her-/abgeleitet werden. Wenn eine kombinierte Welle der direkten Welle und der Verzögerungswelle durch die Vielzahl von in der Kommunikationseinheit 120 umfassten Antennen empfangen wird, kann sich eine Phasenbeziehung zwischen der direkten Welle und der Verzögerungswelle zwischen den Antennen trotz einer Entfernung zwischen den Antennen, die kurz ist, unterscheiden. Als Folge hiervon kann jede CIR-Verlaufsform in jeder Antenne unterschiedlich sein. Das heißt, dass die Differenz in der CIR-Verlaufsform in einem bestimmten Paar von Antennen einen Empfang einer kombinierten Welle in zumindest einer Antenne in dem Antennenpaar bedeutet. Wenn die kombinierte Welle als die erste ankommende Welle detektiert wird, nämlich eine der direkten Welle entsprechende spezielle Komponente nicht detektiert wird, verschlechtert sich die Schätzgenauigkeit der Positionsparameter.
Zum Beispiel kann der Zuverlässigkeitsparameter ein Korrelationskoeffizient zwischen der CIR, die basierend auf einem empfangenen Signal erhalten wird, das von einer bestimmten Antenne empfangen wird, und der CIR sein, die basierend auf einem empfangenen Signal erhalten wird, das durch eine andere Antenne unter der Vielzahl von in der Kommunikationseinheit 120 umfassten Antennen empfangen wird. In diesem Fall wird für den Zuverlässigkeitsparameter bestimmt, dass die Zuverlässigkeit umso niedriger ist, je niedriger der Korrelationskoeffizient ist, und bestimmt, dass die Zuverlässigkeit umso höher ist, je höher der Korrelationskoeffizient ist. Der Korrelationskoeffizient umfasst zum Beispiel einen Pearson-Korrelationskoeffizienten.
Ergänzung
Nachstehend wird hierin eine Ergänzung in Bezug auf ein spezielles Beispiel des Zuverlässigkeitsparameters beschrieben, das nachfolgend zu beschreiben ist.
Zunächst wird nachstehend jeder von einer Vielzahl von in der CIR umfassten Abtastpunkten als Komponente bezeichnet. Das heißt, dass angenommen wird, dass die CIR einen CIR-Wert von jeder Verzögerungszeit als Komponente umfasst. Eine Form bzw. Gestalt der CIR, im Speziellen eine Form bzw. Gestalt einer zeitlichen Änderung des CIR-Werts, wird als CIR-Verlaufsform bezeichnet.
Von einer Vielzahl von in der CIR umfassten Komponenten wird nachstehend eine Komponente von Spezifität bzw. Besonderheit auch als spezielle Komponente bezeichnet. Die spezielle Komponente ist eine Komponente, die der ersten ankommenden Welle entspricht. Die spezielle Komponente steht in Bezug zu der ersten ankommenden Welle und wird gemäß der vorstehend beschriebenen vorbestimmten Detektionsreferenz detektiert. Zum Beispiel ist die spezielle Komponente eine Komponente, bei der eine Amplitude oder Leistung, die als ein CIR-Wert dient, zum ersten Mal eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, unter der Vielzahl von in der CIR umfassten Komponenten. Nachstehend wird hierin die vorbestimmte Schwelle auch als Schneller-Pfad-Schwelle bezeichnet.
Eine Zeit, die einer Verzögerungszeit einer speziellen Komponente entspricht, wird als eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle zum Messen einer Entfernung verwendet. Eine Phase der speziellen Komponente wird als eine Phase der ersten ankommenden Welle zum Schätzen eines Einfalls- bzw. Ankunftswinkels eines Signals verwendet.
Für die Vielzahl von in der Kommunikationseinheit 120 umfassten Antennen sind die Kommunikationseinheit 120 in einem Sichtlinie-(LOS-)Zustand und die Kommunikationseinheit 120 in einem Nicht-Sichtlinie-(NLOS-)Zustand gemischt.
Der LOS-Zustand bezeichnet eine Sicht zwischen der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antenne und der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne. In dem LOS-Zustand ist eine Empfangsleistung der direkten Welle am höchsten. Daher besteht eine Möglichkeit dahingehend, dass eine Empfangsseite die direkte Welle erfolgreich als die erste ankommende Welle detektiert.
Der NLOS-Zustand bezeichnet keine Sicht zwischen der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antenne und der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne. In dem NLOS-Zustand besteht eine Möglichkeit dahingehend, dass eine Empfangsleistung der direkten Welle niedriger als die von anderen ist. Daher besteht eine Möglichkeit dahingehend, dass eine Empfangsseite es nicht schafft, die direkte Welle als die erste ankommende Welle zu detektieren.
Wenn die Kommunikationseinheit 120 in dem NLOS-Zustand ist, ist eine Empfangsleistung der direkten Welle in dem Signal, das von der tragbaren Vorrichtung 20 ankommt, niedriger als diejenige von Rauschen. Dementsprechend können, obgleich die direkte Welle erfolgreich als die erste ankommende Welle detektiert wird, eine Phase und eine Empfangszeit der ersten ankommenden Welle aufgrund eines Einflusses des Rauschens ge-/verändert sein. In diesem Fall können sich eine Messgenauigkeit und eine Schätzgenauigkeit eines Einfalls- bzw. Ankunftswinkels verschlechtern.
Wenn die Kommunikationseinheit 120 in dem NLOS-Zustand ist, ist ferner eine Empfangsleistung der direkten Welle niedriger als dann, wenn die Kommunikationseinheit 120 in dem LOS-Zustand ist. Daher kann eine Detektion der direkten Welle als die erste ankommende Welle fehlschlagen. In diesem Fall können sich die Messgenauigkeit und die Schätzgenauigkeit eines Einfalls- bzw. Ankunftswinkels verschlechtern.
Differenz zwischen Verzögerungszeit von spezieller Komponente und Verzögerungszeit von Komponenten mit maximalem CIR-Wert
Dementsprechend kann der Zuverlässigkeitsparameter eine Differenz zwischen einer Verzögerungszeit einer speziellen Komponente und einer Verzögerungszeit einer Komponente mit einem maximalen CIR-Wert in der CIR sein.
Wenn die Kommunikationseinheit 120 in dem LOS-Zustand ist, ist der CIR-Wert der direkten Welle am größten. Daher ist die Komponente mit einem maximalen CIR-Wert in der CIR in einem Satz bzw. einer Menge umfasst, der bzw. die der direkten Welle entspricht.
Andererseits, wenn die Kommunikationseinheit 120 in dem NLOS-Zustand ist, kann der CIR-Wert der Verzögerungswelle größer sein als der CIR-Wert der direkten Welle. Wenn die Kommunikationseinheit 120 in dem NLOS-Zustand ist, befindet sich ein Hindernisobjekt auf der Strecke des schnellen Wegs. Insbesondere wird die direkte Welle erheblich schwächer, wenn sich ein menschlicher Körper auf der Strecke des schnellen Wegs befindet und die direkte Welle durch den menschlichen Körper verläuft. In diesem Fall ist eine Komponente mit dem maximalen CIR-Wert in der CIR nicht in dem Satz bzw. der Menge umfasst, der bzw. die der direkten Welle entspricht.
Ob die Kommunikationseinheit 120 in dem LOS-zustand oder dem NLOS-Zustand ist, kann gemäß einer Differenz zwischen der Verzögerungszeit der speziellen Komponente und der Verzögerungszeit der Komponente mit dem maximalen CIR-Wert in der CIR bestimmt werden.
Dies ist deshalb so, da sich die Differenz verringern kann, wenn die Kommunikationseinheit 120 in dem LOS-Zustand ist. Ferner ist dies deshalb so, da sich die Differenz erhöhen kann, wenn die Kommunikationseinheit 120 in dem NLOS-Zustand ist.
Vorstehend wurde das spezielle Beispiel des Zuverlässigkeitsparameters gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben. Als Nächstes wird ein Verfahren bzw. eine Methode zum Bestimmen eines am häufigsten geschätzten Präsenzbereichs durch die Steuereinheit 330 gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
2.5 Bestimmungsbeispiel von Präsenzbereich
6 ist eine Darstellung, die ein spezielles Beispiel eines Verfahrens zum Bestimmen eines am häufigsten geschätzten Präsenzbereichs durch die Steuereinheit 330 veranschaulicht.
Zunächst schätzt die Recheneinheit 130 den Zuverlässigkeitsparameter, eine 3-dimensionale Position der tragbaren Vorrichtung 20 und einen Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20 aus Signalen, die zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden. In 6 ist die bestimmte Zeitdauer Zeit t1 bis Zeit t6 bezeichnet die Zeit t1 eine früheste Zeit, und bezeichnet die Zeit t6 die späteste Zeit. In 6 werden Bestimmungsergebnisse von sechs Runden während der bestimmten Zeitdauer in Nr.1 bis Nr.6 geschätzt. Die Anzahl von Daten, die zur Bestimmung verwendet werden, ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es kann eine Steuerung basierend auf mehr Bestimmungsergebnissen durchgeführt werden. Die Steuerung kann basierend auf weniger Bestimmungsergebnissen durchgeführt werden.
Gemäß 6 wird ein Beispiel beschrieben, in dem der Zuverlässigkeitsparameter eine Empfangsleistung eines Signals ist, aber das Ausführungsbeispiel ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann der Zuverlässigkeitsparameter ein beliebiger Zuverlässigkeitsparameter sein, der in dem speziellen Beispiel der vorstehend beschriebenen Zuverlässigkeitsparameter beschrieben ist, oder können eine Vielzahl von Zuverlässigkeitsparametern unter den vorstehend beschriebenen Zuverlässigkeitsparametern kombiniert werden.
Eine 3-dimensionale Position der tragbaren Vorrichtung 20 ist als ein Beispiel einer geschätzten Position gegeben. Zum Beispiel kann eine geschätzte Position eine 2-dimensionale Koordinatenposition der tragbaren Vorrichtung 20 sein.
In 6 bezeichnen Bestimmungsergebnisse Beispiele, in denen eines von einem Fahrer-(D-)Zutritt, der bezeichnet, dass die tragbare Vorrichtung 20 nahe einem Fahrersitz ist, einem Beifahrer-(P-)Zutritt, der bezeichnet, dass die tragbare Vorrichtung 20 nahe einem Beifahrersitz ist, und einem Hintertür-(BD-)Zutritt, der bezeichnet, dass die tragbare Vorrichtung 20 nahe einer Hintertür ist, bestimmt wird. Natürlich ist das Ausführungsbeispiel nicht auf die Bestimmungsergebnisse des P-Zutritts, des D-Zutritts und des BD-Zutritts beschränkt. Zum Beispiel können die Bestimmungsergebnisse einen Fahrzeuginnenraumzutritt, der bezeichnet, dass die tragbare Vorrichtung 20 innerhalb eines Fahrzeugs ist, oder einen Fahrzeugaußenraumzutritt, der bezeichnet, dass die tragbare Vorrichtung 20 außerhalb des Fahrzeugs ist, umfassen. Ferner kann das Bestimmungsergebnis einen Fahrzeugaußenraum-Nichtbetriebsbereich umfassen, der bezeichnet, dass die tragbare Vorrichtung 20 in einem Bereich ist, der außerhalb des Fahrzeugs ist und wo ein Zutritt nicht erlaubt ist. Der „Zutritt“ (oder auch „Zugang“) in der vorliegenden Schrift umfasst eine Bedeutung als ein Zustand, in dem die Steuereinheit 330 eine Steuerung in Bezug auf einen vorbestimmten Betrieb auf/bezüglich einer gesteuerten Vorrichtung durchführen kann.
Im Speziellen kann, wenn ein Bestimmungsergebnis ein Fahrzeuginnenraumzutritt ist, die Steuereinheit 330 eine Steuerung in Bezug auf Starten oder Stoppen einer in dem beweglichen Objekt V1 umfassten Maschine durchführen. Wenn ein Bestimmungsergebnis ein Fahrzeugaußenraumzutritt ist, kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung in Bezug auf Entriegeln oder Verriegeln eines Türschlosses des Fahrzeugs durchführen. Wenn ein Bestimmungsergebnis ein D-Zutritt, ein P-Zutritt oder ein BD-Zutritt ist, kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung in Bezug auf Entriegeln oder Verriegeln von zumindest einer der Türen durchführen, die eine Tür in Zusammenhang mit jedem Zutritt umfassen.
Andererseits wird, wenn ein Bestimmungsergebnis ein Fahrzeugaußenraum-Nichtbetriebsbereich ist, die Steuerung in Bezug auf den vorstehend beschriebenen vorbestimmten Betrieb auf/bezüglich einer gesteuerten Vorrichtung nicht durchgeführt. Zum Beispiel kann, wenn das Bestimmungsergebnis der Fahrzeugaußenraum-Nichtbetriebsbereich ist, die Steuereinheit 330 eine Steuerung durchführen, sodass Signale zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 erneut gesendet und empfangen werden, oder einen Prozess des Systems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel beenden.
In 6 bezeichnet eine Positionsveränderung eine Bewegung der tragbaren Vorrichtung 20, die durch die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Sensoreinheit 230 detektiert wird. In 6 wird „klein“ oder „groß“ als der Grad bzw. das Ausmaß einer Änderung der Position der tragbaren Vorrichtung 20 ausgedrückt. Zum Beispiel, wenn die Sensoreinheit 230 ein Beschleunigungssensor ist und ein Absolutwert einer als kontinuierlicher Wert detektierten Beschleunigung gleich oder größer einer Schwelle ist, kann „groß“ eingestellt werden. Wenn der Absolutwert kleiner als die Schwelle ist, kann „klein“ eingestellt werden. Nachstehend werden hierin spezielle Beispiele von Bestimmungsverfahren beschrieben.
Bestimmungsverfahrensbeispiel 1
Die Steuereinheit 330 kann eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter einer Vielzahl von Präsenzbereichen durchführen, die aus Signalen geschätzt werden, die zu bestimmten Zeiten t1 bis t6 gesendet und empfangen werden.
Zum Beispiel wird gemäß 6 zu den bestimmten Zeiten t1 bis t6 der D-Zutritt 3 Mal geschätzt, der P-Zutritt 2 Mal geschätzt und der BD-Zutritt einmal geschätzt. Dementsprechend kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung basierend auf dem D-Zutritt durchführen, der am häufigsten geschätzt wird. Somit kann die Steuereinheit 330 einen Einfluss eines Rechenfehlers einer durch die Recheneinheit 130 berechneten 3-dimensionalen Position verringern und eine Steuerung basierend auf dem Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20 mit höherer Genauigkeit durchführen.
Bestimmungsverfahrensbeispiel 2
Die Steuereinheit 330 kann eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter Präsenzbereichen durchführen, die unter Verwendung von Signalen geschätzt werden, bei denen der Zuverlässigkeitsparameter eine vorbestimmte Referenz erfüllt.
Zum Beispiel umfassen in 6, wenn der Zuverlässigkeitsparameter „Empfangsleistung“ ist und die vorbestimmte Referenz „-80 dBm oder größer“ ist, die Präsenzbereiche, die unter Verwendung der Signale geschätzt werden, bei denen der Zuverlässigkeitsparameter die vorbestimmte Referenz erfüllt, Bestimmungsergebnisse von Nr.1, Nr.2, Nr.5 und Nr.6. Das heißt, dass für die Präsenzbereiche, die unter Verwendung der Signale geschätzt werden, bei denen der Zuverlässigkeitsparameter die vorbestimmte Referenz erfüllt, der D-Zutritt einmal geschätzt wird, der P-Zutritt 2 Mal geschätzt wird und der BD-Zutritt einmal geschätzt wird. Dementsprechend kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung basierend auf dem P-Zutritt durchführen, der am häufigsten geschätzt wird. Somit kann die Steuereinheit 330 einen Einfluss eines aufgrund von mehreren Wegen bzw. einer Mehrwegeausbreitung verursachten Rechenfehlers verringern und eine Steuerung basierend auf dem Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20 mit höherer Genauigkeit durchführen.
Bestimmungsverfahrensbeispiel 3
Die Steuereinheit 330 kann eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter einer vorbestimmten Anzahl von Präsenzbereichen durchführen, die unter Verwendung von Signalen geschätzt werden, in denen der Zuverlässigkeitsparameter die vorbestimmte Referenz erfüllt.
Zum Beispiel wird in 6 ein Fall beschrieben, in dem der Zuverlässigkeitsparameter „Empfangsleistung“ ist, die vorbestimmte Referenz „-80 dBm oder größer“ ist und die vorbestimmte Anzahl „3“ ist. Wie es in Bestimmungsverfahrensbeispiel 2 beschrieben ist, umfassen gemäß 6 die Präsenzbereiche, die unter Verwendung der Signale geschätzt werden, bei denen die Empfangsleistung die vorbestimmte Referenz erfüllt, Bestimmungsergebnisse von Nr.1, Nr.2, Nr.5 und Nr.6. Wenn die vorbestimmte Anzahl „3“ ist, kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung basierend auf dem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich in den Bestimmungsergebnissen von Nr.2, Nr.5 und Nr.6 unter der Vielzahl von Bestimmungsergebnissen zu nachfolgenden Zeiten durchführen. Wenn die vorbestimmte Anzahl von Präsenzbereichen, die unter Verwendung der Signale geschätzt werden, bei denen der Zuverlässigkeitsparameter die vorbestimmte Referenz erfüllt, nicht erhalten werden kann, kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung durchführen, sodass die Signale zum Schätzen des Präsenzbereichs der tragbaren Vorrichtung 20 zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 erneut gesendet und empfangen werden, bis die vorbestimmte Anzahl oder mehr von Präsenzbereichen, die unter Verwendung der Signale geschätzt werden, bei denen der Zuverlässigkeitsparameter die vorbestimmte Referenz erfüllt, erfasst ist, oder die Steuerung in Bezug auf einen vorbestimmten Betrieb auf/bezüglich einer gesteuerten Vorrichtung nicht durchführen. Somit ist die Anzahl von Daten festgelegt, die zum Bestimmen des am häufigsten geschätzten Präsenzbereichs verwendet werden, und kann die Steuereinheit 330 somit eine Steuerung basierend auf dem Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20 einfacher durchführen.
Bestimmungsverfahrensbeispiel 4
Die Steuereinheit 330 kann eine Steuerung basierend auf dem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter den Präsenzbereichen durchführen, die unter Verwendung von Signalen geschätzt werden, bei denen eine Bewegung der tragbaren Vorrichtung 20 gleich oder größer einer Referenz detektiert wird.
Zum Beispiel umfassen die Präsenzbereiche, die unter Verwendung der Signale geschätzt werden, bei denen die Positionsänderung durch die Sensoreinheit 230 der tragbaren Vorrichtung 20 als „groß“ detektiert wird, Bestimmungsergebnisse von Nr.4, Nr.5 und Nr.6. Der zur Bestimmung verwendete Präsenzbereich kann ein Bestimmungsergebnis nach der ersten Zeit selbst in den Bestimmungsergebnissen umfassen, in denen die Positionsänderung klein ist. Gemäß 6 ist die Positionsänderung dort „klein“ und entspricht ein Bestimmungsergebnis von Nr.3 dem Bestimmungsergebnis nach der ersten Zeit. Wenn der Präsenzbereich, der für die Bestimmung verwendet wird, das Bestimmungsergebnis von Nr.3 umfasst, wird für den für die Bestimmung verwendeten Präsenzbereich der D-Zutritt 2 Mal geschätzt, der P-Zutritt einmal geschätzt und der BD-Zutritt einmal geschätzt. Dementsprechend kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung basierend auf dem D-Zutritt durchführen, der am häufigsten geschätzt wird. Somit kann die Steuereinheit 330 den Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20 einfacher bestimmen und eine Steuerung basierend auf dem Bestimmungsergebnis durchführen.
Wenn eine Änderung einer geschätzten Position (zum Beispiel einer 3-dimensionalen Position der tragbaren Vorrichtung 20) um einen vorbestimmten Wert oder mehr auftritt, während die durch die Sensoreinheit 230 detektierte Positionsänderung fortwährend „klein“ ist (in 6 Nr.1 bis Nr.3), kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung durchführen, sodass der Steuerungsprozess gestoppt wird, oder die Signale zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 erneut gesendet und empfangen werden.
Zum Beispiel ist es wahrscheinlich, dass die Änderung der 3-dimensionalen Position der tragbaren Vorrichtung 20 um den vorbestimmten Wert oder mehr ungenau ist, während die Sensoreinheit 230 der tragbaren Vorrichtung 20 die Positionsänderung als „klein“ detektiert. Dementsprechend kann, wenn der Steuerungsprozess gestoppt wird und die Signale zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 erneut gesendet und empfangen werden, die Steuereinheit 330 eine Steuerung basierend auf einem genaueren Bestimmungsergebnis durchführen.
Bestimmungsverfahrensbeispiel 5
Die Steuereinheit 330 kann den am häufigsten geschätzten Präsenzbereich durch Kombinieren von Bestimmungsverfahrensbeispiel 2 oder 3 und Bestimmungsverfahrensbeispiel 4 bestimmen. Im Speziellen kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung basierend auf dem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter den Präsenzbereichen durchführen, die unter Verwendung der Signale geschätzt werden, bei denen der Zuverlässigkeitsparameter die vorbestimmte Referenz erfüllt und eine Bewegung der tragbaren Vorrichtung 20 gleich oder größer der Referenz detektiert wird.
Zum Beispiel, ähnlich zu den in der vorstehend dargelegten Beschreibung verwendeten Bedingungen, wird angenommen, dass der Zuverlässigkeitsparameter „Empfangsleistung“ ist, die vorbestimmte Referenz „-80 dBm oder größer“ ist und eine Bewegung gleich oder größer der Referenz eine „große Positionsänderung“ ist. In diesem Fall umfassen die für die Bestimmung verwendete Präsenzbereiche Bestimmungsergebnisse von Nr.5 und Nr.6. Das heißt, dass für die für die Bestimmung verwendeten Präsenzbereiche der D-Zutritt 0 Mal geschätzt wird, der P-Zutritt einmal geschätzt wird, und der BD-Zutritt einmal geschätzt wird. Auf diese Art und Weise können, wenn die Vielzahl von Zutritten mit der gleichen Häufigkeit geschätzt werden, die Signale zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und tragbaren Vorrichtung 20 erneut gesendet und empfangen werden. Die Steuereinheit 330 kann eine Steuerung basierend auf einer Bestimmung des Präsenzbereichs nach einer späteren Zeit durchführen. Zum Beispiel ist gemäß 6 der BD-Zutritt ein Bestimmungsergebnis zu der Zeit t5 und der P-Zutritt ein Bestimmungsergebnis zu der Zeit t6. Dementsprechend kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung basierend auf dem P-Zutritt durchführen, der das Bestimmungsergebnis zu der Zeit t6 ist, die die spätere Zeit ist. Somit kann die Steuereinheit 330 eine Steuerung basierend auf dem Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20 einfacher und mit höherer Genauigkeit durchführen.
Vorstehend wurden die speziellen Beispiele des Verfahrens zum Bestimmen des am häufigsten geschätzten Präsenzbereichs durch die Steuereinheit 330 beschrieben. Als Nächstes wird ein Betriebsprozess des Systems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben.
3. Beispielhafter Betriebsprozess
7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Betriebsprozesses in Bezug auf das System 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Zunächst sendet die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Antenne 220A das Poll-Signal an die in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfasste Antenne 120A (S202).
Nachfolgend empfängt die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Antenne 220A das Resp-Signal, das von der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antenne 120A als Antwort bzw. Erwiderung auf das Poll-Signal gesendet wird (S204).
Nachfolgend sendet die in der tragbaren Vorrichtung 20 umfasste Antenne 220A das Final-Signal als Antwort bzw. Erwiderung auf das Resp-Signal an die Vielzahl von in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen (S206).
Dann berechnet die Recheneinheit 130 den Zuverlässigkeitsparameter basierend auf dem empfangenen Final-Signal (S208). Die Recheneinheit 130 kann den Zuverlässigkeitsparameter basierend auf dem empfangenen Poll-Signal berechnen oder kann den Zuverlässigkeitsparameter aus jedem des Poll-Signals und des Final-Signals berechnen.
Dann berechnet die Recheneinheit 130 einen Messwert, der eine Entfernung zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 ist, basierend auf den Signalen, die zwischen der in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antenne 120A und der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne 220A gesendet und empfangen werden/sind (S210).
Nachfolgend berechnet die Recheneinheit 130 einen Einfalls- bzw. Ankunftswinkel des Signals basierend auf den Signalen, die zwischen der Vielzahl von in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfassten Antennen und der in der tragbaren Vorrichtung 20 umfassten Antenne 220A gesendet und empfangen werden/sind (S212).
Nachfolgend schätzt die Recheneinheit 130 eine 3-dimensionale Position der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf dem in S210 berechneten Messwert und dem in S212 berechneten Einfalls- bzw. Ankunftswinkel des Signals (S214).
Dann schätzt die Recheneinheit 130 die Präsenzbereiche der tragbaren Vorrichtung 20 basierend auf der in S214 geschätzten 3-dimensionalen Position der tragbaren Vorrichtung 20 (S216). Hier sendet die in der Fahrzeugvorrichtung 10 umfasste Kommunikationseinheit 120 Informationen hinsichtlich der geschätzten Präsenzbereiche der tragbaren Vorrichtung 20 an die in der Steuervorrichtung 30 umfasste Kommunikationseinheit 310 und gibt die Kommunikationseinheit 310 die Informationen hinsichtlich der Präsenzbereiche der tragbaren Vorrichtung 20 an die Speichereinheit 320 aus.
Dann bestimmt die Fahrzeugvorrichtung 10, ob die Präsenzbereiche der tragbaren Vorrichtung 20 während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals geschätzt sind (S218). Wenn die Präsenzbereiche mehrmals geschätzt sind (JA in S218), schreitet der Prozess zu S220 voran. Wenn die Präsenzbereiche nicht mehrmals geschätzt sind (NEIN in S218), kehrt der Prozess zu S202 zurück, und werden die Signale zwischen der Fahrzeugvorrichtung 10 und der tragbaren Vorrichtung 20 erneut gesendet und empfangen.
Wenn die Präsenzbereiche mehrmals geschätzt sind (JA in S218), bestimmt die in der Steuervorrichtung 30 umfasste Steuereinheit 330 den am häufigsten geschätzten Präsenzbereich in einem Schätzergebnis der Vielzahl von Präsenzbereichen (S220).
Dann führt die Steuereinheit 330 eine Steuerung gemäß dem Präsenzbereich, der als am häufigsten geschätzt bestimmt wird/ist, auf/bezüglich der an dem beweglichen Objekt V1 installierten gesteuerten Vorrichtung durch (S222).
Durch die Steuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel besteht eine Möglichkeit einer Verringerung eines Einflusses eines Schätzfehlers, der aufgrund von mehreren Wegen bzw. einer Mehrwegeausbreitung oder dergleichen verursacht wird, und kann die Steuereinheit 330 somit eine Steuerung basierend auf dem Präsenzbereich der tragbaren Vorrichtung 20 mit höherer Genauigkeit durchführen.
4. Ergänzung
Vorstehend wurden die bevorzugten 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 innerhalb des Umfangs der in den beigefügten Patentansprüchen beschriebenen technischen Gedanken bzw. Konzepte vorgenommen werden können, und die verschiedenen Änderungen und Abwandlungen natürlich zu dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung gehören.
Zum Beispiel kann die Aufeinanderfolge von Prozessen, die durch die in der vorliegenden Schrift beschriebenen Vorrichtungen durchgeführt werden, beliebig unter Verwendung von Software, Hardware und einer Kombination von Software und Hardware implementiert werden. Ein Programm der Software wird/ist im Voraus zum Beispiel in/auf einem Aufzeichnungsmedium (nicht-vorübergehenden Medium) gespeichert, das innerhalb oder außerhalb jeder Vorrichtung bereitgestellt ist. Zum Beispiel wird jedes Programm zur Zeit einer Ausführung in einem Computer in einen RAM gelesen und durch einen Prozessor wie etwa eine CPU ausgeführt. Beispiele des Aufzeichnungsmediums umfassen eine magnetische Platte, eine optische Platte, eine magnetoptische Platte und einen Flashspeicher. Das Computerprogramm kann zum Beispiel über ein Netzwerk, ohne Verwendung eines Aufzeichnungsmediums, verteilt bzw. verbreitet werden.
Die unter Bezugnahme auf die Sequenzdiagramme beschriebenen Prozesse können nicht notwendigerweise der in den Zeichnungen beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Zum Beispiel können einige der Verarbeitungsschritte parallel durchgeführt werden. Zusätzliche Verarbeitungsschritte können aufgenommen werden, und einige der Verarbeitungsschritte können aus-/weggelassen werden.
Es sind eine neue und verbesserte Steuervorrichtung und ein neues und verbessertes Speichermedium bereitzustellen, die zum Durchführen einer Steuerung basierend auf einer Positions- bzw. Lagebeziehung mit höherer Genauigkeit imstande sind. Eine Steuervorrichtung umfasst eine Steuereinheit, die konfiguriert ist zum Durchführen einer Steuerung basierend auf einem Präsenzbereich einer zweiten Kommunikationsvorrichtung, der unter Verwendung von Signalen geschätzt wird, die zwischen einer ersten Kommunikationsvorrichtung und der zweiten Kommunikationsvorrichtung gesendet und empfangen werden. Die Steuereinheit führt eine Steuereinheit basierend auf einem Präsenzbereich durch, der unter einer Vielzahl von Präsenzbereichen, die aus Signalen geschätzt werden, die während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden, am häufigsten geschätzt wird.
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 2021013011 [0001]
WO 2015/176776 [0003]

Claims

Steuervorrichtung mit: einer Steuereinheit, die konfiguriert ist zum Durchführen einer Steuerung basierend auf einem Präsenzbereich einer zweiten Kommunikationsvorrichtung, der unter Verwendung von Signalen geschätzt wird, die zwischen einer ersten Kommunikationsvorrichtung und der zweiten Kommunikationsvorrichtung gesendet und empfangen werden, wobei die Steuereinheit eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter einer Vielzahl von Präsenzbereichen durchführt, die aus Signalen geschätzt werden, die während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter Präsenzbereichen durchführt, die unter Verwendung von Signalen geschätzt werden, bei denen ein Zuverlässigkeitsparameter, der bezeichnet, wie geeignet die zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsvorrichtung gesendeten und empfangenen Signale als die Signale sind, die zum Schätzen der Präsenzbereiche verwendet werden, eine vorbestimmte Referenz erfüllt.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter einer vorbestimmten Anzahl von Präsenzbereichen durchführt, die unter Verwendung der Signale geschätzt werden, bei denen der Zuverlässigkeitsparameter die vorbestimmte Referenz erfüllt.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Zuverlässigkeitsparameter zumindest eines umfasst von einem Index, der eine Stärke eines Rauschens eines Signals bezeichnet, das durch zumindest eine der ersten und der zweiten Kommunikationsvorrichtung empfangen wird, und einen Index, der eine Validität bezeichnet, die bezeichnet, dass das Signal eine direkte Welle ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Kommunikationsvorrichtung an einem beweglichen Objekt installiert ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die zweite Kommunikationsvorrichtung von einem Benutzer, der das bewegliche Objekt benutzt, getragen wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Steuereinheit eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter Präsenzbereichen durchführt, die unter Verwendung von Signalen geschätzt werden, bei denen eine Bewegung der zweiten Kommunikationsvorrichtung, die gleich oder größer einer bestimmten Referenz ist, detektiert wird, wenn die Signale gesendet und empfangen werden.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Bewegung durch einen Beschleunigungssensor erfasst wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Steuereinheit eine Steuerung gemäß einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich für eine gesteuerte Vorrichtung durchführt, die an dem beweglichen Objekt installiert ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Steuerung gemäß dem Präsenzbereich eine Steuerung in Bezug auf einen Betrieb des beweglichen Objekts umfasst.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Steuerung gemäß dem Präsenzbereich ein Entriegeln oder Verriegeln einer Tür des beweglichen Objekts umfasst.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Präsenzbereich der zweiten Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung einer Entfernung zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsvorrichtung geschätzt wird, die basierend auf den gesendeten und empfangenen Signalen geschätzt wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Signale ein Drahtlossignal in Übereinstimmung mit einer Ultrabreitband-Drahtloskommunikation umfassen.
Computerlesbares nicht-vorübergehendes Speichermedium, das ein Programm speichert, das einen Computer veranlasst zum Implementieren einer Steuerfunktion zum Durchführen einer Steuerung basierend auf einem Präsenzbereich einer ersten oder zweiten Kommunikationsvorrichtung, der unter Verwendung von Signalen geschätzt wird, die zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsvorrichtung gesendet und empfangen werden, wobei eine Steuerung basierend auf einem am häufigsten geschätzten Präsenzbereich unter einer Vielzahl von Präsenzbereichen durchgeführt wird, die aus Signalen geschätzt werden, die während einer bestimmten Zeitdauer mehrmals gesendet und empfangen werden.