JP2012087515A - Position estimation device of electronic key system - Google Patents

Position estimation device of electronic key system Download PDF

Info

Publication number
JP2012087515A
JP2012087515A JP2010234480A JP2010234480A JP2012087515A JP 2012087515 A JP2012087515 A JP 2012087515A JP 2010234480 A JP2010234480 A JP 2010234480A JP 2010234480 A JP2010234480 A JP 2010234480A JP 2012087515 A JP2012087515 A JP 2012087515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electronic key
position estimation
transmitter
vehicle
initial position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010234480A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5521179B2 (en
Inventor
Kenichi Koga
健一 古賀
Akitoshi Iwashita
明暁 岩下
Nobuyoshi Kikuma
信良 菊間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagoya Institute of Technology NUC
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Nagoya Institute of Technology NUC
Tokai Rika Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagoya Institute of Technology NUC, Tokai Rika Co Ltd filed Critical Nagoya Institute of Technology NUC
Priority to JP2010234480A priority Critical patent/JP5521179B2/en
Publication of JP2012087515A publication Critical patent/JP2012087515A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5521179B2 publication Critical patent/JP5521179B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lock And Its Accessories (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position estimation device of an electronic key system capable of reducing operation loads of position estimation using an array antenna and also simplifying communication area setting of a transmitter for making an electronic key perform a response operation.SOLUTION: In the electronic key system, when the electronic key transmits an ID code signal Sid and a vehicle receives the ID code signal Sid with the array antenna, while the radio arrival direction of the ID code signal Sid is confirmed by a position estimation algorithm, an ID code included in the ID code signal Sid is checked and the propriety of ID checking establishment is confirmed. The position estimation device includes; initial position calculation means for calculating an initial position required for the operation of the position estimation algorithm by confirming the electronic key has returned the ID code signal Sid in response to a request signal Srq transmitted from which transmitter; and key position estimation means for estimating the position of the electronic key using the position estimation algorithm on the basis of the initial position calculated by the initial position calculation means.

Description

この発明は、電子キーの位置を推定して各種制御を行う電子キーシステムの位置推定装置に関する。   The present invention relates to a position estimation device for an electronic key system that performs various controls by estimating the position of an electronic key.

近年、多くの車両には、無線通信により車両に固有のIDコードを送信可能な電子キーを車両のキーとして使用する電子キーシステムが搭載されている。この電子キーシステムでは、電子キーから送信されたIDコードを車両に搭載された車載装置が受信すると、車載装置が電子キーのIDコードと自身に予め登録されているIDコードとを照合するID照合を行い、これらIDコードが一致してID照合が成立すれば、車載機器の制御、例えば車両のドアロックの施解錠やエンジンの始動が許可又は実行される(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, many vehicles are equipped with an electronic key system that uses an electronic key that can transmit an ID code unique to the vehicle by wireless communication as a key of the vehicle. In this electronic key system, when the in-vehicle device mounted on the vehicle receives the ID code transmitted from the electronic key, the in-vehicle device collates the ID code of the electronic key with the ID code registered in advance in itself. If these ID codes match and ID verification is established, control of the in-vehicle device, for example, locking / unlocking the door lock of the vehicle and starting of the engine are permitted or executed (see, for example, Patent Document 1).

この電子キーシステムは、電子キーからIDコードを送信するに際して電子キーにおいてボタン操作を必要としない、つまり電子キーからIDコードの送信を自動で行うものである。詳しくは、電子キーシステムでは、電子キーにIDコードの送信を要求するリクエスト信号を間欠的に車載装置から送信させ、電子キーがこのリクエスト信号を受信すると、これに応答する形で電子キーがIDコードを含むIDコード信号を車両に向けて送信して、車載装置が受信したこのIDコード信号のIDコードでID照合を実行する。   This electronic key system does not require any button operation on the electronic key when transmitting the ID code from the electronic key, that is, automatically transmits the ID code from the electronic key. Specifically, in an electronic key system, a request signal requesting the electronic key to transmit an ID code is intermittently transmitted from the in-vehicle device, and when the electronic key receives the request signal, the electronic key is in response to the request. An ID code signal including a code is transmitted to the vehicle, and ID verification is performed using the ID code of the ID code signal received by the in-vehicle device.

また、電子キーシステムには、車内に設けられたエンジンスイッチを操作するのみでエンジンを始動及び停止することが可能なエンジンスタートシステムが含まれている。このエンジンスタートシステムは、車内に入り込んだ電子キーとの間でID照合を行い、このID照合が成立したことを条件に、ブレーキペダルを踏み込み操作された状態でエンジンスイッチが操作されると、エンジンが始動する。このため、運転者は、電子キーを衣服のポケットに入れたり、かばん等に入れたりして携帯していれば、エンジンの始動が実行されるようになっている。   Further, the electronic key system includes an engine start system that can start and stop the engine only by operating an engine switch provided in the vehicle. This engine start system performs ID verification with an electronic key that has entered the vehicle, and when the ID switch is established, if the engine switch is operated with the brake pedal depressed, Starts. For this reason, if the driver carries the electronic key in a pocket of clothes or puts it in a bag or the like, the engine is started.

特開2002−29385号公報JP 2002-29385 A

古賀健一、外7名、「近傍波源推定に対するESPRIT法適用に関する基礎検討」、電子情報通信学会技術研究報告、2009年、第109巻、第218号、p.91−96Kenichi Koga, 7 others, “Basic study on application of ESPRIT method to near-field source estimation”, IEICE Technical Report 2009, Vol. 109, No. 218, p. 91-96 M.フェダー及びE.ウェインスタイン(M.Feder and E.Weinstein)、「EMアルゴリズムを用いた重畳された信号のパラメータ指定(Parameter estimation of superimposed signals using the EM algorithm)」、(米国)、IEEE論文誌(IEEE Trans. Acoust)、音声、言語及び信号処理(Speech and Signal Proc)、1988年、第36巻、第4号、p.477−489M.M. Feder and E.C. Weinstein (M.Feder and E.Weinstein), “Parameter estimation of superimposed signals using the EM algorithm” (USA), IEEE paper (IEEE Trans. Acoust ), Speech and Signal Proc, 1988, Vol. 36, No. 4, p. 477-489 林高弘、外2名、「EM,SAGEアルゴリズムを用いたDOA推定に関する一検討」、電子情報通信学会技術研究報告、2003年、第103巻、第22号、p.57−62Takahiro Hayashi and two others, “A study on DOA estimation using EM, SAGE algorithm”, IEICE Technical Report, 2003, Vol. 103, No. 22, p. 57-62 P.J.チェン及びJ.F.ボーメ(P.J.Chung and J.F.Bohme)、「fastEM,SAGEアルゴリズムを用いた到来方向推定(DOA estimation using fast EM and SAGE algorithms)」、(米国)、信号処理(Signal Processing)、2002年11月、第82巻、p.1753−1762P. J. et al. Chen and J.H. F. Baume (PJChung and JFBohme), “DOA estimation using fast EM and SAGE algorithms” (USA), Signal Processing, November 2002, 82nd Volume, p. 1753-1762

ところで、この種の電子キーシステムでは、ドアロックの施解錠の許可は車外でのID照合が成立したことが条件とされ、エンジン始動許可は車内でのID照合の成立が条件とされている。このため、車両には、車両周辺の所定通信エリア(車外通信エリア)に無線信号を送信可能な車外発信機と、車両室内の所定通信エリア(車内通信エリア)に無線信号を送信可能な車内発信機とが設けられ、運転者が車外及び車内のどちらにいるかによって、これら発信機のどちらか一方が選択的に動作してりクエスト信号が送信される動作がとられる。そして、車両は、どちらの通信エリアに送信したリクエスト信号に応答して電子キーからIDコード信号が返信されたかに基づいて電子キーが車外と車内とのどちらに存在するかを判断し、その判断結果に基づく動作を実行する。   By the way, in this type of electronic key system, permission to lock and unlock the door lock is conditional on ID verification outside the vehicle, and engine start permission is conditional on ID verification inside the vehicle. Therefore, the vehicle has an in-vehicle transmitter capable of transmitting a radio signal to a predetermined communication area (external communication area) around the vehicle, and an in-vehicle transmission capable of transmitting a radio signal to a predetermined communication area (in-vehicle communication area) in the vehicle interior. Depending on whether the driver is outside or inside the vehicle, either one of these transmitters is selectively operated and a quest signal is transmitted. Then, the vehicle determines whether the electronic key exists outside the vehicle or inside the vehicle based on whether the ID code signal is returned from the electronic key in response to the request signal transmitted to which communication area, and the determination Perform actions based on results.

電子キーシステムがこのような通信型式をとることを踏まえ、この種の電子キーシステムでは、車外発信機と車内発信機とから送信される送信電波(無線信号)の出力が、車外通信エリアと車内通信エリアとで重複しないように調整されなければならない。詳しくは、車外発信機から送信される所定の信号強度のエリアからなる車外通信エリアの境界と、車内発信機から送信される所定の信号強度のエリアからなる車内通信エリアの境界とがほぼ一致していなくてはならない。しかし、通信エリア設定は微妙な設定作業を要するため、場合によっては車内通信エリアが車外通信エリアに重複してしまうこともある。このため、車内通信エリア及び車外通信エリアの合わせ込みは非常に難しい作業であることから、車内通信エリア及び車外通信エリアの設定作業の省力化が求められていた。   In light of the fact that the electronic key system adopts such a communication type, in this type of electronic key system, the output of the transmission radio wave (radio signal) transmitted from the external transmitter and the in-vehicle transmitter is between the external communication area and the in-vehicle It must be adjusted so that it does not overlap with the communication area. Specifically, the boundary of the in-vehicle communication area composed of the area of the predetermined signal strength transmitted from the in-vehicle transmitter and the boundary of the in-vehicle communication area composed of the area of the predetermined signal intensity transmitted from the in-vehicle transmitter almost coincide. It must be. However, since the communication area setting requires delicate setting work, the in-vehicle communication area may overlap the outside-vehicle communication area in some cases. For this reason, it is a very difficult task to combine the in-vehicle communication area and the out-of-vehicle communication area.

そこで、車両にアダプティブアンテナを搭載して、電子キーの位置を正確に推定するアダプティブアンテナによる位置推定技術の採用が考えられる。このアダプティブアンテナによる位置推定技術はいろいろな方法が考案されているが、位置の推定精度を高められるとともに、演算処理を比較的抑えられることから、例えば初期位置を予め取得してこの初期位置に基づいて位置を推定する位置推定技術の利用が考えられる。このような初期位置を利用する位置推定方法としては、近傍ESPRIT法(非特許文献1参照)、EM法(Expectation-Maximization)(非特許文献2,3参照)、SAGE法(Space-Alternating Generalized Expectation maximization)(非特許文献3,4参照)等が考案されている。   Therefore, it is conceivable to employ a position estimation technique using an adaptive antenna that mounts an adaptive antenna on a vehicle and accurately estimates the position of the electronic key. Various methods have been devised for the position estimation technique using this adaptive antenna. However, since the position estimation accuracy can be improved and the calculation processing can be relatively suppressed, for example, the initial position is acquired in advance and the position is based on this initial position. Therefore, it is conceivable to use a position estimation technique for estimating the position. As a position estimation method using such an initial position, a neighborhood ESPRIT method (see Non-Patent Document 1), an EM method (Expectation-Maximization) (see Non-Patent Documents 2 and 3), a SAGE method (Space-Alternating Generalized Expectation) maximization) (see Non-Patent Documents 3 and 4).

これら初期位置を利用する位置推定では、初期位置を求めるために何らかの初期位置を推定するアルゴリズムを別途用意して、これを用いて得た初期推定位置を初期位置として位置を推定する。ところが、初期位置を推定するアルゴリズムを別途用意すると、演算処理が複雑となって、処理能力の高い装置が必要となる。また、簡易な初期推定アルゴリズムを使用することで対応すると、初期推定位置の精度が低く、最終的な推定位置の精度が劣化したり、位置推定処理に要する演算量が増大したりしてしまう。よって、通信エリアの設定を容易にしながら、位置推定の演算処理を低減できる電子キーシステムの位置推定装置が求められていた。   In position estimation using these initial positions, an algorithm for estimating some initial position is separately prepared for obtaining the initial position, and the position is estimated using the initial estimated position obtained by using this as an initial position. However, if an algorithm for estimating the initial position is prepared separately, the arithmetic processing becomes complicated and a device with high processing capability is required. Further, if a simple initial estimation algorithm is used, the accuracy of the initial estimated position is low, the accuracy of the final estimated position is deteriorated, and the amount of calculation required for the position estimation process is increased. Therefore, there has been a demand for a position estimation device for an electronic key system that can reduce the calculation process of position estimation while facilitating setting of a communication area.

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アレーアンテナを使用した位置推定の演算負荷を軽減でき、かつ電子キーに応答動作をとらせる発信機の通信エリア設定も簡略化することができる電子キーシステムの位置推定装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to reduce the calculation load of position estimation using an array antenna and to simplify the communication area setting of a transmitter that allows an electronic key to take a response action. An object of the present invention is to provide an electronic key system position estimation device that can be realized.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の発明は、通信マスタの発信機からID返信要求信号を送信し、当該ID返信要求信号に応答して電子キーがID信号を送信し、当該ID信号を前記通信マスタがアレーアンテナで受信すると、当該アレーアンテナを使用した位置推定アルゴリズムによって当該ID信号の電波到来方向を算出しつつ、前記ID信号に含まれるIDコードを照合してID照合成立可否を確認する電子キーシステムの位置推定装置において、どの前記発信機から送信された前記ID返信要求信号に応答して前記電子キーが前記ID信号を返信してきたのかを確認することにより、前記位置推定アルゴリズムの演算に必要な初期位置を算出する初期位置算出手段と、前記初期位置算出手段が算出した前記初期位置を基に、前記位置推定アルゴリズムを使用して前記電子キーの位置を推定するキー位置推定手段とを備えたことをその要旨としている。
In the following, means for achieving the above object and its operational effects will be described.
According to the first aspect of the present invention, an ID reply request signal is transmitted from the transmitter of the communication master, and the electronic key transmits an ID signal in response to the ID reply request signal. When receiving with an antenna, the electronic key system confirms whether or not ID collation is established by collating an ID code included in the ID signal while calculating a radio wave arrival direction of the ID signal by a position estimation algorithm using the array antenna. In the position estimation device, an initial stage required for the calculation of the position estimation algorithm is confirmed by confirming whether the electronic key has returned the ID signal in response to the ID reply request signal transmitted from which transmitter. An initial position calculating means for calculating a position; and the position estimation algorithm based on the initial position calculated by the initial position calculating means. That a key position estimating means using estimates the position of the electronic key is set to its gist.

同構成によれば、どの発信機から送信されたリクエスト信号に応答して電子キーがID信号を返信したかを見ることにより、電子キーがどの通信エリアに位置しているのかを確認し、その確認結果から、位置推定アルゴリズムの計算に必要な初期位置を推定する。そして、この推定結果から割り出した初期位置を使用して、位置推定アルゴリズムにより電子キーの位置を推定する。よって、電子キーがどの発信機に応答してID信号を返信したかを見ることにより位置推定アルゴリズムの初期位置を割り出すので、複雑な計算式を使用して初期位置を演算する必要がない。よって、初期位置の計算負荷が軽減され、ひいては電子キーの位置推定の計算負荷を軽減することが可能となる。   According to the configuration, by checking which transmitter the electronic key returns in response to the request signal transmitted from which transmitter, it is confirmed in which communication area the electronic key is located. From the confirmation result, an initial position necessary for calculation of the position estimation algorithm is estimated. Then, using the initial position determined from the estimation result, the position of the electronic key is estimated by the position estimation algorithm. Therefore, since the initial position of the position estimation algorithm is determined by looking at which transmitter the electronic key responds to and returns the ID signal, it is not necessary to calculate the initial position using a complicated calculation formula. Therefore, the calculation load for the initial position is reduced, and as a result, the calculation load for estimating the position of the electronic key can be reduced.

また、電子キーの詳細位置は、電子キーからのID信号をアレーアンテナで受信した際、位置推定アルゴリズムを使用して行う判定形式をとる。このため、発信機から送信されるID返信要求は、電子キーが通信マスタにある程度近づいたら電子キーに応答動作をとらせられる信号であればよいので、通信エリアが細かく設定される必要はなく、大体のエリアをとっていればよい。このため、発信機の通信エリアを厳密に設定する必要がないので、非常に大きな作業負荷のかかる発信機のエリア設定作業を不要とすることも可能となる。   The detailed position of the electronic key takes a determination format that is performed using a position estimation algorithm when an ID signal from the electronic key is received by the array antenna. For this reason, the ID reply request transmitted from the transmitter need only be a signal that allows the electronic key to take a response action when the electronic key approaches the communication master to some extent, so the communication area does not need to be set in detail, It suffices to take a rough area. For this reason, since it is not necessary to set the communication area of the transmitter strictly, it is possible to eliminate the area setting operation of the transmitter that requires a very large work load.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、前記初期位置算出手段は、複数の前記発信機から前記ID返信要求信号を時分割で送信し、前記アレーアンテナで受信した前記ID信号がどの前記発信機に対する応答なのかを確認することにより、前記電子キーがどの前記発信機の通信エリアに位置しているのかを見るとともに、その割り出した当該通信エリアの1点を前記初期位置として設定することをその要旨としている。   According to a second aspect of the present invention, in the position estimation device of the electronic key system according to the first aspect, the initial position calculation means transmits the ID reply request signal from a plurality of transmitters in a time-sharing manner, and By checking which transmitter the ID signal received by the array antenna is a response to which transmitter, the electronic key is located in the communication area of the transmitter, and the communication area that has been determined The gist is to set one point as the initial position.

同構成によれば、ID返信要求信号を時分割、言い換えれば所定の時間毎に、いずれかの発信機からのみ送信して、この時分割されたID返信要求信号に応答したID信号の受信タイミングからどの発信機の通信エリアに存在するかを特定して、この通信エリア内のいずれか1点を初期位置とする。よって、複数の発信機から順番に信号送信するという簡単な制御によって、電子キーの現在位置、つまり初期位置を割り出すことが可能となる。   According to this configuration, the ID reply request signal is transmitted in a time-division manner, in other words, every predetermined time only from one of the transmitters, and the reception timing of the ID signal in response to the time-divided ID reply request signal From which transmitter area is specified, any one point in this communication area is set as the initial position. Therefore, it is possible to determine the current position of the electronic key, that is, the initial position, by simple control of transmitting signals in order from a plurality of transmitters.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、前記発信機の各通信エリアは、隣に位置するもの同士と縁部がオーバーラップすることをその要旨としている。   According to a third aspect of the present invention, in the position estimation device for an electronic key system according to the first or second aspect, each communication area of the transmitter is overlapped with the one located next to each other. This is the gist.

同構成によれば、互いに隣り合うもの同士で発信機の通信エリアの縁部をオーバーラップさせたので、通信エリアの間に隙間が生じ難くなるとともに、通信エリアの設定作業を簡略化することができる。   According to this configuration, since the edges of the transmitter communication area are overlapped with each other adjacent to each other, it is difficult to form a gap between the communication areas, and simplifies the setting work of the communication area. it can.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、前記発信機は、前記通信マスタとしての車両の各ドアに設けられ、前記発信機の通信エリアは、前記車両の各ドアの周囲に形成されることをその要旨としている。   Invention of Claim 4 is a position estimation apparatus of the electronic key system as described in any one of Claims 1-3. WHEREIN: The said transmitter is provided in each door of the vehicle as the said communication master, The said The gist of the communication area of the transmitter is that it is formed around each door of the vehicle.

同構成によれば、一般的な車両には、電子キーシステムを実現するために車両の各ドアに発信機が搭載されているが、本構成では、この既存の発信機を使用して、位置推定アルゴリズムの演算に必要な初期位置を算出することが可能となる。よって、新たな物品を搭載することなく、既存の部品を使用して初期位置算出することが可能となる。   According to this configuration, a general vehicle is equipped with a transmitter at each door of the vehicle in order to realize an electronic key system. In this configuration, this existing transmitter is used to It is possible to calculate an initial position necessary for the calculation of the estimation algorithm. Therefore, it is possible to calculate the initial position using existing parts without mounting a new article.

本発明によれば、アレーアンテナを使用した位置推定の演算負荷を軽減でき、かつ電子キーに応答動作をとらせる発信機の通信エリア設定も簡略化することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the calculation load of position estimation using an array antenna, and it is possible to simplify the communication area setting of the transmitter that causes the electronic key to perform a response operation.

電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows schematic structure of an electronic key system. 車両の通信エリアを示す上面図。The top view which shows the communication area of a vehicle. 発信機の送信タイミング及び受信機の受信タイミングを示す図。The figure which shows the transmission timing of a transmitter, and the reception timing of a receiver. 車両の制御を示すフローチャート。The flowchart which shows control of a vehicle. アレーアンテナと波源との位置関係を示す図。The figure which shows the positional relationship of an array antenna and a wave source.

以下、本発明を車両の電子キーシステムに適用した一実施形態について図1〜図5を参照して説明する。
図1に示されるように、車両2には、例えば運転者が実際に車両キーを操作しなくてもドアロックの施解錠やエンジンの始動及び停止等の車両動作を行うことが可能な電子キーシステム、いわゆるキー操作フリーシステムが搭載されている。キー操作フリーシステムは、キー固有のIDコードを無線通信で送信可能な電子キー1が車両キーとして使用され、電子キー1と車両2との狭域無線通信によりID照合が実行される。なお、ドアロックやエンジンが車載機器に相当する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electronic key system of a vehicle will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the vehicle 2 includes an electronic key that can perform vehicle operations such as locking / unlocking a door lock and starting / stopping an engine without the driver actually operating the vehicle key. The system, so-called key operation free system is installed. In the key operation free system, an electronic key 1 that can transmit an ID code unique to a key by wireless communication is used as a vehicle key, and ID collation is executed by narrow-band wireless communication between the electronic key 1 and the vehicle 2. A door lock or an engine corresponds to an in-vehicle device.

キー操作フリーシステムには、車両2に近づいたり離れたりした際に自動でID照合が行われてドアロックの施解錠が許可されるエントリーシステムや、エンジン始動停止操作の際に実際の車両キー操作を必要とせずに単なるスイッチ操作のみでエンジン始動停止操作を行うことが可能な機能としてワンプッシュエンジンスタートシステムがある。これを以下に説明すると、車両2には、電子キー1との間で狭域無線通信(以下、スマート通信という)を行う際にID照合を行う照合ECU(Electronic Control Unit)21と、車両2の状態を管理するメインボディECU31と、エンジンの点火制御及び燃料噴射制御を行うエンジンECU32とが設けられている。これら照合ECU21、メインボディECU31、及びエンジンECU32は、車内LAN(Local Area Network)30を通じて接続されている。   The key operation-free system includes an entry system in which ID verification is automatically performed when the vehicle 2 approaches or leaves the vehicle 2 and door locking / unlocking is permitted, or actual vehicle key operation during engine start / stop operation There is a one-push engine start system as a function that can perform an engine start / stop operation by a simple switch operation without requiring a switch. This will be described below. The vehicle 2 includes a verification ECU (Electronic Control Unit) 21 that performs ID verification when performing narrow-area wireless communication (hereinafter referred to as smart communication) with the electronic key 1, and the vehicle 2. A main body ECU 31 that manages the state of the engine and an engine ECU 32 that performs engine ignition control and fuel injection control are provided. The verification ECU 21, the main body ECU 31, and the engine ECU 32 are connected through an in-vehicle LAN (Local Area Network) 30.

照合ECU21には、車両2の各ドアに埋設されてLF(Low Frequency)帯の信号を送信可能な発信機としての第1LF発信機22、第2LF発信機23、第3LF発信機24、第4LF発信機25、及び第5LF発信機26が接続されている。これらLF発信機22〜26は、リクエスト信号Srqをそれぞれの発信アンテナからその周囲に送信可能である。LF発信機22〜26は、車両2の各ドアの周囲にリクエスト信号Srqの所定の信号強度の通信エリアA1,A2,A3,A4,A5を形成する(図2参照)。これら通信エリアA1,A2,A3,A4,A5は、略円形に形成されるとともに、隣り合う互いのエリアの縁部が重なり合って、言い換えればオーバーラップして形成される。   The verification ECU 21 includes a first LF transmitter 22, a second LF transmitter 23, a third LF transmitter 24, and a fourth LF as transmitters that are embedded in each door of the vehicle 2 and can transmit signals in an LF (Low Frequency) band. A transmitter 25 and a fifth LF transmitter 26 are connected. These LF transmitters 22 to 26 can transmit the request signal Srq from their respective transmitting antennas to their surroundings. The LF transmitters 22 to 26 form communication areas A1, A2, A3, A4, and A5 having a predetermined signal strength of the request signal Srq around each door of the vehicle 2 (see FIG. 2). These communication areas A1, A2, A3, A4, and A5 are formed in a substantially circular shape, and the edges of the adjacent areas are overlapped, in other words, overlapped.

また、照合ECU21には、車両2の室内天井に埋設されてUHF(Ultra High Frequency)帯の信号を受信可能なUHF受信機27が接続されている。UHF受信機27には、複数の受信素子(アンテナ素子)からなるアレーアンテナ27aが搭載されている。アレーアンテナ27aは、小アンテナを平面状に多数配列した指向性アンテナの一種であって、電波到来方向や電波到来位置等が算出可能となっている。また、LF発信機22〜26は、アレーアンテナ27aからの距離がそれぞれ略等間隔に配置されている。   The verification ECU 21 is connected to a UHF receiver 27 that is embedded in the indoor ceiling of the vehicle 2 and can receive a UHF (Ultra High Frequency) band signal. The UHF receiver 27 is equipped with an array antenna 27a composed of a plurality of receiving elements (antenna elements). The array antenna 27a is a kind of directional antenna in which a large number of small antennas are arranged in a plane, and the radio wave arrival direction, radio wave arrival position, and the like can be calculated. Further, the LF transmitters 22 to 26 are arranged at substantially equal intervals from the array antenna 27a.

照合ECU21には、IDコードが記憶されたメモリ21aと、ID照合を行う照合部21bとが設けられている。照合部21bは、メモリ21aに登録されたIDコードと、電子キー1のIDコードとを照らし合わせてID照合を行う。照合ECU21は、LF発信機22〜26からUHF帯のリクエスト信号Srqを時分割で送信させ、車両2を含む周辺を5つに分割した通信エリアA1,A2,A3,A4,A5を形成する(図3参照)。なお、これら通信エリアA1,A2,A3,A4,A5が分割エリアに相当する。また、時分割とは、ある時間差を取りながらリクエスト信号Srqを順番に送信する動作のことを言う。   The verification ECU 21 is provided with a memory 21a that stores an ID code and a verification unit 21b that performs ID verification. The collation unit 21b compares the ID code registered in the memory 21a with the ID code of the electronic key 1 to perform ID collation. The verification ECU 21 transmits the UHF band request signal Srq from the LF transmitters 22 to 26 in a time-sharing manner to form communication areas A1, A2, A3, A4, A5 in which the periphery including the vehicle 2 is divided into five ( (See FIG. 3). Note that these communication areas A1, A2, A3, A4, and A5 correspond to divided areas. Further, the time division refers to an operation of sequentially transmitting the request signal Srq while taking a certain time difference.

一方、電子キー1には、車両2との間で電子キーシステムに準じた無線通信を行う際のコントロールユニットとして通信制御部11が設けられている。通信制御部11は、固有のキーコードとしてIDコードが記憶されたメモリ11aを備えている。通信制御部11には、外部で送信されたUHF帯の信号を受信可能なLF受信部12と、通信制御部11の指令に従いUHF帯の信号を送信可能なUHF発信部13とが接続されている。通信制御部11は、車両2からリクエスト信号Srqを受信すると、自身のIDコードを含むIDコード信号SidをUHF発信部13から送信する。   On the other hand, the electronic key 1 is provided with a communication control unit 11 as a control unit for performing wireless communication with the vehicle 2 according to the electronic key system. The communication control unit 11 includes a memory 11a in which an ID code is stored as a unique key code. Connected to the communication control unit 11 are an LF receiving unit 12 capable of receiving an externally transmitted UHF band signal and a UHF transmitting unit 13 capable of transmitting a UHF band signal in accordance with an instruction from the communication control unit 11. Yes. When receiving the request signal Srq from the vehicle 2, the communication control unit 11 transmits an ID code signal Sid including its own ID code from the UHF transmission unit 13.

照合ECU21は、電子キー1から返信されたIDコード信号Sidをアレーアンテナ27aで受信すると、このアレーアンテナ27aによって電波到来方向を算出する。照合ECU21は、電子キー1が車外に位置すると認識すると、ID照合として車外照合を行い、この車外照合が成立することを確認すると、メインボディECU31を介してドアロック装置38によるドアロックの施解錠を許可又は実行する。また、照合ECU21は、電子キー1が車内に位置すると認識すると、ID照合として車内照合を行い、この車内照合が成立することを確認すると、エンジンスイッチ35による電源遷移操作及びエンジン始動操作を許可する。   When the verification ECU 21 receives the ID code signal Sid returned from the electronic key 1 by the array antenna 27a, the verification ECU 21 calculates the arrival direction of the radio wave by the array antenna 27a. When the verification ECU 21 recognizes that the electronic key 1 is located outside the vehicle, the verification ECU 21 performs external verification as ID verification. When the verification outside the vehicle is confirmed, the door lock device 38 locks and unlocks the door lock via the main body ECU 31. Allow or execute Further, when the verification ECU 21 recognizes that the electronic key 1 is located in the vehicle, it performs in-vehicle verification as ID verification, and when it is confirmed that the in-vehicle verification is established, permits the power switch operation and the engine start operation by the engine switch 35. .

アレーアンテナ27aを使用した位置推定には、例えばESPRIT法の一種である近傍波源ESPRIT法が使用されている。ところで、ESPRIT法は、波源が遠方である場合に、隣り合うサブアレー間で成り立つ回転不変式を使用して電波の到来方向を求める算出方式である。つまり、波源が遠方の場合には、ESPRIT法により波源位置を特定できるが、単なるESPRIT法では、波源が近傍の場合に回転不変式が成立せず、この近傍波源の位置を推定することができない現状がある。   For the position estimation using the array antenna 27a, for example, the near wave source ESPRIT method which is a kind of the ESPRIT method is used. By the way, the ESPRIT method is a calculation method for obtaining the direction of arrival of radio waves using a rotation invariant that holds between adjacent subarrays when the wave source is far away. In other words, when the wave source is far away, the position of the wave source can be specified by the ESPRIT method. However, with the simple ESPRIT method, the rotation invariant is not established when the wave source is in the vicinity, and the position of this near wave source cannot be estimated. There is a present situation.

そこで、波源が近傍でも位置推定することができるESPRIT法として考案されたのが近傍波源ESPRIT法である。近傍波源ESPRITの位置推定アルゴリズムは、まず電波波源の初期位置を推定し、初期推定により得られた位置から変換行列を算出する。変換行列とは、初期推定位置に対するアレーのモードベクトルを定数倍する変換を行う行列である。この変換行列を使用すると、擬似的な回転不変式が成立する。近傍波源ESPRIT法は、この擬似的な回転不変式を使用して、ESPRIT法と同様の計算方式を用いて波源位置を推定する。   Thus, the near wave source ESPRIT method has been devised as an ESPRIT method capable of estimating the position even in the vicinity of the wave source. The position estimation algorithm of the near wave source ESPRIT first estimates the initial position of the radio wave source, and calculates a transformation matrix from the position obtained by the initial estimation. The conversion matrix is a matrix that performs conversion by multiplying the array mode vector for the initial estimated position by a constant. When this transformation matrix is used, a pseudo rotation invariant is established. The near wave source ESPRIT method estimates the wave source position using a calculation method similar to the ESPRIT method using this pseudo rotation invariant.

本例のキー操作フリーシステムには、アレーアンテナ27aによるキー位置推定を、簡素な構成により実現するキー位置推定装置3が設けられている。本例のキー位置推定装置3は、初期位置が必要なアルゴリズムによってキー位置を判定する際に、LF発信機22〜26による検出位置を初期推定位置とすることによって位置算出を行う装置となっている。   The key operation free system of this example is provided with a key position estimation device 3 that realizes the key position estimation by the array antenna 27a with a simple configuration. The key position estimation device 3 of this example is a device that calculates a position by using the detection positions by the LF transmitters 22 to 26 as the initial estimated position when determining the key position by an algorithm that requires the initial position. Yes.

以下、キー位置推定装置3を詳述すると、照合ECU21には、電子キー1の位置を求めるための初期位置を算出する初期位置算出手段としての初期位置算出部21cが設けられている。初期位置算出部21cは、アレーアンテナ27aでIDコード信号Sidを受信したら、このときの受信信号が、どのLF発信機が送信したリクエスト信号Srqに応答した信号かを確認し、電子キー1が通信エリアA1〜A5のいずれに位置しているのかを判定する。そして、初期位置算出部21cは、電子キー1が位置する通信エリアの1点、本例の場合は通信エリアの中心Pを、位置推定アルゴリズムの初期位置として設定する。   Hereinafter, the key position estimation device 3 will be described in detail. The verification ECU 21 is provided with an initial position calculation unit 21c as an initial position calculation means for calculating an initial position for obtaining the position of the electronic key 1. When the initial position calculation unit 21c receives the ID code signal Sid with the array antenna 27a, the initial position calculation unit 21c confirms which reception signal at this time is a response to the request signal Srq transmitted by which LF transmitter, and the electronic key 1 communicates. It is determined which of the areas A1 to A5 is located. Then, the initial position calculation unit 21c sets one point of the communication area where the electronic key 1 is located, in this example, the center P of the communication area as the initial position of the position estimation algorithm.

また、照合ECU21には、初期位置算出部21cが算出した初期位置を基に電子キー1の位置を推定するキー位置推定手段としてのキー位置推定部21dが設けられている。キー位置推定部21dは、初期位置算出部21cが算出した中心Pを初期位置として、位置推定アルゴリズム(近傍波源ESPRIT法)によりIDコード信号Sidの電波到来方向及び電波放射位置を推定して、電子キー1の位置を算出する。   Further, the verification ECU 21 is provided with a key position estimation unit 21d as key position estimation means for estimating the position of the electronic key 1 based on the initial position calculated by the initial position calculation unit 21c. The key position estimation unit 21d uses the center P calculated by the initial position calculation unit 21c as the initial position, estimates the radio wave arrival direction and radio wave emission position of the ID code signal Sid by a position estimation algorithm (neighboring wave source ESPRIT method), The position of key 1 is calculated.

次に、照合ECU21による位置推定を含む車載機器の制御動作について図4を参照して説明する。なお、位置推定方法として近傍波源ESPRIT法を例に挙げる。
まず、図4に示されるように、照合ECU21は、各LF発信機22〜26からリクエスト信号Srqを時分割で各通信エリアA1,A2,A3,A4,A5に送信させる(ステップS1)。すなわち、図3に示されるように、各LF発信機22〜26からのリクエスト信号Srqの送信タイミングが重ならないよう第1LF発信機22から順にリクエスト信号Srqを送信する。本実施形態では、第1LF発信機22に続いて第2LF発信機23、その次に第3LF発信機24、第4LF発信機25、第5LF発信機26と順番に、各LF発信機22〜26からリクエスト信号Srqを送信する。照合ECU21は、各LF発信機22〜26からリクエスト信号Srqがそれぞれ1回送信される一巡を1セットとして、この1セットを間欠的に繰り返すよう各LF発信機22〜26からリクエスト信号Srqを送信させる。
Next, the control operation of the in-vehicle device including the position estimation by the verification ECU 21 will be described with reference to FIG. As an example of the position estimation method, the neighborhood wave source ESPRIT method is given.
First, as shown in FIG. 4, the verification ECU 21 transmits the request signal Srq from each of the LF transmitters 22 to 26 to each of the communication areas A1, A2, A3, A4, and A5 in a time division manner (step S1). That is, as shown in FIG. 3, the request signals Srq are transmitted in order from the first LF transmitter 22 so that the transmission timings of the request signals Srq from the LF transmitters 22 to 26 do not overlap. In the present embodiment, the first LF transmitter 22 is followed by the second LF transmitter 23, then the third LF transmitter 24, the fourth LF transmitter 25, and the fifth LF transmitter 26, and the LF transmitters 22-26 in this order. Transmits a request signal Srq. The verification ECU 21 transmits a request signal Srq from each of the LF transmitters 22 to 26 so as to repeat this one set intermittently, with one cycle in which the request signal Srq is transmitted once from each of the LF transmitters 22 to 26 as one set. Let

続いて、図4に示されるように、照合ECU21は、IDコード信号SidをUHF受信機27(アレーアンテナ27a)により受信したか否かを判断する(ステップS2)。そして、照合ECU21は、IDコード信号Sidを受信しない(ステップS2:NO)と、処理を終了する。一方、照合ECU21は、IDコード信号Sidを受信すると(ステップS2:YES)と、ステップS3に移行する。   Subsequently, as shown in FIG. 4, the verification ECU 21 determines whether or not the ID code signal Sid is received by the UHF receiver 27 (array antenna 27a) (step S2). And collation ECU21 will complete | finish a process, if ID code signal Sid is not received (step S2: NO). On the other hand, when the verification ECU 21 receives the ID code signal Sid (step S2: YES), the verification ECU 21 proceeds to step S3.

ステップS3では、照合ECU21の初期位置算出部21cにより初期位置推定が実行される。このとき、初期位置算出部21cは、受信したIDコード信号Sidの受信タイミングから、通信エリアA1〜A5のいずれに電子キー1が存在するかを推定する。すなわち、図3に示されるように、初期位置算出部21cは、送信したリクエスト信号Srqに応答して電子キー1が送信したIDコード信号Sidの受信タイミングに基づき、位置推定アルゴリズムの初期位置を推定する。例えば、第1LF発信機22の通信エリアA1に電子キー1が位置する場合、初期位置算出部21cは、第1LF発信機22からリクエスト信号Srqを送信した直後の受信タイミングで、電子キー1からIDコード信号Sidを受信するので、第1LF発信機22の通信エリアA1に電子キー1が存在すると推定する。   In step S3, initial position estimation is performed by the initial position calculation unit 21c of the verification ECU 21. At this time, the initial position calculation unit 21c estimates in which of the communication areas A1 to A5 the electronic key 1 exists from the reception timing of the received ID code signal Sid. That is, as shown in FIG. 3, the initial position calculation unit 21c estimates the initial position of the position estimation algorithm based on the reception timing of the ID code signal Sid transmitted by the electronic key 1 in response to the transmitted request signal Srq. To do. For example, when the electronic key 1 is located in the communication area A1 of the first LF transmitter 22, the initial position calculation unit 21c receives the ID from the electronic key 1 at the reception timing immediately after transmitting the request signal Srq from the first LF transmitter 22. Since the code signal Sid is received, it is estimated that the electronic key 1 exists in the communication area A1 of the first LF transmitter 22.

そして、初期位置算出部21cは、電子キー1が存在すると推定した通信エリアA1の1点として中心P1に電子キー1が存在する仮定して、中心P1のXY座標(x,y)を電子キー1の位置を求めるための初期位置と設定する(ステップS4)。通信エリアの中心P1を初期位置とするのは、電子キー1が通信エリアA1内のいずれの位置に存在しても、通信エリアA1の中心P1とすれば、電子キー1が存在する位置との距離が最も近くなる確率が高くなるからである。また、通信エリアA1の中心P1がドア上であるので、通信エリアA1に入った電子キー1が近くに位置する可能性も高い。このため、電子キー1が存在する通信エリアの中心を電子キー1の位置を求めるための初期位置と設定する。 Then, the initial position calculation unit 21c assumes that the electronic key 1 exists at the center P1 as one point of the communication area A1 where the electronic key 1 is estimated to exist, and sets the XY coordinates (x 0 , y 0 ) of the center P1. The initial position for obtaining the position of the electronic key 1 is set (step S4). The center P1 of the communication area is set as the initial position because the position where the electronic key 1 exists is determined as the center P1 of the communication area A1 regardless of the position of the electronic key 1 in the communication area A1. This is because the probability that the distance is closest is increased. Further, since the center P1 of the communication area A1 is on the door, there is a high possibility that the electronic key 1 entering the communication area A1 is located nearby. For this reason, the center of the communication area where the electronic key 1 exists is set as the initial position for obtaining the position of the electronic key 1.

続いて、キー位置推定部21dは、初期位置算出部21cが算出した初期位置を使って電子キー1の位置を推定する(ステップS5)。すなわち、キー位置推定部21dは、近傍波源ESPRIT法を利用して電子キー1の位置を推定する。そこで、位置推定について、定式化、ESPRIT法、近傍波源に対するESPRIT法の適用の順番で説明する。   Subsequently, the key position estimation unit 21d estimates the position of the electronic key 1 using the initial position calculated by the initial position calculation unit 21c (step S5). That is, the key position estimation unit 21d estimates the position of the electronic key 1 using the near wave source ESPRIT method. Therefore, position estimation will be described in the order of formulation, ESPRIT method, and application of ESPRIT method to the near wave source.

<定式化>
波源の個数をLとする。図5は(x,y)=(x,y)=βに位置する第l波(l=1,2,…,L)の狭帯域波源と、x軸上に配置された素子間隔dのK素子等間隔リニアアレーとの位置関係を示した図である。L波の到来波がアレーアンテナに入射した場合、k番目(k=1,2,…,K)のアンテナ素子の受信信号xは次式のように表すことができる。
<Formulation>
Let L be the number of wave sources. FIG. 5 shows a narrowband wave source of the l-th wave (l = 1, 2,..., L) located at (x, y) = (x 1 , y 1 ) = β 1 and elements arranged on the x-axis. It is the figure which showed the positional relationship with the K element equal interval linear array of the space | interval d. When an L-wave incoming wave is incident on the array antenna, the received signal xk of the k -th (k = 1, 2,..., K) antenna element can be expressed as follows.

Figure 2012087515
ここに、Fはl番目の波源の複素振幅であり、d(β)はl番目の波源とk番目のアレー素子との距離、η(β)はl番目の波源の位置βからアレー素子位置までの伝搬による位相遅れである。また、wはk番目のアレー素子における熱雑音、λはl番目の波源の波長を表す。式(1)を用い、入力ベクトルXを次のように定義する。
Figure 2012087515
Here, F l is the complex amplitude of the l-th wave source, d kl ) is the distance between the l-th wave source and the k-th array element, and η kl ) is the position of the l-th wave source. is the phase delay due to the propagation of from β l to the array element position. W k represents thermal noise in the k-th array element, and λ l represents the wavelength of the l-th wave source. Using equation (1), the input vector X is defined as follows.

Figure 2012087515
このとき、振幅ベクトルF、アレーのモード行列A、熱雑音ベクトルWを次のようにそれぞれ定義する。
Figure 2012087515
At this time, the amplitude vector F, the array mode matrix A, and the thermal noise vector W are respectively defined as follows.

Figure 2012087515
なお、は転置を表す。このとき、アレーアンテナへの入力ベクトルは次のように表すことができる。
Figure 2012087515
T represents transposition. At this time, the input vector to the array antenna can be expressed as follows.

Figure 2012087515
このようにして定義された入力ベクトルXの相関行列Rxxは、次式のように表すことができる。
Figure 2012087515
The correlation matrix R xx of the input vector X defined in this way can be expressed as follows:

Figure 2012087515
ここで、Hは複素共役転置を、E[・]は期待値を表す。各アンテナの熱雑音は互いに無相関であり、入射波とも無相関であるので、スナップショット数が無限である場合、熱雑音電力をσとすると、W=σI(I:単位行列)となる。
Figure 2012087515
Here, H represents a complex conjugate transpose, and E [•] represents an expected value. Since the thermal noise of each antenna is uncorrelated with each other and uncorrelated with the incident wave, if the number of snapshots is infinite and the thermal noise power is σ 2 , W = σ 2 I (I: unit matrix) It becomes.

<ESPRIT法>
ESPRIT法は、波源が十分遠方であり、到来波が平面波とみなせることを前提として成立する。今、十分遠方に存在するl番目(l=1,2,・・・,L)の波源が、y軸となす角θl(反時計回り方向を正とする)から到来する場合を考える。すると、波源が近傍である場合に式(8)で表されたモードベクトルa(β)の成分a(β)は、次式のように変更される。
<ESPRIT method>
The ESPRIT method is established on the assumption that the wave source is far away and the incoming wave can be regarded as a plane wave. Consider a case where the l-th (l = 1, 2,..., L) wave source that is sufficiently far away comes from an angle θ l (positive in the counterclockwise direction) with the y-axis. Then, when the wave source is in the vicinity, the component a kl ) of the mode vector a (β l ) expressed by the equation (8) is changed as the following equation.

Figure 2012087515
ここで、第1,2,…,K−1素子からなるサブアレーを第1サブアレー、第2,3,…,K素子からなるサブアレーを第2サブアレーと呼ぶこととする。このとき、J,Jを次のように定義する。
Figure 2012087515
Here, the subarray consisting of the first, second,..., K-1 elements is called the first subarray, and the subarray consisting of the second, third,. At this time, J 1 and J 2 are defined as follows.

Figure 2012087515
第1サブアレーのモード行列はJA、第2サブアレーのモード行列はJAと表すことができる。すると、これらサブアレーのモード行列の間には次の関係式が成り立つ。
Figure 2012087515
The mode matrix of the first subarray can be expressed as J 1 A, and the mode matrix of the second subarray can be expressed as J 2 A. Then, the following relational expression holds between the mode matrices of these subarrays.

Figure 2012087515
ここに、diag[・]は対角行列を表す。式(17)は回転不変式(rotational invariance)と呼ばれ、ESPRIT法の基本原理を表す式である。これは第1サブアレーの第l波のモードベクトルJa(β)をexp{jφ}倍すると、第2サブアレーのモードベクトルJa(β)となることを意味し、サブアレー同士が同形かつ、波源が遠方であるからこそ成り立つものである。
Figure 2012087515
Here, diag [•] represents a diagonal matrix. Expression (17) is called a rotation invariance and is an expression representing the basic principle of the ESPRIT method. This means that when the mode vector J 1 a (β l ) of the l-th wave of the first sub-array is multiplied by exp {jφ l }, the mode vector J 2 a (β l ) of the second sub-array is obtained. Is the same shape and the wave source is far away.

さて、ここで式(11)により得られた相関行列Rxxに対する固有値問題を解く。 Now, the eigenvalue problem for the correlation matrix R xx obtained by the equation (11) is solved.

Figure 2012087515
上記を解いて得られるK個の固有値を、値の大きいものから順にλ,λ,…,λとする。言い換えれば、式(21)のΛの対角成分λが固有値である。このうち、大きいものからL個の固有値に対応する固有ベクトルv,v,…,vの張るL次元部分空間は、行列Aを構成するL個の列ベクトルの張る部分空間に一致する。したがって、以下を満たすL次の正則な行列Tが唯一存在する。
Figure 2012087515
Let K eigenvalues obtained by solving the above be λ 1 , λ 2 ,..., Λ K in descending order. In other words, the diagonal component λ k of Λ in equation (21) is an eigenvalue. Among these, the L-dimensional subspace spanned by the eigenvectors v 1 , v 2 ,..., VL corresponding to the L eigenvalues from the largest matches the subspace spanned by the L column vectors constituting the matrix A. Therefore, there is only one L-order regular matrix T that satisfies the following.

Figure 2012087515
したがって、式(23)をA=E−1と変形し、式(17)へ代入すると次式が導かれる。ここで、式(23)におけるEが信号部分空間に属する固有ベクトルである。
Figure 2012087515
Therefore, when the equation (23) is transformed to A = E S T −1 and substituted into the equation (17), the following equation is derived. Here, the eigenvector belonging to E s is the signal subspace in equation (23).

Figure 2012087515
ここで、E,E,Ψはそれぞれ以下のように定義した。
Figure 2012087515
Here, E X , E Y , and Ψ were defined as follows.

Figure 2012087515
,Eはそれぞれ式(26),(27)より計算可能であるため、式(25)よりΨを算出可能である。よって、式(28)より、Ψを固有値展開することでT−1,Φを求めることができ、Φが求まれば式(18),(19)より到来角度θを算出することができる。
Figure 2012087515
Since E X and E Y can be calculated from Expressions (26) and (27), respectively, Ψ can be calculated from Expression (25). Therefore, T −1 and Φ can be obtained by developing eigenvalues of Ψ from Expression (28), and when Φ is obtained, the arrival angle θ l can be calculated from Expressions (18) and (19). .

<近傍波源に対するESPRIT法の適用>
上記では、波源が遠方である場合にはESPRIT法の適用が可能であることを確認した。しかし、波源が近傍である場合には、等間隔アレーであるにも関わらず、隣接素子間の受信信号の位相差が一定ではない不等間隔アレーで受信したような状態となる。したがって、ESPRIT法の原理式である回転不変式(17)を満たすような、同形のサブアレーのペアを取り出すことができない。
<Application of ESPRIT method to nearby wave source>
In the above, it was confirmed that the ESPRIT method can be applied when the wave source is far away. However, when the wave source is in the vicinity, the received signal is in an irregularly spaced array in which the phase difference of the received signals between adjacent elements is not constant in spite of the equally spaced array. Therefore, a pair of subarrays having the same shape that satisfies the rotation invariant (17) that is the principle expression of the ESPRIT method cannot be extracted.

そこで、本方法では、次式を満たす変換行列Bを使用する。   Therefore, in this method, a transformation matrix B that satisfies the following equation is used.

Figure 2012087515
式(29)は、「位置β=(x,y)を表すモードベクトルa(β)を、変換行列Bにより変換すると、a(β)の(x+jy)倍となる」ことを意味する。そこで、このような変換行列Bが得られれば,以下の方法により波源位置を推定することが可能である。
Figure 2012087515
Equation (29), "the position β l = (x l, y l) are presented mode vector a a (beta l), when converted by the transformation matrix B, (x l + jy l ) of a (beta l) times and Means. Therefore, if such a transformation matrix B is obtained, the wave source position can be estimated by the following method.

まず、モード行列Aを用いて式(29)を次のように表す。   First, Expression (29) is expressed as follows using the mode matrix A.

Figure 2012087515
ここに、変換行列Bはモード行列AをAΩという行列に変換することがわかる。この式(30)を回転不変式と呼ぶ。また、ω(β)が波源位置βと1対1対応する。次に、式(23)をA=E−1と変形し、式(30)へ代入すると,次式が導かれる。
Figure 2012087515
Here, it can be seen that the conversion matrix B converts the mode matrix A into a matrix of AΩ. This equation (30) is called a rotation invariant equation. Further, ω (β l ) has a one-to-one correspondence with the wave source position β l . Next, when equation (23) is transformed to A = E S T −1 and substituted into equation (30), the following equation is derived.

Figure 2012087515
ここで、E,E,Ψはそれぞれ以下のように定義した。
Figure 2012087515
Here, E X , E Y , and Ψ were defined as follows.

Figure 2012087515
以上より、式(33)は式(25)と等しく、ESPRIT法が適用可能であることがわかる。また、式(33)より得られるΨは、Ωが対角行列であることから、式(36)のようにΩの対角成分を固有値、T−1の列ベクトルを固有ベクトルとする行列である。したがって、Ψを固有値展開することによりΩが得られ、更に式(31),(32)を用いることで波源位置βを求めることができる。すなわち、式(30)を満たす変換行列Bを得ることができれば、近傍波源に対してESPRIT法を適用することができ、波源位置が推定可能となる。
Figure 2012087515
From the above, it can be seen that Expression (33) is equal to Expression (25), and that the ESPRIT method can be applied. Further, Ψ obtained from the equation (33) is a matrix having a diagonal component of Ω as an eigenvalue and a column vector of T −1 as an eigenvector, as Ω is a diagonal matrix, as in equation (36). . Therefore, Ω is obtained by developing eigenvalues of Ψ, and the wave source position β 1 can be obtained by using the equations (31) and (32). That is, if the transformation matrix B satisfying Expression (30) can be obtained, the ESPRIT method can be applied to the nearby wave source, and the wave source position can be estimated.

式(29)における変換は非線形変換であるため、全ての位置に対して式(29)を満たす行列Bは存在しない。そこで、本方法では次式を用いて変換行列Bを算出する。   Since the transformation in Equation (29) is a nonlinear transformation, there is no matrix B that satisfies Equation (29) for all positions. Therefore, in this method, the transformation matrix B is calculated using the following equation.

Figure 2012087515
ここで、leftは左逆行列を表す。すなわち、AleftA=Iである。モード行列AはK×L行列であり、素子数K>波源数Lより縦長の行列である。また、Aの列ベクトル、すなわち各波源の位置βに対するモードベクトルa(β)はそれぞれ一次独立であるため、左逆行列Aleftが存在する。したがって、式(37)により変換行列Bを算出することが可能である。モード行列Aは波源位置βより算出されるものであり、推定前の段階では未知の行列だということである。したがって、まず初期推定を行い、おおよその波源位置からモード行列を算出し、これを用いて変換行列の計算を行うこととなる。
Figure 2012087515
Here, left represents a left inverse matrix. That is, A left A = I. The mode matrix A is a K × L matrix, and is a vertically long matrix with the number of elements K> the number of wave sources L. In addition, since the column vector of A, that is, the mode vector a (β l ) for each wave source position β l is linearly independent, there is a left inverse matrix A left . Therefore, it is possible to calculate the transformation matrix B by the equation (37). The mode matrix A is calculated from the wave source position β 1 , and is an unknown matrix before the estimation. Therefore, initial estimation is performed first, a mode matrix is calculated from the approximate wave source position, and a transformation matrix is calculated using this.

本実施例では、先に得られた通信エリアA1の中心P1を初期位置(x,y)として変換行列Bを算出する。なお、変換行列Bは、初期位置としての中心P1に対するモードベクトルAを定数倍する変換を行う行列である。 In this embodiment, the transformation matrix B is calculated with the center P1 of the communication area A1 obtained previously as the initial position (x 0 , y 0 ). The conversion matrix B is a matrix that performs conversion by multiplying the mode vector A with respect to the center P1 as the initial position by a constant.

そして、近傍波源ESPRIT法を用いて、電子キー1の位置を推定する(ステップS6)。
次に、照合ECU21の照合部21bは、IDコード信号SidのIDコードと、メモリ21aのIDコードとを照らし合わせてID照合を行う(ステップS7)。そして、照合部21bは、ID照合が成立しない(ステップS7:NO)と、処理を終了する。
Then, the position of the electronic key 1 is estimated using the near wave source ESPRIT method (step S6).
Next, the collation unit 21b of the collation ECU 21 compares the ID code of the ID code signal Sid with the ID code of the memory 21a to perform ID collation (step S7). And the collation part 21b will complete | finish a process, if ID collation is not materialized (step S7: NO).

一方、照合部21bは、ID照合が成立する(ステップS7:YES)と、電子キー1の位置に基づいて車載機器の制御を行う(ステップS8)。すなわち、照合部21bは、電子キー1の位置が車外であれば、車外照合成立と判断して、メインボディECU31を介してドアロック装置38によるドアロックの施解錠を許可又は実行して、処理を終了する。一方、照合部21bは、電子キー1の位置が車内であれば、車内照合成立と判断して、エンジンスイッチ35による電源状態の切替を許可して、処理を終了する。   On the other hand, if ID collation is materialized (step S7: YES), collation part 21b will control in-vehicle equipment based on the position of electronic key 1 (step S8). That is, if the position of the electronic key 1 is outside the vehicle, the verification unit 21b determines that the verification outside the vehicle is established, and permits or executes door lock locking / unlocking by the door lock device 38 via the main body ECU 31. Exit. On the other hand, if the position of the electronic key 1 is in the vehicle, the collating unit 21b determines that the in-vehicle collation is established, permits the switching of the power state by the engine switch 35, and ends the process.

さて、本例の場合、車両2が電子キー1からIDコード信号Sidを受信した際、複数のLF発信機22〜26のうち、どのLF発信機22〜26からのリクエスト信号Srqに対する応答かを見ることにより、電子キー1がどの通信エリアA1〜A5に位置しているのかを確認する。そして、電子キー1が位置している通信エリアの中心、つまり発信機配置位置を初期位置として、近傍波源ESPRIT法によりIDコード信号Sidの電波到来方向、つまり電子キー1の位置を判定する。このため、初期位置を推定するために初期位置推定アルゴリズムを利用して推定する必要がないので、簡素な処理によって初期位置を割り出すことが可能となる。よって、位置推定が必要なアルゴリズムによってキー位置を算出する際に、その演算負荷を軽減することが可能となる。   In the case of this example, when the vehicle 2 receives the ID code signal Sid from the electronic key 1, which LF transmitter 22 to 26 among the plurality of LF transmitters 22 to 26 is the response to the request signal Srq. By looking, it is confirmed in which communication area A1 to A5 the electronic key 1 is located. Then, the center of the communication area where the electronic key 1 is located, that is, the transmitter arrangement position, is used as the initial position, and the radio wave arrival direction of the ID code signal Sid, that is, the position of the electronic key 1 is determined by the near wave source ESPRIT method. For this reason, since it is not necessary to estimate using the initial position estimation algorithm in order to estimate the initial position, the initial position can be determined by a simple process. Therefore, when calculating the key position by an algorithm that requires position estimation, it is possible to reduce the calculation load.

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(1)電子キー1がどのLF発信機22〜26から送信されたリクエスト信号Srqに応答してIDコード信号Sidを返信したかを見ることにより、電子キー1がどのLF発信機22〜26の通信エリアA1〜A5に位置するのかを確認し、電子キー1が位置する通信エリアの1点を位置推定アルゴリズムの初期位置として使用する。よって、位置推定アルゴリズムの計算に必要な初期位置を、複雑な計算を用いて算出せずに済むので、初期位置の計算負荷を軽減でき、ひいてはキー位置推定に要する演算負荷も軽減することができる。また、LF発信機22〜26は、電子キー1が車両2にある程度近づいたら、電子キー1を起動させられる信号を送信できればよいので、通信エリアを大まかに設定しても問題はない。よって、LF発信機22〜26の通信エリアを厳密に設定する必要がないので、LF発信機22〜26の通信エリア設定作業を簡素化することができる。
As described above, according to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) By checking which LF transmitters 22-26 the electronic key 1 has returned the ID code signal Sid in response to the request signal Srq transmitted from which LF transmitter 22-26, It confirms whether it is located in the communication areas A1 to A5, and uses one point of the communication area where the electronic key 1 is located as the initial position of the position estimation algorithm. Therefore, since it is not necessary to calculate the initial position required for the calculation of the position estimation algorithm using complicated calculation, the calculation load of the initial position can be reduced, and the calculation load required for the key position estimation can also be reduced. . In addition, since the LF transmitters 22 to 26 only need to be able to transmit a signal that activates the electronic key 1 when the electronic key 1 approaches the vehicle 2 to some extent, there is no problem even if the communication area is roughly set. Therefore, it is not necessary to strictly set the communication areas of the LF transmitters 22 to 26, so that the communication area setting work of the LF transmitters 22 to 26 can be simplified.

(2)初期位置の計算負荷を軽減するためには、例えば簡易な計算式を使用することも想定されるが、この場合は初期位置の計算精度が悪化する懸念がある。一方、本例の場合、電子キー1と車両2とが実際に行う相互通信の通信結果を使用して位置推定アルゴリズムの初期位置を算出するので、位置推定の演算結果は比較的精度が高いと言える。よって、計算負荷の軽減と位置精度確保とを両立することができる。   (2) In order to reduce the calculation load of the initial position, for example, it is assumed that a simple calculation formula is used. However, in this case, there is a concern that the calculation accuracy of the initial position deteriorates. On the other hand, in this example, since the initial position of the position estimation algorithm is calculated using the communication result of the mutual communication that the electronic key 1 and the vehicle 2 actually perform, the calculation result of the position estimation is relatively high. I can say that. Therefore, it is possible to achieve both reduction of calculation load and ensuring of position accuracy.

(3)リクエスト信号Srqを各通信エリアに時分割で送信することで、送信タイミングをずらし、いずれかのリクエスト信号Srqに応答した電子キー1のIDコード信号Sidの受信タイミングから電子キー1が存在する通信エリアを特定する。よって、複数のLF発信機22〜26から順番に信号送信するという簡素な制御によって、電子キー1が大まかにどの通信エリアA1〜A5に位置しているかを特定すること、つまり位置推定アルゴリズムに使用する初期位置を割り出すことができる。   (3) By transmitting the request signal Srq to each communication area in a time-sharing manner, the transmission timing is shifted, and the electronic key 1 exists from the reception timing of the ID code signal Sid of the electronic key 1 in response to one of the request signals Srq. Identify the communication area to be used. Therefore, it is used in the position estimation algorithm to specify in which communication area A1 to A5 the electronic key 1 is roughly located by simple control of transmitting signals sequentially from the plurality of LF transmitters 22 to 26, that is, to the position estimation algorithm. The initial position to be determined can be determined.

(4)各通信エリアA1,A2,A3,A4,A5の近傍の縁部がオーバーラップするので、通信エリア同士に隙間が生じ難くなるとともに、通信エリアの設定作業を簡略化することができる。   (4) Since the edge portions in the vicinity of the communication areas A1, A2, A3, A4, and A5 overlap, it is difficult to form a gap between the communication areas, and the setting work of the communication area can be simplified.

(5)従来の電子キーシステムと同様に、車両2の各ドアに設けたLF発信機22〜26からリクエスト信号Srqを送信して各通信エリアA1,A2,A3,A4,A5を形成した。よって、一般的に車両に搭載される既存の発信機を使用しつつ、アレーアンテナ27aを備えたUHF受信機27を搭載すれば、既存の部品を使用して初期位置を容易に算出することができる。   (5) As in the conventional electronic key system, the request signals Srq are transmitted from the LF transmitters 22 to 26 provided at the doors of the vehicle 2 to form the communication areas A1, A2, A3, A4, and A5. Therefore, if the UHF receiver 27 having the array antenna 27a is mounted while using an existing transmitter generally mounted on a vehicle, the initial position can be easily calculated using the existing components. it can.

(6)各通信エリアA1,A2,A3,A4,A5のいずれかに電子キー1が存在した際に、これら通信エリアA1,A2,A3,A4,A5の中心P1,P2,P3,P4,P5を電子キー1の位置を求めるための初期位置とした。このため、電子キー1が各通信エリアA1,A2,A3,A4,A5の何処かにあったとしても、最も高い確率で近い位置に初期位置を設定することが可能となるので、初期位置の精度を高めることができる。   (6) When the electronic key 1 is present in any one of the communication areas A1, A2, A3, A4, A5, the centers P1, P2, P3, P4 of these communication areas A1, A2, A3, A4, A5 P5 is an initial position for obtaining the position of the electronic key 1. For this reason, even if the electronic key 1 is located in any of the communication areas A1, A2, A3, A4, and A5, it is possible to set the initial position at the closest position with the highest probability. Accuracy can be increased.

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、照合部21bによるID照合をステップS3〜S6の電子キー1の位置算出後に行うようにしたが、IDコード信号Sidの受信後ステップS3の前に行ってもよいし、ステップS3〜S6の電子キー1の位置算出と同時行ってもよい。すなわち、電子キー1の位置算出とID照合成立との両方に基づいて車載機器の制御が行えるようになっていればよい。
In addition, the said embodiment can be implemented with the following forms which changed this suitably.
In the above embodiment, the ID collation by the collation unit 21b is performed after the position calculation of the electronic key 1 in steps S3 to S6. However, the ID collation may be performed after reception of the ID code signal Sid and before step S3. You may perform simultaneously with the position calculation of the electronic key 1 of S3-S6. That is, it is only necessary to be able to control the in-vehicle device based on both the position calculation of the electronic key 1 and the ID verification establishment.

・上記実施形態では、初期推定を用いる位置推定方法として近傍波源ESPRIT法を採用したが、近傍波源ESPRIT法に限らず、EM法やSAGE法等の他の初期推定を用いる位置推定方法として採用してもよい。   In the above embodiment, the near wave source ESPRIT method is adopted as a position estimation method using initial estimation. However, the position estimation method is not limited to the near wave source ESPRIT method, and is adopted as a position estimation method using other initial estimation such as the EM method and the SAGE method. May be.

・上記実施形態では、初期位置を推定する際に通信エリアA1,A2,A3,A4,A5の中心P1,P2,P3,P4,P5を初期位置としたが、通信エリアA1,A2,A3,A4,A5内であれば他の1点を初期位置としてもよい。   In the above embodiment, the centers P1, P2, P3, P4, and P5 of the communication areas A1, A2, A3, A4, and A5 are set as the initial positions when the initial position is estimated, but the communication areas A1, A2, A3, and Another point may be set as the initial position as long as it is within A4 and A5.

・また、車両2の状態に合わせて初期位置を変更するようにしてもよい。例えば、図2に破線の丸で示したように、車両2が施錠状態であるときには通信エリアA1,A2,A3,A4,A5の車外側の中央X1,X2,X3,X4,X5を初期位置とするとともに、車両2が解錠されて乗り込まれた後であるときには通信エリアA1,A2,A3,A4,A5の車内側の中央Y1,Y2,Y3,Y4,Y5を初期位置とする。このような構成によれば、状況に合わせて地点を選択することにより電子キー1が存在する位置により近い地点を電子キー1の位置を求めるための初期位置とすることができる。   -Moreover, you may make it change an initial position according to the state of the vehicle 2. FIG. For example, as indicated by a broken-line circle in FIG. 2, when the vehicle 2 is in the locked state, the center X1, X2, X3, X4, X5 outside the communication area A1, A2, A3, A4, A5 is set to the initial position. In addition, when the vehicle 2 is after being unlocked and boarded, the center Y1, Y2, Y3, Y4, Y5 inside the communication area A1, A2, A3, A4, A5 is set as the initial position. According to such a configuration, a point closer to the position where the electronic key 1 exists can be set as an initial position for obtaining the position of the electronic key 1 by selecting the point according to the situation.

・上記実施形態では、LF発信機22〜26を各ドアに設けて通信エリアA1,A2,A3,A4,A5を形成するようにしたが、前側、言い換えれば運転席と助手席のドアに設けられたLF発信機22,26のみで通信エリアを形成してもよい。このようにすれば、LF発信機の個数を減らすことができ、コストを削減することができる。   In the above embodiment, the LF transmitters 22 to 26 are provided at each door to form the communication areas A1, A2, A3, A4, A5. However, the LF transmitters 22 to 26 are provided at the front side, in other words, at the doors of the driver seat and the passenger seat. The communication area may be formed by only the LF transmitters 22 and 26 provided. In this way, the number of LF transmitters can be reduced, and the cost can be reduced.

・また、LF発信機の位置はドアに限らず、通信エリアが車両2の周囲を広く必要なエリアを包含することができれば、車両2の任意の位置に設定可能である。
・上記構成において、図1に示されるように、電子キー1に施錠スイッチ18及び解錠スイッチ19を設け、この施錠スイッチ18及び解錠スイッチ19を操作することで、車両2へ施錠信号Sl又は解錠信号SulをUHF発信部13から送信して、車両2のUHF受信機27が受信することで車両2のドアロックの解錠又は施錠を可能としてもよい。
In addition, the position of the LF transmitter is not limited to the door, and can be set to an arbitrary position of the vehicle 2 as long as the communication area can cover a wide area around the vehicle 2.
In the above configuration, as shown in FIG. 1, the electronic key 1 is provided with the lock switch 18 and the unlock switch 19, and by operating the lock switch 18 and the unlock switch 19, the lock signal S1 or The unlocking signal Sul may be transmitted from the UHF transmitter 13 and received by the UHF receiver 27 of the vehicle 2 so that the door lock of the vehicle 2 can be unlocked or locked.

・上記実施形態において、電子キーシステムで使用する電波の周波数は、必ずしもLFやUHFに限定されず、これら以外の周波数が使用可能である。また、車両2から電子キー1に電波送信するときの周波数と、電子キー1から車両2に電波を返すときの周波数とは、必ずしも異なるものに限定されず、これらを同じ周波数としてもよい。   In the above embodiment, the frequency of the radio wave used in the electronic key system is not necessarily limited to LF or UHF, and other frequencies can be used. Further, the frequency when the radio wave is transmitted from the vehicle 2 to the electronic key 1 and the frequency when the radio wave is returned from the electronic key 1 to the vehicle 2 are not necessarily different from each other, and may be the same frequency.

・上記実施形態では、電子キーシステムの電子キー1の位置推定に適用したが、必ずしも車両2のみに適用されることに限らず、電子キーを使用する通信対象であれば、その採用先は特に限定されない。   -In the said embodiment, although applied to the position estimation of the electronic key 1 of an electronic key system, it is not necessarily applied only to the vehicle 2, If the communication object which uses an electronic key is a communication object, the employer will be especially It is not limited.

・上記実施形態では、電波に適用したが、音波に適用してもよい。
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
(イ)請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、前記初期位置算出手段は、前記初期位置を前記通信エリアの中心とすることを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。
-In the said embodiment, although applied to the electromagnetic wave, you may apply to a sound wave.
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment will be described together with its effects.
(A) In the position estimation device for an electronic key system according to any one of claims 1 to 4, the initial position calculation means uses the initial position as the center of the communication area. System position estimation device.

同構成によれば、通信エリアの中心を初期位置としたので、通信エリア内のいずれかの位置に電子キーがあったとしても電子キーが存在する位置に最も近い点となり、電子キーの位置を求めるための初期位置の精度を高めることができる。   According to this configuration, since the center of the communication area is set as the initial position, even if there is an electronic key at any position in the communication area, it is the point closest to the position where the electronic key exists, and the position of the electronic key is The accuracy of the initial position for obtaining can be improved.

(ロ)請求項1〜4及び(イ)のいずれかに記載の電子キーシステムの位置推定装置において、前記初期位置算出手段は、前記通信マスタとしての車両が施錠状態であるときには前記初期位置を前記通信エリアの車外側の中央とするとともに、前記車両が解錠されて乗り込んだ後であるときには前記初期位置を前記通信エリアの車内側の中央とすることを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。   (B) In the position estimation device for an electronic key system according to any one of claims 1 to 4 and (A), the initial position calculation means determines the initial position when the vehicle as the communication master is in a locked state. Position estimation of the electronic key system, wherein the position is the center outside the vehicle in the communication area and the initial position is the center inside the vehicle in the communication area when the vehicle is unlocked and boarded apparatus.

同構成によれば、車両が施錠状態、言い換えれば電子キーが車外から車両に近づくときには、通信エリアの車外の中央を初期位置とするとともに、この施錠状態から解錠して乗り込んだとき、言い換えれば電子キーが車内に存在するときには、通信エリアの車外の中央を初期位置とする。このため、状況に合わせて地点を選択することにより電子キーが存在する位置に近い地点を電子キーの位置を求めるための初期位置とすることができる。   According to this configuration, when the vehicle is in a locked state, in other words, when the electronic key approaches the vehicle from the outside of the vehicle, the center of the outside of the communication area is set as the initial position, and when the vehicle is unlocked from this locked state and put in, in other words, When the electronic key is present in the vehicle, the center of the communication area outside the vehicle is set as the initial position. For this reason, the point close to the position where the electronic key exists can be set as the initial position for obtaining the position of the electronic key by selecting the point according to the situation.

(ハ)請求項1〜4及び(イ)、(ロ)のいずれかに記載の電子キーシステムの位置推定装置において、前記位置推定アルゴリズムは、前記初期位置算出手段により算出された前記初期位置を基に、当該初期位置に対するモードベクトルを定数倍する変換を行う行列として変換行列を求め、この変換行列を基に、擬似的な回転不変式を算出し、当該回転不変式から前記ID信号の到来方向、即ち前記電子キーの位置を推定するアルゴリズムであることを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。   (C) In the position estimation device for an electronic key system according to any one of claims 1 to 4, (a), and (b), the position estimation algorithm uses the initial position calculated by the initial position calculation means. Based on this conversion matrix, a pseudo rotation invariant is calculated based on this conversion matrix, and the arrival of the ID signal is calculated from the rotation invariant. A position estimation apparatus for an electronic key system, wherein the algorithm is an algorithm for estimating a direction, that is, a position of the electronic key.

1…電子キー、2…車両、11…通信制御部、11a…メモリ、12…LF受信部、13…UHF発信部、21…照合ECU、21a…メモリ、21b…照合部、21c…初期位置算出部、21d…キー位置推定部、22…第1LF発信機、23…第2LF発信機、24…第3LF発信機、25…第4LF発信機、26…第5LF発信機、27…UHF受信機、27a…アレーアンテナ、30…車内LAN、31…メインボディECU、32…エンジンECU、35…エンジンスイッチ、37…カーテシスイッチ、38…ドアロック装置、A1,A2,A3,A4,A5…通信エリア、P1,P2,P3,P4,P5…中心、Sid…IDコード信号、Srq…リクエスト信号。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic key, 2 ... Vehicle, 11 ... Communication control part, 11a ... Memory, 12 ... LF receiving part, 13 ... UHF transmission part, 21 ... Collation ECU, 21a ... Memory, 21b ... Collation part, 21c ... Initial position calculation , 21d... Key position estimation unit, 22... 1 LF transmitter, 23... 2 LF transmitter, 24... 3 LF transmitter, 25 ... 4 LF transmitter, 26 ... 5 LF transmitter, 27. 27a ... array antenna, 30 ... in-vehicle LAN, 31 ... main body ECU, 32 ... engine ECU, 35 ... engine switch, 37 ... courtesy switch, 38 ... door lock device, A1, A2, A3, A4, A5 ... communication area, P1, P2, P3, P4, P5 ... center, Sid ... ID code signal, Srq ... request signal.

Claims (4)

通信マスタの発信機からID返信要求信号を送信し、当該ID返信要求信号に応答して電子キーがID信号を送信し、当該ID信号を前記通信マスタがアレーアンテナで受信すると、当該アレーアンテナを使用した位置推定アルゴリズムによって当該ID信号の電波到来方向を算出しつつ、前記ID信号に含まれるIDコードを照合してID照合成立可否を確認する電子キーシステムの位置推定装置において、
どの前記発信機から送信された前記ID返信要求信号に応答して前記電子キーが前記ID信号を返信してきたのかを確認することにより、前記位置推定アルゴリズムの演算に必要な初期位置を算出する初期位置算出手段と、
前記初期位置算出手段が算出した前記初期位置を基に、前記位置推定アルゴリズムを使用して前記電子キーの位置を推定するキー位置推定手段とを備えた
ことを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。
When an ID reply request signal is transmitted from the transmitter of the communication master, the electronic key transmits an ID signal in response to the ID reply request signal, and when the communication master receives the ID signal by the array antenna, the array antenna is In the position estimation device of the electronic key system for checking whether or not the ID verification is established by checking the ID code included in the ID signal while calculating the radio wave arrival direction of the ID signal by the used position estimation algorithm,
An initial stage for calculating an initial position required for the calculation of the position estimation algorithm by confirming which ID signal is returned by the electronic key in response to the ID reply request signal transmitted from which transmitter Position calculating means;
Position estimation of an electronic key system, comprising: key position estimation means for estimating the position of the electronic key using the position estimation algorithm based on the initial position calculated by the initial position calculation means apparatus.
請求項1に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、
前記初期位置算出手段は、複数の前記発信機から前記ID返信要求信号を時分割で送信し、前記アレーアンテナで受信した前記ID信号がどの前記発信機に対する応答なのかを確認することにより、前記電子キーがどの前記発信機の通信エリアに位置しているのかを見るとともに、その割り出した当該通信エリアの1点を前記初期位置として設定する
ことを特徴とする記載の電子キーシステムの位置推定装置。
The position estimation device for an electronic key system according to claim 1,
The initial position calculating means transmits the ID reply request signal from a plurality of transmitters in a time-sharing manner, and confirms to which transmitter the ID signal received by the array antenna is the response. The position estimation device of the electronic key system according to claim 1, wherein the electronic key system is located in a communication area of the transmitter, and one point of the calculated communication area is set as the initial position. .
請求項1又は2に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、
前記発信機の各通信エリアは、隣に位置するもの同士と縁部がオーバーラップする
ことを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。
The position estimation device for an electronic key system according to claim 1 or 2,
Each communication area of the transmitter is overlapped with adjacent ones by an edge portion. A position estimation device for an electronic key system.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子キーシステムの位置推定装置において、
前記発信機は、前記通信マスタとしての車両の各ドアに設けられ、前記発信機の通信エリアは、前記車両の各ドアの周囲に形成される
ことを特徴とする電子キーシステムの位置推定装置。
In the position estimation apparatus of the electronic key system as described in any one of Claims 1-3,
The transmitter is provided at each door of the vehicle as the communication master, and a communication area of the transmitter is formed around each door of the vehicle.
JP2010234480A 2010-10-19 2010-10-19 Position estimation device for electronic key system Active JP5521179B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010234480A JP5521179B2 (en) 2010-10-19 2010-10-19 Position estimation device for electronic key system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010234480A JP5521179B2 (en) 2010-10-19 2010-10-19 Position estimation device for electronic key system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012087515A true JP2012087515A (en) 2012-05-10
JP5521179B2 JP5521179B2 (en) 2014-06-11

Family

ID=46259431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010234480A Active JP5521179B2 (en) 2010-10-19 2010-10-19 Position estimation device for electronic key system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5521179B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018199971A (en) * 2017-05-29 2018-12-20 株式会社デンソー Electronic key position estimation device
JP2019044467A (en) * 2017-09-01 2019-03-22 カルソニックカンセイ株式会社 On-vehicle machine and keyless entry system
JP2019056636A (en) * 2017-09-21 2019-04-11 株式会社デンソー Portable machine position estimation system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018199971A (en) * 2017-05-29 2018-12-20 株式会社デンソー Electronic key position estimation device
JP2019044467A (en) * 2017-09-01 2019-03-22 カルソニックカンセイ株式会社 On-vehicle machine and keyless entry system
JP2019056636A (en) * 2017-09-21 2019-04-11 株式会社デンソー Portable machine position estimation system

Also Published As

Publication number Publication date
JP5521179B2 (en) 2014-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111901802A (en) MISO system downlink secrecy rate optimization method by means of intelligent reflection surface
CN110062721A (en) Combined vehicle is additionally related to multi-functional passive entry/passively starts and mobile electronic device wireless charging system
WO2017098717A1 (en) On-vehicle device, mobile device, and wireless communication system for vehicles
US10515497B2 (en) On-vehicle device, mobile device, and wireless communication system for vehicles
US20160202697A1 (en) Vehicle system, portable device, and vehicle-mounted device
JP6919451B2 (en) Portable device position estimation system
JP2006266077A (en) Method of certifyting start and riding for car
JP5027083B2 (en) Position determination device
JP5521179B2 (en) Position estimation device for electronic key system
US9889819B2 (en) Smart key system
JP6907711B2 (en) Electronic key position estimator
CN113449348A (en) Vehicle interior key fob location
US11975686B2 (en) Security system
US20230016818A1 (en) Distance estimation device
JP2011075448A (en) Wave source position estimating device and wave source direction estimating device of receiving wave, and wave source position estimating method and wave source direction estimating method of receiving wave
JP2020090159A (en) On-vehicle device, electronic key system and communication method
EP3514023B1 (en) In-vehicle communication device and communication method
JP2012068102A (en) Location teaching system
JP5584070B2 (en) Position teaching system
JP6522902B2 (en) Position estimation device
WO2019225320A1 (en) Vehicular authentication device
JP2010266294A (en) System and method for calculating correlation matrix of received wave, system for estimating direction of wave source and system for estimating position of wave source
WO2020179866A1 (en) Vehicle control system, portable terminal, and vehicular onboard device
JPWO2018186075A1 (en) On-board unit, portable unit, and keyless entry system
JP2007031962A (en) Unlocking device for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130710

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130711

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130827

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140313

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5521179

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250