JP2020085488A - 位置判定システム及び位置判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末の位置判定の精度を向上可能にした位置判定システム及び位置判定方法を提供する。【解決手段】車両１には、携帯端末２と無線により通信する場合に、車両１に対する携帯端末２の位置を判定する位置判定システム３０が設けられている。位置判定システム３０は、車両１及び携帯端末２の間の送信された位置検出信号について、測定された位置検出信号の受信強度と、位置検出信号が時間差をもって複数届くことによって通信が不成立になる通信エラーとに基づいて、携帯端末２の位置を判定する位置判定部３１を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末が通信相手と通信する際の携帯端末の位置を判定する位置判定システム及び位置判定方法に関する。

従来、例えば車両において、ユーザに所持される携帯端末と車両に搭載される車載機との間の無線通信を通じて車両の制御を行う認証システムが知られている。認証システムとしては、車載機からの送信電波に携帯端末が自動で応答して無線通信によりＩＤ照合（スマート照合）を行うスマート照合システムが周知である。

特許文献１には、車両に対する携帯端末の位置を判定する位置判定システムを備えたスマート照合システムが開示されている。この位置判定システムでは、車両から送信された電波を携帯端末が受信したときの受信強度を測定し、この受信強度が整合する位置を、携帯端末の位置として判定する。スマート照合システムでは、位置判定システムによって携帯端末が車外及び車内のいずれに位置するかが判定される。

特開２０１８−１２９３３号公報

ところで、携帯端末が同じ位置にあっても、例えば送信された電波の伝搬経路において、障害物によって遮蔽されたり、他の電波の干渉を受けたりすると、受信強度が変化することがある。そのため、受信強度のみで位置を判定する場合、受信強度が変化すると携帯端末の位置を正確に判定できないという問題があった。

本発明の目的は、携帯端末の位置判定の精度を向上可能にした位置判定システム及び位置判定方法を提供することにある。

上記課題を解決するための位置判定システムは、携帯端末とその通信相手とが無線により通信する場合に、前記通信相手に対する前記携帯端末の位置を判定する位置判定部を備え、前記位置判定部は、前記携帯端末及び前記通信相手の間の前記通信で送信された電波について、測定された前記電波の受信強度と、前記電波が時間差をもって複数届くことで前記通信が不成立になる通信エラーとに基づいて、前記携帯端末の位置を判定する。

上記課題を解決するための位置判定方法は、携帯端末とその通信相手とが無線により通信する場合に、前記携帯端末及び前記通信相手との間の前記通信で送信された電波について、測定された前記電波の受信強度と、前記電波が時間差をもって複数届くことで前記通信が不成立になる通信エラーとに基づいて、位置判定部によって前記通信相手に対する前記携帯端末の位置を判定する。

本発明の位置判定システム及び位置判定方法は、携帯端末の位置判定の精度を向上可能にする。

認証システムに設けられた位置検出システムの構成を示すブロック図。 位置検出システムによる携帯端末の位置判定の流れを示すフロー図。 車両の室外に携帯端末が位置する場合の位置検出信号の伝搬経路を示す図。 車両の室外に携帯端末が位置する場合の各アンテナから送信された位置検出信号の受信強度を示すグラフ。 車両の室内に携帯端末が位置する場合の位置検出信号の伝搬経路を示す図。 車両の室内に携帯端末が位置する場合の各アンテナから送信された位置検出信号の受信強度を示すグラフ。 位置検出信号の伝搬経路に含まれる伝搬モードを示す図。 異なる伝搬モードの間の位置検出信号が届くまでの時間差を示す図。

以下、位置判定システムの一実施形態を、図１〜８に従って説明する。
図１に示すように、通信相手としての車両１は、無線通信を通じて携帯端末２の正否を認証する認証システム３を備えている。携帯端末２は、電話機能を有し、近距離無線通信を用いて車両１と通信可能な高機能携帯電話であることが好ましい。本例の認証システム３は、車両１からの通信を契機に近距離無線通信によってＩＤ照合を実行する近距離無線照合システムである。近距離無線通信は、例えばブルートゥース（Bluetooth：登録商標）通信であることが好ましい。

車両１は、ＩＤ照合を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ５、エンジン６を制御するエンジンＥＣＵ７とを備えている。これらＥＣＵは、車内の通信線８を通じて接続されている。通信線８は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）からなる。

照合ＥＣＵ４のメモリ９には、車両１に登録された携帯端末２の電子キーＩＤ及びキー固有鍵が書き込み保存されている。認証システム３においては、照合ＥＣＵ４と携帯端末２との間で自動的に相互通信による一連のＩＤ照合が実行され、そのＩＤ照合が成立したことを一条件としてドアロックの施解錠及びエンジンの始動が許可される。

ボディＥＣＵ５は、車両ドア１０を施解錠するメカ部分としてのドアロック機構１１の作動を制御する。車両ドア１０には、車両ドア１０の開閉を操作するための車外ドアハンドル１２が設けられている。車外ドアハンドル１２には、例えばドア解錠するときのトリガとして車外ドアハンドル１２に対するユーザのタッチ操作を検出するタッチセンサ１３が設けられている。また、車外ドアハンドル１２には、例えばドア施錠するときに操作するロックボタン１４が設けられている。ボディＥＣＵ５は、ＩＤ照合が成立し、かつ車両１の室外に携帯端末２が位置しているときに、タッチセンサ１３及びロックボタン１４の検出信号を基に、ドアロック機構１１の作動を制御する。

エンジンＥＣＵ７は、車両１のエンジン６の作動を制御する。車両１には、エンジン６の電源遷移を操作するためのエンジンスイッチ１５が設けられている。エンジンスイッチ１５は、例えばプッシュ式のスイッチであることが好ましい。エンジンＥＣＵ７は、所定の条件下でエンジンスイッチ１５が操作されることでエンジン６の遷移を制御する。なお、ここでいう所定の条件とは、ＩＤ照合が成立していること、車両１の室内に携帯端末２が位置していること、車両１のブレーキペダル（図示略）が踏まれていること、車両１のトランスミッションがパーキングレンジに入っていること、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

車両１は、携帯端末２と近距離無線通信を行なうための室外アンテナ１６と室内アンテナ１７とを備えている。室外アンテナ１６は、車両１の室外側に設けられている。室内アンテナ１７は、車両１の室内側に設けられている。本例の室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７は、携帯端末２とブルートゥース通信を実行する。本例の場合、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）通信が使用されている。本例のＢＬＥ通信において、携帯端末２がマスタであり、車両１がスレーブである。なお、マスタとスレーブの関係はこの限りではなく、車両１がマスタで、携帯端末２がスレーブでもよい。室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７は、車両１の近傍エリアに定期的にアドバタイズメッセージを予め決められた順序（順番）で送信する。

携帯端末２は、携帯端末２の作動を制御する端末制御部２０と、携帯端末２においてネットワーク通信を行なうネットワーク通信モジュール２１と、携帯端末２において近距離無線通信（ＢＬＥ通信）を行う端末通信部２２とを備えている。端末制御部２０には、携帯端末２において認証システム３の作動を管理するユーザインターフェースアプリケーション（図示略）が設けられている。端末制御部２０は、ユーザインターフェースアプリケーションを用いて、車両１とのＩＤ照合、車両ドア１０の施解錠操作、エンジン６の始動操作など、種々の処理を実行する。

携帯端末２のメモリ２４には、携帯端末２の電子キーＩＤ及びキー固有鍵が書き込み保存されている。携帯端末２が高機能携帯電話の場合、電子キーＩＤ及びキー固有鍵は、例えばネットワーク通信を通じてサーバ等から携帯端末２に取得され、近距離無線通信を通じて車両１に登録（電子キー登録）されている。

携帯端末２は、車両１からのアドバタイズメッセージを受信して車両１とのＢＬＥ通信接続を確立すると、車両１とＢＬＥ通信を通じた相互通信により自動的にＩＤ照合を実行する。例えば、携帯端末２の電子キー登録が完了し、かつ車両１と携帯端末２との間でＢＬＥ通信接続が確立している場合、照合ＥＣＵ４及び端末制御部２０の間で電子キーＩＤを送受信して電子キーＩＤの照合を行うとともに、キー固有鍵を用いたチャレンジレスポンス認証等の暗号認証を行う。照合ＥＣＵ４は、これら照合や認証が成立することを確認すると、ＩＤ照合を成立と判定する。なお、これら一連のＩＤ照合は、ユーザによる携帯端末２の操作をすることなく、また、車両１の操作をすることなく自動的に処理が実行される。

認証システム３は、車両１と携帯端末２とが通信を行うとき、車両１に対する携帯端末２の位置を判定する位置判定システム３０を備えている。本例の位置判定システム３０は、車両１と携帯端末２とがＩＤ照合を行うとき、携帯端末２が車両１の室内外のどちらにあるかを判定する。また、この位置判定は、ＩＤ照合の通信時のどのタイミングで実施されてもよい。すなわち、位置判定は、ＩＤ照合前、ＩＤ照合後、ＩＤ照合途中のいずれで実施されてもよい。

位置判定システム３０は、車両１に対する携帯端末２の位置を判定する位置判定部３１を備えている。本例の位置判定部３１は、車両１の照合ＥＣＵ４に設けられている。位置判定部３１は、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７から位置検出信号ＳｄをＢＬＥ送信させる。位置検出信号Ｓｄには、位置検出信号Ｓｄの識別情報、アンテナの識別情報、及び電子キーＩＤなどが含まれていてもよい。なお、一連の位置判定の過程において、位置検出信号Ｓｄは、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７のそれぞれから、異なる周波数（チャネル）で複数回、送信される。また、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７からの位置検出信号Ｓｄの送信電力は、同じである。

位置判定システム３０は、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７と携帯端末２との間の電波の受信強度を、各周波数（各チャネル）の電波毎に測定する測定部３２を備えている。本例の測定部３２は、携帯端末２の端末制御部２０に設けられている。測定部３２は、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７からの位置検出信号Ｓｄを、端末通信部２２を介して受信すると、この位置検出信号Ｓｄの受信強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）を測定する。なお、ここでは、室外アンテナ１６から送信された位置検出信号Ｓｄの受信強度を受信強度Ｐｒ１、室内アンテナ１７から送信された位置検出信号Ｓｄの受信強度を受信強度Ｐｒ２とする。測定部３２は、受信した位置検出信号Ｓｄごとに受信強度を測定し、その測定した位置検出信号Ｓｄの受信強度（受信強度データ）を照合ＥＣＵ４へ送信する。

位置判定システム３０は、測定部３２により測定された受信強度から平均値を算出する演算部３３を備えている。本例の演算部３３は、照合ＥＣＵ４に設けられている。演算部３３は、測定部３２から受信強度（受信強度データ）を受信すると、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７のそれぞれについて複数測定された受信強度から、これら受信強度の平均値を計算する。

位置判定システム３０は、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７と携帯端末２との間の無線通信の通信エラーを検出する通信エラー検出部３４を備えている。本例の通信エラー検出部３４は、端末制御部２０に設けられている。通信エラー検出部３４は、位置検出信号Ｓｄが時間差をもって複数届くことで、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７と携帯端末２との間の無線通信が不成立になった場合に通信エラーを検出する。通信エラー検出部３４は、検出した位置検出信号Ｓｄごとの通信エラーの有無（通信エラーデータ）を照合ＥＣＵ４へ送信する。なお、通信エラーデータは、受信強度データと共に送信されることが好ましい。

位置判定システム３０は、通信エラーに基づいて受信強度を補正する補正部３５を備えている。本例の補正部３５は、照合ＥＣＵ４に設けられている。補正部３５は、通信エラーデータに基づいて、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７のそれぞれについて、位置検出信号Ｓｄの通信エラー率を求める。通信エラー率は、例えば通信のために送信されたパケット総数に対して通信が成立しなかった割合であるパケットロス率である。ここでは、室外アンテナ１６の通信エラー率をＣｆ１、室内アンテナ１７の通信エラー率をＣｆ２とする。補正部３５は、通信エラー率Ｃｆ１に応じたオフセット値によって、平均値Ｐｒ１´を補正する。また、補正部３５は、通信エラー率Ｃｆ２に応じたオフセット値によって、平均値Ｐｒ２´を補正する。

位置判定部３１は、補正された平均値Ｐｒ１´及び補正された平均値Ｐｒ２´の大小を比較することにより、携帯端末２が車両１の室内外のどちらに位置するかを判定する。
次に、図２〜８を用いて位置判定システムの作用及び効果を、説明する。

図２に示すように、ステップＳ１０１では、車両１（照合ＥＣＵ４）は、携帯端末２とのＢＬＥ通信接続を確立するために、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７からアドバタイズメッセージを車両１の近傍エリアに順に繰り返し送信する。携帯端末２（端末制御部２０）は、車両１の近傍エリアに進入し、アドバタイズメッセージを受信すると、通信が確立したアンテナとの間で車両１とのＢＬＥ通信接続を開始する。

ステップＳ１０２では、車両１及び携帯端末２は、アドバタイズメッセージに連なる一連の通信接続の処理に従い、機器認証（例えばアドレス認証等）が成立すると、自動で通信接続する。両者の通信接続は、携帯端末２が車両１との近距離無線通信の範囲外へ移動するまで継続される。

ステップＳ１０３では、車両１及び携帯端末２が通信接続されると、車両１及び携帯端末２は、ＩＤ照合を開始する。ＩＤ照合には、電子キーＩＤの送受信及びキー固有鍵を用いた暗号認証が含まれる。照合ＥＣＵ４は、電子キーＩＤの照合及びキー固有鍵を用いた暗号認証のいずれかが不成立の場合、ＩＤ照合が不成立したと判定する。ＩＤ照合が不成立した場合、車両１の作動は禁止される。一方、照合ＥＣＵ４は、ＩＤ照合が成立すれば、処理を継続する。

ステップＳ１０４では、位置判定部３１は、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７から位置検出信号Ｓｄを送信する。位置検出信号Ｓｄは、周波数ホッピングにより、各々異なる周波数で電波が繰り返し送信される。なお、位置検出信号ＳｄはＩＤ照合後に送信が開始されることに限らず、例えば通信開始当初から送信される電波によって位置判定が実施されてもよい。また、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７の各位置検出信号Ｓｄは、携帯端末２が両方を受け取ることができるように、タイミング又は周波数をずらして送信されるとよい。位置検出信号Ｓｄの受信側の携帯端末２では、受信したタイミングや周波数から室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７のどちらからの電波なのかを識別可能としてもよい。

ステップＳ１０５では、測定部３２は、位置検出信号Ｓｄの受信強度を測定する。測定部３２は、位置検出信号Ｓｄを受信すると、位置検出信号Ｓｄの受信強度を測定し、測定した受信強度データを得る。

ステップＳ１０６では、通信エラー検出部３４は、位置検出信号Ｓｄの通信エラーを検出する。位置検出信号Ｓｄには、例えば、通信エラーを検出するための誤り検出用データが含まれている。通信エラー検出部３４は、受信した位置検出信号Ｓｄの誤り検出用データを基に、周波数ホッピングにより送信された位置検出信号Ｓｄの周波数毎に通信エラーの有無を検出する。通信エラー検出部３４は、検出した通信エラーの有無の情報を含む通信エラーデータを得る。

ステップＳ１０７では、端末制御部２０は、位置検出信号Ｓｄの受信強度データ（受信強度Ｐｒ１，Ｐｒ２）及び通信エラーデータを、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７に返信して通知する。

ステップＳ１０８では、演算部３３は、携帯端末２から受信強度（受信強度データ）を受信すると、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７のそれぞれについて複数測定された受信強度から、これら受信強度の平均値を計算する。演算部３３は、直近に受信した複数の受信強度データから平均値を算出する。例えば、位置判定部３１は、新たな受信強度データを受信すると、古いものを除外して新たな受信強度データを加えた受信強度データの群から平均値を算出する。このように、平均値は、移動平均である。演算部３３は、記憶した複数の受信強度Ｐｒ１から、受信強度Ｐｒ１の平均値Ｐｒ１´を計算する。また、位置判定部３１は、記憶した複数の受信強度Ｐｒ２から、受信強度Ｐｒ２の平均値Ｐｒ２´を計算する。

ステップＳ１０９では、補正部３５は、携帯端末２から通信エラーデータを受信すると、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７のそれぞれについて通信エラー率Ｃｆ１，Ｃｆ２を求める。通信エラー率Ｃｆ１，Ｃｆ２は、直近に受信した複数の通信エラーデータを基に、周波数ホッピングにより送信された複数の位置検出信号Ｓｄのうち通信が不成立となった周波数の位置検出信号Ｓｄの割合を求めることにより、計算される。そして、補正部３５は、通信エラー率Ｃｆ１の値に応じたオフセット値によって、平均値Ｐｒ１´を補正する。また、補正部３５は、通信エラー率Ｃｆ２の値に応じたオフセット値によって、平均値Ｐｒ２´を補正する。

ここで、演算部３３による平均値Ｐｒ１´，Ｐｒ２´を算出、及び補正部３５による平均値Ｐｒ１´，Ｐｒ２´の補正についての考え方を説明する。まず、平均値Ｐｒ１´，Ｐｒ２´についての考え方を以下に記載する。

図３に示すように、本例の場合、室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７は、車両１にそれぞれ一つずつ設けられている。携帯端末２が車両１の室外に位置する場合、車両１と携帯端末２との間には、室外アンテナ１６と携帯端末２との間の電波の伝搬経路Ｌ１と、室内アンテナ１７と携帯端末２との間の電波の伝搬経路Ｌ２とが存在する。なお、伝搬経路Ｌ１及び伝搬経路Ｌ２には、送信された位置検出信号Ｓｄが直接波、回折波、反射波として通る種々の伝搬経路を含む。

図４に示すように、伝搬経路Ｌ１を通ったときの受信強度Ｐｒ１及び伝搬経路Ｌ２を通ったときの受信強度Ｐｒ２は、複数の測定の間でばらつきを有している。例えば、ＢＬＥ通信では、複数のチャネル（周波数）の間を切り替える周波数ホッピング方式をとり、チャネル間で受信強度にばらつきが発生する。そのため、仮に受信強度Ｐｒ１及び受信強度Ｐｒ２の一点の受信強度（瞬時値）同士の比較をした場合、携帯端末２が車両１の室外に位置しているときにも、受信強度Ｐｒ１よりも受信強度Ｐｒ２の方が大きいことがある。したがって、単なる受信強度の瞬時値の比較では、携帯端末２が車両１の室外に位置していると判定できない。

一方、本例の場合、位置の判定には、平均値Ｐｒ１´及び平均値Ｐｒ２´を用いる。携帯端末２が車両１の室外に位置する場合、通常、平均値Ｐｒ１´は、平均値Ｐｒ２´より大きい。すなわち、「Ｐｒ１´≧Ｐｒ２´」の関係が成り立つ。平均値Ｐｒ１´及び平均値Ｐｒ２´は、例えば図４に破線及び一点鎖線で示したとおりである。そのため、携帯端末２の位置の判定には、平均値を用いる方が瞬時値を用いるよりも判定精度が向上することが分かる。

図５に示すように、携帯端末２が車両１の室内に位置する場合、車両１と携帯端末２との間には、室外アンテナ１６と携帯端末２との間の電波の伝搬経路Ｌ３と、室内アンテナ１７と携帯端末２との間の電波の伝搬経路Ｌ４とが存在する。

図６に示すように、伝搬経路Ｌ３を通ったときの受信強度Ｐｒ１及び伝搬経路Ｌ４を通ったときの受信強度Ｐｒ２にも、複数の測定の間にばらつきがある。また、携帯端末２が車両１の室内に位置する場合、通常、平均値Ｐｒ１´は、平均値Ｐｒ２´より小さい。すなわち、「Ｐｒ１´＜Ｐｒ２´」の関係が成り立つ。平均値Ｐｒ１´及び平均値Ｐｒ２´は、例えば図６に破線及び一点鎖線で示したとおりである。そのため、携帯端末２が車両１の室内に位置する場合でも、受信強度の平均値の大小を比較することで、携帯端末２の位置を精度よく判定できることが分かる。

続いて、補正部３５による補正の考え方を、以下に記載する。
図４に示すように、携帯端末２が車両１の室外に位置する場合に、平均値Ｐｒ１´から平均値Ｐｒ２´を引いた差を、差Ｄ１とする。したがって、携帯端末２が車両１の室外に位置するとき、通常、平均値Ｐｒ１´は、差Ｄ１の分だけ平均値Ｐｒ２´よりも大きい。

図６に示すように、携帯端末２が車両１の室内に位置するときの、平均値Ｐｒ２´から平均値Ｐｒ１´を引いた差を、差Ｄ２とする。したがって、携帯端末２が車両１の室内に位置する場合、通常、平均値Ｐｒ２´は、差Ｄ２の分だけ平均値Ｐｒ１´よりも大きい。

差Ｄ１及び差Ｄ２は、大きければ大きいほど、平均値Ｐｒ１´及び平均値Ｐｒ２´の大小関係が逆転し難い。すなわち、差Ｄ１及び差Ｄ２は、平均値Ｐｒ１´及び平均値Ｐｒ２´の誤差に対する許容量に相当する。ここで、本発明者等が行った実験結果から、差Ｄ２が差Ｄ１よりも大きい（Ｄ２＞Ｄ１）ことがわかっている。すなわち、携帯端末２が車両１の室外に位置する場合、室内に位置する場合と比較して平均値Ｐｒ１´及び平均値Ｐｒ２´の大小関係が逆転し易い。

ところで、図７に示すように、位置検出信号Ｓｄの伝搬経路には、例えば、直接波、反射波、及び回折波などの伝搬モードが含まれる。位置検出信号Ｓｄの通信エラー率Ｃｆ１，Ｃｆ２は、位置検出信号Ｓｄの伝搬経路に依存する。

図８に示すように、位置検出信号Ｓｄが各アンテナから送信されてから携帯端末２に届くまでの時間には、直接波と、反射波及び回折波との間で時間差が生じる。同じ周波数の位置検出信号Ｓｄが時間差をもって複数届くことで、これら信号同士が干渉しあって、位置検出信号Ｓｄに含まれるデータ列の一部が欠損することがある。その結果、ある周波数の位置検出信号Ｓｄは通信が成立するものの、別の周波数の位置検出信号Ｓｄは通信が不成立となる状況が生じる。よって、伝搬モードにおいて、直接波に対して反射波及び回折波が多いほど、位置検出信号Ｓｄの通信エラー率が大きくなる。なお、データ列が一部欠損している場合でも、測定部３２は、例えば位置検出信号Ｓｄのヘッダ部分を正常に読み取れれば、受信強度を測定可能である。

本発明者等は、伝搬経路Ｌ１を通る位置検出信号Ｓｄの通信エラー率Ｃｆ１が、他の伝搬経路（Ｌ２〜Ｌ４）を通るときと比較して小さくなることを見出した。すなわち、伝搬経路Ｌ１では、通信エラー率が小さく、また、伝搬経路Ｌ２、伝搬経路Ｌ３、及び伝搬経路Ｌ４の間では、通信エラー率に大きな違いがないことがわかっている。すなわち、同じ室外アンテナ１６から送信された位置検出信号Ｓｄであっても、伝搬経路Ｌ１と伝搬経路Ｌ３とでは、通信エラー率において違いがある。この違いを、差Ｄ１を大きくするための補正に応用できる期待があった。

本例の場合、上記の考え方に基づき、補正部３５は、通信エラー率Ｃｆ１，Ｃｆ２に応じて変化するオフセット値によって、平均値Ｐｒ１´，Ｐｒ２´の補正を行う。オフセット値は、通信エラー率が大きい方が小さく、通信エラー率が小さい方が大きい。携帯端末２が車両１の室外に位置する場合、伝搬経路Ｌ１を通る方が伝搬経路Ｌ２よりも通信エラー率が小さいため、平均値Ｐｒ１´の方が平均値Ｐｒ２´よりも大きく補正を受ける。その結果、差Ｄ１が大きくなるため、平均値の誤差に対する許容量が大きくなる。また、携帯端末２が車両１の室内に位置する場合、伝搬経路Ｌ３及び伝搬経路Ｌ４の間では通信エラー率に大きな差がないため、平均値Ｐｒ１´と平均値Ｐｒ２´とは同程度の補正を受ける。その結果、差Ｄ２は補正前のままで維持される。これにより、携帯端末２が車両１の室外に位置する場合の平均値の誤差に対する許容量を大きくしつつ、携帯端末２が車両１の室内に位置する場合の平均値の誤差に対する許容量を維持することができる。

図２に戻り、ステップＳ１１０では、位置判定部３１は、補正された平均値Ｐｒ１´及び平均値Ｐｒ２´の大小を比較することにより、携帯端末２が車両１の室内外のどちらに位置するかを判定する。位置判定部３１は、平均値Ｐｒ１´が平均値Ｐｒ２´以上（Ｐｒ１´≧Ｐｒ２´）であった場合、携帯端末２が車両１の室外に位置すると判定（室外判定）する。一方、位置判定部３１は、平均値Ｐｒ１´が平均値Ｐｒ２´未満（Ｐｒ１´＜Ｐｒ２´）であった場合、携帯端末２が車両１の室内に位置すると判定（室内判定）する。例えば、ボディＥＣＵ５は、ＩＤ照合が成立し、かつ室外判定されているときに、タッチセンサ１３及びロックボタン１４の検出信号を基に、ドアロック機構１１の作動を制御する。また、エンジンＥＣＵ７は、ＩＤ照合が成立し、かつ室内判定されていることを一条件に、エンジンスイッチ１５が操作されることでエンジン６の遷移を制御する。このように、位置判定システム３０により、携帯端末２が車両１の室内外のどちらに位置するかを判定することで、携帯端末２の位置に応じた制御が可能になる。

さて、本例では、携帯端末２及び車両１の間の通信で送信された位置検出信号Ｓｄの受信強度と、位置検出信号Ｓｄの通信エラーとに基づいて、携帯端末２の位置を判定する位置判定部３１を備えた。この構成によれば、受信強度に加えて、通信エラーに基づいて位置判定を行うので、位置判定の精度を向上可能にする。

本例では、通信エラーに基づいて受信強度を補正する補正部３５を備えた。また、位置判定部３１は、補正部３５により補正された受信強度に基づき位置判定を行う構成とした。この構成によれば、車両１と携帯端末２との間の位置検出信号Ｓｄの伝搬経路によって通信エラーの発生し易さに特徴がある場合に、通信エラーに基づき受信強度の補正をすれば、個々の伝搬経路に応じた補正を行うことができる。これは、位置判定の精度向上に寄与する。

本例では、車両１に設けられた室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７と携帯端末２との間で送信された位置検出信号Ｓｄの受信強度の平均値を、アンテナ毎に算出する演算部３３を備えた。また、位置判定部３１は、通信エラーに基づき、補正部３５によって補正された受信強度の平均値を基に、携帯端末２の位置を判定する構成とした。この構成によれば、受信強度のばらつきの影響を抑えた平均値を用いて位置判定を行う。したがって、位置判定の精度向上に一層寄与する。

本例では、補正部３５は、アンテナ毎に、位置検出信号Ｓｄの送信数に対する通信エラーの発生数に基づくオフセット値を用いて、平均値を補正する。この構成によれば、通信エラーに基づき受信強度を補正する場合に、通信エラー率の大小関係に基づいて補正の大きさを変化させることができる。これは、位置判定の精度向上に一層寄与する。

本例では、位置判定部３１は、室外アンテナ１６の平均値Ｐｒ１´と室内アンテナ１７の平均値Ｐｒ２´との大小を比較することにより、携帯端末２が車両１の室内外のどちらに位置するかを判定する構成とした。この構成によれば、携帯端末２が車両１の室内外のどちらに位置しているのかを精度よく判定することが可能となる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・補正部３５は、位置検出信号Ｓｄの伝搬経路において、特定の伝搬経路に、通信エラー率が大きいことに特徴がある場合、通信エラー率が大きいほど大きいオフセット値で補正をしてもよい。例えば、仮に伝搬経路Ｌ１のみ通信エラー率が大きい場合、オフセット値を大きくすることで、差Ｄ１を大きくすることができる。

・オフセット値は、正の値でもよいし、負の値でもよいし、ゼロでもよい。
・通信エラー率とオフセット値との関係は、適宜変更可能である。
・補正部３５は、平均値を補正することに限定されず、受信強度そのものを補正してもよい。すなわち、演算部３３が補正された受信強度により平均値を算出するのでもよい。

・補正部３５は、通信エラーの有無に基づいて、受信強度を予め決められた値で補正するのでもよい。例えば、通信エラー有りの場合に受信強度を所定の値で補正し、通信エラー無しの場合に受信強度を補正しないのでもよい。

・通信エラーの検出方法は、特に限定されない。例えば、パリティチェックや、チェックサム、及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）など、種々の方式を用いてもよい。
・測定部３２及び通信エラー検出部３４は、車両１側に設けられてもよい。例えば、携帯端末２から送信された位置検出信号Ｓｄを、車両１側の複数のアンテナで受信する態様でもよい。

・位置判定部３１、演算部３３、及び補正部３５は、これらのうち少なくとも一つが携帯端末２側に設けられてもよい。例えば、車両１側から送信された位置検出信号Ｓｄの受信強度及び通信エラーを検出するとともに、平均値の計算及び補正、及び携帯端末２の位置判定を携帯端末２側で実行してもよい。または、車両１側から送信された位置検出信号Ｓｄの受信強度及び通信エラーを検出するとともに、平均値の計算及び補正を携帯端末２側で行い、補正された平均値を車両１側に送信するのでもよい。

・通信エラー率の算出は補正部３５で行われることに限定されず、通信エラー検出部３４で行われてもよい。
・アンテナから送信される位置検出信号Ｓｄの送信間隔は、特に限定されず、位置判定システム３０の仕様に応じて適宜変更してもよい。

・室外アンテナ１６及び室内アンテナ１７の各々で、チャネルが異なる位置検出信号Ｓｄの群を一度に送信する態様でもよい。
・複数送信される位置検出信号Ｓｄ（電波）の各周波数は、ＢＬＥ通信の周波数ホッピングから決まるチャネルに限定されない。

・アンテナの配置は特に限定されず、仕様に応じて適宜変更可能である。例えば、車両１の室内外の区別なく、車両１の運転席側及び助手席側に配置されていてもよい。
・アンテナは、１つでもよいし、２つでもよいし、３つ以上でもよい。すなわち、アンテナの個数は限定されず、車両１の室外及び室内にそれぞれ複数のアンテナが設けられてもよい。例えば、車両１の室外に４つの室外アンテナ１６が設けられた場合、室外アンテナ１６は、車両前方の運転席側、車両後方の運転席側、車両前方の助手席側、及び車両後方の助手席側に設けられればよい。また、車両１の室内に２つの室内アンテナ１７が設けられた場合、室内アンテナ１７は、車両の室内において、運転席側及び助手席側に設けられればよい。

・位置検出信号Ｓｄには、どのアンテナの受信強度なのかを識別するための電波送信元のアンテナＩＤが含まれていてもよいし、位置検出信号Ｓｄの送信タイミングを制御することで識別してもよい。また、位置検出信号Ｓｄを送信したアンテナにより受信強度データを受信することで識別してもよい。

・平均値は、移動平均であることに限定されず、その他の算術平均であってもよいし、幾何平均や調和平均でもよい。また、重み付きの加重移動平均などを用いてもよい。また、平均値に限定されず、中央値、最頻値であってもよい。

・位置判定部３１は、携帯端末２が車両１の室内外のどちらに位置するかを判定することに限定されず、携帯端末２が車両１の運転席側及び助手席側のどちらにあるか、前側及び後側のどちらにあるか、又は車両１に対する携帯端末２の座標を判定するようにしてもよい。

・演算部３３は、構成要素から省略してもよい。例えば、個々の受信強度について、通信エラーの有無に基づき補正してもよい。
・補正部３５は、構成要素から省略してもよい。例えば、通信エラーを、位置判定にそのまま用いてもよい。この場合、位置判定部３１が、通信エラー率を算出し、平均値の大小関係と、通信エラー率の大小関係の組み合わせから携帯端末２の位置を判定してもよい。

・認証システム３及び位置判定システム３０の通信規格や帯域は、実施例に限定されず、例えばＷｉ−Ｆｉを用いてもよい。またこれらシステムの間で異なる帯域を使用してもよい。

・車両１と携帯端末２との近距離無線通信の通信接続（ペアリング）を行う方法は、特に限定されない。例えば、どちらか片方の機器の操作のみでペアリングを行なってもよい。また、ペアリング時に車両１側で操作を行う場合、車両１に搭載されたカーナビゲーションシステムなどの機器を入出力機器として適用することができる。すなわち、ペアリングに際して、操作機器、操作方法及び認証方法などは適宜変更可能である。

・携帯端末２が電子キーＩＤ及びキー固有鍵を取得する方法は、ネットワーク通信を通じてサーバから取得することとしたが、これに限定されない。例えば、ＢＬＥ通信を用いて車両１にログイン（ユーザＩＤ及びパスワード認証）し、予め車両１に登録されている電子キーＩＤ及びキー固有鍵を携帯端末２に付与する態様としてもよい。

・認証システム３で行うＩＤ照合は、電子キーＩＤ照合やキー固有鍵の暗号認証に限らず、携帯端末２の正否を確認できるものであればよい。
・一連の認証において、ＩＤ照合と携帯端末２の位置検出との順番は特に限定されない。例えば、位置検出の後にＩＤ照合を行ってもいいし、ＩＤ照合と位置検出との実行期間が重なるように行ってもよい。

・携帯端末２は、高機能携帯電話に限定されず、車両１に紐付けられた電子キーであってもよい。
・認証システム３及び位置判定システム３０は、車両１に搭載されることに限定されず、種々の機器や装置に変更可能である。

１…車両、２…携帯端末、３…認証システム、４…照合ＥＣＵ、１６…室外アンテナ、１７…室内アンテナ、２０…端末制御部、３０…位置判定システム、３１…位置判定部、３２…測定部、３３…演算部、３４…通信エラー検出部、３５…補正部、Ｓｄ…位置検出信号。

Claims (6)

1. 携帯端末とその通信相手とが無線により通信する場合に、前記通信相手に対する前記携帯端末の位置を判定する位置判定部を備え、
   前記位置判定部は、前記携帯端末及び前記通信相手の間の前記通信で送信された電波について、測定された前記電波の受信強度と、前記電波が時間差をもって複数届くことで前記通信が不成立になる通信エラーとに基づいて、前記携帯端末の位置を判定する位置判定システム。
2. 前記通信エラーに基づいて、前記受信強度を補正する補正部を備え、
   前記位置判定部は、補正された前記受信強度に基づいて前記携帯端末の位置を判定する
   請求項１に記載の位置判定システム。
3. 前記通信相手に複数設けられたアンテナと前記携帯端末との一方から他方に間欠的に繰り返し送信された複数の前記電波について、各周波数の前記電波毎に測定された複数の前記受信強度の平均値を、前記アンテナ毎に算出する演算部を備え、
   前記補正部は、前記通信エラーに基づいて、前記受信強度の前記平均値を補正し、
   前記位置判定部は、補正された前記平均値に基づいて前記携帯端末の位置を判定する
   請求項２に記載の位置判定システム。
4. 前記補正部は、前記アンテナ毎に、前記電波の送信数に対する前記通信エラーの発生数に基づくオフセット値を用いて、前記平均値を補正する
   請求項３に記載の位置判定システム。
5. 前記アンテナは、前記通信相手の室外に設けられる室外アンテナと前記通信相手の室内に設けられる室内アンテナとを含み、
   前記位置判定部は、前記室外アンテナの前記平均値と前記室内アンテナの前記平均値との大小を比較することにより、前記携帯端末が前記通信相手の室内外のどちらに位置するかを判定する
   請求項３又は請求項４に記載の位置判定システム。
6. 携帯端末とその通信相手とが無線により通信する場合に、前記携帯端末及び前記通信相手との間の前記通信で送信された電波について、測定された前記電波の受信強度と、前記電波が時間差をもって複数届くことで前記通信が不成立になる通信エラーとに基づいて、位置判定部によって前記通信相手に対する前記携帯端末の位置を判定する位置判定方法。