JP2021096119A - ユーザ位置判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】高い精度で、ユーザの位置を判定することができるユーザ位置判定システムを提供する。【解決手段】携帯端末から送信された電波を車室内アンテナが受信したときの受信信号強度を取得する信号強度取得部と、信号強度取得部が取得した受信信号強度の変化傾向に基づいて、携帯端末を携帯したユーザが車両の周辺に存在するか否かを判定する位置判定部とを備え、携帯端末が送信する電波を車室内アンテナが受信したときの、車両に対する携帯端末の距離と受信信号強度との関係において、受信信号強度の極小値となる距離が相互にずれるように、複数の車室内アンテナは配置されており、位置判定部は、複数の車室内アンテナの受信信号強度が減少傾向になったことをもとに、携帯端末を携帯したユーザが車両の周辺に存在すると判定する。【選択図】図９

Description

ユーザが車両から所定の範囲内に存在することを検出するユーザ位置判定システムに関する。

特許文献１に、車両側装置と携帯端末とが近距離通信を実施することによってユーザが車両周辺に存在することを検出するユーザ位置判定システムが開示されている。特許文献１に開示されているシステムは、１つの車室内用アンテナを備えている。

この車室内用アンテナは、車両の周辺の路面上において車両のドアから所定の近傍距離以内となる領域が、車室内用アンテナから送信された信号が直接的には届かない見通し外領域となる位置に配置されている。

そして、携帯端末から送信された電波を車室内アンテナが受信したときの受信信号強度が増加傾向であると判定された後に、受信信号強度が減少傾向であると判定されたことに基づいて、ユーザが車両の周辺に存在すると判定する。

特開２０１８−３６２０７号公報

特許文献１に記載された技術によれば、ユーザが車両周辺に存在すると判定するための強度閾値を予め設計しておく必要はないので、ユーザが利用している携帯端末の機種によって判定結果がばらつくことを抑制できる。

ただし、特許文献１に開示されたシステムは、車室内アンテナの見通し内では、車室内アンテナに近いほど、受信信号強度は強くなるという前提で、携帯端末の位置を判定している。

ところが、車両の電波環境によっては、マルチパスの影響により、受信信号強度が局所的に落ち込む位置が生じる恐れがある。受信信号強度が局所的に落ち込むと、車室内アンテナの見通し内においてユーザが車両に接近しているにも関わらず、受信信号強度が増加傾向であると判定された後に、受信信号強度が減少傾向になる恐れがある。したがって、特許文献１に開示されたシステムは、電波環境によっては、高い精度でユーザの位置を検出することが困難になる恐れもあった。

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、車両側装置と携帯端末とが近距離通信を実施することによってユーザが車両周辺に存在することを検出するシステムであって、高い精度で、ユーザの位置を判定することができるユーザ位置判定システムを提供することにある。

その目的を達成するための１つの開示は、
ユーザによって携帯される携帯端末（２）の車両（３）に対する位置を推定するユーザ位置判定システムであって、
携帯端末が送信した電波を受信するために、車両の車室内に配置された車室内アンテナ（１２１）と、
携帯端末から送信された電波を車室内アンテナが受信したときの受信信号強度を取得する信号強度取得部（Ｆ１）と、
信号強度取得部が取得した受信信号強度の変化傾向に基づいて、携帯端末を携帯したユーザが車両の周辺に存在するか否かを判定する位置判定部（Ｆ３）と、を備え、
車室内アンテナを、車室内の異なる位置に複数備え、
複数の車室内アンテナは、車両のドアから所定の領域が、車室内アンテナから送信された信号が直接的には届かない見通し外領域となるように構成されており、かつ、
携帯端末が送信する電波を車室内アンテナが受信したときの、車両に対する携帯端末の距離と受信信号強度との関係において、受信信号強度の極小値となる距離が相互にずれるように、複数の車室内アンテナは配置されており、
位置判定部は、複数の車室内アンテナの受信信号強度が減少傾向になったことをもとに、携帯端末を携帯したユーザが車両の周辺に存在すると判定する。

このユーザ位置判定システムは、複数の車室内アンテナを備えており、携帯端末が送信する電波を車室内アンテナが受信したときの、車両に対する携帯端末の距離と受信信号強度との関係において、受信信号強度の極小値となる距離が相互にずれるように、複数の車室内アンテナは配置されている。

このように複数の車室内アンテナを配置すれば、携帯端末の位置が、複数の車室内アンテナにとっての見通し内領域である場合には、複数の車室内アンテナの受信信号強度が一緒に減少傾向とはなりにくい。換言すれば、複数の車室内アンテナの受信信号強度が減少傾向になっている場合には、携帯端末は、いずれかの車室内アンテナにとっての見通し外領域に存在している可能性が高い。

そこで、位置判定部は、複数の車室内アンテナの受信信号強度が減少傾向になったことをもとに、携帯端末を携帯したユーザが、車両の周辺に存在すると判定する。このようにすることで、高い精度で、携帯端末を携帯したユーザが、車両の周辺に存在していることを推定できる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。

ユーザ位置判定システム１００の概略的な構成を示したブロック図である。 車載システム１の構成を示すブロック図である。 実施形態における車室内アンテナ１２１の搭載位置を示した図である。 車両３の側面からの距離と、送信電力の減衰量との関係を示す図である。 ３つの車室内アンテナについて、距離と送信電力の減衰量の関係を示す図である。 車両側制御部１１の概略的な構成を示した機能ブロック図である。 スマートフォン２の構成を示すブロック図である。 車両側制御部１１が実施するユーザ位置判定処理を示す図である。 図８のＳ６で実行するＲＳＳＩ変化傾向判定処理を示す図である。 領域Ｒ１において、距離とＲＳＳＩの変化の関係を説明する図である。 領域Ｒ２において、距離とＲＳＳＩの変化の関係を説明する図である。 領域Ｒ３において、距離とＲＳＳＩの変化の関係を説明する図である。

＜ユーザ位置判定システム１００の概略的な構成について＞
以下、実施形態について図を用いて説明する。図１は、ユーザ位置判定システム１００の概略的な構成の一例を示す図である。図１に示すようにユーザ位置判定システム１００は、車両３に搭載された車載システム１と、ユーザ４によって携帯される携帯端末であるスマートフォン２と、を備えている。

スマートフォン２は、通信範囲が例えば最大でも数十メートル程度となる所定の近距離無線通信規格に準拠した通信（以降、近距離通信とする）を実施する機能を備えた通信端末である。ここでの近距離無線通信規格としては、例えばBluetooth Low Energy（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは登録商標）や、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等を採用することができる。

携帯端末は、上述の近距離通信機能を備えていればよく、スマートフォン２の他、タブレット端末、ウェアラブルデバイス、携帯用音楽プレーヤ、携帯用ゲーム機等を携帯端末として用いることもできる。

スマートフォン２が近距離通信として送信する信号には、送信元を示す情報として、スマートフォン２に割り当てられた識別情報（以降、端末ＩＤとする）が含まれている。端末ＩＤは他の通信端末とスマートフォン２とを識別するための情報として機能する。スマートフォン２は、端末ＩＤを含む信号を、車載システム１からの送信要求を受信したことにより、送信する。また、スマートフォン２は、端末ＩＤを含む信号を周期的に送信してもよい。

車載システム１もまた、上述の近距離通信機能を備えている。車載システム１は、スマートフォン２から送信されてくる信号を車室内アンテナ１２１で受信する。車室内アンテナ１２１は、本実施形態では３つ備えられている。これら３つの車室内アンテナ１２１が受信した受信信号強度の変化傾向をもとにスマートフォン２の位置が、車両３の周辺であるかを判定する。以下では、受信信号強度をＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）と記載する。

ここでの車両３の周辺は、具体的には、３つの車室内アンテナ１２１のうち、最も見通し外領域が狭いものを除く、残りの２つの車室内アンテナ１２１にとって見通し外領域となっている領域を意味する。

見通し外領域を以下に説明する。車両３はボデーが金属製であり、車室内に設置されている車室内アンテナ１２１は、スマートフォン２が送信する電波を、ドアウィンドウを介して受信する。また、近距離無線通信ができる通信距離では電波の回折の程度は少ない。よって、概略、図１に破線で示すように、車室内アンテナ１２１と、車両３のドアウィンドウの下縁とを通る線が大地と交わる点が、見通し外領域の外縁の距離となる。車室内アンテナ１２１までの距離が、見通し外領域の外縁の距離よりも短い領域であって、車両３の外側となる領域が、その車室内アンテナ１２１にとっての見通し外領域である。見通し外領域は、車室内アンテナ１２１から送信された信号が直接的には届かない領域である。

スマートフォン２が、３つの車室内アンテナ１２１のうち、最も見通し外領域が狭いものを除く残りの２つの車室内アンテナ１２１にとっての見通し外領域に入ると、３つの車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩは、いずれも減少傾向になることがある。一方、スマートフォン２が、１つ以下の車室内アンテナ１２１にとっての見通し外領域にいる場合、全部の車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが、同時に減少傾向になることはない。そこで、車載システム１は、３つの車室内アンテナのＲＳＳＩの変化傾向から、スマートフォン２の位置を推定する。なお、減少傾向には、減少傾向を示した後、増加傾向になっていない場合も含む。減少傾向が継続し、ＲＳＳＩの検出下限を下回ってＲＳＳＩが減少している場合には減少傾向が確認できなくなるが、この場合にも、減少傾向と判断すべきだからである。

＜車載システム１の構成＞
次に、車載システム１の構成および作動について述べる。車載システム１は、図２に示すように、車両側制御部１１と、３つの近距離通信モジュール１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｃとを備える。３つの近距離通信モジュール１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｃは、同じ構造であり、取り付け位置が異なるのみである。以下、３つの近距離通信モジュール１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｃを区別しないときは、近距離通信モジュール１２と記載する。車両側制御部１１は近距離通信モジュール１２と相互通信可能に接続されている。

車両側制御部１１は、近距離通信モジュール１２の動作を制御する。また、近距離通信モジュール１２から入力されるデータを用いて後述するユーザ位置判定処理を実行することによって、ユーザが車両周辺に存在するか否かを判定する。

車両側制御部１１は、車内ＬＡＮ５を介して認証ＥＣＵ６と相互に通信可能になっている。認証ＥＣＵ６は、車両３と対応付けられている電子キーとの間で無線通信による認証を実施する制御部である。認証ＥＣＵ６は、認証が成功したことに基づいて車両３のドアロック機構のロック、アンロック状態を制御する。車両側制御部１１は、ユーザ位置判定処理により、ユーザ４が車両周辺に存在すると判定した場合に、ドアロック機構のアンロックを許可する許可通知を認証ＥＣＵ６に通知する。

車両側制御部１１は、ＭＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、および、Ｉ／Ｏ１１４等を備えたコンピュータとして構成されている。ＭＰＵ１１１は種々の演算処理を実行する演算処理装置である。ＲＯＭ１１２は、電気的に書き換え可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＲＡＭ１１３は揮発性の記憶媒体である。Ｉ／Ｏ１１４は、車両側制御部１１が、近距離通信モジュール１２や、車両３に搭載されている他のデバイスと通信するためのインターフェースとして機能する回路モジュールである。

ＲＯＭ１１２には、通常のコンピュータを車両側制御部１１として機能させるためのプログラム（以降、位置判定プログラム）等が格納されている。なお、上述の位置判定プログラムは、非遷移的実体的記録媒体（non- transitory tangible storage medium）に格納されていればよい。ＭＰＵ１１１が位置判定プログラムを実行することは、位置判定プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。この車両側制御部１１の詳細については別途後述する。

近距離通信モジュール１２は、近距離通信を実施するための通信モジュールである。近距離通信モジュール１２は、より細かい構成要素として、車室内アンテナ１２１、送受信部１２２、および強度測定部１２３を備える。

車室内アンテナ１２１は、近距離通信に用いられる周波数帯（例えば２．４ＧＨｚ帯）の電波を送受信するためのアンテナである。送受信部１２２は、車室内アンテナ１２１で受信した信号を復調して車両側制御部１１に提供するとともに、車両側制御部１１から入力された信号を変調して、車室内アンテナ１２１に出力し、電波として放射させる。

強度測定部１２３は、車室内アンテナ１２１で受信した信号の強度すなわちＲＳＳＩを測定する。強度測定部１２３が測定したＲＳＳＩを示すデータは、受信データと対応付けられて車両側制御部１１に提供される。なお、ＲＳＳＩは、例えば電力の単位［ｄＢｍ］で表現されればよい。

車室内アンテナ１２１を含む近距離通信モジュール１２は、車室内が近距離通信可能なエリアとなり、且つ、車室内アンテナ１２１から送信された電波がドアウィンドウなどは透過して車室外に伝搬する位置に配置されている。

本実施形態では一例として、３つの近距離通信モジュール１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｃは、いずれも、車室内の天井部分に配置されている。また、３つの通信モジュール１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｃの水平方向の配置位置は、図３に示すように、車両屋根を前後に略等しく分ける車幅方向線Ｗ上である。通信モジュール１２Ｌは、その車幅方向線Ｗ上において、車室天井の左端に配置されている。通信モジュール１２Ｃは、その車幅方向線Ｗ上において、車室天井の中央に配置されている。通信モジュール１２Ｒは、その車幅方向線Ｗ上において、車室天井の右端に配置されている。なお、本明細書において、左右は車両３の進行方向を見たときの左右である。通信モジュール１２Ｌ、１２Ｃ、１２Ｒがそれぞれ備える車室内アンテナ１２１は、図１に示すように、車室内アンテナ１２１Ｌ、１２１Ｃ、１２１Ｒである。

近距離通信に用いられる周波数帯の電波は、金属板で反射されやすい。よって、車室内アンテナ１２１から送信された電波は、金属板である車両３のドアで反射されやすい。そのため、車室内アンテナ１２１には、車両３の近傍に見通し外領域が存在する。見通し外領域は、車室内アンテナ１２１から送信された信号が直接波として到達しない領域を指す。また、見通し外領域は、スマートフォン２と近距離通信ができない領域に相当する。近距離通信ができない状態には、データの送受信が完全に不可能な状態だけでなく、ビットエラーレートが所定の閾値以上となるなどの、通信品質が所定の許容レベル以下となる状態を含んでもよい。見通し外領域の大きさや範囲は、車室内アンテナ１２１の設置位置や、ドアウィンドウの形状等によって定まる。車室外において車室内アンテナ１２１にとって見通し内となる領域とは、ドアウィンドウやフロントウインドウ等の窓部を透過して伝搬する領域である。

＜車室内アンテナ１２１の位置＞
車室内アンテナ１２１が受信する電波は、見通し内領域であっても、車室内アンテナ１２１からの距離に応じて減衰しない場合がある。マルチパスの影響があるからである。図４には、車両３の側面からの距離と、スマートフォン２が送信した電力の減衰量との関係を示している。距離は、車両３から車両幅方向に延びる方向の距離である。

図４に示されているグラフには、幾つかの極小値が存在する。したがって、特許文献１に記載された技術をそのまま適用して、ＲＳＳＩが増加傾向であると判定された後、ＲＳＳＩが減少傾向であると判定されたことに基づいて、ユーザ４の位置を判定するだけでは、ユーザ４の位置を誤判定してしまう恐れがある。たとえば、極小値がある距離である２ｍの位置にユーザ４がいるのに、ユーザ４が見通し外領域である車両３の極近傍にいると判定してしまう恐れがある。

そこで、本実施形態では、複数の車室内アンテナ１２１を備える。具体的には、３つの車室内アンテナ１２１Ｃ、１２１Ｌ、１２１Ｒを備える。３つの車室内アンテナ１２１は、当然、相互に異なる位置に設置されている。したがって、３つの車室内アンテナ１２１Ｃ、１２１Ｌ、１２１Ｒは、どのように配置しても、図４に示した伝搬特性が相互にずれることになる。ただし、３つの車室内アンテナ１２１Ｃ、１２１Ｌ、１２１Ｒの位置は、極小値となる距離が相互にずれるように配置されている。

図５には、３つの車室内アンテナ１２１Ｃ、１２１Ｌ、１２１Ｒについて、車両３の側面からの距離と減衰量との関係を示している。なお、図５は、送信側すなわちスマートフォン２のアンテナ高さを１ｍとし、受信側である車室内アンテナ１２１のアンテナ高さを１．５ｍとし、車室内アンテナ１２１の間隔を４０ｃｍとし、周波数を２．４４ＧＨｚとして実験した結果である。

図５において、ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４は、車室内アンテナ１２１Ｃが受信する電力の減衰量曲線における極小値を示している。また、ＭＬ１、ＭＬ２、ＭＬ３、ＭＬ４は、車室内アンテナ１２１Ｌが受信する電力の減衰量曲線における極小値を示し、ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４は、車室内アンテナ１２１Ｒが受信する電力の減衰量曲線における極小値を示している。

図５では、いずれの極小値ＭＣ、ＭＬ、ＭＲも、他の極小値ＭＣ、ＭＬ、ＭＲと重なっていない。このように、いずれの極小値ＭＣ、ＭＬ、ＭＲも、他の極小値ＭＣ、ＭＬ、ＭＲと重ならないように、３つの車室内アンテナ１２１Ｃ、１２１Ｒ、１２１Ｌを配置する。具体的な配置位置は、車種別に、伝搬特性を測定して決定することが好ましい。

各極小値ＭＣ、ＭＣ、ＭＲのずれが最も大きくなるように、３つの車室内アンテナ１２１Ｃ、１２１Ｒ、１２１Ｌが配置されていることが特に好ましい。ただし、車両３によっては、全部の極小値ＭＣ、ＭＲ、ＭＬを、他の極小値と重ならないようにすることは困難である可能性もある。１つの車室内アンテナ１２１が受信する電力の減衰量曲線において、一部の極小値が、他の車室内アンテナ１２１が受信する電力の減衰量曲線における極小値と重ならないようになっていればよい。

＜車両側制御部１１の機能について＞
車両側制御部１１は、ＭＰＵ１１１が位置判定プログラムを実行することによって、図６に示す種々の機能ブロックに対応する機能を提供する。具体的には、車両側制御部１１は機能ブロックとして、信号強度取得部Ｆ１、変化傾向判定部Ｆ２、および位置判定部Ｆ３を備える。

なお、車載システム１が備える機能ブロックの一部又は全部は、一つあるいは複数のＩＣ等を用いることによってハードウェアとして実現されていてもよい。また、ＭＰＵ１１１によるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現されていてもよい。

信号強度取得部Ｆ１は、近距離通信モジュール１２が受信した受信データのＲＳＳＩを、近距離通信モジュール１２から取得する。そして、受信データがスマートフォン２から送信されたデータである場合には、その受信データのＲＳＳＩをＲＡＭ１１３に保存する。

このような構成によれば、信号強度取得部Ｆ１は、近距離通信モジュール１２がスマートフォン２から送信された信号を受信する度に、そのＲＳＳＩをＲＡＭ１１３に保存する。逐次取得されるＲＳＳＩは、最新の受信データのＲＳＳＩが先頭となるように時系列順にソートされてＲＡＭ１１３に保存されれば良い。以降では便宜上、信号強度取得部Ｆ１が取得したスマートフォン２からの信号のＲＳＳＩを時系列に並べた１まとまりのデータのことをＲＳＳＩ時系列データと称する。

信号強度取得部Ｆ１は、３つの近距離通信モジュール１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｃから、それぞれＲＳＳＩを取得し、近距離通信モジュール１２Ｌ、１２Ｃ、１２Ｒ別に、ＲＳＳＩ時系列データを作成する。

変化傾向判定部Ｆ２は、ＲＡＭ１１３に保存されているＲＳＳＩ時系列データに基づいて、ＲＳＳＩの経時変化の傾向が、増加傾向、減少傾向、不定状態の何れに該当するかを判定する。ＲＳＳＩの経時変化の傾向も、近距離通信モジュール１２Ｌ、１２Ｃ、１２Ｒ別に判定する。増加傾向は、ＲＳＳＩが経時的に増加している状態を表し、減少傾向は、ＲＳＳＩが経時的に減少している状態を表す。不定状態は、増加傾向とも減少傾向とも判定できない状態である。

例えば変化傾向判定部Ｆ２は、過去に取得したＲＳＳＩから定まる比較用ＲＳＳＩと、最新のＲＳＳＩとを比較し、比較用ＲＳＳＩよりも最新のＲＳＳＩのほうが所定の変化判定閾値以上大きい場合に、ＲＳＳＩは増加傾向であると判定する。また、比較用ＲＳＳＩよりも最新のＲＳＳＩのほうが変化判定閾値以上小さい場合に、ＲＳＳＩは減少傾向であると判定する。

比較用ＲＳＳＩは、例えば、現時点よりも所定時間（例えば３００ミリ秒）前に取得したＲＳＳＩとすればよい。また、直近５００ミリ秒以内に取得した複数のＲＳＳＩの中央値や平均値としてもよい。変化判定閾値は、ＲＳＳＩが変化していると判定するための閾値であって、具体的な値は適宜設計されれば良い。変化判定閾値は、固定値であってもよいし、比較用ＲＳＳＩに対して所定の比率（例えば０．１）を乗じた値であってもよい。

さらに、変化傾向判定部Ｆ２は、ＲＳＳＩが増加傾向／減少傾向であると判定できるほど十分な数のＲＳＳＩを収集できていない場合や、最新のＲＳＳＩと比較用ＲＳＳＩとの差の絶対値が変化判定閾値未満となっている場合に、不定状態と判定する。

位置判定部Ｆ３は、変化傾向判定部Ｆ２の判定結果に基づいて、ユーザ４が車両３の周辺に存在するか否かを判定する。この位置判定部Ｆ３の詳細については別途後述する。

＜スマートフォン２の構成について＞
スマートフォン２は、図７に示すように、端末側制御部２１と、近距離通信モジュール２２と、加速度センサ２３を備える。端末側制御部２１は、近距離通信モジュール２２の動作を制御する部材であって、車両側制御部１１と同様に、ＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えたコンピュータとして構成されている。

近距離通信モジュール２２は、上述した近距離通信を実施するための通信モジュールである。加速度センサ２３は、スマートフォン２に生じる加速度を検出するセンサである。加速度センサ２３は、３軸あるいは２軸の加速度センサである。加速度センサ２３は各軸の加速度の検出値を端末側制御部２１に送る。

＜ユーザ位置判定処理＞
次に、図８に示すフローチャートを用いて、車両側制御部１１が実施するユーザ位置判定処理について説明する。ユーザ位置判定処理は、ユーザが車両周辺に存在するか否かを判定するための処理である。このユーザ位置判定処理は、例えば車両３が駐車されている場合に、所定の繰り返し周期（例えば１００ミリ秒）ごとに開始されればよい。

なお、車両が駐車されているか否かは、種々の方法によって判定されればよい。例えば、シフトレバーが駐車ポジションに設定されている場合に、車両は駐車されていると判定すればよい。シフトレバーの位置を示す情報は、図示しないシフトポジションセンサから、車両に構築された通信ネットワークおよびＩ／Ｏ１１４を介して取得すればよい。

図８に示す処理において、ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１からＳ５は信号強度取得部Ｆ１が実行する。Ｓ６の実行主体については図９を説明する際に記載する。まず、ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１では、いずれかの近距離通信モジュール１２たとえば近距離通信モジュール１２Ｃから、トリガ信号を送信させる。トリガ信号は送信要求信号であり、スマートフォン２がこのトリガ信号を受信した場合、スマートフォン２は、予め決められた期間、一定の送信強度で、周期的に信号の送信を開始する。

Ｓ２では、スマートフォン２から、そのトリガ信号に対する返信があったか否かを判断する。Ｓ２の判断結果がＮＯであればＳ３に進む。Ｓ３では、タイマーをオンにする。続くＳ４ではタイマーが計時している時間が一定時間経過したか否かを判断する。一定時間は、たとえば、上記繰り返し周期と同じとする。Ｓ４の判断結果がＮＯであればＳ２に戻り、スマートフォン２から返信があったか否かを再度判断する。Ｓ４の判断結果がＹＥＳであれば、一旦、図８の処理を終了する。

Ｓ２の判断結果がＹＥＳであればＳ５に進む。Ｓ５では、各車室内アンテナ１２１が検出したＲＳＳＩを取得し、ＲＡＭ１１３に保存する。続くＳ６では、ＲＳＳＩ変化傾向判定処理を実行する。

ＲＳＳＩ変化傾向判定処理では図９に示す処理を実行する。なお、図９および図９の説明では、３つの車室内アンテナ１２１のうちの中央にある車室内アンテナ１２１Ｃを中央アンテナとし、車室内アンテナ１２１Ｌを左アンテナとし、車室内アンテナ１２１Ｒを右アンテナとする。

図９において、Ｓ１１からＳ１５、Ｓ１９、Ｓ２０は変化傾向判定部Ｆ２が実行し、Ｓ１６からＳ１８、Ｓ２１からＳ２３は位置判定部Ｆ３が実行する。Ｓ１１では、ＲＡＭ１１３を参照して、中央アンテナのＲＳＳＩに増加傾向の期間があったか否かを判断する。このＳ１１の技術的な意義は次の通りである。ユーザ４が車両３から十分に離れた地点から車両３に接近する場合、ユーザ４の車両３への接近に伴ってＲＳＳＩは増加していく。したがって、ＲＳＳＩが増加傾向であったということは、ユーザ４が車両３に接近している状況があったことを意味する。

Ｓ１１の判断結果がＮＯであれば図９に示す処理を終了する。一方、Ｓ１１の判断結果がＹＥＳであればＳ１２に進む。Ｓ１２では、現時点で、中央アンテナのＲＳＳＩが減少傾向にあるか否かを判断する。Ｓ１２の判断結果がＮＯであれば図９の処理を終了する。Ｓ１２の判断結果がＹＥＳであればＳ１３に進む。

Ｓ１３では、現時点での左アンテナのＲＳＳＩと右アンテナのＲＳＳＩを比較し、左アンテナのＲＳＳＩのほうが大きいか否かを判断する。Ｓ１３の判断は、ユーザ４が車両３に対して、左右いずれの方向にいるかを判断するものである。Ｓ１３の判断結果がＹＥＳであれば、ユーザ４は車両３の右側にいると判断でき、Ｓ１３の判断結果がＮＯであれば、ユーザ４は車両３の左側にいると判断できる。Ｓ１３の判断結果がＹＥＳであればＳ１４に進み、ＮＯであればＳ１９に進む。

Ｓ１４では、現時点で、右アンテナのＲＳＳＩが減少傾向であるか否かを判断する。Ｓ１４の判断結果がＮＯであれば図９の処理を終了する。Ｓ１４の判断結果がＹＥＳであればＳ１５に進む。Ｓ１５では、左アンテナのＲＳＳＩが減少傾向であるか否かを判断する。Ｓ１５の判断結果がＮＯであれば図９の処理を終了する。

Ｓ１５の判断結果がＹＥＳであれば、全部の車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが減少傾向にあることになる。加えて、全部の車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが減少傾向になる前に、中央アンテナのＲＳＳＩが増加傾向にあった。図５を用いて説明したように、本実施形態では、車両３からの距離と減衰量の関係を示すグラフの極小値が重ならないように、３つの車室内アンテナ１２１を配置している。したがって、すべての車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが減少傾向になる場合、スマートフォン２は、車両３に接近している側において、相対的に車両３から遠くまで広がる２つの車室内アンテナ１２１Ｒ、１２１Ｃの見通し外領域にある可能性が高い。

以下に、その理由を詳しく説明する。図１０、図１１、図１２は、それぞれ、図１に示す領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３において左アンテ、右アンテナ、中央アンテナのＲＳＳＩの変化傾向を模式的に示す図である。

領域Ｒ１は、全部の車室内アンテナ１２１にとって見通し内となる領域である。領域Ｒ２は、右アンテナにとっては見通し外領域であり、中央アンテナと左アンテナにとっては見通し内となる領域である。領域Ｒ３は、右アンテナおよび中央アンテナにとっては見通し外領域であり、左アンテナにとっては見通し内領域である。換言すれば、領域Ｒ３は、見通し外領域の外縁が２番目に車両３から近い見通し外領域を意味する。

右アンテナ、左アンテナ、中央アンテナは、ＲＳＳＩが極小値となる距離が相互にずれるように配置されている。そのため、図１０に示されるように、領域Ｒ１では、３つのアンテナは、ＲＳＳＩが極小値となる距離が重なっていない。したがって、領域Ｒ１では、３つのアンテナのＲＳＳＩがいずれも減少傾向になると判断される可能性は低い。また、図１１に示されるように、領域Ｒ２では、左アンテナのＲＳＳＩは減少傾向になるが、他の２つのアンテナのＲＳＳＩがともに減少傾向となる可能性は低い。

領域Ｒ３になると、図１２に示されるように、区間ＳＣ１や区間ＳＣ２などで、３つのアンテナのＲＳＳＩがいずれも減少傾向になる。したがって、３つのアンテナのＲＳＳＩが全部、減少傾向となった場合、領域Ｒ３にスマートフォン２が存在している可能性が高い。

ただし、ユーザ４が車両３に接近する途中で忘れ物に気づいて引き返した場合、車室内アンテナ１２１ＣのＲＳＳＩが増加傾向になった後に、全部の車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが減少傾向になる。

そこで、続くＳ１６では、スマートフォン２が備える加速度センサ２３が検出した加速度を表す加速度情報の送信をスマートフォン２に要求し、加速度情報を受信する。

Ｓ１７では、Ｓ１６で受信した加速度情報が示す加速度が、停止閾値以下であるか否かを判断する。停止閾値は、スマートフォン２を携帯しているユーザ４の歩行が停止したと判断できる値である。具体的な停止閾値は実験等により決定する。Ｓ１７の判断結果がＮＯであれば図９の処理を終了する。Ｓ１７の判断結果がＹＥＳであればＳ１８に進む。Ｓ１７の判断結果がＹＥＳであれば、ユーザ４は、領域Ｒ３にいて、車両３のドアを開けようと停止した可能性が高い。そこで、Ｓ１８では、スマートフォン２は、車両３の左側の領域Ｒ３にいると判定する。そして、左側のドアロックの解錠を許可する許可通知を、認証ＥＣＵ６へ出力する。

次に、Ｓ１３の判断結果がＮＯであった場合の一連の処理を説明する。Ｓ１３の判断結果がＮＯであればＳ１９に進む。Ｓ１９では、現時点で、左アンテナのＲＳＳＩが減少傾向であるか否かを判断する。Ｓ１９の判断結果がＮＯであれば図９の処理を終了する。Ｓ１９の判断結果がＹＥＳであればＳ２０に進む。

Ｓ２０では、右アンテナのＲＳＳＩが減少傾向であるか否かを判断する。Ｓ２０の判断結果がＮＯであれば図９の処理を終了する。Ｓ２０の判断結果がＹＥＳであればＳ２１に進む。Ｓ２１に進む場合、全部の車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが減少傾向にあることになる。したがって、スマートフォン２は、スマートフォン２が車両３に接近している側において、相対的に車両３から遠くまで広がる２つの車室内アンテナ１２１Ｌ、１２１Ｃの見通し外領域にある可能性が高い。

ただし、前述したように、ユーザ４が車両３に接近する途中で忘れ物に気づいて引き返した可能性もある。そこで、Ｓ２１において、スマートフォン２が備える加速度センサ２３が検出した加速度を表す加速度情報の送信をスマートフォン２に要求し、加速度情報を受信する。

Ｓ２２では、Ｓ２１で受信した加速度情報が示す加速度が、停止閾値以下であるか否かを判断する。Ｓ２２の判断結果がＮＯであれば図９の処理を終了する。Ｓ２２の判断結果がＹＥＳであればＳ２３に進む。Ｓ１７の判断結果がＹＥＳであれば、ユーザ４は、中央アンテナおよび右アンテナにとっての見通し外領域となる車両近傍にいて、車両３のドアを開けようと停止した可能性が高い。そこで、Ｓ２３では、スマートフォン２は、車両３の右側において、左アンテナおよび中央アンテナの見通し外領域にいると判定する。そして、右側のドアロックの解錠を許可する許可通知を、認証ＥＣＵ６へ出力する。

＜実施形態のまとめ＞
以上の構成では、スマートフォン２が送信する電波を車室内アンテナ１２１が受信したときの、スマートフォン２の距離とＲＳＳＩとの関係において、ＲＳＳＩの極小値となる距離が相互にずれるように３つの車室内アンテナ１２１は配置されている。

このように３つの車室内アンテナ１２１を配置するので、スマートフォン２の位置が、複数の車室内アンテナ１２１にとっての見通し内領域である場合、複数の車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが一緒に減少傾向とはなりにくい。換言すれば、複数の車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが減少傾向になっている場合には、スマートフォン２は、複数の車室内アンテナ１２１にとっての見通し外領域に存在している可能性が高い。

そこで、本実施形態では、全部の車室内アンテナ１２１が減少傾向にあると判断した場合に、位置判定部Ｆ３は、スマートフォン２は、車両３の近傍に存在すると判定する。近傍は、具体的には、１つの車室内アンテナ１２１以外の車室内アンテナ１２１にとっての見通し外領域となる領域である。

このようにしてスマートフォン２の位置を判定することで、高い精度で、スマートフォン２を携帯したユーザ４が、１つの車室内アンテナ１２１以外の車室内アンテナ１２１にとっての見通し外領域となる領域に存在すると判定できる。

また、本実施形態によれば、中央の車室内アンテナ１２１ＣのＲＳＳＩが減少傾向となったときに、車室内アンテナ１２１ＬのＲＳＳＩと、車室内アンテナ１２１ＲのＲＳＳＩとを比較する（Ｓ１３）。そして、車室内アンテナ１２１ＬのＲＳＳＩのほうが大きければ、ユーザ４は車両３の左側にいると判定し（Ｓ１８）、車室内アンテナ１２１ＲのＲＳＳＩのほうが大きければ、ユーザ４は車両３の右側にいると判定する（Ｓ２３）。このようにして、車両３に対して、左右のどちらにユーザ４がいるかも判定することができる。

また、本実施形態では、ＲＳＳＩの変化傾向に加えて、スマートフォン２に作用する加速度が停止閾値以下となっているかどうかも判断する（Ｓ１７、Ｓ２２）。そして、加速度が停止閾値以下となったことを条件に、解錠許可通知を認証ＥＣＵ６に出力する（Ｓ１８、Ｓ２３）。このようにすることで、ユーザ４が車両３から遠ざかっており、ドアを解錠する必要がない状態において、ドアロックの解錠を許可してしまうことを抑制できる。

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

〔変形例１〕
上述した実施形態では、３つの車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが全部、減少傾向であるときに、スマートフォン２の位置を判定していた。しかし、図１１に示されるように、領域Ｒ２では、左アンテナのＲＳＳＩは減少傾向になるが、他の２つのアンテナのＲＳＳＩがともに減少傾向となる可能性は低い。換言すれば、領域Ｒ２でも、左アンテナのＲＳＳＩと、他の２つのアンテナのうちの１つが、減少傾向になる可能性がある。

したがって、３つのうちの２つの車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが減少傾向になった場合には、複数の車室内アンテナ１２１のうち、外縁が車両３から２つ目に近い見通し外領域に、スマートフォン２は位置していると推定することができる。縁が車両３から２つ目に近い見通し外領域は、中央アンテナの見通し外領域であり、中央アンテナの見通し外領域は、車両３の左側においては、領域Ｒ２と領域Ｒ３を足し合わせた領域である。

このことは、２つの車室内アンテナ１２１があれば、車室内アンテナ１２１が１つのみである場合よりも、精度よくスマートフォン２の位置を推定できることを意味する。さらには、領域Ｒ１では、２つの車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが同時に減少傾向になることはない。

以上のことから、上述した実施形態において、判断を追加すれば、スマートフォン２を携帯したユーザ４が領域Ｒ３にいるかどうかに加えて、ユーザ４の位置が領域Ｒ２、Ｒ１であることも推定できる。

すなわち、複数の車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが同時に減少傾向を示してはいない状態であれば、スマートフォン２を携帯したユーザ４は、全部の車室内アンテナ１２１にとっての見通し内領域である領域Ｒ１にいると推定できる。

その状態から、いずれか２つの車室内アンテナ１２１のＲＳＳＩが同時に減少傾向になれば、スマートフォン２は、最も車両３から遠い位置まで広がっている見通し外領域（図１では領域Ｒ２と領域Ｒ３の足し合わせた領域）に入ったと推定できる。

ＲＳＳＩが減少傾向になる車室内アンテナ１２１がさらに１つ増えて、同時にＲＳＳＩが減少傾向になる車室内アンテナ１２１が３つになったときを考える。このときは、見通し外領域の外縁の位置が車両３から最も遠い２つの車室内アンテナ１２１にとって、ともに見通し外領域となる領域（図１では領域Ｒ３）にスマートフォン２があると推定できる。

このように、ＲＳＳＩが同時に減少傾向になる車室内アンテナの数に応じて、スマートフォン２の位置をより細かく推定することができる。

〔変形例２〕
上述した実施形態では、近距離通信モジュール１２から提供されるＲＳＳＩを、そのままＲＳＳＩの経時的な変化の傾向を判定するための指標として用いる態様を開示したが、これに限らない。

スマートフォン２からのＲＳＳＩを取得する度にその時点でのＲＳＳＩの移動平均値を算出していき、ＲＳＳＩの移動平均値の履歴から、ＲＳＳＩの経時的な変化の傾向を判定してもよい。その場合には、変化傾向判定部Ｆ２は、信号強度取得部Ｆ１がＲＳＳＩを取得する度に、直近Ｎ回分のＲＳＳＩを母集団とする平均値（つまり移動平均値）を算出する。Ｎは２以上の整数であればよく、例えば１０などとすればよい。

また、変化傾向判定部Ｆ２は、その算出した移動平均値（以降、強度平均値）を、最新のＲＳＳＩと対応付けてＲＡＭ１１３に保存していく。便宜上、各時点における強度平均値を時系列に並べたデータを、強度平均時系列データと称する。変化傾向判定部Ｆ２は、ＲＳＳＩ時系列データが更新される度に、強度平均時系列データも逐次更新する。

そして、変化傾向判定部Ｆ２は、強度平均時系列データに基づき、最新の強度平均値が、所定時間前に算出された強度平均値よりも所定の閾値以上大きい場合に増加傾向であると判定する。このような態様によれば、反射等の影響によるＲＳＳＩの変化の傾向の誤判定を抑制できる。

〔変形例３〕
車両用電子キーシステムで利用される電子キーが、近距離通信モジュールを備え、電子キーが携帯端末であってもよい。また、認証ＥＣＵ６が上述した車載システム１としての機能を備えていても良い。既存の設備を流用することで、ユーザ位置判定システム１００を導入するコストを抑制することができる。

〔変形例４〕
以上では、車載システム１が、スマートフォン２から送信されてくる信号のＲＳＳＩに基づいて、ユーザが車両周辺に存在するか否かを判定する態様を開示したが、これに限らない。例えば、車載システム１がアドバタイズ信号を定期送信するとともに、スマートフォン２が車載システム１から送信されてくるアドバタイズ信号のＲＳＳＩに基づいて、ユーザが車両周辺に存在するか否かを判定してもよい。

つまり、前述の信号強度取得部Ｆ１、変化傾向判定部Ｆ２、および位置判定部Ｆ３は、スマートフォン２に備えられていても良い。なお、変形例４におけるスマートフォン２は、位置判定部Ｆ３の判定結果を示すユーザ位置信号を近距離通信によって車載システム１に送信するものとする。つまり、ユーザが車両周辺に存在すると判定した場合には、その旨を車載システム１に通知する。

このような態様によっても車載システム１は、ユーザ位置信号を受信することによってユーザが車両周辺に存在することを特定することができる。

〔変形例５〕
以上では、車室内の天井部分に車室内アンテナ１２１を配置する態様を開示したが、車室内アンテナ１２１の設置位置は、これに限らない。車室内において適宜設計される位置、たとえば、ピラー、コンソールパネルなどに車室内アンテナ１２１を配置することもできる。また、車室内アンテナ１２１の数も３つに限られない。車室内アンテナ１２１の数は、２つ、あるいは、４つ以上であってもよい。

〔変形例６〕
実施形態では、中央アンテナのＲＳＳＩが減少傾向になったときに、左右のアンテナのＲＳＳＩを比較していた。しかし、右アンテナあるいは左アンテナのＲＳＳＩが減少傾向になったときに、左右のアンテナのＲＳＳＩを比較してもよい。

１：車載システム ２：スマートフォン（携帯端末） ３：車両 ４：ユーザ ５：車内ＬＡＮ ６：認証ＥＣＵ １１：車両側制御部 １２：近距離通信モジュール ２１：端末側制御部 ２２：近距離通信モジュール ２３：加速度センサ １００：ユーザ位置判定システム １１１：ＭＰＵ １１２：ＲＯＭ １１３：ＲＡＭ １１４：Ｉ／Ｏ １２１：車室内アンテナ １２２：送受信部 １２３：強度測定部 Ｆ１：信号強度取得部 Ｆ２：変化傾向判定部 Ｆ３：位置判定部

Claims (6)

1. ユーザによって携帯される携帯端末（２）の車両（３）に対する位置を推定するユーザ位置判定システムであって、
   前記携帯端末が送信した電波を受信するために、前記車両の車室内に配置された車室内アンテナ（１２１）と、
   前記携帯端末から送信された電波を前記車室内アンテナが受信したときの受信信号強度を取得する信号強度取得部（Ｆ１）と、
   前記信号強度取得部が取得した前記受信信号強度の変化傾向に基づいて、前記携帯端末を携帯したユーザが前記車両の周辺に存在するか否かを判定する位置判定部（Ｆ３）と、を備え、
   前記車室内アンテナを、前記車室内の異なる位置に複数備え、
   複数の前記車室内アンテナは、前記車両のドアから所定の領域が、前記車室内アンテナから送信された信号が直接的には届かない見通し外領域となるように構成されており、かつ、
   前記携帯端末が送信する電波を前記車室内アンテナが受信したときの、前記車両に対する前記携帯端末の距離と前記受信信号強度との関係において、前記受信信号強度の極小値となる距離が相互にずれるように、複数の前記車室内アンテナは配置されており、
   前記位置判定部は、複数の前記車室内アンテナの前記受信信号強度が減少傾向になったことをもとに、前記携帯端末を携帯したユーザが前記車両の周辺に存在すると判定する、ユーザ位置判定システム。
2. 前記車室内アンテナを３つ以上備える、請求項１に記載のユーザ位置判定システム。
3. 請求項２に記載のユーザ位置判定システムであって、
   前記位置判定部は、いずれかの前記車室内アンテナの受信信号強度が減少傾向になったときに、車両の左右方向の位置が異なる２つの前記車室内アンテナの受信信号強度を比較し、受信信号強度が高い側に前記携帯端末を携帯したユーザがいると判定する、ユーザ位置判定システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のユーザ位置判定システムであって、
   前記携帯端末は、
   前記携帯端末に作用する加速度を検出する加速度センサ（２３）を備え、
   前記位置判定部は、前記加速度センサが検出する加速度が、前記携帯端末を携帯しているユーザの歩行が停止したと判断できる停止閾値以下になったことに基づいて、前記車両のドアロックの解錠を許可する許可通知を、ドアロック機構を制御する制御部（６）へ出力する、ユーザ位置判定システム。
5. 請求項２または３に記載のユーザ位置判定システムにおいて、
   前記位置判定部は、全部の前記車室内アンテナの受信信号強度が減少傾向になった場合、前記見通し外領域の外縁が２番目に前記車両から近い前記見通し外領域に、前記携帯端末を携帯したユーザが存在すると判定する、ユーザ位置判定システム。
6. 請求項５に記載のユーザ位置判定システムにおいて、
   前記位置判定部は、前記受信信号強度が同時に減少傾向になる前記車室内アンテナの数に応じて定まる領域に、前記携帯端末が存在すると推定する、ユーザ位置判定システム。

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