JP2022171035A - 通信装置、プログラム、およびシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】装置間における測距において算出される測距値の精度を担保する。【解決手段】当該通信装置と当該通信装置とは異なる他の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記他の通信装置から受信するタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出する通信制御部、を備え、前記通信制御部は、前記タイムスタンプ情報が予め規定された固有値である場合、前記測距値を算出しない、通信装置が提供される。【選択図】図4

Description

本発明は、システム、認証装置、およびプログラムに関する。
近年、装置間で送受信した無線信号に基づく処理を行う技術が開発されている。例えば、特許文献1には、超広帯域(UWB:Ultra Wide Band)の信号を用いて装置間の距離の推定(測距)を行う技術が開示されている。
特開2020-118030号公報
装置間における測距においては、送受される複数の無線信号の送受信時刻差を示すタイムスタンプ情報に基づいて装置間の距離の推定値である測距値が算出される。しかし、タイムスタンプ情報を生成する装置が無線信号を受信できなかった場合、タイムスタンプ情報が正常に生成されず、ひいては測距値が正常に算出されない場合がある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、装置間における測距において算出される測距値の精度を担保することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、当該通信装置と当該通信装置とは異なる他の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記他の通信装置から受信するタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出する通信制御部、を備え、前記通信制御部は、前記タイムスタンプ情報が予め規定された固有値である場合、前記測距値を算出しない、通信装置が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、他の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記他の通信装置から受信するタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出する制御機能、を実現させ、前記制御機能に、前記タイムスタンプ情報が予め規定された固有値である場合、前記測距値を算出させない、プログラムが提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第1の通信装置と、前記第1の通信装置とは異なる第2の通信装置と、を備え、前記第1の通信装置は、前記第2の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記第2の通信装置から受信するタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出する通信制御部、を備え、 前記通信制御部は、前記タイムスタンプ情報が予め規定された固有値である場合、前記測距値を算出しない、システムが提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、当該通信装置と当該通信装置とは異なる他の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記他の通信装置による測距値の算出に用いられるタイムスタンプ情報の送信を制御する通信制御部、を備え、前記通信制御部は、送信した測距要求に対する応答である測距応答が前記他の通信装置から規定時間内に受信できない場合、前記タイムスタンプ情報に予め規定された固有値を設定して送信する、通信装置が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、他の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記他の通信装置による測距値の算出に用いられるタイムスタンプ情報の送信を制御する制御機能、を実現させ、前記制御機能に、送信した測距要求に対する応答である測距応答が前記他の通信装置から規定時間内に受信できない場合、前記タイムスタンプ情報に予め規定された固有値を設定して送信させる、プログラムが提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第1の通信装置と、前記第1の通信装置とは異なる第2の通信装置と、を備え、前記第2の通信装置は、前記第1の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記第1の通信装置による測距値の算出に用いられるタイムスタンプ情報の送信を制御する通信制御部、を備え、前記通信制御部は、送信した測距要求に対する応答である測距応答が前記第1の通信装置から規定時間内に受信できない場合、前記タイムスタンプ情報に予め規定された固有値を設定して送信する、システムが提供される。
以上説明したように本発明によれば、装置間における測距において算出される測距値の精度を担保することが可能となる。
本発明の一実施形態に係るシステム1の構成例を示すブロック図である。 同実施形態に係る測距における無線信号の送受信の流れの一例を示すシーケンス図である。 同実施形態に係るタイムスタンプの送信制御の流れを示すフローチャートである。 同実施形態に係るタイムスタンプ情報に基づく測距の実行制御の流れを示すフローチャートである。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<1.実施形態>
<<1.1.システム構成例>>
まず、本発明の一実施形態に係るシステム1の構成例について述べる。図1は、本発明の一実施形態に係るシステム1の構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態に係るシステム1は、ポータブル機器10と、移動体20に搭載される車載器30を備える。
(ポータブル機器10)
本実施形態に係るポータブル機器10は、移動体20を利用するユーザ(例えば、移動体20のオーナー、当該オーナーに移動体20の利用を許諾された者など)に携帯される通信装置の一例である。
図1示すように、本実施形態に係るポータブル機器10は、通信制御部110を備える。
(通信制御部110)
本実施形態に係る通信制御部110は、移動体20に搭載される車載器30との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距を制御する。
ここで、本実施形態に係る測距とは、通信制御部110と車載器30に備えられる通信制御部310との間の距離を推定する処理を指す。
例えば、本実施形態に係る通信制御部110は、通信制御部310との間において、測距に用いられる規定の通信規格に準拠した複数の無線信号を送受信する。
このために、本実施形態に係る通信制御部110は、規定の通信規格に準拠した無線信号を送受信するためのアンテナを備える。
本実施形態に係る規定の通信規格の一例としては、超広帯域無線通信が挙げられる。
一方、本実施形態に係る規定の通信規格は上記の例に限定されない。本実施形態に係る規定の通信規格には、測距を実現可能な任意の通信規格が採用されてよい。
また、本実施形態に係る通信制御部110は、複数の無線信号の送受信時刻差を示すタイムスタンプ情報の生成、または当該タイムスタンプ情報に基づく測距値の算出のいずれかを実行する。
例えば、本実施形態に係る通信制御部110は、タイムスタンプ情報を生成し、当該タイムスタンプを、測距値を算出する通信制御部310に送信してもよい。
一方、本実施形態に係る通信制御部110は、通信制御部310から受信したタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出することも可能である。
本実施形態に係る通信制御部110が有する機能は、仕様や運用に応じて設計されてよい。
なお、本実施形態に係る通信制御部110が有する機能は、各種のプロセッサにより実現される。
(車載器30)
本実施形態に係る車載器30は、移動体20に搭載される通信装置の一例である。
なお、本実施形態に係る移動体20は、例えば、車両、船舶、航空機など、移動が可能な各種の装置であってもよい。
本実施形態に係る車載器30は、一つの移動体20に対し少なくとも1つ以上搭載される。
図1に示すように、本実施形態に係る車載器30は、通信制御部310を備える。
(通信制御部310)
本実施形態に係る通信制御部310は、ポータブル機器10に備えられる通信制御部110との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距を制御する。
例えば、本実施形態に係る通信制御部310は、通信制御部110との間において、測距に用いられる規定の通信規格に準拠した複数の無線信号を送受信する。
このために、本実施形態に係る通信制御部310は、規定の通信規格に準拠した無線信号を送受信するためのアンテナを備える。
また、本実施形態に係る通信制御部310は、複数の無線信号の送受信時刻差を示すタイムスタンプ情報の生成、または当該タイムスタンプ情報に基づく測距値の算出のいずれかを実行する。
例えば、本実施形態に係る通信制御部310は、通信制御部110から受信したタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出してもよい。
一方、本実施形態に係る通信制御部310は、タイムスタンプ情報を生成し、当該タイムスタンプを、測距値を算出する通信制御部110に送信してもよい。
本実施形態に係る通信制御部310が有する機能は、仕様や運用に応じて設計されてよい。
なお、本実施形態に係る通信制御部310が有する機能は、各種のプロセッサにより実現される。
以上、本実施形態に係るシステム1の構成例について述べた。なお、図1を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係るシステム1の構成は係る例に限定されない。
例えば、図1においては、測距を実行する通信装置の一例としてポータブル機器10および車載器30を挙げたが、本技術思想は、移動体に関連する測距に限定されるものではない。
本技術思想は、測距を実行する各種の通信装置に広く適用可能である。
<<1.2.制御の詳細>>
続いて、本実施形態に係るシステム1により実行される各種の制御について詳細に説明する。
上述したように、本実施形態に係るポータブル機器10と車載器30は、規定の通信規格に準拠した無線信号を送受信し、当該無線信号に基づく測距を実行する。
まず、ポータブル機器10と車載器30との間において実行される測距の流れについて一例を挙げて説明する。
図2は、本実施形態に係る測距における無線信号の送受信の流れの一例を示すシーケンス図である。
なお、図2には、移動体20に3つの車載器30a~30cが搭載される場合の流れが例示される。
また、図2には、ポータブル機器10に備えられる通信制御部110が上述のタイムスタンプ情報を生成し、車載器30a~30cに備えられる通信制御部310a~310cの各々が当該タイムスタンプ情報に基づき測距値を算出する場合の流れが例示される。
図2に示す一例の場合、まず、ポータブル機器10に備えられる通信制御部110が、測距要求を送信する(S102a~S102c)。
次に、ステップS102a~S102cにおいて測距要求を受信した通信制御部310a~310cの各々は、当該測距要求への応答として測距応答を送信する(S104a~S104c)。
ステップS104a~S104cにおいて測距応答を受信した通信制御部110は、当該測距応答への応答として最終測距応答を送信する(S106a~S106c)。
次に、通信制御部110は、測距要求の送信時刻と測距応答の受信時刻との差分ΔT1、およびレスポン信号の受信時刻と最終測距応答の送信時刻との差分ΔT2を算出し、ΔT1およびΔT2を含むタイムスタンプ情報を送信する(S108a~S108c)。
なお、図2に示す場合、通信制御部110は、通信制御部310a~310cごとにタイムスタンプ情報を生成し、3つのタイムスタンプ情報をまとめて送信してよい。
ステップS108a~S108cにおいてタイムスタンプ情報を受信した通信制御部310a~310cの各々は、当該タイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出する。
この際、通信制御部310a~310cの各々は、まず、測距要求の受信時刻と測距応答の送信時刻との差分ΔT3、およびレスポン信号の送信時刻と最終測距応答の受信時刻との差分ΔT4を算出する。
次に、通信制御部310a~310cの各々は、受信したタイムスタンプ情報に含まれるΔT1およびΔT2、算出したΔT3ΔT3を用いて、測距要求、測距応答、および最終測距応答に共通する伝搬時間τを算出する。
通信制御部310a~310cの各々は、以下の数式(1)を用いて伝搬時間τを算出してもよい。
τ=(T1×T4―T2×T3)/(T1+T2+T3+T4)
・・・(数式1)
通信制御部310a~310cの各々は、算出した伝搬時間τに既知の信号速度を乗算することで、通信制御部110との間の距離の推定値である測距値を算出する。
以上説明したように、本実施形態に係る通信制御部110または通信制御部310の一方は、他方から受信するタイムスタンプ情報に基づいて、測距値を算出することが可能である。
しかし、通信状況によっては、タイムスタンプ情報が正常に生成されない可能性も生じる。
例えば、図2に示すステップS104bにおいて、通信制御部310bが送信した測距応答を通信制御部110が受信できなかった場合を想定する。
この場合、通信制御部310bに係るΔT1およびΔT2が正常に算出されず誤ったタイムスタンプ情報が送信される事態も生じ得る(一例として、前回保持したΔT1およびΔT2を含むタイムスタンプ情報が送信されるなど)。
上記のような事態が生じた場合、通信制御部310bは、誤ったタイムスタンプ情報に基づいて信頼性の低い測距値を算出することとなる。
本技術思想は上記のような点に着目して発想されたものであり、測距において算出される測距値の精度を担保することを可能とするものである。
このために、本実施形態に係る通信制御部110および通信制御部310のうち、測距値の算出に用いられるタイムスタンプ情報の送信を制御する通信制御部は、送信した測距要求に対する応答である測距応答が規定時間内に受信できない場合、タイムスタンプ情報に固有値を設定して送信することを特徴の一つとする。
一方、本実施形態に係る通信制御部110および通信制御部310のうち、受信するタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出する通信制御部は、受信したタイムスタンプ情報が予め規定された固有値である場合、前記測距値を算出しないことを特徴の一つとする。
上記のような制御によれば、誤ったタイムスタンプ情報の生成、および当該タイムスタンプ情報に基づく信頼性の低い測距値の算出を効果的に回避することが可能となる。
なお、上記の予め規定される固有値は、2つの時刻の差を示すタイムスタンプとして不適と判定可能なビット列であってもよい。
例えば、予め規定される固有値は、オール0のビット列であってもよい。これは、図2に示すようなシーケンスを伴う測距においてΔT1およびΔT2が0となることはあり得ないためである。
また、例えば、予め規定される固有値は、オール1のビット列であってもよい。これは、測距においてΔT1およびΔT2が最大値となる場合、測距が可能な装置間の距離を超えていると考えらえるためである。
以下、本実施形態に係るタイムスタンプの送信制御、およびタイムスタンプに基づく測距の実行制御の流れについて一例を挙げて詳細に説明する。
なお、以下においては、ポータブル機器10に備えられる通信制御部110がタイムスタンプ情報を送信し、車載器30に備えられる通信制御部310が受信したタイムスタンプに基づく測距の実行制御を行う場合を例示する。
図3は、本実施形態に係るタイムスタンプの送信制御の流れを示すフローチャートである。
図3に示す一例の場合、ポータブル機器10に備えられる通信制御部110は、変数Nの初期値を1に、終値を車載器30の総数に、増分値を1に設定し、以下に示すステップS202における処理と、ステップS204またはステップS206における処理とを繰り返し実行する。
通信制御部110は、まず、測距要求を送信してから規定時間内に判定の対象とする車載器30から測距応答を受信したか否かを判定する(S202)。
通信制御部110は、規定時間内に判定の対象とする車載器30から測距応答を受信したと判定した場合(S202:Yes)、ΔT1およびΔT2を算出し、ΔT1およびΔT2を含むタイムスタンプ情報を生成する(S204)。
一方、通信制御部110は、規定時間内に判定の対象とする車載器30から測距応答を受信していないと判定した場合(S202:No)、タイムスタンプ情報に予め規定された固有値を設定する(S206)。
すべての車載器30に関し、ステップS202における処理と、ステップS204またはステップS206における処理とが完了すると、通信制御部110は、次に、誤り検出符号の算出を行う(S208)。
誤り検出符号は、例えば、チェックサムまたはCRC(Cyclic Redundancy Check)であってもよい。
ただし、上記はあくまで例であり、本実施形態に係る誤り検出符号には、ビット列の誤りを検出可能な任意の手法が採用されてよい。
次に、通信制御部110は、車載器30ごとのタイムスタンプ情報、および誤り検知用符号を含む信号を送信する(S210)。
このように、タイムスタンプ情報に誤り検出符号を付与して送付することで、タイム情報にデータ化けが生じた場合であっても、車載器30に備えらえる通信制御部310が当該データ化けに係る誤り検出を行うことができる。
なお、ステップS210において通信制御部110が送信する信号は、複数の車載器30に共通するものであってもよい。
例えば、移動体20に3つの車載器30a~30cが搭載され、かつ通信制御部110が車載器30a~30cのすべてから測距応答を受信できた場合、ステップS210において通信制御部110が送信する信号は以下の情報を含んでもよい。
・車載器30aに対するタイムスタンプ情報(ΔT1およびΔT2)
・車載器30bに対するタイムスタンプ情報(ΔT1およびΔT2)
・車載器30cに対するタイムスタンプ情報(ΔT1およびΔT2)
・誤り検出符号
また、例えば、通信制御部110が車載器30a~30cのうち車載器30bから測距応答を受信できなかった場合、ステップS210において通信制御部110が送信する信号は以下の情報を含んでもよい。
・車載器30aに対するタイムスタンプ情報(ΔT1およびΔT2)
・車載器30bに対するタイムスタンプ情報(固有値)
・車載器30cに対するタイムスタンプ情報(ΔT1およびΔT2)
・誤り検出符号
一方、通信制御部110は、車載器30a~30cごとに対応するタイムスタンプ情報と誤り検出符号を生成し、車載器30a~30cの各々に送信することも可能である。
続いて、本実施形態に係るタイムスタンプ情報に基づく測距の実行制御の流れについて一例を挙げて詳細に説明する。
図4は、本実施形態に係るタイムスタンプ情報に基づく測距の実行制御の流れを示すフローチャートである。
図4に示す一例の場合、車載器30に備えられる通信制御部310は、まず、タイムスタンプ情報および誤り検出符号を含む信号を受信する(S302)。
次に、通信制御部310は、ステップS302において受信した信号に含まれる誤り検出符号に基づいてタイムスタンプ情報の検証を行う。
通信制御部310は、タイムスタンプ情報に誤りを検出した場合(S304:Yes)、測距値の算出を行わず、移動体20に搭載される制御装置に、誤りを検出した旨を示すエラー情報を送信する(S312)。
一方、通信制御部310は、タイムスタンプ情報に誤りを検出しない場合(S304:No)、続いて、タイムスタンプ情報が予め規定された固有値であるか否かを判定する(S306)。
通信制御部310は、タイムスタンプ情報が予め規定された固有値であると判定した場合(S306:Yes)、測距値の算出を行わず、移動体20に搭載される制御装置に、タイムスタンプ情報として固有値を受信した旨を示すエラー情報を送信する(S312)。
一方、通信制御部310は、タイムスタンプ情報が予め規定された固有値ではないと判定した場合(S306:No)、当該タイムスタンプ情報に基づき測距値を算出する(S308)。
次に、通信制御部310は、ステップS308において算出した測距値を移動体20に搭載される制御装置に送信する(S310)。
移動体20に搭載される制御装置は、通信制御部310から受信した測距値に基づいて、例えば、移動体20に備えられるドアの解錠やエンジンの始動などに係る制御を実行する。
<2.補足>
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
また、本明細書において説明した各装置による一連の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる非一過性の記憶媒体(non-transient storage medium)に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、コンピュータによる実行時にRAMに読み込まれ、CPUなどのプロセッサにより実行される。上記記憶媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記憶媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
1:システム、10:ポータブル機器、110:通信制御部、20:移動体、30:車載器、310:通信制御部

Claims (12)

  1. 当該通信装置と当該通信装置とは異なる他の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記他の通信装置から受信するタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出する通信制御部、
    を備え、
    前記通信制御部は、前記タイムスタンプ情報が予め規定された固有値である場合、前記測距値を算出しない、
    通信装置。
  2. 前記予め規定された固有値は、2つの時刻の差を示すタイムスタンプとして不適と判定可能ビット列である、
    請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記通信制御部は、前記タイムスタンプ情報に付随する誤り検出符号に基づいて前記タイムスタンプ情報を検証し、前記タイムスタンプ情報に誤りを検出した場合、前記測距値を算出しない、
    請求項1または請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記誤り検出符号は、チェックサムまたはCRCである、
    請求項3に記載の通信装置。
  5. 前記通信制御部は、前記測距値を算出しない場合、検出したエラーに関する情報を制御装置に送信する、
    請求項1から請求項4までのうちいずれか一項に記載の通信装置。
  6. 前記規定の通信規格は、超広帯域無線通信を含む、
    請求項1から請求項5までのうちいずれか一項に記載の通信装置。
  7. 当該通信装置は、移動体に搭載され、
    前記他の通信装置は、前記移動体を利用するユーザに携帯される、
    請求項1から請求項6までのうちいずれか一項に記載の通信装置。
  8. コンピュータに、
    他の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記他の通信装置から受信するタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出する制御機能、
    を実現させ、
    前記制御機能に、前記タイムスタンプ情報が予め規定された固有値である場合、前記測距値を算出させない、
    プログラム。
  9. 第1の通信装置と、前記第1の通信装置とは異なる第2の通信装置と、
    を備え、
    前記第1の通信装置は、
    前記第2の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記第2の通信装置から受信するタイムスタンプ情報に基づいて測距値を算出する通信制御部、
    を備え、
    前記通信制御部は、前記タイムスタンプ情報が予め規定された固有値である場合、前記測距値を算出しない、
    システム。
  10. 当該通信装置と当該通信装置とは異なる他の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記他の通信装置による測距値の算出に用いられるタイムスタンプ情報の送信を制御する通信制御部、
    を備え、
    前記通信制御部は、送信した測距要求に対する応答である測距応答が前記他の通信装置から規定時間内に受信できない場合、前記タイムスタンプ情報に予め規定された固有値を設定して送信する、
    通信装置。
  11. コンピュータに、
    他の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記他の通信装置による測距値の算出に用いられるタイムスタンプ情報の送信を制御する制御機能、
    を実現させ、
    前記制御機能に、送信した測距要求に対する応答である測距応答が前記他の通信装置から規定時間内に受信できない場合、前記タイムスタンプ情報に予め規定された固有値を設定して送信させる、
    プログラム。
  12. 第1の通信装置と、前記第1の通信装置とは異なる第2の通信装置と、
    を備え、
    前記第2の通信装置は、
    前記第1の通信装置との間における規定の通信規格に準拠した無線通信に基づく測距において、前記第1の通信装置による測距値の算出に用いられるタイムスタンプ情報の送信を制御する通信制御部、
    を備え、
    前記通信制御部は、送信した測距要求に対する応答である測距応答が前記第1の通信装置から規定時間内に受信できない場合、前記タイムスタンプ情報に予め規定された固有値を設定して送信する、
    システム。
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