JP2022527445A - 移動装置により発せられる電磁信号の指向のための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、目標装置（２）に向けて移動する車両（１）により、電磁信号を送るための方法（６００，７００）に関する。特に、移動車両（１）は、通信システム（４０）を備える。この通信システム（４０）は、放射システム（４１）を備える。通信システムは、この放射システムによって、電磁信号を送受信する。通信システムは、目標装置との第１通信方向を定めるため、目標装置とのアラインメントステップを実行するステップ（７０１）と、データを送受信するため、第１通信方向に沿って放射システム（４１）を向けることにより、目標装置と通信するステップ（７０３）と、目標装置とのアラインメントを保つための後続のフェーズを実行するステップ（７０５～７１１）と、後続のステップにおいて、少なくとも１つの車両（１）のセンサ（３３）により測定されるデータに基づいて、放射システム（４１）の未来位置と未来方向を決めるステップ（６０３）とを行うことを特徴としており、センサは、センサ（３３）から受け取る情報に基づいて、車両（１）の制御及び／又は運転補助機能を実行するように構成されている車両（１）の電子制御ユニット（３１）と動作可能に接続されており、通信システムは、目標装置の放射システム（４１Ｂ）の未来位置と未来方向を示す、又は予測するように構成されている情報を受け取るステップ（７０５）と、放射システム（４１）の未来位置を目標装置（２）の放射システムの未来位置と接続する第２通信方向（ＲＬＯＳ（ｔ））を決めるステップ（７０９）と、決められた通信方向（ＲＬＯＳ（ｔ））に基づいて、放射システム（４１）により発せられる電磁信号を向けるステップ（７０９）とを行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、電気通信の分野に関する。特に、本発明は、移動通信システムにおける電磁波のビームの形成のための方法及びシステムに関する。さらに詳細には、本発明の実施形態は、相互運動における放射システムによる電磁信号のやりとりに関する。

例えば、電気通信技術に基づいて、「５Ｇミリ波」と呼称される６ＧＨｚよりも大きな周波数を有する無線信号のようなミリメートル以下の波長（ミリ波）を含む電磁信号、及び光信号は、伝播方向における急激な減衰を受ける。これらの信号は、地球の大気（特に酸素）を構成する分子により吸収されて、含まれている厚さ及び／又は小さな密度を有する障害物（例えば布、プラスチックシート、生物など）により防がれ得ることが知られている。

これらの信号の急激な減衰を補うため、好ましくは通信接続（すなわちリンク）の両端において、固定された指向性と大きなゲインを有する指向性アンテナを用いることが一般的である。移動システムにおいて、アンテナのアレイは、指向方向の動的補正を可能にするため、固定された指向性アンテナを交換するように決められる。アレイのアンテナに与えられる信号は、アレイのゲイン、すなわち最大電力値の空間方向を好ましい方向に向けて最大化するように、適切に処理される。アンテナ信号を処理するこのステップは、ビーム形成として知られており、一般的に、２つの装置の間において、効率的な通信ができるように、別のアンテナ、又はアンテナの別のアレイの方向におけるアンテナのアレイの送信電力を最大化することを目的としている。

例えば、車両、スマートフォン、ロボットなどの移動装置の間における通信の場合、位置の変動は、関連している移動装置に取り付けられているアンテナのアレイの間のアラインメントを複雑にして、通信の遮断を引き起こし得る。通信の連続性を保証するため、２つのアンテナのアレイのリアラインメントを周期的に実行することが知られている。一般的に、リアラインメントは、移動装置の間の相互速度に比例する周波数により実行される。

一部の既知の方法は、データの送信の前のそれぞれの送信タイムフレームにおいて実行されるアラインメントステップを想定する。アラインメントステップの間、２つのアンテナのアレイは、所定の数の方向に従って送られるトレーニング（又はプローブ）信号をやりとりして、最も小さな減衰を有する方向をデータ送信方向として選択するように、減衰を確認する。これらの方法の主要な制限は、アラインメントステップが、それぞれのタイムフレームの間、送信され得るデータの量を減らすこと、及びアラインメントのためのプローブ信号の送信に対する無視できないエネルギ消費を示すことである。

この課題は、互いに通信する３つ以上の装置の場合、悪化する。実際には、この場合、対となる装置ごとに必要なアラインメントステップの継続時間は延びる。したがって、すべての装置の間の有用なデータのやりとりに利用できるタイムフレーム部分が減る。

米国特許９７２３４７３号は、第１装置と第２装置の間のミリ波に基づく通信方法を開示している。この方法は、第１装置により実行されて、第２装置の未来位置を定めることと、第２装置の未来位置に対して、第１装置の第１ミリ波通信ユニットにより発せられるビームのアラインメントを行うことを想定する。

一方、第２装置の推定位置は、初期位置と初期速度に基づいており、十分に正確なアラインメントが、第１装置のアンテナと第２装置のアンテナとの間で得られない。したがって、装置の間の効率的な通信は制限される。また、装置は、無線信号のアラインメントを実行できるように、第２装置との通信を実行するためのＤＳＲＣ（狭域通信）モジュールを必要とする、又は他の装置に対して測定を実行し得るセンサを備える必要がある（例えば、センサが目標装置の距離と速度を測定する必要がある）。さらに、方法は、方向の変化を受ける車両の場合のように、相互傾斜補正を予期しない。

米国公開特許２０１６／０１１８７１６号は、代替として、ビームのアラインメントのための方法を提案している。この方法は、慣性のシステムに対するアクセスにより、送受信機の方向を定めること、及び送受信機の方向に従って送信角度を補うことを想定する。また、方法は、送受信機装置の方向に基づいて、ビーム形成動作を修正することを想定する。

できる限り効率的であるように、米国公開特許２０１６／０１１８７１６号に記載の方法は、送受信機の位置と方向を定めることができる専用のセンサを用いることを必要とするため、高価である。また、この方法は、ビーム形成のために必要な時間の問題を解決しない。実際には、米国公開特許２０１６／０１１８７１６号において、ビームを形成するステップは、最も小さな減衰を有する送信方向を定めるため、複数のプローブ信号を送信することを必要とするだけでなく、送受信機装置の回転を考慮して保つように、ビーム形成を修正する別のステップを想定する。

米国特許１００８０１４６号において、無線通信装置のセンサは、装置の位置、動作、及び回転のようなデータを与える。センサのデータを用いて、無線通信システムにおける送受信のためのアンテナのビームを制御するため、装置の空間データを計算して、このデータを用いることができる。

一方、米国特許１００８０１４６号に記載の方法は、ビーム形成に適用されるアンテナの重みが、移動通信装置の未来位置をネットワークノードの位置と接続する方向の推定に基づいて、計算されるため、精密な制限を有する。一方、通信装置は、電話又はＰＣであってもよく、動作における実寸法、及び慣性の寸法を有する。また、運動学的基準の欠如は、運動学的基準がシステムと一体であったとしても、装置の動作を正確に再構成する可能性を妨げて（例えば、一定の速度で移動する加速度計を考慮して、測定値から、装置の有効な変位を定めることができない）、ミリ波による通信システムにおいて、無視できない誤差に達する。したがって、推定方向は、移動通信装置のアンテナをネットワークノードに接続する方向と一致しない可能性がある。

本発明の目的は、従来技術の欠点を克服することである。

本発明の目的は、大まかに、互いに相対移動する移動装置、特に車両の間において、効率的な通信ができる方法及び関連する通信システムを提供することである。

特に、本発明の目的は、ミリメートル以下の波長を含む電磁波により、効率的な通信ができる方法及び関連するシステムを提供することである。

特に、本発明の目的は、同時送信に対して利用できるタイムフレームを効率的に用いるミリメートル以下の波長により、通信ができる方法及び関連するシステムを提供して、放射システム（例えば、アンテナ又は光学通信システム）により送信されるビームの良好なアラインメントを保証することである。

本発明のこれらの目的と他の目的は、添付の請求項の特徴を組み込む装置により達成される。この特徴は、明細書の不可欠な部分を形成する。

本発明は、目標装置に向けて移動する車両により、電磁信号を送るための方法に関する。特に、移動車両は、通信システムを備える。この通信システムは、放射システムを備える。通信システムは、この放射システムにより、ミリメートル波長を有する電磁信号を送受信する。
有利であるように、通信システムは、
目標装置との第１通信方向を定めるため、目標装置とのアラインメントステップを実行するステップと、
データを送受信するため、第１通信方向に沿って放射システムを向けることにより、目標装置と通信するステップと、
目標装置とのアラインメントを保つための後続のステップを実行するステップと、
後続のステップにおいて、少なくとも１つの車両のセンサにより測定されるデータに基づいて、放射システムの未来位置と未来方向を決めるステップとを行うことを特徴としており、
センサは、センサから受け取る情報に基づいて、車両の運転制御及び／又は運転補助機能を実行するように構成されている車両の電子制御ユニットと動作可能に接続されており、
通信システムは、
必ずしも放射システムを用いる必要がない一方、好ましくは放射システムにより、目標装置の放射システムの未来位置と未来方向を示す、又は予測するように構成されている情報を受け取るステップと、
放射システムの未来位置を目標装置の放射システムの未来位置と接続する第２通信方向を決めるステップと、
決められた通信方向に基づいて、放射システムにより発せられる電磁信号を向けるステップとを行う。

ある実施形態において、車両の放射システムと目標装置の放射システムは、それぞれ、アンテナシステム、例えばミリメートル波アンテナのアレイを備える。加えて、又は代替として、車両の放射システムと目標装置の放射システムは、それぞれ、光信号発生器と光信号検出器を備える。

この方法により、両方の装置によって想定される位置と方向を予め推定することができると共に、それぞれの装置のアンテナによって想定される位置と方向、すなわち、送信するための電磁信号の発信元と目標を推定することができる。特に、第１装置及び第２装置から１つ以上のセンサによって受け取られる情報により、発信元と目標のアンテナの位置及び方向を正確に予測することができる。したがって、最適な送信を得るように、電磁信号の放射を向ける、すなわち、電磁信号のビーム形成を行う、及び／又は放射システムを向けることができる。特に、第２装置と関連している放射システムの位置において送られる電磁信号の波面を得ることができる。放射システムの方向を知ることにより、最大受信能力が予め決められた通信方向に沿って保証され得る。

車両に搭載されている１つ以上のセンサによって与えられて、制御ユニットにより処理されていない又は処理されている形態のデータへのアクセス、特に、車両と目標装置の間の情報のやりとりにより、両方の装置のダイナミクスの予測、特に両方の放射システムの正確な位置と方向が得られる。

方法は、車両に搭載されているセンサによって与えられるデータへのアクセスにより、通信システムの放射システムの有効なアラインメントの検証を必ずしも必要としない開ループ方向補正とみなされる。

ある実施形態において、車両の通信システムは、車両の放射システムの未来位置と未来方向を示す、又は予測するように構成されている追加情報を生じるステップと、好ましくは放射システムにより、追加情報を目標装置に向けて送るステップとを行う。

ある実施形態において、情報は、目標装置の放射システムの未来のダイナミクスの関数のパラメータと、目標装置の放射システムの未来のダイナミクスを示すフィルタリング係数と、センサから受け取る情報、及びセンサの位置と目標装置の放射システムの位置に関する情報に基づいて、制御機能及び／又は車両を運転するための補助を実行するように構成されている目標装置の電子制御ユニットと動作可能に接続されているセンサによって検出される１つ以上の測定値との間から少なくともいずれかを備える。

この方法により、含有量のダイナミクス情報によって、短期間送信により伝達できる、及び／又はこの送信を行うために必要な電力を減少できるような第２装置の放射システムの未来位置と未来方向を極めて正確に予測することができる。また、これにより、同じダイナミクス計算アルゴリズムが、両方のアンテナの位置と方向を予測するため、用いられ得る。

ある実施形態において、通信システムは、アラインメントを保つステップにおいて、車両の少なくとも１つの線形速度測定値、及び少なくとも１つの角速度測定値を得るステップと、車両の放射システムの少なくとも１つの線形速度測定値、及び少なくとも１つの角速度測定値を推定するステップとを行う。

好ましくは、アラインメントを保つステップにおいて、通信システムは、
車両のショックアブソーバの少なくとも１つの伸び測定値と、
車両の少なくとも１つのステアリング角度の測定値と、
車両のエンジンにより伝達されるトルクの少なくとも１つの測定値と、
車両ブレーキ装置に対して作用する少なくとも１つの圧力の測定値と、
車両と目標装置との間の距離の少なくとも１つの測定値との間から１つ以上を得るステップと、
車両の放射システムの少なくとも１つの線形速度の測定値を推定するため、車両の線形加速度の少なくとも１つの測定値、及び／又は車両の角速度の少なくとも１つの測定値と共に、測定値の１つ以上を組み合わせるステップとを行う。

センサによって与えられるこのデータを得ることにより、情報が正確なダイナミクスで得られて、特に信頼性のある動的計算アルゴリズムにより、アンテナの位置と方向の予測が得られる。

ある実施形態において、少なくとも１つの車両のセンサにより測定されるデータに基づいて、放射システムの未来位置と未来方向を決めるステップにおいて、車両の特性パラメータであって、特性パラメータは、車両の質量、重心、輸送される荷重の重量、幾何学的特性の間から少なくともいずれかを備えており、電磁信号の送信パラメータであって、送信パラメータは、時間間隔、電磁信号のビームの指向角度と開口角度、電磁送信チャネルの変動の内の少なくともいずれかを備えており、未来位置と未来方向を決めるステップは、測定されるデータを、特性パラメータ及び送信パラメータと組み合わせることを想定する。

このように、通信システムによって計算される、さらに正確な方向と位置の予測を得ることができる。

ある実施形態において、少なくとも１つの車両のセンサにより測定されるデータに基づいて、放射システムの未来位置と未来方向を決めるステップは、以下の数１に従って、車両の放射システムの少なくとも１つの線形速度を推定することを想定する。

Ｍは、相対位置の間の差、及び車両の質量中心と放射システムの質量中心との間の方向を示す空間の値のベクトルである。

は、車両の角速度のベクトルである。

は、車両の線形速度のベクトルである。

このように、車両に関連する一方、放射システムに関連しないセンサにより測定されるデータから始めて、放射システムの位置と方向を、簡単に、素早く、且つ効率的に定めることができる。

ある実施形態において、目標装置とのアラインメントを保つステップは、連続通信時間周期において周期的に繰り返される信号伝達タイムフレームの間、実行される。

この方法により、方向の予測の高い精度、及び全体通信時間周期に対する相対位置を保証することができると同時に、周波数と、動的予測を行うために必要なエネルギとを制限する。動的予測は、周波数により更新される必要がある。また、アラインメントの時間間隔は、従来技術の教示に記載のアラインメントを行うために必要な時間より実質的に小さい。

本発明の異なる態様は、方向付けできる放射システムを備える通信システムに関する。
通信システムは、
車両と接続するための拘束手段と、
少なくとも１つの車両のセンサのデータが送られる通信回線と接続できる通信インターフェースとを備えており、
このセンサは、センサから受け取る情報に基づいて、車両の運転制御及び／又は運転補助機能を実行するように構成されている車両の電子制御ユニットと動作可能に接続されており、
通信システムは、
少なくとも１つのセンサのデータを受け取るため、通信インターフェースと動作可能に接続されていると共に、上述の方法を実行するように構成されている電子ユニットを備える。

本発明の異なる態様は、請求項１１に記載の通信システムを備える車両に関する。車両は、車両の動作と関連している慣性のデータを得るように構成されている少なくとも１つのセンサを備える電子車載システムと、電子制御ユニットと、センサを電子制御ユニットと動作可能に接続する通信チャネルとを備える。有利であるように、通信システムは、センサにより検出される慣性のデータの少なくとも一部を得るため、通信チャネル及び電子制御ユニットの間から少なくともいずれかと動作可能に接続されている。

本発明の別の特徴と利点が、添付図面の説明から明らかになる。

本発明は、以下の一部の実施例を参照して説明されて、説明的且つ非限定的な目的に対して提供されて、添付図面において示す。これらの図面は、本発明の異なる態様と実施形態を示す。必要に応じて、異なる図面において、同じ構造、部品、材料、及び／又は要素を図示する符号は、同じ符号によって示す。
図１は、本発明の実施形態に記載の互いに通信するように構成されている１対の車両を示す。 図２は、図１の車両の一部の部品のブロック図を示す。 図３は、図１の車両によって用いられるアンテナのアレイを示す。 図４は、図２のブロック図の変形例を示す。 図５は、通信ステップの間の図１の１対の車両を示す。 図６は、本発明の実施形態に記載の車両のダイナミクスを予測するための手順のフロー図を示す。 図７は、本発明の実施形態に記載の電磁信号の方向付けと送信のための手順のフロー図を示す。 図８は、図７の手順に記載の図１の車両の間の通信に関連しているアクティビティ図を示す。 図９Ａは、車両自体のピッチング動作の間の２つの異なる時間と位置における車両の側面図を示す。 図９Ｂは、車両自体のヨー動作の間の２つの異なる時間と位置における車両の上方から見た図を示す。 図９Ｃは、車両自体のローリング動作の間の２つの異なる時間と位置における車両の正面図を示す。 図１０Ａは、２つの車両が非直線経路を移動する２次元設定の側面図を示す。 図１０Ｂは、図１０Ａの車両のピッチングによる方向の変化を示す。

本発明は、種々の変更と別の構成の影響を受けやすい一方、ある好ましい実施形態を図示して、以下に詳細を説明する。いずれの場合でも、発明を、図示する特定の実施形態に制限する意図がないより、むしろ発明が、請求項に定める発明の範囲内にあるすべての変更、別の構成、同等の構成に及ぶことを意図することが留意される。

「例えば」、「など」、「又は」を用いることは、特に示さない限り、限定のない非排他的な代替を示す。「含む」を用いることは、特に記載されない限り、「含む一方、限定されない」ことを意味する。

図面を参照して、設定が考えられる。この設定において、通信は、２つの車両１，２の間（又はＶ２Ｖ通信若しくは車両間）の電磁信号、例えば無線信号又は光学信号により定められる。

以下に考えられる実施例において、車両１，２は、２つの四輪道路車両である。一方、この車両は、例えば一輪、二輪、又は三輪以上を有する別の種類であってもよい。非限定的な方法において、車両１が、車載電子システム３０を備え、また通信システム４０を備えることが考えられる。この構造は、車両２において、複製される。

図２に示す車載電子システム３０は、エンジンの動作、及び車両の複数の動作パラメータの観察を最適化するように構成されている。

目的に対して、車載電子システム３０は、電子制御ユニット又はＥＣＵ（エンジン制御ユニット）３１、１つ以上のセンサ３３、１つ以上のユーザインターフェース（図示せず。例えば、車載コンピュータ及び／又は「インフォテインメント」ユニット）、場合によって追加のサブシステム及び／又は処理ユニット（図示せず。例えば、ＡＢＳ、ＥＳＣ、処理ユニットなど）、及び補助的な部品（図示せず。例えば、部品の電力供給のための電気回路）を備える。

車載電子システム３０の部品は、例えば、ＦｌｅｘＲａｙ、ＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）、及び／又はＬＩＮ（ローカルインターコネクトネットワーク）型の接続チャネル、好ましくは通信ＢＵＳ３５（バイナリユニットシステム）によって、互いに動作可能に接続されている。ＥＣＵ３１は、上述の接続チャネルによって、センサのデータを受け取り、車両の制御機能を実行するため、センサのデータを用いる。

特に、センサ３３は、１つ以上の慣性センサ、例えば線形型及び／又は角度型の１つ以上の加速度計及び／又はジャイロスコープを備える。この１つ以上の慣性センサは、車両１又は２の動作に関連して対応する測定値、又は慣性のデータを与える。１つ以上の慣性センサは、車両１又は２に搭載されている。ある実施形態において、それぞれの車両１，２は、少なくとも２つの加速度計と垂直ジャイロスコープを有する慣性測定ユニット又はＩＭＵを備える。好ましくは、ＩＭＵは、３つの加速度計と３つのジャイロスコープを備える。例えば、ＩＭＵは、車載電子システム３０と関連している電子安定制御サブシステム又はＥＳＣに設けられている。

好ましくは、センサ３３は、サスペンションの少なくとも１つの伸びセンサ、及び／又は車両のシャシ若しくはボディと関連している少なくとも１つの垂直加速度計、少なくとも１つのステアリングセンサ、及び少なくとも１つのブレーキ圧センサを備える。

好ましい実施形態において、センサ３３は、地理的位置又はセンサの検出範囲内の一般的な物体（例えば、別の車両）からの位置又は距離を決めることができる１つ以上の要素を備える。例えば、センサ３３は、
衛星測位センサ（ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢＤＳなど）、
超音波センサ、
レーダ、
ライダ、
及びフォトカメラ／テレビカメラの間から１つ以上を備えてもよい。

好ましくは、車載電子システム３０のセンサ３３は、それぞれ、包括的でない方法において、
ステアリング角度センサ、
ブレーキ圧センサ、
注入センサ、
燃料計、
レインセンサ、
衝突センサ、
温度センサ、
空気圧センサ、
エンジンセンサ（オイル、冷却剤など）の間から１つ以上を備える。

例えば、上述の１つ以上のセンサ３３は、
アンチロックブレーキ（ＡＢＳ）サブシステム、
トラクションコントロール（ＴＣ）サブシステム、
サスペンション電子制御サブシステムのような１つ以上の車載電子システム３０のサブシステムに設けられている。
これらのサブシステムは、それぞれ、専用のセンサ３３のサブグループを備える。

考えられる通信システム４０上を通過するとき、通信システム４０は、電磁信号、特に６ＧＨｚ以上の周波数を有する無線信号をやりとりするように構成されている。非限定的な方法において、無線信号に特有の周波数は、２８ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、９０ＧＨｚ、１２０ＧＨｚ、３００ＧＨｚまでの周波数を備える。この周波数の無線信号は、大きな減衰により特徴づけられており、効率的な通信を保証するため、目標の受信機に向けて照射される無線信号のビームの方向付けを必要とする。それぞれの通信システム４０は、相互接続される放射システム、考えられる実施例において、アンテナ４１、送受信モジュール４３、及びビームトラッキング装置（ＢＴＤ）４５を備える。

以下の本明細書において、必要に応じ、車両２の放射システム、すなわちアンテナは、車両１のアンテナ４１と異なるように、符号４１_Ｂにより示す。同様に、アンテナ４１_Ｂと関連している動作パラメータは、アンテナ４１と関連している動作パラメータと区別するため、下付き文字Ｂによる印を付けられている。

考えられる実施形態において、アンテナ４１は、電子的に発せられる無線信号のビームを形成（専門用語の「ビーム形成」（ＢＦ）という用語により共通して示す動作）するように構成されているアンテナである。図３に示すように、多くの考えられる実施形態の間のある実施形態として、アンテナ４１は、円筒状のアレイのアンテナであり、すなわち伸長に沿う放射状配列に従って円筒状支持体４１３の外側面に配置されている複数のアンテナ、例えばパッチアンテナ又はマイクロストリップアンテナ４１１を備える。好ましくは、アンテナ４１は、改善された送信効率を保証するため、引き伸ばされた視野を保証する位置に配置されている。考えられる実施例において、アンテナ４１は、車両１又は２のルーフから車両１，２の外部の環境に向けて横方向に突出する。

それぞれの送受信モジュール４３は、無線信号をコード化及びデコード化するように構成されている無線モジュール４３１、アンテナによって発せられる無線信号のビームの無線信号の方向を制御するように、それぞれのマイクロストリップアンテナ４１１によって発せられる信号の位相と振幅を調節するように構成されているビーム形成モジュール４３３、及び送信するための無線信号に対して、ビーム形成モジュール４３３に適用される位相調節と振幅値を計算するように構成されているビーム形成（ＢＦ）制御モジュール（以下、ＢＦ制御モジュール４３５）を備える。ＢＦ制御モジュール４３５は、ビーム形成モジュール４３３と動作可能に接続されている。また、ＢＦ制御モジュール４３５は、ＢＴＤ４５と、場合によって、データ及び／又は警報のやりとりのため、無線モジュール４３１と動作可能に接続されている。

それ以外には、無線モジュール４３１は、デコード化される信号を受信して、またコード化された信号を送信するため、ビーム形成モジュール４３３と動作可能に接続されており、コード化されるデータをやりとりして、受信されてデコード化されたデータを送信するため、車両１，２の車載電子システム３０と接続されている。

図４に示すように、本発明のある実施形態において、ビーム形成モジュール４３３は、互いに直列に接続される２つのユニットを備える。第１ビーム形成ユニット４３６は、無線モジュール４３１によって制御されて、従来技術において知られている方法で、ビームのアラインメントを計算するように構成されている。ビーム形成モジュール４３３はまた、以下に説明するように、ＢＦ制御モジュール４３５によって制御される第２（動的補正）ユニット４３７を備える。この構造は、通信システム４０が、従来技術において知られている方法に従って、ビーム形成を動作するように構成されている無線モジュール４３１と第１ビーム形成ユニット４３６を含む非再構成可能な専用装置を備える場合を示す。

ＢＴＤ４５は、車載電子システム３０と動作可能に接続されている。ある実施形態において、ＢＴＤ４５は、車載電子システム３０のＢＵＳ３５と関連しているインターフェースモジュール４５１を備える。例えば、インターフェースモジュール４５１は、ＢＴＤ４５をＢＵＳ３５と動作可能に接続するように構成されている。したがって、ＢＴＤ４５は、実行される通信プロトコルに従って、ＢＵＳ３５と接続されている他の要素とデータをやりとりし得る。代替として、インターフェースモジュール４５１は、ＢＵＳ３５を通過するデータの「スニフィング」を行うように構成され得る。すなわち、インターフェースモジュール４５１は、ＢＵＳ３５からデータ／情報を得るように構成されている一方、ＢＵＳ３５から分離されている。また、代替として、インターフェースモジュール４５１は、ＢＴＤ４５を、車載電子システム３０に設けられているＥＣＵ３１及び／又は別の処理ユニットと動作可能に直接接続するように構成され得る。好ましくは、ＢＴＤ４５は、非限定的な方法において、処理ユニット（図示せず。例えば、プロセッサ、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ）と、揮発性及び／又はスタティックなメモリユニットとを備える。

また、ＢＵＳ３５は、センサ３３によって与えられる信号が、同期送信（すなわち、測定信号が同じ瞬間の時間に得られる）又は非同期送信（測定信号が、同じ瞬間の時間に得られないため、同時でない）されることを想定する。インターフェースモジュール４５１は、読み込みのとき（すなわち、それぞれのセンサ３３がそれぞれの測定を行うとき）、それぞれのセンサ３３によって生じる信号を得ることを想定する。好ましくは、ＢＴＤ４５は、例えば補間により、それぞれのセンサ３３によって与えられる信号の一時的なアラインメントを行うために必要な事前のフィルタリングを行うことを想定する。代替として、時間的なリアラインメントは、ＥＣＵ３１によって行われる。また、ＢＴＤ４５は、一時的に正しい（すなわち、アラインメントが行われている、又は互いに同期されている）センサ３３によって行われるデータにアクセスする。

任意に、通信システム４０は、ＢＴＤ４５と動作可能に接続されている追加のセンサを備える。このセンサ、例えば、ジャイロスコープ及び／又は加速度計のような慣性型のセンサは、車両１，２の剛体に対する局部振動の影響を測定して補正するため、有利であるように、アンテナ４１に配置されている。

本発明の実施形態に記載の方法において、それぞれの通信システム４０は、空間内のアンテナ４１，４１_Ｂの動作、特に、それぞれの車両１，２の動作を効率的且つ正確に決めるため、センサ３３によって与えられる少なくとも一部のデータを用いるように構成されている。

また、以下に詳細に説明するように、センサ３３によって行われる測定は、アンテナ４１の位置を予測して、且つアンテナ４１のビームを制御するため、車両に設けられている通信システム４０によって利用される。特に、通信システムは、無線信号の特に効率的なやりとりができる２つのアンテナ４１，４１_Ｂの間の見通し線において、通信チャンネルを形成する。

［予測の手順］
本発明の実施形態に従って、予測の手順６００は、移動車両１のダイナミクスを予測するため、実行される。すなわち、車両１とそれぞれの通信システム４０の未来位置と未来方向、特にダイナミクスＤとアンテナ４１の未来位置と未来方向を推定することができる。必然的に、以下に説明する予測の手順は、第２の車両２によって実行され得る。

本明細書において、「ダイナミクス」という用語は、経時的な物体の動作の変遷を示すように用いられる。特に、アンテナのダイナミクスＤは、通信システム４０のアンテナ４１の空間における位置と角度の方向の経時的な動向を示す。

図１及び図５を参照して、車両１の挙動は、車両のデカルト型座標系Ｒ_Ｖ１によって説明される。この座標系Ｒ_Ｖ１は、原点Ｐ_Ｖ１及び３つの角度、すなわちヨー角とピッチ角とロール角によって定められる。ヨー角とピッチ角とロール角は、まとめて、ベクトルΘ_Ｖ１によって示す。好ましくは、原点Ｐ_Ｖ１は、車両１の質量中心又は重心に対応する。

考えられる実施例において、車両１は、それぞれの原点Ｐ_Ｖ１を通過する３つの軸、すなわち縦軸Ｘ_１、横軸Ｙ_１、及び垂直軸Ｚ_１によって定められる３次元空間において移動及び回転できる剛体として考えられ得る。この前提において、縦軸Ｘ_１周りの回転の角度は、ロール角θ_ｒ１と呼称される。横軸Ｙ_１周りの回転の角度は、ピッチ角θ_ｂ１と呼称される。垂直軸Ｚ_１周りの回転の角度は、ヨー角θ_ｉ１と呼称される。

それ以外には、車両１のアンテナ４１の動作を説明するため、原点Ｐ_ＣＡ及び３つの角度、すなわちロール角θ_ｒＡとヨー角θ_ｉＡとピッチ角θ_ｂＡによって定められるデカルト型のアンテナ座標系Ｒ_ＣＡについて記載している。ロール角θ_ｒＡとヨー角θ_ｉＡとピッチ角θ_ｂＡは、まとめて、ベクトルΘ_ＣＡによって示す。好ましくは、原点Ｐ_ＣＡは、アンテナ４１の質量中心又は重心に対応する。

同様に、車両２の挙動を説明するため、Ｐ_Ｖ２を原点とする車両のデカルト座標系Ｒ_Ｖ２について記載している。一方、アンテナ４１_Ｂの挙動を説明するため、Ｐ_ＣＢを原点とするアンテナのデカルト座標系Ｒ_ＣＢについて記載している。

考えられる実施例において、アンテナ４１は、それぞれの車両に固く接続されている。したがって、座標系Ｒ_Ｖ１，Ｒ_ＣＡの原点と角度の間において、以下の数２を定めることができる。

Ｍは、好ましくは経時的に一定であるベクトルを示す。また、Ａは、車両１とアンテナ４１の質量中心の間の相対位置と相対方向の差を示す好ましくは一定の角度の値のベクトルを示す。有利であるように、ベクトルＭ，Ａに含まれる値は、ＢＴＤ４５に設けられている、又は別に動作可能に接続されているメモリユニット（図示せず）に保存される。例えば乗員とその位置による車両の荷重変化により、原点Ｐ_Ｖ１の座標が移動し得る。関連している補正により、ベクトルＭ（ｔ），Ａ（ｔ）は、車両の変化した動的条件に対して構成され得る。

この前提において、手順は、最初に、それぞれの車両１のセンサ３３によって検出される少なくとも一部の測定値が得られること（図６のフロー図のブロック６０１）を想定する。ある実施形態において、通信システム４０のＢＴＤ４５は、車両１の車載電子システム３０のＢＵＳ３５及び／又はＥＣＵ３１との接続を通して、このデータを得るように構成されている。

特に、センサ３３によって検出される物理的な大きさの測定値は、
場合により、車載電子システム３０のＥＣＵ３１及び／又は別の処理ユニットによって処理される。また、この物理的な大きさの測定値により、車両１の線形速度

と角速度

が決まり得る。

必要ではない一方、好ましくは、通信システム４０、特にＢＴＤ４５は、センサ３３によって検出される測定値を得るように構成されている。このセンサ３３により、車両１の速度は縦軸Ｘ_１の方向に沿って決められ得る。また、通信システム４０、特にＢＴＤ４５は、車両１の１つ以上の角速度、さらに好ましくは車両１の線形加速度を得るように構成されている。このセンサ３３により、車両１の線形速度と角速度を正確に決めることができる。

有利であるように、手順６００は、車載電子システム３０のセンサ３３の間に設けられている速度センサによって、車両１の長手方向、すなわち縦軸Ｘ_１の方向における速度を直接得ること（ブロック６０１ａ）を想定する。例えば、長手方向の速度は、車両自体を制御するため、車両１に設けられている車輪速度センサ、速度計、及び／又はピトー管によって検出される測定値によって、直接得られてもよい。

同様に、車両１の角速度

は、好ましくは、センサ３３に設けられているジャイロスコープによって与えられる測定値を得ることによって得られる（ブロック６０１ｂ）。
代替として、アンテナ４１の角速度

は、存在する場合、通信システム４０に設けられているジャイロスコープによって得られてもよい。第３の代替において、ロール角速度とヨー角速度は、センサ３３によって与えられる測定値により、間接的に推定され得る。センサ３３は、横軸Ｙ_１と垂直軸Ｚ_１に沿う車両１の線形加速度、及び／又は車両１のサスペンションの伸びを測定する。

それ以外には、車両１の車載電子システム３０は、少なくとも地上車の場合、横方向と垂直方向に沿って速度を直接測定するように構成されているセンサ３３を備えない。

したがって、手順６００は、サスペンションの伸びセンサ及び／又はセンサ３３の間に設けられている垂直加速度計によって与えられる加速度の測定値を得て（ブロック６０１ｃ）、垂直軸Ｚ_１の方向において、車両１の垂直速度を決めるように伸びセンサと垂直加速度計を組み合わせることを想定する。同様に、手順６００は、横軸Ｙ_１の方向における車両１の横速度を決めるように、車載電子システム３０のセンサ３３によって検出される測定値、例えば縦加速度、横加速度、ヨー角速度、及び／又は長手方向の速度を得て、且つ組み合わせることによって、得ること（ブロック６０１ｄ）を想定する。

また、手順６００は、可能な場合、ステアリング角度、ブレーキ圧、及び／又は車両１のエンジンによって駆動輪に向けて伝達されるトルクなどのＥＣＵ３１によって処理されるデータのように、センサ３３によって与えられる別のデータを得ることを想定し得る。このデータにより、走行条件に関わらず、ブロック６０１ｃ，６０１ｄにおいて説明される車両１の垂直速度と横速度を組み合わせて、車両１の垂直速度及び／又は横速度の正確な推定が得られる。特に、実速度又は加速度の値を計算するため、異なるセンサによって与えられる測定値の数字が大きいほど、推定値の精度が向上する一方、同時に、推定を行うために必要な時間及び／又は計算電力が大きくなる。

したがって、異なる実施形態において、車両１のアンテナ４１のダイナミクスＤを計算するため、異なる大きさのデータが、センサ３３の異なるセットから生じて、用いられ得る。

手順はまた、走行条件に対する車両１の特に横方向に沿う線形速度

及び角速度

の推定の精度とロバスト性をさらに増加するように、例えばＩＥＥＥ２０１８ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＣＣ）（２０１８年、リマソル）９４１～９４６ページにおいて公開されたＯ．Ｇａｌｌｕｐｐｉ、Ｍ．Ｃｏｒｎｏ、及びＳ．Ｍ．Ｓａｖａｒｅｓｉらの「高性能自動車のための混合運動学的物体の横滑り角推定器」の論文に記載されている車両１の質量及び／又は幾何学的特性のような車両１の特性パラメータを用いること（選択的ブロック６０１ｅ）を想定し得る。この場合、パラメータは、ＢＴＤ４５に設けられているメモリ領域（図示せず）に保存され得る、又は車載電子システム３０のＥＣＵ３１及び／又は別の処理ユニットによって得られる。

例えば、ＢＴＤ３５は、いずれかのデータが、センサ３３の一部又はＥＳＣサブシステムのようないずれかのサブシステムによって、車両１のＥＣＵ３１及び／又は別の処理ユニットに送られるたび、又はいずれかのデータがＢＵＳ３５に送られるたび、センサ３３によって取られる測定値を得られる。有利であるように、ＢＴＤ４５はまた、それぞれのデータと関連している相対時間情報、例えばそれぞれのデータを得るための瞬間の時間を検出する。有利であるように、センサ３３によって検出される測定値は、車両１の動作の正確な予測ができる適切な時間間隔により、ＢＴＤ４５によって周期的に得られる。例えば、時間周期は、検出された車両１の速度、及び／又はステアリング、ブレーキ頻度などのような方向の変化量を示すデータに応じる。また、センサ３３によって検出される測定値は、ＢＴＤ４５によって非同期的に得られる。さらに、予測の手順６００は、別の通信システムとの無線信号のやりとりが開始されるときだけ、実行され得る。

当業者に対して明らかであるように、センサ３３によって与えられる測定値は、車両１の質量中心と関連している座標系Ｒ_Ｖ１を参照する。この座標系Ｒ_Ｖ１は、アンテナ４１、すなわち方向付けされる無線信号の発信元と関連している座標系Ｒ_ＣＡと異なる。すなわち、出願人は、効率的な無線通信が得られるように、車両１の質量中心よりもアンテナ４１が参照されるため、センサ３３によって与えられる測定値が処理される必要があることを定めている。

したがって、本発明の実施形態において、アルゴリズムは、アンテナ４１のダイナミクスＤを予測するため、アンテナ４１、すなわち原点Ｐ_ＣＡ及びベクトルΘ_ＣＡに含まれる角度のダイナミクスを経時的に計算するように実行される。特に、ＢＴＤ４５_Ａは、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］内において、アンテナ４１のダイナミクスＤを予測するように構成されている。ｔ０は、センサ３３によって与えられるデータが得られる瞬間の時間を示す。また、Δｔの最大値は、ＢＴＤ４５の計算能力と所望のアンテナ４１の指向精度に応じる。このように、瞬間ｔ０におけるアンテナ４１の座標系に対して、アンテナ４１の未来方向の変化と移動の予測を得ることができる。この予測は、デッドレコニングの名称によって知られている方法により、実行され得る。

この方法の第１の実施形態において、上述のように得られる車両１の線形速度

と角速度

は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］における車両１の位置と方向の変化を得るため、積分される。
第１に、方向の変化は、方向と角速度の間の運動学的関連性を説明する微分方程式

を積分することにより、得られる。
Ｒ_θ（ΔΘ_Ｖ１（ｔ））は、適切な運動学的行列である。この数７の積分から、座標系Ｒ_Ｖ１の方向の変化ΔΘ_Ｖ１（ｔ＋Δｔ）を得ることができる。
第２に、座標系Ｒ_Ｖ１の運動は、運動学的行列Ｒ_Ｐ（ΔΘ_Ｖ１（ｔ））により適切に再射影される線形速度

を積分することにより、計算される。

数２により、予め得られる移動の変化ΔＰ_Ｖ１（ｔ＋Δｔ）と方向の変化ΔΘ_Ｖ１（ｔ＋Δｔ）を理解して、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］の一般的な瞬間ｔにおける車両１のアンテナ４１の移動の変化の予測ΔＰ_ＣＡ（ｔ）と方向の変化の予測ΔΘ_ＣＡ（ｔ）を計算することができる。

第２の別の実施形態において、車両１が剛体である近似を考慮して、原点Ｐ_ＣＡの速度と角速度は、以下の数１０により導かれ得る。

すなわち、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡの線形速度

は、車両１の原点Ｐ_Ｖ１を参照する車両の線形速度

と、車両１の角速度

の寄与の和から生じる。角速度

をベクトルＭとかけることにより、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに変換される。数７と数９を適用することにより、アンテナ４１と関連している線形速度と角速度の積分によって、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる一般的な瞬間ｔにおけるアンテナ４１の位置の変化ΔＰ_ＣＡ（ｔ）と方向の変化ΔΘ_ＣＡ（ｔ）が得られる。

ある実施形態において、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］において想定されるアンテナ４１のダイナミクスＤは、少なくとも一時的に保存される（ブロック６０５）。特に、アンテナ４１のダイナミクスＤの予測は、時間に基づくパラメータ関数、及び／又は未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる連続的な瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍ（ｍは自然数に属する）において計算されるアンテナ４１の位置と方向の値若しくは一連の値として保存され得る。

予測の手順６００を終了するとき、通信システム４０、特にＢＴＤ４５は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］におけるアンテナ４１のダイナミクスＤの利用できる予測、又は同様に、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］におけるアンテナ４１の未来位置と未来方向の予測を有する。

異なる実施形態において、アンテナ４１の移動の変化ΔＰ_ＣＡ（ｔ）と方向の変化ΔΘ_ＣＡ（ｔ）は、当業者に知られている他のデッドレコニングの技術を適用することにより、得られる。一方、センサへのアクセス、車両のパラメータ、及び車両の情報は、自律航法アルゴリズムの実行のための制御システムの要求に対して、適切な精度により、アンテナ４１の移動の変化ΔＰ_ＣＡ（ｔ）と方向の変化ΔΘ_ＣＡ（ｔ）の予測を得るために請求されている方法の特有の適格な態様である。

明らかであるように、上述の手順６００は、車両２の通信システム４０_Ｂにより、同じ方法で実行され得る。

［指向の手順］
本発明の実施形態に従って、図７及び図８を特に参照して、見通し線における通信チャンネルを定めて保つように、２つの移動車両１，２のアンテナ４１，４１_Ｂの指向の手順７００を示す。有利であるように、指向の手順７００は、車両１，２の通信システム４０により実行される。

初期通信時間周期又はタイムフレームＴＦ_０において、ビームアラインメントステップ（ブロック７０１）又はＢＡは、従来技術と同じ方法で行われる。例えば、通信システム４０の一部が、場合によって、空間内で異方的に発せられた無線信号を検出するとき、通信システムは、アラインメントステップを開始する。このアラインメントステップにおいて、知られている方法で、２つの車両の２つの通信システムは、異なる送信方向により、一連のプローブビームをやりとりして、最も小さな減衰を感知する送信方向を定める。

アラインメントステップが完了するとき、アンテナ４１，４１_Ｂによって発せられる無線信号は、時間の残存部分ＴＤ_αに対して、通信システムが、アラインメントステップの間において選択される方向に沿って向けられる無線信号によりデータをやりとりすること（ブロック７０３）によって、実際の通信を始めるように、互いに向けられる。

連続的なタイムフレームＴＦ_ｎ（ｎは自然数に属する）において、信号間隔Ｔ_Ｓがある。ビーム形成は、アンテナ４１，４１_Ｂの間の見通し線の通信チャンネルを保つため、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］におけるアンテナ４１，４１_Ｂの移動と方向の予測に基づいて行われる。好ましくは、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］の期間Δｔは、タイムフレームＴＦ_ｎの期間に対応する、又は別にタイムフレームＴＦ_ｎの期間を備える。したがって、アンテナ４１，４１_Ｂの位置と方向の予測により、通信チャンネルは、タイムフレームＴＦ_ｎの全期間に対して、アンテナ４１，４１_Ｂの間の見通し線に保たれる。

例えば、それぞれのタイムフレームＴＦ_ｎにおいて、それぞれの車両の通信システム４０は、（図５において、黒い太線により示す）見通し線Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)、すなわち２つのアンテナ４１，４１_ＢをつなげるＬＯＳと一致する半直線のそれぞれの通信方向を定める。この半直線に沿って、アンテナ４１，４１_Ｂの間において、やりとりされる無線信号が方向付けされる。

詳しくは、手順は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に関して、他の車両２のアンテナ４１_Ｂに関連しているダイナミクス情報Ｉ_Ｂを受信すること（ブロック７０５）を想定する。同時に、車両１のアンテナ４１に関連しているダイナミクス情報Ｉは、他の車両２に送信される。

車両２から送信されて、車両１によって受信される一般的なダイナミクス情報Ｉ_Ｂは、例として、以下を備える。
ａ． 未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる１つ以上の連続的な瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍ（ｍは自然数に属する）に対応するＢＴＤ４５によって処理されるアンテナ４１_Ｂの線形速度

と角速度

の値。例えば、タイムフレームＴＦ_ｎにおいて想定される少なくとも１つの線形速度

と角速度

の値。
ｂ． データを受信する車両が、時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれるいずれかの未来時間間隔においてデータを送信する車両のアンテナの位置と方向を推定できるダイナミクスのデータ。例えば、このダイナミクスのデータは、アンテナのダイナミクスが未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］の間において定められ得るパラメータ、アンテナのダイナミクスを定めるように用いられ得るフィルタリング係数、又は車両の形状に対するセンサとアンテナの位置の情報と共に、車両に搭載されているセンサによって検出される１つ以上の測定値を備える。

他の車両に送信される車両１のアンテナ４１に関連しているダイナミクス情報Ｉは、ダイナミクス情報Ｉ_Ｂに対して開示される類似の情報を備える。

予測の手順６００は、アンテナ４１のダイナミクスＤを定めるように、すなわち、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］におけるアンテナ４１の位置と方向の予測により、特に進行中のタイムフレームＴＦ_ｎにおいて、実行される（ブロック７０７）。有利であるように、手順６００は、ダイナミクス情報の受信及び送信と並行して実行され得る。

その後、受信されるダイナミクス情報は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］、特に進行中のタイムフレームＴＦ_ｎにおいて、アンテナ４１_Ｂに対するアンテナ４１の最適な指向を決めるように、予測の手順６００により得られるアンテナ４１のダイナミクスの予測Ｄ、すなわちアンテナ４１の未来位置及び未来方向と組み合わされる（ブロック７０９）。この組み合わせの結果は、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)である。この通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)に沿って、アンテナ４１によって発せられる無線信号は、アラインメントされる。すなわち、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)は、アンテナ４１によって発せられる信号のビーム形成を定めるように利用される。好ましい実施形態において、ＢＴＤ４５は、受信されるダイナミクス情報Ｉ_Ｂをアンテナ４１のダイナミクスＤの推定と組み合わせるように構成されている。

有利であるように、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)は、対応するアンテナ４１の座標系Ｒ_ＣＡに対して定められる。特に、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)の原点は、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに対応する一方、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)の空間における方向は、アンテナ４１_Ｂの角度位置に応じる方位角φ_ａＡ（ｔ）と仰角φ_ｅＡ（ｔ）によって定められ得る。

したがって、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる一般的な瞬間の時間ｔにおいて、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)を定める方位角φ_ａＡ（ｔ）と仰角φ_ｅＡ（ｔ）は、アンテナ４１，４１_Ｂの移動と方向の変化の関数として説明される。

φ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）は、方位角φ_ａＡ（ｔ）と仰角φ_ｅＡ（ｔ）を備えるベクトルである。

特に、ＢＴＤ４５は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる少なくとも１つの瞬間の時間において、特に進行中のタイムフレームＴＦ_ｎにおいて、それぞれのベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）を計算するように構成され得る。
ａ） １つ以上の同じ瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍ、例えばタイムフレームＴＦ_ｎの最初の瞬間の時間、中間の瞬間の時間、及び／又は最後の瞬間の時間において、対応するＢＴＤ４５によって処理される両方のアンテナ４１，４１_Ｂの線形速度

と角速度

を組み合わせることによる計算。
ｂ） １つ以上の同じ瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍ、例えばタイムフレームＴＦ_ｎの最初の瞬間の時間、中間の瞬間の時間、及び／又は最後の瞬間の時間において、車載電子システム３０のセンサ３３によって検出される測定値、又はそれぞれのアンテナ４１のダイナミクスＤと共に受信されるダイナミクス情報Ｉ_Ｂに含まれるダイナミクスのデータを組み合わせることによる計算。

有利であるように、センサによって得られるデータの信頼性／量／ノイズの間の１つ以上の指標、車載センサの取得システムの同時発生のレベル、無線信号に対して構成される通信標準などに基づいて、数字と１つ以上の別の瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍを選択することができる。

好ましい実施形態において、ＢＴＤ４５はまた、それぞれの通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)又はベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）を処理するため、車両１，２の間の距離Ｄｉｓｔ（ｔ）を考慮するように構成されている。例えば、車両１，２の間の距離Ｄｉｓｔ（ｔ）は、受信されるダイナミクス情報Ｉ_Ｂに含まれるＧＮＳＳシステム、レーダ、ライダ、超音波センサ、及び他のセンサのような車両自体の１つ以上の車載センサ３３によって得られるデータにより、計算を行う車両のＢＴＤ４５によって推定され得る。加えて、又は代替として、距離Ｄｉｓｔ（ｔ）は、例えば、フォトカメラ及びテレビカメラのような計算を行う車両の他のセンサ３３によって与えられる画像及び／又はビデオクリップに含まれる情報を処理することにより推定され得る。また、加えて、又は代替として、距離Ｄｉｓｔ（ｔ）は、センサ３３の助けなしに、他の車両とやりとりされる無線信号の到達時間（ＴＯＡ）又は飛行時間（ＴＯＦ）を決める計算を行う車両の通信システム４０だけから推定され得る。

処理の結果、特にベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）は、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)に沿ってアンテナ４１を指向するように用いられる（ブロック７１１）。

特に、ＢＴＤ４５は、ベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）をＢＦ制御モジュール４３５に与えるように構成されている。代替として、ＢＴＤ４５は、計算されるベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）に基づいて、１つ以上の指向指示を生じて、この指示をそれぞれのＢＦ制御モジュール４３５に与えるように構成されている。ベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）又は指向指示を受け取った後、ＢＦ制御モジュール４３５は、補正指示を生じて、補正指示をビーム形成モジュール４３３に送る。このビーム形成モジュール４３３は、補正を、無線モジュール４３１によってコード化されて、アンテナ４１によって送信される信号に適用する。

送受信モジュール４３が図４に示す構成を有する場合、ＢＴＤ４５によって与えられるベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）又は指向指示は、ＢＦ制御モジュール４３５によって再処理されて、従来技術において共通して用いられるベースバンド等価モデルの複素数によって表される第１ビーム形成ユニット４３６によって生じる公称のビーム形成ａ_ｎの補正として、対応するビーム形成モジュール４３３の第２ビーム形成ユニット４３７に送られる。

すなわち、アンテナ４１に設けられているｎ番目のマイクロストリップアンテナ３１１の最初の手順（ビームアラインメント）の後、決められるビーム形成。

第２のビーム形成ユニット４３７は、それぞれのアンテナ４１の一般的なｎ番目のマイクロストリップアンテナ４１１に対するビーム形成係数ｂｆ_ｎにより、ビーム指向方向の補正を定める。例えば、ビーム形成係数ｂｆ_ｎは、複素数によって表される。

第２のビーム形成ユニット４３７は、経時的に変化する複素係数ｂ_ｎ（ｔ）によって、公称のビーム形成ａ_ｎを変更する。

当業者に対して明らかであるように、図４を参照して説明されている実施形態により、送受信モジュールが専用の電子回路又は個別化されない電子回路を備えて用いられる場合、アンテナ４１によって発せられる無線信号のビームの最適化された指向が実行され得る。この電子回路は、無線モジュール４３１と第１ビーム形成ユニット４３６をまとめる。

したがって、アンテナ４１は、他のアンテナ４１_Ｂに対して正確に向けられる。また、アンテナ４１_Ｂは、他のアンテナ４１に対して正確に向けられる。したがって、２つの車両１，２の通信システム４０は、残存タイムフレームＴＦ_ｎの一部ＴＤ_βに対して、無線信号により、データをやりとりできる（ブロック７１３）。

説明されている指向の手順７００により、それぞれの車両の通信システム４０は、他の車両に取り付けられているアンテナ４１の有効な現在位置に対して実質的に向けられる無線信号のビームを発し得る。

当業者によって理解されるように、信号ウィンドウＴ_Ｓは、車両１，２の両方の通信システム４０がダイナミクス情報Ｉ，Ｉ_Ｂの単一の送信を行うように、アラインメント時間間隔Ｔ_ＢＡよりも実質的に小さい。この単一の送信の後、車両１，２の両方の通信システム４０は、無線信号の最適な方向付けを行い得る。このため、データの送信に割り当てられるタイムフレームの一部ＴＤ_βは、最初に対する連続的なタイムフレームの間、従来のアラインメントステップが複数のプローブ信号の送信により行われる場合、タイムフレームの残存部分ＴＤ_αよりも実質的に大きい。

任意に、方法は、所定の数のタイムフレームの後、少なくとも別のアラインメントステップ（ＢＡ）を繰り返すことを想定する。このタイムフレームにおいて、通信システムは、関連するアンテナ４１，４１_Ｂのダイナミクス情報Ｄ，Ｄ_Ｂのやりとりにより、アラインメントを保つ。好ましくは、別のアラインメントステップは、５から１００までのタイムフレームに含まれる番号の後、周期的に繰り返される。通信システムは、関連するアンテナ４１，４１_Ｂのダイナミクス情報Ｄ，Ｄ_Ｂのやりとりにより、アラインメントを保つ。さらに好ましくは、アラインメントステップが繰り返される頻度は、装置のダイナミクスの推定の精度、及び／又は受信される信号の品質に応じて、例えば、ノイズ信号又はＳＮＲの比率に関して評価されて、通信システム４０によって決められる。このように、時間の経過と共に増加して、ビーム形成の精度を減少し得る誤差の蓄積による寄与を周期的にリセットすることができる。

［実施例］
例として、本発明の実施形態に記載の方法の実行の一部の実施例は、第１車両１が第２車両２に続く図４，５，９Ａ～９Ｃ，１０Ａ，１０Ｂに示す設定に基づいて、以下に示す。簡単化のため、この実施例は、説明されている座標系の方向の変化ΔΘ_ＣＡ（ｔ）を考慮する。一方、類似の手順により、移動の変化ΔＰ_ＣＡ（ｔ）を含む分析を拡げることができる。

車両１，２の動作の間、ロール角θ_ｒ１，θ_ｒ２、ピッチ角θ_ｂ１，θ_ｂ２、ヨー角θ_ｉ１，θ_ｉ２の値は、それぞれの車両１，２の辿る経路、路面条件、種々のひずみ、及び動作自体のような種々の要因により、経時的に変化する。

車両１を考慮すると、一般的な瞬間ｔにおける車両１のピッチ角Δθ_ｂ１の変化は、以下の数１８によって近似され得る。

は、車両１の標準状態（例えば、初期位置、又は車両１の前の測定の瞬間における位置）において考えられる、垂直軸Ｚ_１に沿って測定される水平面Ｓに対する原点Ｐ_Ｖ１の（地面Ｓに対する）高さを示す。
ｈ_１（ｔ）は、車両１に対応する瞬間の時間ｔにおける横軸Ｙ_１周りの回転、すなわち車両１のピッチの間、縦軸Ｘ_１に沿う車両１の長手方向の端部（図９Ａの実施例における車両の「ノーズ」）の水平面Ｓに対する高さを示す。
ｌ_Ｌ１は、車両１の長手方向の（すなわち軸Ｘ_１に沿う）拡がりを示す。

同様に、瞬間ｔにおける車両１のヨー角Δθ_ｉ１の変化は、以下の数２０によって近似され得る。

は、標準状態（例えば、初期位置、又は車両１の前の測定の瞬間における位置）において、横軸Ｙ_１に沿って測定される車両１の原点Ｐ_Ｖ１と横方向端部（図９Ｂの実施例における車両の「側面」）との間の距離を示す。
ｊ_１（ｔ）は、瞬間の時間ｔにおいて検出されて、垂直軸Ｚ_１周りの車両１の回転、すなわち車両１のヨーによって変更される、標準状態における車両１の横方向端部と横軸Ｙ_１における長手方向端部の位置との間の測定される距離に対応する。
ｌ_Ｌ１は、車両１の長手方向の（すなわち軸Ｘ_１に沿う）拡がりを示す。

最後に、瞬間ｔにおける車両１のロール角Δθ_ｒ１の変化は、以下の数２２によって近似され得る。

は、車両１の標準状態（例えば、初期位置、又は車両１の前の測定の瞬間における位置）において考えられる、垂直軸Ｚ_１に沿って測定される水平面Ｓに対する原点Ｐ_Ｖ１の（図９Ｃに示すように、

の場合において、地面Ｓに対する）高さを示す。
ｋ_１（ｔ）は、瞬間の時間ｔにおいて検出されて、縦軸Ｘ_１周りの車両１の回転、すなわち車両１のロールによって変更される、横軸Ｙ_１に沿う標準状態における車両１の横方向端部と水平面Ｓと間の測定される距離に対応する。
ｌ_Ｔ１は、車両１の横方向の（すなわち軸Ｙ_１に沿う）拡がりを示す。

当業者に対して明らかであるように、車両２の場合、同じ結果が得られる。

ロール、ヨー、及びピッチは、車両１，２のアンテナ４１，４１_Ｂの空間における位置と方向を変えるように、車両１，２の間の無線信号のやりとりに影響を与え得る。

それぞれの車両１，２において、ＢＴＤ４５は、センサ３３によって与えられるデータに基づいて、車両とアンテナ４１のヨー角、ピッチ角、及びロール角の変化を定める。

図１，５に示す車両１，２が直線経路を移動する場合、両方の車両のピッチ角の変化がゼロ、すなわちΔθ_ｂ１＝Δθ_ｂ２＝０である。この条件において、車両１の見通し線角

は、以下の数２５によって与えられる。

車両１の見通し線角

は、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに対して対応する見通し線角

に変換される。類似の結果が車両２に対して得られる。

代替として、例えば、車両１，２が、（図１０Ａ，１０Ｂに示す）上り坂勾配と下り坂勾配を有する経路をたどる場合、及び／又はブレーキ、振動、及び車両１，２の配置の変化のため、車両１，２が、ゼロと異なるピッチ角の変化Δθ_ｂ１，Δθ_ｂ２を有するとき、写角Ψ_{ＬＯＳ，Ｚ１－２}（ｔ）は、以下の数２７のように修正される。

この数２７は、ブレーキによる振動が、一般的にメートルのオーダである車両１，２の間の距離に対してミリメートル／センチメートルのオーダであるとき、無視され得ることを考慮して近似される。

車両１の見通し線角

は、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに対して対応する見通し線角

に変換される。類似の結果が車両２に対して得られる。

同様に、縦軸Ｘ_１に対する見通し角Ψ_{ＬＯＳ，Ｘ１－２}（ｔ）のヨーの影響は、以下の数３０によって定められ得る平衡状態から以下の数３１によって定められる動的状態に向けて変化する。

車両１の見通し線角

は、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに対して対応する見通し線角

に変換される。

したがって、車両１において、ＢＴＤ４５_Ａは、見通し線角

の予測を得るように、角度の変化Δθ_ｂ，Ａ（ｔ），Δθ_ｉ，Ａ（ｔ），Δθ_ｒ，Ａ（ｔ）によって表されるアンテナ４１の位置の予測を、角度の変化Δθ_ｂ，Ｂ（ｔ），Δθ_ｉ，Ｂ（ｔ），Δθ_ｒ，Ｂ（ｔ）によって表されるアンテナ４１_Ｂの位置の予測と組み合わせて、通信方向の方位角φ_ａＡ（ｔ）と仰角φ_ｅＡ（ｔ）を備えるＲ_ＬＯＳ（ｔ）を定める。

したがって、ＢＦ制御モジュール４３５_Ａは、タイムフレームＴＦ_ｎに対して、ＢＴＤ４５_Ａによって与えられるベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）に基づいて、係数ｂ（ｔ）を計算する。この係数は、ＢＴＤが新しいベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）を与えるとき、後続の信号ウィンドウＴ_Ｓの終了時に更新される。

したがって、ビーム形成モジュール４３３_Ａは、ビーム形成を進めて、通信のラインＲ_ＬＯＳ（ｔ）に沿って無線信号を送信するように、アンテナ４１のマイクロストリップアンテナ４１１を確認する。

同時に、車両２の通信システム４０Ｂは、通信方向Ｒ_{ＬＯＳ，Ｂ}（ｔ）に沿ってアンテナ４１_Ｂによって発せられる無線信号のビーム形成を得るまで、上述と同じ動作を行う。

このようにして考えられる本発明は、複数の変更と変形の影響を受けやすい。すべての変更と変形は、本発明の概念の範囲に含まれる。

例えば、手順６００，７００を含む方法は、極座標系のような異なる座標系を用いて実行され得る。

車両１，２の１つのアンテナの存在だけが参照されている一方、車両に２つ以上のアンテナが設けられてもよく、すべてのアンテナ又はサブセットによって発せられる無線信号を方向付けるように、本発明に記載の方法を実行してもよい。

また、本発明に記載の方法は、それぞれの動作ユニットに設けられているアンテナを制御するように構成されている。この場合、ＢＴＤ４５は、上述の処理に基づいて、ビーム形成を行うことなく、アンテナの位置を方向付けるため、アンテナの動作ユニットを作動させるように構成されている。また、アンテナの方向を機械的に且つビーム形成により制御するように、本発明の実施形態に記載の方法を用いてもよい。

本発明に記載の方法が、例えばギガヘルツＧＨｚとテラヘルツＴＨｚのオーダのような異なる周波数帯域における関連の放射システムによる電磁波の指向送信に対して適用できることは、当業者に対して明らかである。この異なる周波数帯域において、受信モードと送信モードの両方で放射システムのように動作するアンテナ４１，４１_Ｂによって放射システムを示す。より大きな周波数において、光学通信システム又は光学ワイヤレスシステムによって、電磁信号の発生を示す。放射システム４１，４１_Ｂは、光学信号の１つ以上の発生器（例えば、変調を有するレーザ、可視光スペクトルのＬＥＤシステムなど）、及び対応する１つ以上の光信号検出器（例えば、１つ以上のフォトダイオード）を備える。この場合、光発生器によって発せられるビームは、ＢＴＤ４５によって定められる指向にしたがって、光信号に対して関連する偏向システム（例えば、鏡）によって偏向される。

必然的に、通信システム４０又は少なくとも放射システム４１が車両１に非剛体的に結合されている別の実施形態、及び／又は車両に与えられる荷重（例えば、場合によって移動し得る乗員及び物品）による車両及びそれぞれの放射システムの重心の経時的な変化を考慮する別の実施形態を提供してもよい。両方の場合、距離ベクトルＭと角度ベクトルＡは、時間と共に変化して、例えば、放射システム４１の振動を測定するように構成されているセンサ３３によって、ＥＣＵ３１により処理される情報にアクセスすることによって、又は他の追加のセンサによって与えられる測定値を処理することによって得られる。

ある実施形態において、予測の手順６００は、車載電子システム３０のセンサ３３の間に設けられているジャイロスコープと、通信システム４０のジャイロスコープとの両方を用いることを想定し得る。この場合、与えられるデータは、より好ましい信号対雑音比、及び信頼性のある角速度

を得るように互いに組み合わせられる。

また、ＢＴＤ４５が、それぞれのＥＣＵ３１及び／又は別の車載電子システム３０の処理ユニットに接続されて、他の目的、例えば車両の動作の補助及び／又は自動化のため、ＥＣＵ３１、及び／又は対応する車載電子システム３０の別の処理ユニットによって既に処理されている垂直方向及び／又は横方向の速度の情報にアクセスするように構成されている別の実施形態を実行してもよい。

別の実施形態において、線形速度に関して、それぞれのＢＴＤ４５は、車両の線形速度を推定するように、（少なくとも２つのレセプタ要素を備える）車両のディファレンシャルＧＰＳセンサを用いるため、設けられている。一方、ディファレンシャルＧＰＳセンサの速度の測定値は、知られているように、例えばトンネル、地下道、又は地下駐車場の場合、必ずしも利用できない。したがって、このディファレンシャルＧＰＳを用いることは、線形速度を得るようにデータが得られる他のセンサに加えてのみ好ましい。

また、１つ以上の線形速度

、例えばそれぞれの車両１，２の横軸Ｙ_１，Ｙ_２に沿う速度の推定は、エルゼビアの２０１７年１０月の「Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｅ」の６７巻１～１２ページにおいて公開されたＤｏｎａｌｄ Ｓｅｌｍａｎａｊ、Ｍａｔｔｅｏ Ｃｏｒｎｏ、Ｇｉｕｌｉｏ Ｐａｎｚａｎｉ、及びＳｅｒｇｉｏ Ｍ．Ｓａｖａｒｅｓｉらの「車両の横滑り推定。運動学に基づいた方法」の論文に記載されている車両１，２に関連している情報を含むことにより、改善され得る。特に、ＢＴＤ４５は、車載電子システム３０との通信によってのみ、情報を得られる。

代替として、又は加えて、ＢＴＤ４５は、放射システム４１のダイナミクスの予測において、特に、放射システム４１の線形速度をより正確に定めるため、ビームの穴、所望のビットレート、送信電力、受信感度などの放射システム４１の特性パラメータのような、通信システム４０の特性パラメータを用いるように構成され得る。

本明細書が２つの車両を参照するだけである一方、本発明の実施形態が他の種類の車両、道路車両、船舶、航空宇宙船に適用できることは明らかである。同様に、本明細書に記載されている方法とシステムにより得られる無線信号の方向付けはまた、異なる種類の車両の間の通信の場合、実行され得る。

また、通信方法及び通信システムＶ２Ｖが説明されている一方、本発明に記載の方法が、インフラストラクチャ又は「Ｖ２Ｉ」（例えば、通信ネットワークの基地局）、及び／又はより一般的にＩｏＴ装置、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、又は「Ｖ２Ｘ」のような適切な放射送受信システム（ミリメートル波アンテナ、光無線システムなど）を備える他の装置に接続される固定されたアンテナ又は放射送受信システムのような車両と異なる目標装置に対する車両の間の異なる通信システムに対して構成され得ることは、当業者に対して明らかである。

最後に、方法の１つ以上のステップが、異なる順番で、及び／又は並行して行われ得ることと同様に、すべての詳細は、技術的に同等な他の要素によって置き換えられ得る。

実際には、用いられる材質、及び付随する形状と大きさは、この理由から、添付の請求項の保護の範囲から逸脱することなく、要件に従ういずれかのものであってもよい。

本発明は、電気通信の分野に関する。特に、本発明は、移動通信システムにおける電磁波のビームの形成のための方法及びシステムに関する。さらに詳細には、本発明の実施形態は、相互運動における放射システムによる電磁信号のやりとりに関する。

例えば、電気通信技術に基づいて、「５Ｇミリ波」と呼称される６ＧＨｚよりも大きな周波数を有する無線信号のようなミリメートル以下の波長（ミリ波）を含む電磁信号、及び光信号は、伝播方向における急激な減衰を受ける。これらの信号は、地球の大気（特に酸素）を構成する分子により吸収されて、含まれている厚さ及び／又は小さな密度を有する障害物（例えば布、プラスチックシート、生物など）により防がれ得ることが知られている。

これらの信号の急激な減衰を補うため、好ましくは通信接続（すなわちリンク）の両端において、固定された指向性と大きなゲインを有する指向性アンテナを用いることが一般的である。移動システムにおいて、アンテナのアレイは、指向方向の動的補正を可能にするため、固定された指向性アンテナを交換するように決められる。アレイのアンテナに与えられる信号は、アレイのゲイン、すなわち最大電力値の空間方向を好ましい方向に向けて最大化するように、適切に処理される。アンテナ信号を処理するこのステップは、ビーム形成として知られており、一般的に、２つの装置の間において、効率的な通信ができるように、別のアンテナ、又はアンテナの別のアレイの方向におけるアンテナのアレイの送信電力を最大化することを目的としている。

例えば、車両、スマートフォン、ロボットなどの移動装置の間における通信の場合、位置の変動は、関連している移動装置に取り付けられているアンテナのアレイの間のアラインメントを複雑にして、通信の遮断を引き起こし得る。通信の連続性を保証するため、２つのアンテナのアレイのリアラインメントを周期的に実行することが知られている。一般的に、リアラインメントは、移動装置の間の相互速度に比例する周波数により実行される。

一部の既知の方法は、データの送信の前のそれぞれの送信タイムフレームにおいて実行されるアラインメントステップを想定する。アラインメントステップの間、２つのアンテナのアレイは、所定の数の方向に従って送られるトレーニング（又はプローブ）信号をやりとりして、最も小さな減衰を有する方向をデータ送信方向として選択するように、減衰を確認する。これらの方法の主要な制限は、アラインメントステップが、それぞれのタイムフレームの間、送信され得るデータの量を減らすこと、及びアラインメントのためのプローブ信号の送信に対する無視できないエネルギ消費を示すことである。

この課題は、互いに通信する３つ以上の装置の場合、悪化する。実際には、この場合、対となる装置ごとに必要なアラインメントステップの継続時間は延びる。したがって、すべての装置の間の有用なデータのやりとりに利用できるタイムフレーム部分が減る。

米国特許９７２３４７３号は、第１装置と第２装置の間のミリ波に基づく通信方法を開示している。この方法は、第１装置により実行されて、第２装置の未来位置を定めることと、第２装置の未来位置に対して、第１装置の第１ミリ波通信ユニットにより発せられるビームのアラインメントを行うことを想定する。

一方、第２装置の推定位置は、初期位置と初期速度に基づいており、十分に正確なアラインメントが、第１装置のアンテナと第２装置のアンテナとの間で得られない。したがって、装置の間の効率的な通信は制限される。また、装置は、無線信号のアラインメントを実行できるように、第２装置との通信を実行するためのＤＳＲＣ（狭域通信）モジュールを必要とする、又は他の装置に対して測定を実行し得るセンサを備える必要がある（例えば、センサが目標装置の距離と速度を測定する必要がある）。さらに、方法は、方向の変化を受ける車両の場合のように、相互傾斜補正を予期しない。

米国公開特許２０１６／０１１８７１６号は、代替として、ビームのアラインメントのための方法を提案している。この方法は、慣性のシステムに対するアクセスにより、送受信機の方向を定めること、及び送受信機の方向に従って送信角度を補うことを想定する。また、方法は、送受信機装置の方向に基づいて、ビーム形成動作を修正することを想定する。

できる限り効率的であるように、米国公開特許２０１６／０１１８７１６号に記載の方法は、送受信機の位置と方向を定めることができる専用のセンサを用いることを必要とするため、高価である。また、この方法は、ビーム形成のために必要な時間の問題を解決しない。実際には、米国公開特許２０１６／０１１８７１６号において、ビームを形成するステップは、最も小さな減衰を有する送信方向を定めるため、複数のプローブ信号を送信することを必要とするだけでなく、送受信機装置の回転を考慮して保つように、ビーム形成を修正する別のステップを想定する。

米国特許１００８０１４６号において、無線通信装置のセンサは、装置の位置、動作、及び回転のようなデータを与える。センサのデータを用いて、無線通信システムにおける送受信のためのアンテナのビームを制御するため、装置の空間データを計算して、このデータを用いることができる。

一方、米国特許１００８０１４６号に記載の方法は、ビーム形成に適用されるアンテナの重みが、移動通信装置の未来位置をネットワークノードの位置と接続する方向の推定に基づいて、計算されるため、精密な制限を有する。一方、通信装置は、電話又はＰＣであってもよく、動作における実寸法、及び慣性の寸法を有する。また、運動学的基準の欠如は、運動学的基準がシステムと一体であったとしても、装置の動作を正確に再構成する可能性を妨げて（例えば、一定の速度で移動する加速度計を考慮して、測定値から、装置の有効な変位を定めることができない）、ミリ波による通信システムにおいて、無視できない誤差に達する。したがって、推定方向は、移動通信装置のアンテナをネットワークノードに接続する方向と一致しない可能性がある。

最後に、米国公開特許２０１８／０４２０６６号は、レーダ、レーダによって用いられる周波数帯の少なくとも一部を用いるために構成されている通信装置、及びレーダを用いることによって、目標の位置を得るように構成されている取得装置を備える無線通信のための装置を開示している。また、この装置は、通信装置の交信距離及び目標軌道に基づいて、目標との通信の開始時間を決めるために構成されているコントローラを備える。コントローラは、データが通信時間で送信されるように、通信装置を管理する。

米国公開特許２０１８／０４２０６６号によって提案されている方法は、上述の他の公知の方法に対して、上述と同じ制限及び欠点にさらされる。

本発明の目的は、従来技術の欠点を克服することである。

本発明の目的は、大まかに、互いに相対移動する移動装置、特に車両の間において、効率的な通信ができる方法及び関連する通信システムを提供することである。

特に、本発明の目的は、ミリメートル以下の波長を含む電磁波により、効率的な通信ができる方法及び関連するシステムを提供することである。

特に、本発明の目的は、同時送信に対して利用できるタイムフレームを効率的に用いるミリメートル以下の波長により、通信ができる方法及び関連するシステムを提供して、放射システム（例えば、アンテナ又は光学通信システム）により送信されるビームの良好なアラインメントを保証することである。

本発明のこれらの目的と他の目的は、添付の請求項の特徴を組み込む装置により達成される。この特徴は、明細書の不可欠な部分を形成する。

本発明は、目標装置に向けて移動する車両により、電磁信号を送るための方法に関する。特に、移動車両は、通信システムを備える。この通信システムは、放射システムを備える。通信システムは、この放射システムにより、ミリメートル波長を有する電磁信号を送受信する。
有利であるように、通信システムは、
目標装置との第１通信方向を定めるため、目標装置とのアラインメントステップを実行するステップと、
データを送受信するため、第１通信方向に沿って放射システムを向けることにより、目標装置と通信するステップと、
目標装置とのアラインメントを保つための後続のステップを実行するステップと、
後続のステップにおいて、少なくとも１つの車両のセンサにより測定されるデータに基づいて、放射システムの未来位置と未来方向を決めるステップとを行うことを特徴としており、
センサは、センサから受け取る情報に基づいて、車両の運転制御及び／又は運転補助機能を実行するように構成されている車両の電子制御ユニットと動作可能に接続されており、
通信システムは、
必ずしも放射システムを用いる必要がない一方、好ましくは放射システムにより、目標装置の放射システムの未来位置と未来方向を示す、又は予測するように構成されている情報を受け取るステップと、
放射システムの未来位置を目標装置の放射システムの未来位置と接続する第２通信方向を決めるステップと、
決められた通信方向に基づいて、放射システムにより発せられる電磁信号を向けるステップとを行う。

ある実施形態において、車両の放射システムと目標装置の放射システムは、それぞれ、アンテナシステム、例えばミリメートル波アンテナのアレイを備える。加えて、又は代替として、車両の放射システムと目標装置の放射システムは、それぞれ、光信号発生器と光信号検出器を備える。

この方法により、両方の装置によって想定される位置と方向を予め推定することができると共に、それぞれの装置のアンテナによって想定される位置と方向、すなわち、送信するための電磁信号の発信元と目標を推定することができる。特に、第１装置及び第２装置から１つ以上のセンサによって受け取られる情報により、発信元と目標のアンテナの位置及び方向を正確に予測することができる。したがって、最適な送信を得るように、電磁信号の放射を向ける、すなわち、電磁信号のビーム形成を行う、及び／又は放射システムを向けることができる。特に、第２装置と関連している放射システムの位置において送られる電磁信号の波面を得ることができる。放射システムの方向を知ることにより、最大受信能力が予め決められた通信方向に沿って保証され得る。

車両に搭載されている１つ以上のセンサによって与えられて、制御ユニットにより処理されていない又は処理されている形態のデータへのアクセス、特に、車両と目標装置の間の情報のやりとりにより、両方の装置のダイナミクスの予測、特に両方の放射システムの正確な位置と方向が得られる。

方法は、車両に搭載されているセンサによって与えられるデータへのアクセスにより、通信システムの放射システムの有効なアラインメントの検証を必ずしも必要としない開ループ方向補正とみなされる。

ある実施形態において、車両の通信システムは、車両の放射システムの未来位置と未来方向を示す、又は予測するように構成されている追加情報を生じるステップと、好ましくは放射システムにより、追加情報を目標装置に向けて送るステップとを行う。

ある実施形態において、情報は、目標装置の放射システムの未来のダイナミクスの関数のパラメータと、目標装置の放射システムの未来のダイナミクスを示すフィルタリング係数と、センサから受け取る情報、及びセンサの位置と目標装置の放射システムの位置に関する情報に基づいて、制御機能及び／又は車両を運転するための補助を実行するように構成されている目標装置の電子制御ユニットと動作可能に接続されているセンサによって検出される１つ以上の測定値との間から少なくともいずれかを備える。

この方法により、含有量のダイナミクス情報によって、短期間送信により伝達できる、及び／又はこの送信を行うために必要な電力を減少できるような第２装置の放射システムの未来位置と未来方向を極めて正確に予測することができる。また、これにより、同じダイナミクス計算アルゴリズムが、両方のアンテナの位置と方向を予測するため、用いられ得る。

ある実施形態において、通信システムは、アラインメントを保つステップにおいて、車両の少なくとも１つの線形速度測定値、及び少なくとも１つの角速度測定値を得るステップと、車両の放射システムの少なくとも１つの線形速度測定値、及び少なくとも１つの角速度測定値を推定するステップとを行う。

好ましくは、アラインメントを保つステップにおいて、通信システムは、
車両のショックアブソーバの少なくとも１つの伸び測定値と、
車両の少なくとも１つのステアリング角度の測定値と、
車両のエンジンにより伝達されるトルクの少なくとも１つの測定値と、
車両ブレーキ装置に対して作用する少なくとも１つの圧力の測定値と、
車両と目標装置との間の距離の少なくとも１つの測定値との間から１つ以上を得るステップと、
車両の放射システムの少なくとも１つの線形速度の測定値を推定するため、車両の線形加速度の少なくとも１つの測定値、及び／又は車両の角速度の少なくとも１つの測定値と共に、測定値の１つ以上を組み合わせるステップとを行う。

センサによって与えられるこのデータを得ることにより、情報が正確なダイナミクスで得られて、特に信頼性のある動的計算アルゴリズムにより、アンテナの位置と方向の予測が得られる。

ある実施形態において、少なくとも１つの車両のセンサにより測定されるデータに基づいて、放射システムの未来位置と未来方向を決めるステップにおいて、車両の特性パラメータであって、特性パラメータは、車両の質量、重心、輸送される荷重の重量、幾何学的特性の間から少なくともいずれかを備えており、電磁信号の送信パラメータであって、送信パラメータは、時間間隔、電磁信号のビームの指向角度と開口角度、電磁送信チャネルの変動の内の少なくともいずれかを備えており、未来位置と未来方向を決めるステップは、測定されるデータを、特性パラメータ及び送信パラメータと組み合わせることを想定する。

このように、通信システムによって計算される、さらに正確な方向と位置の予測を得ることができる。

ある実施形態において、少なくとも１つの車両のセンサにより測定されるデータに基づいて、放射システムの未来位置と未来方向を決めるステップは、以下の数１に従って、車両の放射システムの少なくとも１つの線形速度を推定することを想定する。

Ｍは、相対位置の間の差、及び車両の質量中心と放射システムの質量中心との間の方向を示す空間の値のベクトルである。

は、車両の角速度のベクトルである。

は、車両の線形速度のベクトルである。

このように、車両に関連する一方、放射システムに関連しないセンサにより測定されるデータから始めて、放射システムの位置と方向を、簡単に、素早く、且つ効率的に定めることができる。

ある実施形態において、目標装置とのアラインメントを保つステップは、連続通信時間周期において周期的に繰り返される信号伝達タイムフレームの間、実行される。

この方法により、方向の予測の高い精度、及び全体通信時間周期に対する相対位置を保証することができると同時に、周波数と、動的予測を行うために必要なエネルギとを制限する。動的予測は、周波数により更新される必要がある。また、アラインメントの時間間隔は、従来技術の教示に記載のアラインメントを行うために必要な時間より実質的に小さい。

本発明の異なる態様は、方向付けできる放射システムを備える通信システムに関する。
通信システムは、
車両と接続するための拘束手段と、
少なくとも１つの車両のセンサのデータが送られる通信回線と接続できる通信インターフェースとを備えており、
このセンサは、センサから受け取る情報に基づいて、車両の運転制御及び／又は運転補助機能を実行するように構成されている車両の電子制御ユニットと動作可能に接続されており、
通信システムは、
少なくとも１つのセンサのデータを受け取るため、通信インターフェースと動作可能に接続されていると共に、上述の方法を実行するように構成されている電子ユニットを備える。

本発明の異なる態様は、請求項１１に記載の通信システムを備える車両に関する。車両は、車両の動作と関連している慣性のデータを得るように構成されている少なくとも１つのセンサを備える電子車載システムと、電子制御ユニットと、センサを電子制御ユニットと動作可能に接続する通信チャネルとを備える。有利であるように、通信システムは、センサにより検出される慣性のデータの少なくとも一部を得るため、通信チャネル及び電子制御ユニットの間から少なくともいずれかと動作可能に接続されている。

本発明の別の特徴と利点が、添付図面の説明から明らかになる。

本発明は、以下の一部の実施例を参照して説明されて、説明的且つ非限定的な目的に対して提供されて、添付図面において示す。これらの図面は、本発明の異なる態様と実施形態を示す。必要に応じて、異なる図面において、同じ構造、部品、材料、及び／又は要素を図示する符号は、同じ符号によって示す。
図１は、本発明の実施形態に記載の互いに通信するように構成されている１対の車両を示す。 図２は、図１の車両の一部の部品のブロック図を示す。 図３は、図１の車両によって用いられるアンテナのアレイを示す。 図４は、図２のブロック図の変形例を示す。 図５は、通信ステップの間の図１の１対の車両を示す。 図６は、本発明の実施形態に記載の車両のダイナミクスを予測するための手順のフロー図を示す。 図７は、本発明の実施形態に記載の電磁信号の方向付けと送信のための手順のフロー図を示す。 図８は、図７の手順に記載の図１の車両の間の通信に関連しているアクティビティ図を示す。 図９Ａは、車両自体のピッチング動作の間の２つの異なる時間と位置における車両の側面図を示す。 図９Ｂは、車両自体のヨー動作の間の２つの異なる時間と位置における車両の上方から見た図を示す。 図９Ｃは、車両自体のローリング動作の間の２つの異なる時間と位置における車両の正面図を示す。 図１０Ａは、２つの車両が非直線経路を移動する２次元設定の側面図を示す。 図１０Ｂは、図１０Ａの車両のピッチングによる方向の変化を示す。

本発明は、種々の変更と別の構成の影響を受けやすい一方、ある好ましい実施形態を図示して、以下に詳細を説明する。いずれの場合でも、発明を、図示する特定の実施形態に制限する意図がないより、むしろ発明が、請求項に定める発明の範囲内にあるすべての変更、別の構成、同等の構成に及ぶことを意図することが留意される。

「例えば」、「など」、「又は」を用いることは、特に示さない限り、限定のない非排他的な代替を示す。「含む」を用いることは、特に記載されない限り、「含む一方、限定されない」ことを意味する。

図面を参照して、設定が考えられる。この設定において、通信は、２つの車両１，２の間（又はＶ２Ｖ通信若しくは車両間）の電磁信号、例えば無線信号又は光学信号により定められる。

以下に考えられる実施例において、車両１，２は、２つの四輪道路車両である。一方、この車両は、例えば一輪、二輪、又は三輪以上を有する別の種類であってもよい。非限定的な方法において、車両１が、車載電子システム３０を備え、また通信システム４０を備えることが考えられる。この構造は、車両２において、複製される。

図２に示す車載電子システム３０は、エンジンの動作、及び車両の複数の動作パラメータの観察を最適化するように構成されている。

目的に対して、車載電子システム３０は、電子制御ユニット又はＥＣＵ（エンジン制御ユニット）３１、１つ以上のセンサ３３、１つ以上のユーザインターフェース（図示せず。例えば、車載コンピュータ及び／又は「インフォテインメント」ユニット）、場合によって追加のサブシステム及び／又は処理ユニット（図示せず。例えば、ＡＢＳ、ＥＳＣ、処理ユニットなど）、及び補助的な部品（図示せず。例えば、部品の電力供給のための電気回路）を備える。

車載電子システム３０の部品は、例えば、ＦｌｅｘＲａｙ、ＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）、及び／又はＬＩＮ（ローカルインターコネクトネットワーク）型の接続チャネル、好ましくは通信ＢＵＳ３５（バイナリユニットシステム）によって、互いに動作可能に接続されている。ＥＣＵ３１は、上述の接続チャネルによって、センサのデータを受け取り、車両の制御機能を実行するため、センサのデータを用いる。

特に、センサ３３は、１つ以上の慣性センサ、例えば線形型及び／又は角度型の１つ以上の加速度計及び／又はジャイロスコープを備える。この１つ以上の慣性センサは、車両１又は２の動作に関連して対応する測定値、又は慣性のデータを与える。１つ以上の慣性センサは、車両１又は２に搭載されている。ある実施形態において、それぞれの車両１，２は、少なくとも２つの加速度計と垂直ジャイロスコープを有する慣性測定ユニット又はＩＭＵを備える。好ましくは、ＩＭＵは、３つの加速度計と３つのジャイロスコープを備える。例えば、ＩＭＵは、車載電子システム３０と関連している電子安定制御サブシステム又はＥＳＣに設けられている。

好ましくは、センサ３３は、サスペンションの少なくとも１つの伸びセンサ、及び／又は車両のシャシ若しくはボディと関連している少なくとも１つの垂直加速度計、少なくとも１つのステアリングセンサ、及び少なくとも１つのブレーキ圧センサを備える。

好ましい実施形態において、センサ３３は、地理的位置又はセンサの検出範囲内の一般的な物体（例えば、別の車両）からの位置又は距離を決めることができる１つ以上の要素を備える。例えば、センサ３３は、
衛星測位センサ（ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢＤＳなど）、
超音波センサ、
レーダ、
ライダ、
及びフォトカメラ／テレビカメラの間から１つ以上を備えてもよい。

好ましくは、車載電子システム３０のセンサ３３は、それぞれ、包括的でない方法において、
ステアリング角度センサ、
ブレーキ圧センサ、
注入センサ、
燃料計、
レインセンサ、
衝突センサ、
温度センサ、
空気圧センサ、
エンジンセンサ（オイル、冷却剤など）の間から１つ以上を備える。

例えば、上述の１つ以上のセンサ３３は、
アンチロックブレーキ（ＡＢＳ）サブシステム、
トラクションコントロール（ＴＣ）サブシステム、
サスペンション電子制御サブシステムのような１つ以上の車載電子システム３０のサブシステムに設けられている。
これらのサブシステムは、それぞれ、専用のセンサ３３のサブグループを備える。

考えられる通信システム４０上を通過するとき、通信システム４０は、電磁信号、特に６ＧＨｚ以上の周波数を有する無線信号をやりとりするように構成されている。非限定的な方法において、無線信号に特有の周波数は、２８ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、９０ＧＨｚ、１２０ＧＨｚ、３００ＧＨｚまでの周波数を備える。この周波数の無線信号は、大きな減衰により特徴づけられており、効率的な通信を保証するため、目標の受信機に向けて照射される無線信号のビームの方向付けを必要とする。それぞれの通信システム４０は、相互接続される放射システム、考えられる実施例において、アンテナ４１、送受信モジュール４３、及びビームトラッキング装置（ＢＴＤ）４５を備える。

以下の本明細書において、必要に応じ、車両２の放射システム、すなわちアンテナは、車両１のアンテナ４１と異なるように、符号４１_Ｂにより示す。同様に、アンテナ４１_Ｂと関連している動作パラメータは、アンテナ４１と関連している動作パラメータと区別するため、下付き文字Ｂによる印を付けられている。

考えられる実施形態において、アンテナ４１は、電子的に発せられる無線信号のビームを形成（専門用語の「ビーム形成」（ＢＦ）という用語により共通して示す動作）するように構成されているアンテナである。図３に示すように、多くの考えられる実施形態の間のある実施形態として、アンテナ４１は、円筒状のアレイのアンテナであり、すなわち伸長に沿う放射状配列に従って円筒状支持体４１３の外側面に配置されている複数のアンテナ、例えばパッチアンテナ又はマイクロストリップアンテナ４１１を備える。好ましくは、アンテナ４１は、改善された送信効率を保証するため、引き伸ばされた視野を保証する位置に配置されている。考えられる実施例において、アンテナ４１は、車両１又は２のルーフから車両１，２の外部の環境に向けて横方向に突出する。

それぞれの送受信モジュール４３は、無線信号をコード化及びデコード化するように構成されている無線モジュール４３１、アンテナによって発せられる無線信号のビームの無線信号の方向を制御するように、それぞれのマイクロストリップアンテナ４１１によって発せられる信号の位相と振幅を調節するように構成されているビーム形成モジュール４３３、及び送信するための無線信号に対して、ビーム形成モジュール４３３に適用される位相調節と振幅値を計算するように構成されているビーム形成（ＢＦ）制御モジュール（以下、ＢＦ制御モジュール４３５）を備える。ＢＦ制御モジュール４３５は、ビーム形成モジュール４３３と動作可能に接続されている。また、ＢＦ制御モジュール４３５は、ＢＴＤ４５と、場合によって、データ及び／又は警報のやりとりのため、無線モジュール４３１と動作可能に接続されている。

それ以外には、無線モジュール４３１は、デコード化される信号を受信して、またコード化された信号を送信するため、ビーム形成モジュール４３３と動作可能に接続されており、コード化されるデータをやりとりして、受信されてデコード化されたデータを送信するため、車両１，２の車載電子システム３０と接続されている。

図４に示すように、本発明のある実施形態において、ビーム形成モジュール４３３は、互いに直列に接続される２つのユニットを備える。第１ビーム形成ユニット４３６は、無線モジュール４３１によって制御されて、従来技術において知られている方法で、ビームのアラインメントを計算するように構成されている。ビーム形成モジュール４３３はまた、以下に説明するように、ＢＦ制御モジュール４３５によって制御される第２（動的補正）ユニット４３７を備える。この構造は、通信システム４０が、従来技術において知られている方法に従って、ビーム形成を動作するように構成されている無線モジュール４３１と第１ビーム形成ユニット４３６を含む非再構成可能な専用装置を備える場合を示す。

ＢＴＤ４５は、車載電子システム３０と動作可能に接続されている。ある実施形態において、ＢＴＤ４５は、車載電子システム３０のＢＵＳ３５と関連しているインターフェースモジュール４５１を備える。例えば、インターフェースモジュール４５１は、ＢＴＤ４５をＢＵＳ３５と動作可能に接続するように構成されている。したがって、ＢＴＤ４５は、実行される通信プロトコルに従って、ＢＵＳ３５と接続されている他の要素とデータをやりとりし得る。代替として、インターフェースモジュール４５１は、ＢＵＳ３５を通過するデータの「スニフィング」を行うように構成され得る。すなわち、インターフェースモジュール４５１は、ＢＵＳ３５からデータ／情報を得るように構成されている一方、ＢＵＳ３５から分離されている。また、代替として、インターフェースモジュール４５１は、ＢＴＤ４５を、車載電子システム３０に設けられているＥＣＵ３１及び／又は別の処理ユニットと動作可能に直接接続するように構成され得る。好ましくは、ＢＴＤ４５は、非限定的な方法において、処理ユニット（図示せず。例えば、プロセッサ、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ）と、揮発性及び／又はスタティックなメモリユニットとを備える。

また、ＢＵＳ３５は、センサ３３によって与えられる信号が、同期送信（すなわち、測定信号が同じ瞬間の時間に得られる）又は非同期送信（測定信号が、同じ瞬間の時間に得られないため、同時でない）されることを想定する。インターフェースモジュール４５１は、読み込みのとき（すなわち、それぞれのセンサ３３がそれぞれの測定を行うとき）、それぞれのセンサ３３によって生じる信号を得ることを想定する。好ましくは、ＢＴＤ４５は、例えば補間により、それぞれのセンサ３３によって与えられる信号の一時的なアラインメントを行うために必要な事前のフィルタリングを行うことを想定する。代替として、時間的なリアラインメントは、ＥＣＵ３１によって行われる。また、ＢＴＤ４５は、一時的に正しい（すなわち、アラインメントが行われている、又は互いに同期されている）センサ３３によって行われるデータにアクセスする。

任意に、通信システム４０は、ＢＴＤ４５と動作可能に接続されている追加のセンサを備える。このセンサ、例えば、ジャイロスコープ及び／又は加速度計のような慣性型のセンサは、車両１，２の剛体に対する局部振動の影響を測定して補正するため、有利であるように、アンテナ４１に配置されている。

本発明の実施形態に記載の方法において、それぞれの通信システム４０は、空間内のアンテナ４１，４１_Ｂの動作、特に、それぞれの車両１，２の動作を効率的且つ正確に決めるため、センサ３３によって与えられる少なくとも一部のデータを用いるように構成されている。

また、以下に詳細に説明するように、センサ３３によって行われる測定は、アンテナ４１の位置を予測して、且つアンテナ４１のビームを制御するため、車両に設けられている通信システム４０によって利用される。特に、通信システムは、無線信号の特に効率的なやりとりができる２つのアンテナ４１，４１_Ｂの間の見通し線において、通信チャンネルを形成する。

［予測の手順］
本発明の実施形態に従って、予測の手順６００は、移動車両１のダイナミクスを予測するため、実行される。すなわち、車両１とそれぞれの通信システム４０の未来位置と未来方向、特にダイナミクスＤとアンテナ４１の未来位置と未来方向を推定することができる。必然的に、以下に説明する予測の手順は、第２の車両２によって実行され得る。

本明細書において、「ダイナミクス」という用語は、経時的な物体の動作の変遷を示すように用いられる。特に、アンテナのダイナミクスＤは、通信システム４０のアンテナ４１の空間における位置と角度の方向の経時的な動向を示す。

図１及び図５を参照して、車両１の挙動は、車両のデカルト型座標系Ｒ_Ｖ１によって説明される。この座標系Ｒ_Ｖ１は、原点Ｐ_Ｖ１及び３つの角度、すなわちヨー角とピッチ角とロール角によって定められる。ヨー角とピッチ角とロール角は、まとめて、ベクトルΘ_Ｖ１によって示す。好ましくは、原点Ｐ_Ｖ１は、車両１の質量中心又は重心に対応する。

考えられる実施例において、車両１は、それぞれの原点Ｐ_Ｖ１を通過する３つの軸、すなわち縦軸Ｘ_１、横軸Ｙ_１、及び垂直軸Ｚ_１によって定められる３次元空間において移動及び回転できる剛体として考えられ得る。この前提において、縦軸Ｘ_１周りの回転の角度は、ロール角θ_ｒ１と呼称される。横軸Ｙ_１周りの回転の角度は、ピッチ角θ_ｂ１と呼称される。垂直軸Ｚ_１周りの回転の角度は、ヨー角θ_ｉ１と呼称される。

それ以外には、車両１のアンテナ４１の動作を説明するため、原点Ｐ_ＣＡ及び３つの角度、すなわちロール角θ_ｒＡとヨー角θ_ｉＡとピッチ角θ_ｂＡによって定められるデカルト型のアンテナ座標系Ｒ_ＣＡについて記載している。ロール角θ_ｒＡとヨー角θ_ｉＡとピッチ角θ_ｂＡは、まとめて、ベクトルΘ_ＣＡによって示す。好ましくは、原点Ｐ_ＣＡは、アンテナ４１の質量中心又は重心に対応する。

同様に、車両２の挙動を説明するため、Ｐ_Ｖ２を原点とする車両のデカルト座標系Ｒ_Ｖ２について記載している。一方、アンテナ４１_Ｂの挙動を説明するため、Ｐ_ＣＢを原点とするアンテナのデカルト座標系Ｒ_ＣＢについて記載している。

考えられる実施例において、アンテナ４１は、それぞれの車両に固く接続されている。したがって、座標系Ｒ_Ｖ１，Ｒ_ＣＡの原点と角度の間において、以下の数２を定めることができる。

Ｍは、好ましくは経時的に一定であるベクトルを示す。また、Ａは、車両１とアンテナ４１の質量中心の間の相対位置と相対方向の差を示す好ましくは一定の角度の値のベクトルを示す。有利であるように、ベクトルＭ，Ａに含まれる値は、ＢＴＤ４５に設けられている、又は別に動作可能に接続されているメモリユニット（図示せず）に保存される。例えば乗員とその位置による車両の荷重変化により、原点Ｐ_Ｖ１の座標が移動し得る。関連している補正により、ベクトルＭ（ｔ），Ａ（ｔ）は、車両の変化した動的条件に対して構成され得る。

この前提において、手順は、最初に、それぞれの車両１のセンサ３３によって検出される少なくとも一部の測定値が得られること（図６のフロー図のブロック６０１）を想定する。ある実施形態において、通信システム４０のＢＴＤ４５は、車両１の車載電子システム３０のＢＵＳ３５及び／又はＥＣＵ３１との接続を通して、このデータを得るように構成されている。

特に、センサ３３によって検出される物理的な大きさの測定値は、
場合により、車載電子システム３０のＥＣＵ３１及び／又は別の処理ユニットによって処理される。また、この物理的な大きさの測定値により、車両１の線形速度

と角速度

が決まり得る。

必要ではない一方、好ましくは、通信システム４０、特にＢＴＤ４５は、センサ３３によって検出される測定値を得るように構成されている。このセンサ３３により、車両１の速度は縦軸Ｘ_１の方向に沿って決められ得る。また、通信システム４０、特にＢＴＤ４５は、車両１の１つ以上の角速度、さらに好ましくは車両１の線形加速度を得るように構成されている。このセンサ３３により、車両１の線形速度と角速度を正確に決めることができる。

有利であるように、手順６００は、車載電子システム３０のセンサ３３の間に設けられている速度センサによって、車両１の長手方向、すなわち縦軸Ｘ_１の方向における速度を直接得ること（ブロック６０１ａ）を想定する。例えば、長手方向の速度は、車両自体を制御するため、車両１に設けられている車輪速度センサ、速度計、及び／又はピトー管によって検出される測定値によって、直接得られてもよい。

同様に、車両１の角速度

は、好ましくは、センサ３３に設けられているジャイロスコープによって与えられる測定値を得ることによって得られる（ブロック６０１ｂ）。
代替として、アンテナ４１の角速度

は、存在する場合、通信システム４０に設けられているジャイロスコープによって得られてもよい。第３の代替において、ロール角速度とヨー角速度は、センサ３３によって与えられる測定値により、間接的に推定され得る。センサ３３は、横軸Ｙ_１と垂直軸Ｚ_１に沿う車両１の線形加速度、及び／又は車両１のサスペンションの伸びを測定する。

それ以外には、車両１の車載電子システム３０は、少なくとも地上車の場合、横方向と垂直方向に沿って速度を直接測定するように構成されているセンサ３３を備えない。

したがって、手順６００は、サスペンションの伸びセンサ及び／又はセンサ３３の間に設けられている垂直加速度計によって与えられる加速度の測定値を得て（ブロック６０１ｃ）、垂直軸Ｚ_１の方向において、車両１の垂直速度を決めるように伸びセンサと垂直加速度計を組み合わせることを想定する。同様に、手順６００は、横軸Ｙ_１の方向における車両１の横速度を決めるように、車載電子システム３０のセンサ３３によって検出される測定値、例えば縦加速度、横加速度、ヨー角速度、及び／又は長手方向の速度を得て、且つ組み合わせることによって、得ること（ブロック６０１ｄ）を想定する。

また、手順６００は、可能な場合、ステアリング角度、ブレーキ圧、及び／又は車両１のエンジンによって駆動輪に向けて伝達されるトルクなどのＥＣＵ３１によって処理されるデータのように、センサ３３によって与えられる別のデータを得ることを想定し得る。このデータにより、走行条件に関わらず、ブロック６０１ｃ，６０１ｄにおいて説明される車両１の垂直速度と横速度を組み合わせて、車両１の垂直速度及び／又は横速度の正確な推定が得られる。特に、実速度又は加速度の値を計算するため、異なるセンサによって与えられる測定値の数字が大きいほど、推定値の精度が向上する一方、同時に、推定を行うために必要な時間及び／又は計算電力が大きくなる。

したがって、異なる実施形態において、車両１のアンテナ４１のダイナミクスＤを計算するため、異なる大きさのデータが、センサ３３の異なるセットから生じて、用いられ得る。

手順はまた、走行条件に対する車両１の特に横方向に沿う線形速度

及び角速度

の推定の精度とロバスト性をさらに増加するように、例えばＩＥＥＥ２０１８ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＣＣ）（２０１８年、リマソル）９４１～９４６ページにおいて公開されたＯ．Ｇａｌｌｕｐｐｉ、Ｍ．Ｃｏｒｎｏ、及びＳ．Ｍ．Ｓａｖａｒｅｓｉらの「高性能自動車のための混合運動学的物体の横滑り角推定器」の論文に記載されている車両１の質量及び／又は幾何学的特性のような車両１の特性パラメータを用いること（選択的ブロック６０１ｅ）を想定し得る。この場合、パラメータは、ＢＴＤ４５に設けられているメモリ領域（図示せず）に保存され得る、又は車載電子システム３０のＥＣＵ３１及び／又は別の処理ユニットによって得られる。

例えば、ＢＴＤ３５は、いずれかのデータが、センサ３３の一部又はＥＳＣサブシステムのようないずれかのサブシステムによって、車両１のＥＣＵ３１及び／又は別の処理ユニットに送られるたび、又はいずれかのデータがＢＵＳ３５に送られるたび、センサ３３によって取られる測定値を得られる。有利であるように、ＢＴＤ４５はまた、それぞれのデータと関連している相対時間情報、例えばそれぞれのデータを得るための瞬間の時間を検出する。有利であるように、センサ３３によって検出される測定値は、車両１の動作の正確な予測ができる適切な時間間隔により、ＢＴＤ４５によって周期的に得られる。例えば、時間周期は、検出された車両１の速度、及び／又はステアリング、ブレーキ頻度などのような方向の変化量を示すデータに応じる。また、センサ３３によって検出される測定値は、ＢＴＤ４５によって非同期的に得られる。さらに、予測の手順６００は、別の通信システムとの無線信号のやりとりが開始されるときだけ、実行され得る。

当業者に対して明らかであるように、センサ３３によって与えられる測定値は、車両１の質量中心と関連している座標系Ｒ_Ｖ１を参照する。この座標系Ｒ_Ｖ１は、アンテナ４１、すなわち方向付けされる無線信号の発信元と関連している座標系Ｒ_ＣＡと異なる。すなわち、出願人は、効率的な無線通信が得られるように、車両１の質量中心よりもアンテナ４１が参照されるため、センサ３３によって与えられる測定値が処理される必要があることを定めている。

したがって、本発明の実施形態において、アルゴリズムは、アンテナ４１のダイナミクスＤを予測するため、アンテナ４１、すなわち原点Ｐ_ＣＡ及びベクトルΘ_ＣＡに含まれる角度のダイナミクスを経時的に計算するように実行される。特に、ＢＴＤ４５_Ａは、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］内において、アンテナ４１のダイナミクスＤを予測するように構成されている。ｔ０は、センサ３３によって与えられるデータが得られる瞬間の時間を示す。また、Δｔの最大値は、ＢＴＤ４５の計算能力と所望のアンテナ４１の指向精度に応じる。このように、瞬間ｔ０におけるアンテナ４１の座標系に対して、アンテナ４１の未来方向の変化と移動の予測を得ることができる。この予測は、デッドレコニングの名称によって知られている方法により、実行され得る。

この方法の第１の実施形態において、上述のように得られる車両１の線形速度

と角速度

は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］における車両１の位置と方向の変化を得るため、積分される。
第１に、方向の変化は、方向と角速度の間の運動学的関連性を説明する微分方程式

を積分することにより、得られる。
Ｒ_θ（ΔΘ_Ｖ１（ｔ））は、適切な運動学的行列である。この数７の積分から、座標系Ｒ_Ｖ１の方向の変化ΔΘ_Ｖ１（ｔ＋Δｔ）を得ることができる。
第２に、座標系Ｒ_Ｖ１の運動は、運動学的行列Ｒ_Ｐ（ΔΘ_Ｖ１（ｔ））により適切に再射影される線形速度

を積分することにより、計算される。

数２により、予め得られる移動の変化ΔＰ_Ｖ１（ｔ＋Δｔ）と方向の変化ΔΘ_Ｖ１（ｔ＋Δｔ）を理解して、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］の一般的な瞬間ｔにおける車両１のアンテナ４１の移動の変化の予測ΔＰ_ＣＡ（ｔ）と方向の変化の予測ΔΘ_ＣＡ（ｔ）を計算することができる。

第２の別の実施形態において、車両１が剛体である近似を考慮して、原点Ｐ_ＣＡの速度と角速度は、以下の数１０により導かれ得る。

すなわち、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡの線形速度

は、車両１の原点Ｐ_Ｖ１を参照する車両の線形速度

と、車両１の角速度

の寄与の和から生じる。角速度

をベクトルＭとかけることにより、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに変換される。数７と数９を適用することにより、アンテナ４１と関連している線形速度と角速度の積分によって、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる一般的な瞬間ｔにおけるアンテナ４１の位置の変化ΔＰ_ＣＡ（ｔ）と方向の変化ΔΘ_ＣＡ（ｔ）が得られる。

ある実施形態において、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］において想定されるアンテナ４１のダイナミクスＤは、少なくとも一時的に保存される（ブロック６０５）。特に、アンテナ４１のダイナミクスＤの予測は、時間に基づくパラメータ関数、及び／又は未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる連続的な瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍ（ｍは自然数に属する）において計算されるアンテナ４１の位置と方向の値若しくは一連の値として保存され得る。

予測の手順６００を終了するとき、通信システム４０、特にＢＴＤ４５は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］におけるアンテナ４１のダイナミクスＤの利用できる予測、又は同様に、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］におけるアンテナ４１の未来位置と未来方向の予測を有する。

異なる実施形態において、アンテナ４１の移動の変化ΔＰ_ＣＡ（ｔ）と方向の変化ΔΘ_ＣＡ（ｔ）は、当業者に知られている他のデッドレコニングの技術を適用することにより、得られる。一方、センサへのアクセス、車両のパラメータ、及び車両の情報は、自律航法アルゴリズムの実行のための制御システムの要求に対して、適切な精度により、アンテナ４１の移動の変化ΔＰ_ＣＡ（ｔ）と方向の変化ΔΘ_ＣＡ（ｔ）の予測を得るために請求されている方法の特有の適格な態様である。

明らかであるように、上述の手順６００は、車両２の通信システム４０_Ｂにより、同じ方法で実行され得る。

［指向の手順］
本発明の実施形態に従って、図７及び図８を特に参照して、見通し線における通信チャンネルを定めて保つように、２つの移動車両１，２のアンテナ４１，４１_Ｂの指向の手順７００を示す。有利であるように、指向の手順７００は、車両１，２の通信システム４０により実行される。

初期通信時間周期又はタイムフレームＴＦ_０において、ビームアラインメントステップ（ブロック７０１）又はＢＡは、従来技術と同じ方法で行われる。例えば、通信システム４０の一部が、場合によって、空間内で異方的に発せられた無線信号を検出するとき、通信システムは、アラインメントステップを開始する。このアラインメントステップにおいて、知られている方法で、２つの車両の２つの通信システムは、異なる送信方向により、一連のプローブビームをやりとりして、最も小さな減衰を感知する送信方向を定める。

アラインメントステップが完了するとき、アンテナ４１，４１_Ｂによって発せられる無線信号は、時間の残存部分ＴＤ_αに対して、通信システムが、アラインメントステップの間において選択される方向に沿って向けられる無線信号によりデータをやりとりすること（ブロック７０３）によって、実際の通信を始めるように、互いに向けられる。

連続的なタイムフレームＴＦ_ｎ（ｎは自然数に属する）において、信号間隔Ｔ_Ｓがある。ビーム形成は、アンテナ４１，４１_Ｂの間の見通し線の通信チャンネルを保つため、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］におけるアンテナ４１，４１_Ｂの移動と方向の予測に基づいて行われる。好ましくは、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］の期間Δｔは、タイムフレームＴＦ_ｎの期間に対応する、又は別にタイムフレームＴＦ_ｎの期間を備える。したがって、アンテナ４１，４１_Ｂの位置と方向の予測により、通信チャンネルは、タイムフレームＴＦ_ｎの全期間に対して、アンテナ４１，４１_Ｂの間の見通し線に保たれる。

例えば、それぞれのタイムフレームＴＦ_ｎにおいて、それぞれの車両の通信システム４０は、（図５において、黒い太線により示す）見通し線Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)、すなわち２つのアンテナ４１，４１_ＢをつなげるＬＯＳと一致する半直線のそれぞれの通信方向を定める。この半直線に沿って、アンテナ４１，４１_Ｂの間において、やりとりされる無線信号が方向付けされる。

詳しくは、手順は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に関して、他の車両２のアンテナ４１_Ｂに関連しているダイナミクス情報Ｉ_Ｂを受信すること（ブロック７０５）を想定する。同時に、車両１のアンテナ４１に関連しているダイナミクス情報Ｉは、他の車両２に送信される。

車両２から送信されて、車両１によって受信される一般的なダイナミクス情報Ｉ_Ｂは、例として、以下を備える。
ａ． 未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる１つ以上の連続的な瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍ（ｍは自然数に属する）に対応するＢＴＤ４５によって処理されるアンテナ４１_Ｂの線形速度

と角速度

の値。例えば、タイムフレームＴＦ_ｎにおいて想定される少なくとも１つの線形速度

と角速度

の値。
ｂ． データを受信する車両が、時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれるいずれかの未来時間間隔においてデータを送信する車両のアンテナの位置と方向を推定できるダイナミクスのデータ。例えば、このダイナミクスのデータは、アンテナのダイナミクスが未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］の間において定められ得るパラメータ、アンテナのダイナミクスを定めるように用いられ得るフィルタリング係数、又は車両の形状に対するセンサとアンテナの位置の情報と共に、車両に搭載されているセンサによって検出される１つ以上の測定値を備える。

他の車両に送信される車両１のアンテナ４１に関連しているダイナミクス情報Ｉは、ダイナミクス情報Ｉ_Ｂに対して開示される類似の情報を備える。

予測の手順６００は、アンテナ４１のダイナミクスＤを定めるように、すなわち、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］におけるアンテナ４１の位置と方向の予測により、特に進行中のタイムフレームＴＦ_ｎにおいて、実行される（ブロック７０７）。有利であるように、手順６００は、ダイナミクス情報の受信及び送信と並行して実行され得る。

その後、受信されるダイナミクス情報は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］、特に進行中のタイムフレームＴＦ_ｎにおいて、アンテナ４１_Ｂに対するアンテナ４１の最適な指向を決めるように、予測の手順６００により得られるアンテナ４１のダイナミクスの予測Ｄ、すなわちアンテナ４１の未来位置及び未来方向と組み合わされる（ブロック７０９）。この組み合わせの結果は、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)である。この通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)に沿って、アンテナ４１によって発せられる無線信号は、アラインメントされる。すなわち、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)は、アンテナ４１によって発せられる信号のビーム形成を定めるように利用される。好ましい実施形態において、ＢＴＤ４５は、受信されるダイナミクス情報Ｉ_Ｂをアンテナ４１のダイナミクスＤの推定と組み合わせるように構成されている。

有利であるように、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)は、対応するアンテナ４１の座標系Ｒ_ＣＡに対して定められる。特に、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)の原点は、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに対応する一方、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)の空間における方向は、アンテナ４１_Ｂの角度位置に応じる方位角φ_ａＡ（ｔ）と仰角φ_ｅＡ（ｔ）によって定められ得る。

したがって、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる一般的な瞬間の時間ｔにおいて、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)を定める方位角φ_ａＡ（ｔ）と仰角φ_ｅＡ（ｔ）は、アンテナ４１，４１_Ｂの移動と方向の変化の関数として説明される。

φ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）は、方位角φ_ａＡ（ｔ）と仰角φ_ｅＡ（ｔ）を備えるベクトルである。

特に、ＢＴＤ４５は、未来時間間隔［ｔ０；ｔ０＋Δｔ］に含まれる少なくとも１つの瞬間の時間において、特に進行中のタイムフレームＴＦ_ｎにおいて、それぞれのベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）を計算するように構成され得る。
ａ） １つ以上の同じ瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍ、例えばタイムフレームＴＦ_ｎの最初の瞬間の時間、中間の瞬間の時間、及び／又は最後の瞬間の時間において、対応するＢＴＤ４５によって処理される両方のアンテナ４１，４１_Ｂの線形速度

と角速度

を組み合わせることによる計算。
ｂ） １つ以上の同じ瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍ、例えばタイムフレームＴＦ_ｎの最初の瞬間の時間、中間の瞬間の時間、及び／又は最後の瞬間の時間において、車載電子システム３０のセンサ３３によって検出される測定値、又はそれぞれのアンテナ４１のダイナミクスＤと共に受信されるダイナミクス情報Ｉ_Ｂに含まれるダイナミクスのデータを組み合わせることによる計算。

有利であるように、センサによって得られるデータの信頼性／量／ノイズの間の１つ以上の指標、車載センサの取得システムの同時発生のレベル、無線信号に対して構成される通信標準などに基づいて、数字と１つ以上の別の瞬間の時間ｔ_１，ｔ_２，…ｔ_ｍを選択することができる。

好ましい実施形態において、ＢＴＤ４５はまた、それぞれの通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)又はベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）を処理するため、車両１，２の間の距離Ｄｉｓｔ（ｔ）を考慮するように構成されている。例えば、車両１，２の間の距離Ｄｉｓｔ（ｔ）は、受信されるダイナミクス情報Ｉ_Ｂに含まれるＧＮＳＳシステム、レーダ、ライダ、超音波センサ、及び他のセンサのような車両自体の１つ以上の車載センサ３３によって得られるデータにより、計算を行う車両のＢＴＤ４５によって推定され得る。加えて、又は代替として、距離Ｄｉｓｔ（ｔ）は、例えば、フォトカメラ及びテレビカメラのような計算を行う車両の他のセンサ３３によって与えられる画像及び／又はビデオクリップに含まれる情報を処理することにより推定され得る。また、加えて、又は代替として、距離Ｄｉｓｔ（ｔ）は、センサ３３の助けなしに、他の車両とやりとりされる無線信号の到達時間（ＴＯＡ）又は飛行時間（ＴＯＦ）を決める計算を行う車両の通信システム４０だけから推定され得る。

処理の結果、特にベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）は、通信方向Ｒ_ＬＯＳ(ｔ)に沿ってアンテナ４１を指向するように用いられる（ブロック７１１）。

特に、ＢＴＤ４５は、ベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）をＢＦ制御モジュール４３５に与えるように構成されている。代替として、ＢＴＤ４５は、計算されるベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）に基づいて、１つ以上の指向指示を生じて、この指示をそれぞれのＢＦ制御モジュール４３５に与えるように構成されている。ベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）又は指向指示を受け取った後、ＢＦ制御モジュール４３５は、補正指示を生じて、補正指示をビーム形成モジュール４３３に送る。このビーム形成モジュール４３３は、補正を、無線モジュール４３１によってコード化されて、アンテナ４１によって送信される信号に適用する。

送受信モジュール４３が図４に示す構成を有する場合、ＢＴＤ４５によって与えられるベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）又は指向指示は、ＢＦ制御モジュール４３５によって再処理されて、従来技術において共通して用いられるベースバンド等価モデルの複素数によって表される第１ビーム形成ユニット４３６によって生じる公称のビーム形成ａ_ｎの補正として、対応するビーム形成モジュール４３３の第２ビーム形成ユニット４３７に送られる。

すなわち、アンテナ４１に設けられているｎ番目のマイクロストリップアンテナ３１１の最初の手順（ビームアラインメント）の後、決められるビーム形成。

第２のビーム形成ユニット４３７は、それぞれのアンテナ４１の一般的なｎ番目のマイクロストリップアンテナ４１１に対するビーム形成係数ｂｆ_ｎにより、ビーム指向方向の補正を定める。例えば、ビーム形成係数ｂｆ_ｎは、複素数によって表される。

第２のビーム形成ユニット４３７は、経時的に変化する複素係数ｂ_ｎ（ｔ）によって、公称のビーム形成ａ_ｎを変更する。

当業者に対して明らかであるように、図４を参照して説明されている実施形態により、送受信モジュールが専用の電子回路又は個別化されない電子回路を備えて用いられる場合、アンテナ４１によって発せられる無線信号のビームの最適化された指向が実行され得る。この電子回路は、無線モジュール４３１と第１ビーム形成ユニット４３６をまとめる。

したがって、アンテナ４１は、他のアンテナ４１_Ｂに対して正確に向けられる。また、アンテナ４１_Ｂは、他のアンテナ４１に対して正確に向けられる。したがって、２つの車両１，２の通信システム４０は、残存タイムフレームＴＦ_ｎの一部ＴＤ_βに対して、無線信号により、データをやりとりできる（ブロック７１３）。

説明されている指向の手順７００により、それぞれの車両の通信システム４０は、他の車両に取り付けられているアンテナ４１の有効な現在位置に対して実質的に向けられる無線信号のビームを発し得る。

当業者によって理解されるように、信号ウィンドウＴ_Ｓは、車両１，２の両方の通信システム４０がダイナミクス情報Ｉ，Ｉ_Ｂの単一の送信を行うように、アラインメント時間間隔Ｔ_ＢＡよりも実質的に小さい。この単一の送信の後、車両１，２の両方の通信システム４０は、無線信号の最適な方向付けを行い得る。このため、データの送信に割り当てられるタイムフレームの一部ＴＤ_βは、最初に対する連続的なタイムフレームの間、従来のアラインメントステップが複数のプローブ信号の送信により行われる場合、タイムフレームの残存部分ＴＤ_αよりも実質的に大きい。

任意に、方法は、所定の数のタイムフレームの後、少なくとも別のアラインメントステップ（ＢＡ）を繰り返すことを想定する。このタイムフレームにおいて、通信システムは、関連するアンテナ４１，４１_Ｂのダイナミクス情報Ｄ，Ｄ_Ｂのやりとりにより、アラインメントを保つ。好ましくは、別のアラインメントステップは、５から１００までのタイムフレームに含まれる番号の後、周期的に繰り返される。通信システムは、関連するアンテナ４１，４１_Ｂのダイナミクス情報Ｄ，Ｄ_Ｂのやりとりにより、アラインメントを保つ。さらに好ましくは、アラインメントステップが繰り返される頻度は、装置のダイナミクスの推定の精度、及び／又は受信される信号の品質に応じて、例えば、ノイズ信号又はＳＮＲの比率に関して評価されて、通信システム４０によって決められる。このように、時間の経過と共に増加して、ビーム形成の精度を減少し得る誤差の蓄積による寄与を周期的にリセットすることができる。

［実施例］
例として、本発明の実施形態に記載の方法の実行の一部の実施例は、第１車両１が第２車両２に続く図４，５，９Ａ～９Ｃ，１０Ａ，１０Ｂに示す設定に基づいて、以下に示す。簡単化のため、この実施例は、説明されている座標系の方向の変化ΔΘ_ＣＡ（ｔ）を考慮する。一方、類似の手順により、移動の変化ΔＰ_ＣＡ（ｔ）を含む分析を拡げることができる。

車両１，２の動作の間、ロール角θ_ｒ１，θ_ｒ２、ピッチ角θ_ｂ１，θ_ｂ２、ヨー角θ_ｉ１，θ_ｉ２の値は、それぞれの車両１，２の辿る経路、路面条件、種々のひずみ、及び動作自体のような種々の要因により、経時的に変化する。

車両１を考慮すると、一般的な瞬間ｔにおける車両１のピッチ角Δθ_ｂ１の変化は、以下の数１８によって近似され得る。

は、車両１の標準状態（例えば、初期位置、又は車両１の前の測定の瞬間における位置）において考えられる、垂直軸Ｚ_１に沿って測定される水平面Ｓに対する原点Ｐ_Ｖ１の（地面Ｓに対する）高さを示す。
ｈ_１（ｔ）は、車両１に対応する瞬間の時間ｔにおける横軸Ｙ_１周りの回転、すなわち車両１のピッチの間、縦軸Ｘ_１に沿う車両１の長手方向の端部（図９Ａの実施例における車両の「ノーズ」）の水平面Ｓに対する高さを示す。
ｌ_Ｌ１は、車両１の長手方向の（すなわち軸Ｘ_１に沿う）拡がりを示す。

同様に、瞬間ｔにおける車両１のヨー角Δθ_ｉ１の変化は、以下の数２０によって近似され得る。

は、標準状態（例えば、初期位置、又は車両１の前の測定の瞬間における位置）において、横軸Ｙ_１に沿って測定される車両１の原点Ｐ_Ｖ１と横方向端部（図９Ｂの実施例における車両の「側面」）との間の距離を示す。
ｊ_１（ｔ）は、瞬間の時間ｔにおいて検出されて、垂直軸Ｚ_１周りの車両１の回転、すなわち車両１のヨーによって変更される、標準状態における車両１の横方向端部と横軸Ｙ_１における長手方向端部の位置との間の測定される距離に対応する。
ｌ_Ｌ１は、車両１の長手方向の（すなわち軸Ｘ_１に沿う）拡がりを示す。

最後に、瞬間ｔにおける車両１のロール角Δθ_ｒ１の変化は、以下の数２２によって近似され得る。

は、車両１の標準状態（例えば、初期位置、又は車両１の前の測定の瞬間における位置）において考えられる、垂直軸Ｚ_１に沿って測定される水平面Ｓに対する原点Ｐ_Ｖ１の（図９Ｃに示すように、

の場合において、地面Ｓに対する）高さを示す。
ｋ_１（ｔ）は、瞬間の時間ｔにおいて検出されて、縦軸Ｘ_１周りの車両１の回転、すなわち車両１のロールによって変更される、横軸Ｙ_１に沿う標準状態における車両１の横方向端部と水平面Ｓと間の測定される距離に対応する。
ｌ_Ｔ１は、車両１の横方向の（すなわち軸Ｙ_１に沿う）拡がりを示す。

当業者に対して明らかであるように、車両２の場合、同じ結果が得られる。

ロール、ヨー、及びピッチは、車両１，２のアンテナ４１，４１_Ｂの空間における位置と方向を変えるように、車両１，２の間の無線信号のやりとりに影響を与え得る。

それぞれの車両１，２において、ＢＴＤ４５は、センサ３３によって与えられるデータに基づいて、車両とアンテナ４１のヨー角、ピッチ角、及びロール角の変化を定める。

図１，５に示す車両１，２が直線経路を移動する場合、両方の車両のピッチ角の変化がゼロ、すなわちΔθ_ｂ１＝Δθ_ｂ２＝０である。この条件において、車両１の見通し線角

は、以下の数２５によって与えられる。

車両１の見通し線角

は、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに対して対応する見通し線角

に変換される。類似の結果が車両２に対して得られる。

代替として、例えば、車両１，２が、（図１０Ａ，１０Ｂに示す）上り坂勾配と下り坂勾配を有する経路をたどる場合、及び／又はブレーキ、振動、及び車両１，２の配置の変化のため、車両１，２が、ゼロと異なるピッチ角の変化Δθ_ｂ１，Δθ_ｂ２を有するとき、写角Ψ_{ＬＯＳ，Ｚ１－２}（ｔ）は、以下の数２７のように修正される。

この数２７は、ブレーキによる振動が、一般的にメートルのオーダである車両１，２の間の距離に対してミリメートル／センチメートルのオーダであるとき、無視され得ることを考慮して近似される。

車両１の見通し線角

は、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに対して対応する見通し線角

に変換される。類似の結果が車両２に対して得られる。

同様に、縦軸Ｘ_１に対する見通し角Ψ_{ＬＯＳ，Ｘ１－２}（ｔ）のヨーの影響は、以下の数３０によって定められ得る平衡状態から以下の数３１によって定められる動的状態に向けて変化する。

車両１の見通し線角

は、アンテナ４１の原点Ｐ_ＣＡに対して対応する見通し線角

に変換される。

したがって、車両１において、ＢＴＤ４５_Ａは、見通し線角

の予測を得るように、角度の変化Δθ_ｂ，Ａ（ｔ），Δθ_ｉ，Ａ（ｔ），Δθ_ｒ，Ａ（ｔ）によって表されるアンテナ４１の位置の予測を、角度の変化Δθ_ｂ，Ｂ（ｔ），Δθ_ｉ，Ｂ（ｔ），Δθ_ｒ，Ｂ（ｔ）によって表されるアンテナ４１_Ｂの位置の予測と組み合わせて、通信方向の方位角φ_ａＡ（ｔ）と仰角φ_ｅＡ（ｔ）を備えるＲ_ＬＯＳ（ｔ）を定める。

したがって、ＢＦ制御モジュール４３５_Ａは、タイムフレームＴＦ_ｎに対して、ＢＴＤ４５_Ａによって与えられるベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）に基づいて、係数ｂ（ｔ）を計算する。この係数は、ＢＴＤが新しいベクトルφ_{ＬＯＳ，Ａ}（ｔ）を与えるとき、後続の信号ウィンドウＴ_Ｓの終了時に更新される。

したがって、ビーム形成モジュール４３３_Ａは、ビーム形成を進めて、通信のラインＲ_ＬＯＳ（ｔ）に沿って無線信号を送信するように、アンテナ４１のマイクロストリップアンテナ４１１を確認する。

同時に、車両２の通信システム４０Ｂは、通信方向Ｒ_{ＬＯＳ，Ｂ}（ｔ）に沿ってアンテナ４１_Ｂによって発せられる無線信号のビーム形成を得るまで、上述と同じ動作を行う。

このようにして考えられる本発明は、複数の変更と変形の影響を受けやすい。すべての変更と変形は、本発明の概念の範囲に含まれる。

例えば、手順６００，７００を含む方法は、極座標系のような異なる座標系を用いて実行され得る。

車両１，２の１つのアンテナの存在だけが参照されている一方、車両に２つ以上のアンテナが設けられてもよく、すべてのアンテナ又はサブセットによって発せられる無線信号を方向付けるように、本発明に記載の方法を実行してもよい。

また、本発明に記載の方法は、それぞれの動作ユニットに設けられているアンテナを制御するように構成されている。この場合、ＢＴＤ４５は、上述の処理に基づいて、ビーム形成を行うことなく、アンテナの位置を方向付けるため、アンテナの動作ユニットを作動させるように構成されている。また、アンテナの方向を機械的に且つビーム形成により制御するように、本発明の実施形態に記載の方法を用いてもよい。

本発明に記載の方法が、例えばギガヘルツＧＨｚとテラヘルツＴＨｚのオーダのような異なる周波数帯域における関連の放射システムによる電磁波の指向送信に対して適用できることは、当業者に対して明らかである。この異なる周波数帯域において、受信モードと送信モードの両方で放射システムのように動作するアンテナ４１，４１_Ｂによって放射システムを示す。より大きな周波数において、光学通信システム又は光学ワイヤレスシステムによって、電磁信号の発生を示す。放射システム４１，４１_Ｂは、光学信号の１つ以上の発生器（例えば、変調を有するレーザ、可視光スペクトルのＬＥＤシステムなど）、及び対応する１つ以上の光信号検出器（例えば、１つ以上のフォトダイオード）を備える。この場合、光発生器によって発せられるビームは、ＢＴＤ４５によって定められる指向にしたがって、光信号に対して関連する偏向システム（例えば、鏡）によって偏向される。

必然的に、通信システム４０又は少なくとも放射システム４１が車両１に非剛体的に結合されている別の実施形態、及び／又は車両に与えられる荷重（例えば、場合によって移動し得る乗員及び物品）による車両及びそれぞれの放射システムの重心の経時的な変化を考慮する別の実施形態を提供してもよい。両方の場合、距離ベクトルＭと角度ベクトルＡは、時間と共に変化して、例えば、放射システム４１の振動を測定するように構成されているセンサ３３によって、ＥＣＵ３１により処理される情報にアクセスすることによって、又は他の追加のセンサによって与えられる測定値を処理することによって得られる。

ある実施形態において、予測の手順６００は、車載電子システム３０のセンサ３３の間に設けられているジャイロスコープと、通信システム４０のジャイロスコープとの両方を用いることを想定し得る。この場合、与えられるデータは、より好ましい信号対雑音比、及び信頼性のある角速度

を得るように互いに組み合わせられる。

また、ＢＴＤ４５が、それぞれのＥＣＵ３１及び／又は別の車載電子システム３０の処理ユニットに接続されて、他の目的、例えば車両の動作の補助及び／又は自動化のため、ＥＣＵ３１、及び／又は対応する車載電子システム３０の別の処理ユニットによって既に処理されている垂直方向及び／又は横方向の速度の情報にアクセスするように構成されている別の実施形態を実行してもよい。

別の実施形態において、線形速度に関して、それぞれのＢＴＤ４５は、車両の線形速度を推定するように、（少なくとも２つのレセプタ要素を備える）車両のディファレンシャルＧＰＳセンサを用いるため、設けられている。一方、ディファレンシャルＧＰＳセンサの速度の測定値は、知られているように、例えばトンネル、地下道、又は地下駐車場の場合、必ずしも利用できない。したがって、このディファレンシャルＧＰＳを用いることは、線形速度を得るようにデータが得られる他のセンサに加えてのみ好ましい。

また、１つ以上の線形速度

、例えばそれぞれの車両１，２の横軸Ｙ_１，Ｙ_２に沿う速度の推定は、エルゼビアの２０１７年１０月の「Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｅ」の６７巻１～１２ページにおいて公開されたＤｏｎａｌｄ Ｓｅｌｍａｎａｊ、Ｍａｔｔｅｏ Ｃｏｒｎｏ、Ｇｉｕｌｉｏ Ｐａｎｚａｎｉ、及びＳｅｒｇｉｏ Ｍ．Ｓａｖａｒｅｓｉらの「車両の横滑り推定。運動学に基づいた方法」の論文に記載されている車両１，２に関連している情報を含むことにより、改善され得る。特に、ＢＴＤ４５は、車載電子システム３０との通信によってのみ、情報を得られる。

代替として、又は加えて、ＢＴＤ４５は、放射システム４１のダイナミクスの予測において、特に、放射システム４１の線形速度をより正確に定めるため、ビームの穴、所望のビットレート、送信電力、受信感度などの放射システム４１の特性パラメータのような、通信システム４０の特性パラメータを用いるように構成され得る。

本明細書が２つの車両を参照するだけである一方、本発明の実施形態が他の種類の車両、道路車両、船舶、航空宇宙船に適用できることは明らかである。同様に、本明細書に記載されている方法とシステムにより得られる無線信号の方向付けはまた、異なる種類の車両の間の通信の場合、実行され得る。

また、通信方法及び通信システムＶ２Ｖが説明されている一方、本発明に記載の方法が、インフラストラクチャ又は「Ｖ２Ｉ」（例えば、通信ネットワークの基地局）、及び／又はより一般的にＩｏＴ装置、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、又は「Ｖ２Ｘ」のような適切な放射送受信システム（ミリメートル波アンテナ、光無線システムなど）を備える他の装置に接続される固定されたアンテナ又は放射送受信システムのような車両と異なる目標装置に対する車両の間の異なる通信システムに対して構成され得ることは、当業者に対して明らかである。

最後に、方法の１つ以上のステップが、異なる順番で、及び／又は並行して行われ得ることと同様に、すべての詳細は、技術的に同等な他の要素によって置き換えられ得る。

実際には、用いられる材質、及び付随する形状と大きさは、この理由から、添付の請求項の保護の範囲から逸脱することなく、要件に従ういずれかのものであってもよい。

Claims (12)

1. 移動車両（１）から目標装置（２）に向けて電磁信号を送るための方法（６００，７００）であって、
   前記移動車両（１）は、通信システム（４０）を備えており、
   前記通信システム（４０）は、放射システム（４１）を備えており、
   前記通信システム（４０）は、前記放射システム（４１）により、電磁信号を送受信して、
   前記通信システム（４０）は、
   前記目標装置（２）との第１通信方向を定めるため、前記目標装置（２）とのアラインメントステップを実行するステップ（７０１）と、
   データを送受信するため、前記第１通信方向に沿って前記放射システム（４１）を向けることにより、前記目標装置（２）と通信するステップ（７０３）と、
   前記目標装置（２）とのアラインメントを保つための後続のフェーズを実行するステップ（７０５～７１１）と、
   前記後続のフェーズにおいて、前記移動車両（１）の少なくとも１つのセンサ（３３）により測定されるデータに基づいて、前記放射システム（４１）の未来位置と未来方向を決めるステップ（６０３）とを行うことを特徴としており、
   前記センサ（３３）は、前記センサ（３３）から受け取る情報に基づいて、前記移動車両（１）の制御及び／又は運転補助機能を実行するように構成されている前記移動車両（１）の電子制御ユニット（３１）と動作可能に接続されており、
   前記通信システム（４０）は、
   前記目標装置（２）の放射システム（４１_Ｂ）の未来位置と未来方向を示す、又は予測するように構成されている情報を受け取るステップ（７０５）と、
   前記放射システム（４１）の前記未来位置を前記目標装置（２）の前記放射システム（４１_Ｂ）の前記未来位置と接続する第２通信方向（Ｒ_ＬＯＳ（ｔ））を決めるステップ（７０９）と、
   決められた前記第２通信方向（Ｒ_ＬＯＳ（ｔ））に基づいて、前記放射システム（４１）により発せられる前記電磁信号を向けるステップ（７０９）とを行うことを特徴とする、方法（６００，７００）。
2. 前記移動車両（１）の前記放射システム（４１）と前記目標装置（２）の前記放射システム（４１_Ｂ）は、それぞれ、アンテナシステム（４１，４１_Ｂ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法（６００，７００）。
3. 前記移動車両（１）の前記放射システム（４１）と前記目標装置（２）の前記放射システム（４１_Ｂ）は、それぞれ、光信号の発生器と光信号の検出器を備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法（６００，７００）。
4. 前記移動車両（１）の前記通信システム（４０）は、
   前記移動車両（１）の前記放射システム（４１）の未来位置と未来方向を示す、又は予測するように構成されている追加情報を生じるステップと、
   前記追加情報を前記目標装置（２）に向けて送るステップ（７０５）とを行うことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法（６００，７００）。
5. 前記情報は、
   前記目標装置（２）の前記放射システム（４１_Ｂ）の未来のダイナミクス（Ｄ_Ｂ）の関数のパラメータと、
   前記目標装置（２）の前記放射システム（４１_Ｂ）の前記未来のダイナミクス（Ｄ_Ｂ）を示すフィルタリング係数と、
   前記センサ（３３）から受け取る情報、及び前記センサ（３３）の位置と前記目標装置（２）の前記放射システム（４１_Ｂ）の位置に関する情報に基づいて、前記移動車両（１）の制御機能及び／又は運転補助を実行するように構成されている前記目標装置（２）の電子制御ユニット（３１）と動作可能に接続されているセンサ（３３）によって検出される１つ以上の測定値との間の少なくともいずれかを備えることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法（６００，７００）。
6. 前記通信システム（４０）は、
   アラインメントを保つフェーズにおいて、
   前記移動車両（１）の少なくとも１つの線形速度測定値、及び少なくとも１つの角速度測定値を得るステップ（６０１）と、
   前記移動車両（１）の前記放射システム（４１）の少なくとも１つの線形速度測定値、及び少なくとも１つの角速度測定値を推定するステップ（６０３）とを行うことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法（６００，７００）。
7. 前記通信システム（４０）は、
   アラインメントを保つフェーズにおいて、
   前記移動車両（１）の少なくとも１つのショックアブソーバの伸び測定値と、
   前記移動車両（１）のステアリング角度の少なくとも１つの測定値と、
   車両エンジン（１）により伝達されるトルクの少なくとも１つの測定値と、
   車両ブレーキ装置（１）に対して作用する少なくとも１つの圧力測定値と、
   前記移動車両（１）と前記目標装置（２）との間の距離の少なくとも１つの測定値との間の１つ以上を得るステップ（６０１）と、
   前記移動車両（１）の前記放射システム（４１）の少なくとも１つの線形速度測定値を推定するため、前記測定値の２つ以上を組み合わせるステップ（６０３）とを行うことを特徴とする、請求項４に記載の方法（６００，７００）。
8. 前記移動車両（１）の少なくとも１つのセンサ（３３）により測定されるデータに基づいて、前記放射システム（４１）の未来位置と未来方向を決めるステップ（６０３）において、
   前記移動車両（１）の特性パラメータであって、
   前記特性パラメータは、前記移動車両（１）の質量、重心、輸送される荷重の重量、幾何学的特性の間の少なくともいずれかを備えており、
   電磁信号の送信パラメータであって、
   前記送信パラメータは、時間間隔、電磁信号のビームの指向角度と開口、電磁送信チャネルの変動の間の少なくともいずれかを備えており、
   前記ステップ（６０３）は、前記測定されるデータを、前記特性パラメータ及び前記送信パラメータと組み合わせることを備えることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法（６００，７００）。
9. 前記移動車両（１）の少なくとも１つのセンサ（３３）により測定されるデータに基づいて、前記放射システム（４１）の未来位置と未来方向を決めるステップ（６０３）は、以下の数式に従って、前記移動車両（１）の前記放射システム（４１）の少なくとも１つの線形速度(
   

   

   )を推定することを備えることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法（６００，７００）。
   

   

   Ｍは、相対位置の間の差、及び前記移動車両（１）の質量中心と前記放射システム（４１）の質量中心との間の方向を示す空間の値のベクトルである。
   

   

   は、前記移動車両（１）の角速度のベクトルである。
   

   

   は、前記移動車両（１）の線形速度のベクトルである。
10. 前記目標装置（２）とのアラインメントを保つステップは、連続通信時間周期（ＴＦｎ）において周期的に繰り返される信号伝達時間ウィンドウ（Ｔ_Ｓ）の間、実行されることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法（６００，７００）。
11. 調整できる放射システム（４１）を備える通信システム（４０）であって、
    前記通信システム（４０）は、
    車両（１，２）と接続するための拘束手段と、
    前記車両（１，２）の少なくとも１つのセンサ（３３）のデータが送られる通信回線と接続できる通信インターフェースとを備えており、
    前記センサ（３３）は、前記センサ（３３）から受け取る情報に基づいて、前記車両（１）の制御及び／又は運転補助機能を実行するように構成されている前記車両（１）の電子制御ユニット（３１）と動作可能に接続されており、
    前記通信システム（４０）は、
    少なくとも１つの前記センサ（３３）のデータを受け取るため、前記通信インターフェースと動作可能に接続されていると共に、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の前記方法（６００，７００）を実行するように構成されている電子ユニットを備える、通信システム（４０）。
12. 請求項１１に記載の前記通信システム（４０）を備える車両（１，２）であって、
    前記車両（１，２）は、
    前記車両（１，２）の動作と関連している慣性のデータを得るように構成されている少なくとも１つのセンサ（３３）を備える車載電子システム（３０）と、
    電子制御ユニット（３１）と、
    前記センサ（３３）を前記電子制御ユニット（３１）と動作可能に接続する通信チャネル（３５）とを備えており、
    前記通信システム（４０）は、前記センサ（３３）により検出される前記慣性のデータの少なくとも一部を得るように、前記通信チャネル（３５）及び前記電子制御ユニット（３１）の少なくともいずれかと動作可能に接続されていることを特徴とする、車両（１，２）。

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