JP5112965B2 - 車両検索システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両のユーザ（運転者等）に所持される携帯機と当該車両との間で無線通信を行い、該通信の結果に基づいて携帯機（ユーザ）から観た車両の方向を検索する車両検索システムに関する。

この種の車両検索システムには、所謂、移動体通信技術が利用されており、車両のユーザから観た車両の方向を安定に検索すべく、車両のユーザに所持される携帯機と車両に搭載された車載通信装置以外に、無線通信を中継する通信インフラ設備（案内端末、認識端末、管理コンピュータ等）を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、移動体通信技術において、そのような通信インフラ設備を使用しないものも知られている（例えば、特許文献２参照）。即ち、この技術では、車両が携帯機（始動キー）からの探索要求信号を受信すると、車両の地磁気センサ（方位検出手段）で検出した車両から観た絶対方位の情報（車両から観た、東西南北の４方位を基準とする方位の情報）を用い、東西南北の４方位を基準とする４種の方位識別信号（４種の方位識別コードで区別されている信号）を、それぞれ異なる方向に向くように車両の４箇所に設けた指向性アンテナから携帯機に送信する。

そして、該携帯機においては、各方位識別信号の受信強度分布に基づいて当該携帯機から観た車両の相対方向や離間距離が検出（演算）されるとともに、携帯機の地磁気センサ（方位検出手段）で検出した携帯機から観た絶対方位の情報（携帯機から観た、東西南北の４方位を基準とする方位の情報）を用い、車両のユーザ（携帯機）から観た車両の方向の検索が行なわれるようになっている。

ところが、前者の技術によれば、通信インフラ設備としての端末類を設置するためには、相当額の投資が必要となる。また、当然ながら、車両検索システムは、そのような通信インフラ設備が設置された限られた施設内でしか利用することができない。

一方、後者の技術によれば、そのような通信インフラ設備が不要であることから、地下駐車場等の外来電波の遮断された空間を含む多様な場所で利用することができる。ところが、携帯機から観た車両の相対方向や離間距離の検出は、同携帯機における４種類の方位識別信号の受信強度に依存しているため、その受信強度が、車両の相対方向や離間距離以外の何らかの要因で変動するような場合、例えば、建造物等の障害物や地面での反射等の影響が無視できない場合には、車両の方向の検索が正確に行なわれないことが考えられる。

さらに、この技術によれば、原理的に、車両側では当該車両から観た携帯機の方向に関する情報は持ち得ないことになる。
これに対し、本願出願人は、同種の移動体通信技術であって、車両の方向を多様な場所で正確に検索できる車両検索システムを開発している。

当該技術では、車両側に携帯機の相対方向検出手段としてのアダプティブアレーアンテナと絶対方位検出手段としての電子コンパスを設けており、各手段によって検出された情報に基づいて車両側の携帯機絶対方向演算手段としての車両側制御部によって車両から観た携帯機の絶対方向を演算する。そして、携帯機側に設けた車両方向演算手段としての携帯機側制御部によって、車両から携帯機に送信された前記携帯機の絶対方向の情報と携帯機から観た絶対方位の情報とに基づいて携帯機から観た車両の相対方向を演算するようにしている。
特開２００５−３５０９１６号公報 特開２００６−１２５９８３号公報

この技術によれば、大規模な通信インフラ設備が不要であり、さらに、携帯機から車両に送信する電波の受信強度が何らかの要因で変動するような場合、例えば、障害物や地面での反射等の影響が無視できない場合であっても、車両の方向の検索が正確に行えるという優れた効果が得られる。

さらに、この技術の改良技術として、携帯機に表示部を設け、該表示部に車両の方向の情報を３次元的に表示させることができれば、車両のユーザが、携帯機を水平状態から傾けて所持している場合においても、当該携帯機の姿勢に依らずに常時車両の方向を正しく認識することが可能となるといえる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、携帯機によって同携帯機の姿勢に依らずに常時車両の方向を正しく認識することができる車両検索システムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両のユーザに所持される携帯機と当該車両との間で無線通信を行い、該通信の結果に基づいて携帯機から観た車両の方向を検索する車両検索システムであって、前記携帯機にそれぞれ設けられ、同携帯機から観た絶対方位を検出する第１絶対方位検出手段と、同携帯機の姿勢を検出する携帯機姿勢検出手段と、前記車両にそれぞれ設けられ、前記携帯機から送信される電波に基づいて、当該車両から観た携帯機の相対方向を検出する携帯機相対方向検出手段と、同車両から観た絶対方位を検出する第２絶対方位検出手段と、前記携帯機の相対方向の情報と前記車両から観た絶対方位の情報とに基づき、前記車両から観た携帯機の絶対方向を演算する携帯機絶対方向演算手段と、前記携帯機又は車両に設けられ、前記携帯機の絶対方向の情報、前記携帯機から観た絶対方位の情報、及び携帯機の姿勢の情報に基づき、前記携帯機から観た車両の相対方向又は絶対方向を演算する車両方向演算手段と、前記携帯機に設けられ、前記車両の相対方向又は絶対方向を３次元表示する表示手段とをさらに備えたこと、を要旨とする。

同構成によれば、車両側に携帯機相対方向検出手段が設けられている場合において、携帯機の絶対方向の情報、携帯機から観た絶対方位の情報、及び携帯機の姿勢の情報に基づき、携帯機から観た車両の相対方向又は絶対方向が、当該車両に正確に向くように、携帯機の表示手段に３次元表示される。このため、車両のユーザは、携帯機を水平状態から傾けて所持している場合においても、当該携帯機の姿勢に依らずに常時車両の方向を正しく認識することが可能となる。この結果、携帯機側において、正確な車両の方向を認識することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両検索システムにおいて、前記携帯機姿勢検出手段が、ジャイロセンサであること、を要旨とする。
同構成によれば、携帯機に設けられた携帯機姿勢検出手段が、ジャイロセンサであるので、該ジャイロセンサによって、Ｘ（ロール）、Ｙ（ピッチ）、Ｚ（ヨー）の３軸の角度、角速度、角加速度が検出され、該各情報に基づいて、携帯機の姿勢が正確に検出されるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両検索システムにおいて、前記表示手段が、アクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイ装置であること、を要旨とする。

同構成によれば、携帯機に設けられた表示手段が、アクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイ装置であるので、１画素の表示にＴＦＴ（Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ）が用いられ、表示画面を多数の画素から構成し、小面積範囲に分布する画素だけを制御することで応答速度の速い画像が得られ、車両の方向をより正確に３次元表示することができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両検索システムにおいて、前記携帯機相対方向検出手段が、アダプティブアレーアンテナであること、を要旨とする。

同構成によれば、複数のアンテナ素子から入力される電波の振幅又は位相を調節することで指向性ビームを自在に制御し、多様な指向性を作成することで電波の到来方向が検出できるアダプティブアレーアンテナを車両に設けられた携帯機相対方向検出手段として用いる。このため、電波の到来方向、即ち、車両から観た携帯機の相対方向を容易且つ確実に検出することができる。しかも、アダプティブアレーアンテナは、車両の１箇所に集中して設けることで電波の到来方向が推定できるので、相対方向検出手段の構成が簡単化できる。

本発明によれば、携帯機によって同携帯機の姿勢に依らずに常時車両の方向を正しく認識することができる車両検索システムを提供することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
＜車両検索システム１の全体構成＞
図１に示すように、本実施形態の車両検索システム１は、車両３のユーザにより所持される携帯機２と、車両３に搭載され、前記携帯機２との間で無線通信を行う車載通信装置３ａとから構成されている。ここで携帯機２としては、例えば、専ら車両３の鍵として機能する電波キーや、車両３の鍵と携帯電話とが兼用化された携帯電話キーが挙げられるが、本実施形態では、後者の携帯電話キーを採用している（図７参照）。

前記携帯機２は、車載通信装置３ａに向けてアンテナ２３ａを介して電波（ＩＤコード信号等）を送信する送信回路２３と、車載通信装置３ａから送信される電波（リクエスト信号等）をアンテナ２４ａを介して受信する受信回路２４と、該送信回路２３及び受信回路２４に電気的に接続され、両回路２３，２４の送受信状態を制御する携帯機側制御部２１とを備えている。尚、ここで、ＩＤコード信号及びリクエスト信号は、携帯機２と車両３との間において、ＩＤコード認証のために送受信されるものである。

前記携帯機側制御部２１には、携帯機２に設けられ、車両３のドアを遠隔で施解錠するために操作される解錠スイッチ２７及び施錠スイッチ２８が電気的に接続されている。該携帯機側制御部２１には、さらに、携帯機２に設けられ、車載通信装置３ａから後述する所定の情報を送信させるための探索要求スイッチ２６が電気的に接続されている。該携帯機側制御部２１には、さらに、携帯機２に設けられ、携帯機２から観た絶対方位を検出する第１絶対方位検出手段としての電子コンパス２２と、後述する所定の情報を表示させる表示手段としての表示部２５と、携帯機姿勢検出手段（姿勢検出センサ）としてのジャイロセンサ２９とが電気的に接続されている。このジャイロセンサ２９は、携帯機２について、後述する基準座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸）を基準として、Ｘ軸の正方向の右回りの回転を示すロール角θ、Ｙ軸の正方向の右回りの回転を示すピッチ角φ、Ｚ軸の正方向の右回りの回転を示すヨー角ψ、各角θ、φ、ψの角速度、各角θ、φ、ψの角加速度を検出する。

また、前記表示部２５は、アクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイ装置によって構成され、その表示画面は、車両３の相対方向や絶対方向を矢印として表示しうるように構成されている。このため、表示部２５において、１画素の表示にＴＦＴ（Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ）が用いられ、表示画面が多数の画素から構成される。そして、表示部２５では、小面積範囲に分布する画素だけを制御することで応答速度の速い画像が得られ、車両３の方向をより正確に表示することができるようになる。

そして、前記携帯機側制御部２１は、前記各回路２３，２４、各スイッチ２６〜２８、表示部２５、電子コンパス２２、ジャイロセンサ２９の各動作を制御する制御プログラムを格納するとともに、必要なデータを記憶したメモリ２１ａを備えている。

一方、前記車載通信装置３ａは、携帯機２に向けてアンテナ３４ａを介して電波（リクエスト信号等）を送信する送信回路３４と、携帯機２から送信される電波（ＩＤコード信号等）を直接的に受信し、車両３から観た携帯機２の相対方向を検出する携帯機相対方向検出手段としてのアダプティブアレーアンテナ（アレーアンテナ）３３ａ（アンテナ素子♯１，…，アンテナ素子♯ｋ，…，アンテナ素子♯Ｋ）及びアダプティブアレーアンテナ３３ｄ（アンテナ素子♯１，…，アンテナ素子♯ｋ，…，アンテナ素子♯Ｋ）と、該アダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄを介して前記電波を受信する受信回路３３と、該送信回路３４及び受信回路３３に電気的に接続され、両回路３４，３３の送受信状態を制御する車両側制御部３１とを備えている。

前記車両側制御部３１には、さらに、車載通信装置３ａに設けられ、車両３から観た絶対方位を検出する第２絶対方位検出手段としての電子コンパス３２と、車両３に設けられ、同車両３のドアの施解錠装置（図示せず）の施解錠状態を制御するドアロック装置３５とが電気的に接続されている。

そして、前記車両側制御部３１は、前記各回路３３，３４、ドアロック装置３５、電子コンパス３２の各動作を制御する制御プログラムを格納するとともに、必要なデータを記憶したメモリ３１ａを備えている。

＜アダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄの構成＞
前記各アダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄは、図２を参照して、Ｋ個（複数）のアンテナ素子によって構成されている。具体的には、直線状（リニア）に等間隔に配列されたアンテナ素子♯１，…，アンテナ素子♯ｋ，…，アンテナ素子♯Ｋ（Ｋ≧ｋ≧２）から構成されている。該各アダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄは、それぞれ１８０°の角度範囲のみ走査され、両者で相補的に３６０°範囲の方向（全方向）が走査されるようになっている。尚、各アレーアンテナ３３ａ，３３ｄは、このように走査範囲が異なるのみで構造は同一であるので、対応する箇所についての説明は省略することとし、以下、アダプティブアレーアンテナ３３ａについてのみ説明する。

前記各アンテナ素子♯１，…，♯ｋ，…，♯Ｋは、それぞれ、位相調整回路δ１，…，δｋ，…δＫを介して各アンテナ素子♯１〜♯Ｋからの出力を前記位相調整回路δ１〜δＫによる所定の処理を経て加算する加算器３３ｂに電気的に接続されている。そして、該加算器３３ｂには、前記加算した出力と後述する重み付け係数ｗ_１〜ｗ_Ｋとに基づき、前記位相調整回路δ１〜δＫを制御して前記各アンテナ素子♯１〜♯Ｋの指向性ビームの位相を所定角度θ（−９０°≦θ≦９０°）に揃える位相重み付け制御手段３３ｃが電気的に接続されている。尚、これらの位相調整回路δ１〜δＫ、加算器３３ｂ、位相重み付け制御手段３３ｃは、各アレーアンテナ３３ａ，３３ｄについて一組ずつ存在し、それぞれ、前記した受信回路３３の一部を構成しており、前記メモリ３１ａに格納された制御プログラムによりそれらの各動作が制御される。

＜電波の到来方向検出法＞
本実施形態の車両検索システム１は以上のように構成されており、以下、同車両検索システム１によって電波の到来方向を検出する方法について説明する。尚、ここでは、電波の到来方向検出法として、指向性ビームによる空間操作を行うビームフォーマ法を用いる。該ビームフォーマ法は、一様励振アレーアンテナであるアダプティブアレーアンテナ３３ａ（３３ｄ）のメインビームを１８０°範囲の方向［（−９０°≦θ≦９０°）の方向］で走査し、その出力電力が大きくなる方向を探索する方法である。

図３に示すように、今、電波（平面波）が角度θ（−９０°≦θ≦９０°）の方向から到来しているとする。同図において、ｘ_ｋ（t）（ｋ＝１，２，…，Ｋ）は、携帯機相対方向検出手段であること以外に、さらに電波の到来方向推定手段でもあるアダプティブアレーアンテナ３３ａによる時刻ｔにおける受信信号、ｗ_ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）は、各アンテナ素子♯ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）における重み付け係数、ｄ_ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）は、同図に示す基準点Ｐ（ベースライン上の基準点Ｐ）より測ったｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）番目のアンテナ素子♯ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）の位置（距離）をそれぞれ示す。

この場合、アダプティブアレーアンテナ３３ａ（各アンテナ素子♯１〜♯Ｋ）からの加算器３３ｂを介した出力ｙ（ｔ）（ｔ：時刻）は、下式（１）で表される。
［数１］
ｙ（ｔ）＝Ｗ^Ｈ・Ｘ（ｔ） …式（１）
ここで、Ｘ（ｔ）＝［ｘ_１（ｔ），ｘ_２（ｔ），…，ｘ_Ｋ（ｔ）］^Ｔ、Ｗ（ウェイトベクトル）＝［ｗ_１，ｗ_２，…，ｗ_Ｋ］^Ｔであり、添え字のＨは複素共役転置を示し、添え字のＴは転置を示す。

すると、アダプティブアレーアンテナ３３ａの出力電力Ｐ_ｏｕｔは、下式（２）で与えられる。
［数２］
Ｐ_ｏｕｔ＝０．５・Ｅ［｜ｙ（ｔ）｜^２］＝０．５・Ｗ^Ｈ・Ｒ_ｘｘ・Ｗ …式（２）
ここで、Ｒ_ｘｘ（自己相関行列）＝Ｅ［Ｘ（ｔ）・Ｘ^Ｈ（ｔ）］（Ｅ［］は時系列でサンプリングした値の平均をとることを意味する。）である。そして、アダプティブアレーアンテナ３３ａ（各アンテナ素子♯１〜♯Ｋ）のメインビームを角度θに向けるべく、同相になるように位相を揃えるための共相条件より、前記各重み付け係数ｗ_ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）を下式（３）のように設定する。
［数３］
ｗ_ｋ＝exp(-j・2π/λ・ｄ_ｋ・sinθ)（ｋ＝１，２，…，Ｋ） …式（３）
次に、この角度θを−９０°から９０°まで変化させ、アダプティブアレーアンテナ３３ａの出力電力Ｐ_ｏｕｔ（θ）のピークを探索する。

上式（３）で示した重み付け係数ｗ_ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）からなるウェイトベクトルＷは、角度θを変数とするモードベクトルａ（θ）と表記されるので、下式（４）が成立する。
［数４］
Ｗ＝ａ（θ）＝[exp(-j・2π/λ・d_１・sinθ),…，exp(-j・2π/λ・d_Ｋ・sinθ)] …式（４）
すると、アダプティブアレーアンテナ３３ａの出力電力Ｐ_ｏｕｔ（θ）は、上式（２）より、下式（５）で示される。
［数５］
Ｐ_ｏｕｔ（θ）＝０．５・ａ^Ｈ（θ）・Ｒ_ｘｘ・ａ（θ） …式（５）
したがって、本ビームフォーマ法による角度分布（角度スペクトラム）Ｐ_ＢＦ（θ）は、この出力電力Ｐ_ｏｕｔ（θ）を正規化することで、下式（６）として得られる。
［数６］
Ｐ_ＢＦ（θ）＝Ｐ_ｏｕｔ／（ａ^Ｈ（θ）・ａ（θ）／２）
＝ａ^Ｈ（θ）・Ｒ_ｘｘ・ａ（θ）／ａ^Ｈ（θ）・ａ（θ） …式（６）
上式（６）において、角度θを−９０°から９０°まで変化させたときのＰ_ＢＦ（θ）のピークの角度位置θｐ（−９０°≦θｐ≦９０°）から電波の到来方向が検出される。

＜車両３の相対方向検索法＞
以下、本実施形態の車両検索システム１による、携帯機２から観た車両３の相対方向を検索する方法について説明する。

ここでは、図４に示すように、車両３のユーザに所持された携帯機２と、当該車両３の位置関係について、車両３が携帯機２から観て東方位に位置している状態、即ち、携帯機２が車両３から観て西方位に位置している状態を設定する。ここで、携帯機２には前記アンテナ２３ａが備えられており、車両３には前記車両側制御部３１及び該車両側制御部３１に電気的に接続された前記電子コンパス３２及びアダプティブアレーアンテナ３３ａ（３３ｄ）が備えられている。

図４を参照して、先ず、探索要求スイッチ２６（図１、図７参照）の操作により、前記携帯機２から車両３に向け、該車両３から観た当該携帯機２の相対方向を探索（検出）させるための探索要求信号を送信する。すると、同車両３において、前記アダプティブアレーアンテナ３３ａによって、上記した電波の到来方向検出法を用い、探索要求信号（電波）の到来方向、即ち、車両３から観た携帯機２の相対方向β１（図５参照）が検出され、該アレーアンテナ３３ａに電気的に接続された車両側制御部３１に当該情報が送信される。

そして、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、同車両３において、前記携帯機２の相対方向β１の情報、及び、前記電子コンパス３２によって検出された車両３から観た絶対方位（北方位）α２の情報（図５（ｂ）の（ｂ−ｉ）参照）を用いることにより、当該電子コンパス３２に電気的に接続された携帯機絶対方向演算手段としての車両側制御部３１によって、車両３から観た携帯機２の絶対方向、即ち、東西南北の４方位を基準とする方位座標１００上にマッピングされた、車両３から観た携帯機２の相対方向β１が演算される（図５（ｂ）の（ｂ−ｉｉ）参照）。

その後、該携帯機２の絶対方向の情報が、携帯機絶対方向情報信号として車両３から携帯機２に送信される（図４、図５（ａ）の（ａ−ｉｉ）参照）。
そして、同携帯機２において、車両３から送信された前記携帯機２の絶対方向の情報と、前記電子コンパス２２によって検出された携帯機２から観た絶対方位（北方位）α１の情報（図５（ａ）の（ａ−ｉ）参照）とを用いることにより、当該電子コンパス２２に電気的に接続された車両方向演算手段としての携帯機側制御部２１（図１参照）によって、携帯機２から観た車両３の相対方向β２が演算される（図５（ａ）の（ａ−ｉｉｉ）参照）。

これにより、同携帯機２において、当該携帯機２から観た車両３の相対方向β２が取得され、さらに前記携帯機側制御部２１によって、図５（ａ）の（ａ−ｉｉｉ）に示すように、当該車両３の相対方向β２の情報が矢印（β２）の画像情報に変換されるとともに、同矢印（β２）の画像は、該制御部２１に電気的に接続された表示部２５（図１、図７参照）に３次元表示される。

＜車両検索システム１の動作フロー＞
以下、図６のフローチャート、図７及び図８を参照しながら、車両検索システム１の動作について説明する。

まず、ステップＳ１１において、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、携帯機側制御部２１によって、携帯機２の表示部２５において車両３の相対方向β２の画像を表示させるために基準となる基準座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸）を設定する。この状態では、図５（ａ）に示す車両３の相対方向β２は、図７（ａ）に示すように携帯機２を水平状態で所持した場合でも、図７（ｂ）に示すように携帯機２を水平状態から傾けて所持した場合でも、いずれも全く同様に携帯機２の表示部２５に平面的に表示されることとなる。

次に、ステップＳ１２の受信待機状態において、図７（ａ）に示すように、携帯機２の探索要求スイッチ２６の操作により、携帯機２から車両３に向け、該車両３から観た当該携帯機２の相対方向β１を探索（検索）させるための探索要求信号を送信する（図４参照）。尚、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す携帯機２は、携帯電話キーとされており、その操作面には、前記探索要求スイッチ２６、解錠スイッチ２７、施錠スイッチ２８、及び、複数の入力ボタン２０，…が設けられている。

すると、ステップＳ１３において、車両３のアダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄ（図１〜図３参照）によって、探索要求信号（電波）が受信されると（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ１４に進み、受信されないときは（「ＮＯ」の場合）、ステップＳ１２の受信待機状態が維持される。

続くステップＳ１４においては、上記した電波の到来方向検出法を用い、車両３において、探索要求信号の到来方向、即ち、該探索要求信号に基づく車両３から観た携帯機２の相対方向β１（図５参照）が検出される。その後、車両３において、携帯機２の絶対方向が演算されて取得され、当該携帯機２の絶対方向の情報が、携帯機絶対方向情報信号として車両３から携帯機２に送信される。そして、携帯機２において、前述したようにして、車両３の相対方向β２が演算され、取得される。

そして、ステップＳ１５において、図７（ｂ）に示すように、車両３のユーザが同携帯機２を水平状態から傾けて所持しているときに、図８（ｂ）に示すように、携帯機側制御部２１において、前記ジャイロセンサ２９を介して、前記基準座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸）における携帯機２の傾斜時のロール角θ、ピッチ角φ、ヨー角ψ、各角θ、φ、ψの角速度、各角θ、φ、ψの角加速度が検出される。さらに、同携帯機側制御部２１において、前記ロール角θ、ピッチ角φ、ヨー角ψに基づいて座標変換、即ち、基準座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸）から目的座標系（Ｕ−Ｖ−Ｗ軸）への座標変換が行われる。ここで、ジャイロセンサ２９によって、携帯機２が裏返されていると想定される角度θ、φ、ψ、及び、ユーザの手元から落下していると想定される角速度や加速度等が検出された場合には、携帯機側制御部２１において、正常な携帯機２の所持状態ではないと判断され、携帯機２の表示部２５に何らの情報を表示しない非常時の処理が行われる。

さらに、ステップＳ１６において、図８（ｃ）に示すように、携帯機側制御部２１によって、前記各角θ、φ、ψ又は目的座標系（Ｕ−Ｖ−Ｗ軸）に基づいて、携帯機２から観た車両３の相対方向β２の姿勢が、図７（ｂ）に示すような携帯機２を傾けた場合であっても、表示部２５において車両３の方向を正確に向くように表示される方向（車両３の相対方向β２０の姿勢）に変換される。

最後に、ステップＳ１７において、図７（ｂ）及び図８（ｄ）に示すように、携帯機側制御部２１によって携帯機２の表示部２５の表示状態が制御され、前記基準座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸）で、上記ステップＳ１６で姿勢が変換された後の車両３の相対方向β２０が表示部２５に３次元表示される。

本実施形態の車両検索システム１によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）車両３側にアダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄが設けられている場合において、携帯機２の絶対方向の情報、携帯機２から観た絶対方位の情報、及び携帯機２の姿勢の情報に基づき、携帯機２から観た車両３の相対方向又は絶対方向が、当該車両３に正確に向くように、携帯機２の表示部２５に３次元表示される。このため、車両３のユーザは、携帯機２を水平状態から傾けて所持している場合においても、当該携帯機２の姿勢に依らずに常時車両３の方向を正しく認識することが可能となる。この結果、携帯機２側において、正確な車両３の方向を認識することができるようになる。

（２）携帯機２に設けられた携帯機姿勢検出手段（姿勢検出センサ）が、ジャイロセンサ２９であるので、該ジャイロセンサ２９によって、Ｘ（ロール）、Ｙ（ピッチ）、Ｚ（ヨー）の３軸の角度θ、φ、ψ、角速度、角加速度が検出され、該各情報に基づいて、携帯機２の姿勢が正確に検出されるようになる。

（３）携帯機２に設けられた表示部２５が、アクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイ装置であるので、１画素の表示にＴＦＴ（Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ）が用いられ、表示画面を多数の画素から構成し、小面積範囲に分布する画素だけを制御することで応答速度の速い画像が得られ、車両３の方向をより正確且つ迅速に３次元表示することができるようになる。

（４）複数のアンテナ素子♯１〜♯Ｋから入力される電波の位相を調節することで指向性ビームを自在に制御し、多様な指向性を作成することで電波の到来方向が検出できるアダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄを車両３に設けられた携帯機相対方向検出手段として用いる。このため、電波の到来方向、即ち、車両３から観た携帯機２の相対方向β１を容易且つ確実に検出することができる。しかも、アダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄは、車両３の１箇所に集中して設けることで、電波の到来方向が検出できるので、相対方向検出手段の構成が簡単化できる。

尚、上記実施形態は以下のように変形してもよい。
・上記実施形態では、２つのアダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄについて、直線状（リニア）に等間隔に配列したアンテナ素子♯１〜♯Ｋから構成したが、これに限られず、平面状に２次元配列した複数のアンテナ素子から構成することも可能である。これにより、単一のアダプティブアレーアンテナによって、３６０°範囲の方向（全方向）［（−１８０°≦θ≦１８０°）の方向］から到来する電波（平面波）を走査することが可能となる。

・上記実施形態では、車両３から携帯機２に送信された同車両３から観た携帯機２の絶対方向の情報と、携帯機２から観た絶対方位の情報とに基づき、当該携帯機２から観た車両３の相対方向β２を演算するように車両検索システム１を構成した。しかしこれに限られず、同情報に基づき、当該携帯機２から観た車両３の絶対方向、即ち、東西南北の４方位を基準とする方位座標１０１上にマッピングされた、携帯機２から観た車両３の相対方向β２（図５（ａ）の破線で囲んだ部分Ａ参照）を携帯機側制御部２１により演算するように前記制御プログラムを変更することも可能である。同構成によれば、車両３のユーザが、さらに東西南北の絶対方位の情報に基づき、携帯機２から観た車両３の方向をより的確に把握することができる。

・上記実施形態では、アダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄを使用した電波の到来方向検出法として、ビームフォーマ法を用いた。しかしこれに限られず、Ｃａｐｏｎ法、より高角度分解能なＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification：ミュージック）法、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques：エスプリ）法等の各種方法を用いることも可能である。

・上記実施形態では、第１絶対方位検出手段及び第２絶対方位検出手段として電子コンパスを用いたが、これに限られず、該第１絶対方位検出手段及び第２絶対方位検出手段としては、携帯機又は車両に既に設けられているＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）装置を用いることもできる。

・上記実施形態では、車両３には、携帯機２の相対方向の情報と当該車両３から観た絶対方位の情報とに基づき、同車両３から観た携帯機２の絶対方向を演算する車両側制御部３１（携帯機絶対方向演算手段）を設けた。そしてその一方で、携帯機２には、前記車両３から携帯機２に送信された当該携帯機２の絶対方向の情報と、電子コンパス２２（第１絶対方位検出手段）により検出された当該携帯機２から観た絶対方位の情報とに基づき、同携帯機２から観た車両３の相対方向β２を演算する携帯機側制御部２１（車両方向演算手段）を設け、これにより携帯機２側で当該携帯機２から観た車両３の方向に関する情報を取得させるようにした。しかしこれに限られず、車両３の車両側制御部３１を車両絶対方向演算手段とし、前記携帯機２の相対方向β１の情報と当該車両３から観た絶対方位の情報とに基づき、携帯機２から観た車両３の絶対方向を演算させるとともに、当該車両３の絶対方向の情報(この段階では、携帯機２においては、同携帯機２から観た車両３の方向は確定されていない。)を車両３から携帯機２に無線送信する。そして、当該情報と電子コンパス２２（第１絶対方位検出手段）により検出された当該携帯機２から観た絶対方位の情報とに基づき、携帯機２側で当該携帯機２から観た車両３の方向に関する情報、即ち、車両３の相対方向β２又は絶対方向を携帯機側制御部２１によって演算（この段階で、携帯機２において、同携帯機２から観た車両３の方向が確定される。)し、取得（表示）させることも可能である（このとき、車両３の絶対方向は、上記実施形態で演算された携帯機２の絶対方向とは１８０°逆方向になるように演算される）。この場合、上記実施形態と同様な効果が得られる。

・上記第１及び第２実施形態では、車両３から観た携帯機２の相対方向を検出する相対方向検出手段としてのアダプティブアレーアンテナ３３ａ，３３ｄは、車両３に設けるようにした。しかしこれに限られず、車両相対方向検出手段としてのアダプティブアレーアンテナ２４ｂ，２４ｃは、図９に示す車両検索システム１ａのように、携帯機２に設け、例えば、同携帯機２から観た車両３の相対方向の情報と、携帯機２から観た絶対方位の情報とに基づき、携帯機２の携帯機側制御部２１において、同携帯機２から観た車両３の絶対方向を演算し、当該車両３の相対方向又は絶対方向を、上記実施形態と同様にして、同携帯機２の表示部２５に３次元表示させるように構成することも可能である。この構成によれば、図９に示すように、車両３の相対方向β２は、複雑な演算処理を経ないでも携帯機２における車両相対方向検出手段としてのアダプティブアレーアンテナ２４ｂ，２４ｃによって直接的に取得され、しかも、車両３や携帯機２に絶対方位検出手段としての電子コンパス等を設ける必要性もなくなるので、車両検索システムの構成がさらにシンプル化されるようになる。

さらに、前記した実施形態および変形例より把握できる技術的思想について以下に記載する。
○前記車両検索システムにおいて、前記第１絶対方位検出手段又は第２絶対方位検出手段がＧＰＳである車両検索システム。同構成によれば、携帯機又は車両に方位を検知する電子コンパス等の手段を設けなくとも、携帯機又は車両に既に設けられているＧＰＳ装置を活用し、当該携帯機又は車両から観た絶対方位の情報を取得することが可能となる。

○車両のユーザに所持される携帯機と当該車両との間で無線通信を行い、該通信の結果に基づいて携帯機から観た車両の方向を検索する車両検索システムであって、前記携帯機にそれぞれ設けられ、同携帯機から観た車両の相対方向を検出する車両相対方向検出手段と、同携帯機の姿勢を検出する携帯機姿勢検出手段と、前記車両の相対方向の情報、及び前記携帯機の姿勢の情報に基づき、前記携帯機から観た車両の相対方向を演算する車両方向演算手段と、前記車両の相対方向を３次元表示する表示手段とを備えたことを特徴とする車両検索システム。

同構成によれば、携帯機側に車両相対方向検出手段が設けられている場合において、携帯機の絶対方向の情報、携帯機から観た絶対方位の情報、及び携帯機の姿勢の情報に基づき、携帯機から観た車両の相対方向又は絶対方向が、携帯機の表示手段に３次元表示される。このため、車両のユーザは、携帯機を水平状態から傾けて所持している場合においても、当該携帯機の姿勢に依らずに常時車両の方向を正しく認識することが可能となる。この結果、携帯機側において、正確な車両の相対方向を認識することができるようになる。また、車両の相対方向は、複雑な演算処理を経ないでも携帯機の車両相対方向検出手段によって直接的に取得され、しかも、携帯機に絶対方位検出手段としての電子コンパス等を設ける必要もなくなるので、車両検索システムの構成もシンプル化することが可能となる。

本発明の実施形態に係る車両検索システムのブロック図。 本発明の実施形態に係るアダプティブアレーアンテナ（アレーアンテナ）の詳細構成図。 本発明の実施形態に係るアダプティブアレーアンテナによって、電波の到来方向が検出される状態を示す作用図。 車両と携帯機（車両のユーザ）との位置関係を示す模式図。 本発明の実施形態に係る車両検索システムにおいて、（ａ）は、携帯機側での処理を示す概念図、（ｂ）は、車両側での処理を示す概念図。 本発明の実施形態に係る車両検索システムの動作を示すフローチャート図。 本発明の実施形態に係る車両検索システムの動作を説明する作用図であり、（ａ）は携帯機を水平状態で所持しているときの表示部の表示状態を示す図、（ｂ）は携帯機を手前下側に傾けた状態で所持しているときの表示部の表示状態を示す図。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る車両検索システムの動作を順を追って説明する作用図。 本発明の変形例に係る車両検索システムの電気的構成を示すブロック図。

符号の説明

１，１ａ…車両検索システム、２…携帯機、３…車両、２１…携帯機側制御部、２２…電子コンパス、２５…表示部、３１…車両側制御部、３２…電子コンパス、２４ｂ，２４ｃ、３３ａ，３３ｄ…アダプティブアレーアンテナ、２９…ジャイロセンサ、α１，α２…絶対方位、β１，β２，β２０…相対方向。

Claims (4)

1. 車両のユーザに所持される携帯機と当該車両との間で無線通信を行い、該通信の結果に基づいて携帯機から観た車両の方向を検索する車両検索システムであって、
   前記携帯機にそれぞれ設けられ、同携帯機から観た絶対方位を検出する第１絶対方位検出手段と、同携帯機の姿勢を検出する携帯機姿勢検出手段と、
   前記車両にそれぞれ設けられ、前記携帯機から送信される電波に基づいて、当該車両から観た携帯機の相対方向を検出する携帯機相対方向検出手段と、同車両から観た絶対方位を検出する第２絶対方位検出手段と、前記携帯機の相対方向の情報と前記車両から観た絶対方位の情報とに基づき、前記車両から観た携帯機の絶対方向を演算する携帯機絶対方向演算手段と、
   前記携帯機又は車両に設けられ、前記携帯機の絶対方向の情報、前記携帯機から観た絶対方位の情報、及び携帯機の姿勢の情報に基づき、前記携帯機から観た車両の相対方向又は絶対方向を演算する車両方向演算手段と、
   前記携帯機に設けられ、前記車両の相対方向又は絶対方向を３次元表示する表示手段とをさらに備えたことを特徴とする車両検索システム。
2. 請求項１に記載の車両検索システムにおいて、
   前記携帯機姿勢検出手段が、ジャイロセンサである車両検索システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両検索システムにおいて、
   前記表示手段が、アクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイ装置である車両検索システム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両検索システムにおいて、
   前記携帯機相対方向検出手段が、アダプティブアレーアンテナである車両検索システム。

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