JP7372863B2 - 通信装置及び位置特定方法 - Google Patents

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Description

本発明は、通信装置及び位置特定方法に関する。
近年、測距対象までの距離を測定する測距技術が様々なサービスに利用されている。例えば、下記特許文献１では、車両と携帯機との間の距離を測定し、測定した距離に応じてドアのロック又はアンロックの可否を判定したり、ドアが開いていることを警告したりする技術が開示されている。
特開２０１４－５１８０９号公報
しかし、上記特許文献１に開示された技術では、単なる距離に応じたサービスが提供されるに過ぎず、より細かな状況に応じたサービスを提供することが困難であった。
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、測距技術を利用して測距対象の位置をより詳細に特定することが可能な仕組みを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、他の通信装置との間で無線通信を行う複数の無線通信部と、複数の前記無線通信部のうち少なくとも３つの前記無線通信部の各々により行われた無線通信の結果に従って得られた、前記少なくとも３つの前記無線通信部の各々と前記他の通信装置との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定する制御部、を備え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、通信装置であって、他の通信装置に設けられた複数の他の無線通信部の各々との間で無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部と少なくとも３つの前記他の無線通信部との間で行われた無線通信の結果に従って得られた、前記通信装置と前記少なくとも３つの前記他の無線通信部の各々との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定する制御部、を備え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、他の通信装置との間で無線通信を行う複数の無線通信部のうち少なくとも３つの前記無線通信部の各々により行われた無線通信の結果に従って得られた、前記少なくとも３つの前記無線通信部の各々と前記他の通信装置との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定すること、を含む位置特定方法が提供される。
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、他の通信装置に設けられた複数の他の無線通信部の各々との間で無線通信を行う無線通信部と少なくとも３つの前記他の無線通信部との間で行われた無線通信の結果に従って得られた、前記無線通信部と前記少なくとも３つの前記他の無線通信部の各々との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定すること、を含む位置特定方法が提供される。
以上説明したように本発明によれば、測距技術を利用して測距対象の位置をより詳細に特定することが可能な仕組みが提供される。
本発明の一実施形態に係るシステムの構成の一例を示す図である。 本実施形態に係るシステムにより実行される測距処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 本実施形態に係る無線通信部の配置の一例を示す図である。 本実施形態に係る第１の位置特定処理の一例を説明するための図である。 本実施形態に係るシステムにより実行される第１の選択処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 本実施形態に係るシステムにより実行される第１の位置特定処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 本変形例に係るシステムにより実行される第２の位置特定処理の流れの一例を示すシーケンス図である。
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。
また、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要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素を、必要に応じて無線通信部２１０Ａ、２１０Ｂ、及び２１０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、無線通信部２１０Ａ、２１０Ｂ、及び２１０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単に無線通信部２１０と称する。
＜１．構成例＞
図１は、本発明の一実施形態に係るシステム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るシステム１は、携帯機１００、及び通信ユニット２００を含む。本実施形態における通信ユニット２００は、車両２０２に搭載される。車両２０２は、ユーザの利用対象の一例である。
本発明には、被認証者側の通信装置（以下、第１の通信装置とも称する）と、認証者側の通信装置（以下、第２の通信装置とも称する）と、が関与する。図１に示した例では、携帯機１００が第１の通信装置の一例であり、通信ユニット２００が第２の通信装置の一例である。
システム１においては、ユーザ（例えば、車両２０２のドライバー）が携帯機１００を携帯して車両２０２に近づくと、携帯機１００と車両２０２に搭載された通信ユニット２００との間で認証のための無線通信が行われる。そして、認証が成功すると、車両２０２のドア錠がアンロックされたりエンジンが始動されたりして、車両２０２がユーザにより利用可能な状態になる。このようなシステムは、スマートエントリーシステムとも称される。以下、各構成要素について順に説明する。
（１）携帯機１００
携帯機１００は、ユーザにより携帯される任意の装置として構成される。任意の装置には、電子キー、スマートフォン、及びウェアラブル端末等が含まれる。図１に示すように、携帯機１００は、無線通信部１１０、記憶部１２０、及び制御部１３０を備える。
－無線通信部１１０
無線通信部１１０は、通信ユニット２００との間で、無線通信を行う機能を有する。とりわけ、無線通信部１１０は、通信ユニット２００が備える複数の無線通信部２１０の各々との間で無線通信を行う。無線通信部１１０は、通信ユニット２００から無線信号を受信する。また、無線通信部１１０は、通信ユニット２００へ無線信号を送信する。
無線通信部１１０と通信ユニット２００との間で行われる無線通信は、任意の無線通信規格に準拠して行われる。
無線通信規格の一例として、ＵＷＢ（Ultra-Wide Band）を用いた信号を送受信するものが挙げられる。ＵＷＢを用いた信号の無線通信において、インパルス方式を利用すれば、ナノ秒以下の非常に短いパルス幅の電波を使用することで電波の空中伝搬時間を高精度に測定することができ、伝搬時間に基づく測距を高精度に行うことができる。測距とは、距離を測定することである。なお、ＵＷＢは、約３ＧＨｚ～約１０ＧＨｚの周波数帯域を指すことが多い。
無線通信部１１０は、例えば、ＵＷＢでの通信が可能な通信インタフェースとして構成される。
－記憶部１２０
記憶部１２０は、携帯機１００の動作のための各種情報を記憶する機能を有する。例えば、記憶部１２０は、携帯機１００の動作のためのプログラム、並びに認証のためのＩＤ（identifier）、パスワード、及び認証アルゴリズム等を記憶する。記憶部１２０は、例えば、フラッシュメモリ等の記憶媒体、及び記憶媒体への記録再生を実行する処理装置により構成される。
－制御部１３０
制御部１３０は、携帯機１００における処理を実行する機能を有する。例えば、制御部１３０は、無線通信部１１０を制御して通信ユニット２００との間で無線通信を行う。また、記憶部１２０からの情報の読み出し及び記憶部１２０への情報の書き込みを行う。また、制御部１３０は、通信ユニット２００との間で行われる認証のための処理を制御する。認証のための処理としては、後述する測距処理、位置特定処理、及び選択処理が挙げられる。制御部１３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びマイクロプロセッサ等の電子回路によって構成される。
（２）通信ユニット２００
通信ユニット２００は、車両２０２に対応付けて設けられる。ここでは、通信ユニット２００は車両２０２に搭載されるものとする。一例として、通信ユニット２００は、車両２０２の車室内に設置されてもよい。他の一例として、通信ユニット２００は、通信モジュールとして車両２０２に内蔵されてもよい。図１に示すように、通信ユニット２００は、複数の無線通信部２１０（２１０Ａ及び２１０Ｂ等）、記憶部２２０、及び制御部２３０を備える。
－無線通信部２１０
無線通信部２１０は、携帯機１００との間で、無線通信を行う機能を有する。無線通信部２１０は、携帯機１００から無線信号を受信する。また、無線通信部２１０は、携帯機１００へ無線信号を送信する。
無線通信部２１０と携帯機１００との間で行われる無線通信は、任意の無線通信規格に準拠して行われる。かかる無線通信規格としては、ＵＷＢを用いた信号を送受信するものが挙げられる。無線通信部２１０は、例えば、ＵＷＢでの通信が可能な通信インタフェースとして構成される。
－記憶部２２０
記憶部２２０は、通信ユニット２００の動作のための各種情報を記憶する機能を有する。例えば、記憶部２２０は、通信ユニット２００の動作のためのプログラム、及び認証アルゴリズム等を記憶する。記憶部２２０は、例えば、フラッシュメモリ等の記憶媒体、及び記憶媒体への記録再生を実行する処理装置により構成される。
－制御部２３０
制御部２３０は、通信ユニット２００、及び車両２０２に搭載された車載機器の動作全般を制御する機能を有する。例えば、制御部２３０は、無線通信部２１０を制御して携帯機１００との通信を行う。また、制御部２３０は、記憶部２２０からの情報の読み出し及び記憶部２２０への情報の書き込みを行う。また、制御部２３０は、携帯機１００との間で行われる認証のための処理を制御する。認証のための処理としては、後述する測距処理、位置特定処理、及び選択処理が挙げられる。
また、制御部２３０は、車両２０２のドア錠を制御するドアロック制御部としても機能し、ドア錠のロック及びアンロックを行う。また、制御部２３０は、車両２０２のエンジンを制御するエンジン制御部としても機能し、エンジンの始動／停止を行う。なお、車両２０２に備えられる動力源は、エンジンの他にモータ等であってもよい。制御部２３０は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の電子回路として構成される。
＜２．技術的特徴＞
（１）測距処理
携帯機１００及び通信ユニット２００は、測距処理を行う。測距処理とは、携帯機１００と通信ユニット２００との間の距離を測定する処理である。より正確には、測距処理とは、携帯機１００の無線通信部１１０と、通信ユニット２００の無線通信部２１０との間の距離を測定する処理である。
測距処理においては、測距処理のための信号が送受信され得る。
測距処理のための信号の一例は、測距用信号である。測距用信号は、装置間の距離を測定するために送受信される信号である。測距用信号は、計測の対象となる信号でもある。例えば、測距用信号の送受信にかかる時間が計測される。測距用信号は、データを格納するペイロード部分を有さないフレームフォーマットで構成される。測距処理においては、装置間で複数の測距用信号が送受信され得る。複数の測距用信号のうち、一方の装置から他方の装置へ送信される測距用信号を第１の測距用信号とも称する。そして、第１の測距用信号を受信した装置から、第１の測距用信号を送信した装置へ送信される測距用信号を、第２の測距用信号とも称する。
測距処理のための信号の他の一例は、データ信号である。データ信号は、データを格納して搬送する信号である。データ信号は、データを格納するペイロード部分を有するフレームフォーマットで構成される。
測距処理においては、携帯機１００と通信ユニット２００との間の距離として、測距用信号を送受信した無線通信部１１０と無線通信部２１０との間の距離が、測定される。
測距処理の一例を、図２を参照しながら説明する。
図２は、本実施形態に係るシステム１により実行される測距処理の流れの一例を示すシーケンス図である。図２に示すように、本シーケンスでは、携帯機１００及び通信ユニット２００が関与する。
図２に示すように、まず、通信ユニット２００の無線通信部２１０は、第１の測距用信号を送信する（ステップＳ１０２）。次いで、携帯機１００の無線通信部１１０は、通信ユニット２００から第１の測距用信号を受信すると、第１の測距用信号の応答として第２の測距用信号を送信する（ステップＳ１０４）。
このとき、携帯機１００の制御部１３０は、携帯機１００における第１の測距用信号の受信時刻から第２の測距用信号の送信時刻までの時間ΔＴ２を計測しておく。他方、通信ユニット２００の制御部２３０は、携帯機１００から第２の測距用信号を受信すると、通信ユニット２００における第１の測距用信号の送信時刻から第２の測距用信号の受信時刻までの時間ΔＴ１を計測しておく。
次に、携帯機１００の無線通信部１１０は、時間ΔＴ２を示す情報を含むデータ信号を送信する（ステップＳ１０６）。
そして、通信ユニット２００の制御部２３０は、データ信号を受信すると、計測したΔＴ１、及びデータ信号に含まれる情報により示される時間ΔＴ２に基づいて、携帯機１００と通信ユニット２００との間の距離を計算する（ステップＳ１０８）。詳しくは、ΔＴ１－ΔＴ２の結果を２で割ることで片道の信号の伝搬時間が計算され、かかる伝搬時間に信号の速度を掛けることで、携帯機１００と通信ユニット２００との間の距離が計算される。
（２）第１の位置特定処理
第１の位置特定処理とは、携帯機１００が存在する位置を特定する処理である。第１の位置特定処理について以下に詳しく説明する。
通信ユニット２００には、複数の無線通信部２１０が設けられる。無線通信部２１０の配置の一例を、図３を参照しながら説明する。
図３は、本実施形態に係る無線通信部２１０の配置の一例を示す図である。図３に示すように、車両２０２に無線通信部２１０Ａ～２１０Ｈが設けられている。そして、無線通信部２１０Ａ～２１０Ｈが配置される位置は互いに異なる。
制御部２３０は、複数の無線通信部２１０のうち少なくとも３つの無線通信部２１０の各々により行われた無線通信の結果に従って得られた、当該少なくとも３つの無線通信部２１０の各々と携帯機１００との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、携帯機１００が存在する位置を示す位置情報を特定する。ここでの無線通信の結果とは、上述した測距処理における、第１の測距用信号及び第２の測距用信号の送受信にかかる時間ΔＴ１及びΔＴ２である。測距結果とは、測距処理において第１の測距用信号及び第２の測距用信号を送受信した、無線通信部１１０と無線通信部２１０との間の距離を示す情報である。制御部２３０は、上述した測距処理を、少なくとも３つの無線通信部２１０の各々を用いて行う。そして、制御部２３０は、少なくとも３つの無線通信部２１０の各々を用いた測距処理により得られた少なくとも３つの測距結果に基づいて、携帯機１００の位置（より正確には、無線通信部１１０の位置）を示す位置情報を特定する。
以下では、携帯機１００の位置を示す位置情報を特定するために使用される測距結果を得るために用いられた、少なくとも３つの無線通信部２１０を、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０とも称する。
本実施形態における、携帯機１００が存在する位置を示す位置情報とは、通信ユニット２００を基準とする、携帯機１００の相対的な位置を示す情報である。詳しくは、携帯機１００が存在する位置を示す位置情報は、第１の座標系における携帯機１００の座標である。第１の座標系とは、通信ユニット２００（より正確には、複数の無線通信部２１０の各々）との相対的な位置が固定された任意の位置を、原点とする座標系である。第１の座標系の一例は、複数の無線通信部２１０のうちいずれか１つの無線通信部２１０の位置を原点とする座標系である。第１の座標系の他の一例は、車両２０２の任意の位置を原点とする座標系である。車両２０２の任意の位置の一例は、車両２０２の中心点である。
記憶部２２０は、複数の無線通信部２１０の各々の位置を示す情報を記憶する。かかる位置を示す情報は、第１の座標系における座標であってもよい。制御部２３０は、複数の無線通信部２１０の各々の位置を示す情報にさらに基づいて、携帯機１００が存在する位置を示す位置情報を特定する。
第１の位置特定処理の一例を、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る第１の位置特定処理の一例を説明するための図である。図４では、無線通信部２１０Ｃ、２１０Ｄ、及び２１０Ｅの各々により行われた無線通信の結果に従って得られた測距結果に基づいて、携帯機１００が存在する位置が特定される例が示されている。距離ＬＣは、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ｃにより行われた無線通信の結果に従って得られた測距結果である。距離ＬＤは、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ｄにより行われた無線通信の結果に従って得られた測距結果である。距離ＬＥは、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ｅにより行われた無線通信の結果に従って得られた測距結果である。制御部２３０は、第１の座標系において、無線通信部２１０Ｃの座標からの距離がＬＣであり、無線通信部２１０Ｄの座標からの距離がＬＤであり、無線通信部２１０Ｅの座標からの距離がＬＥである、という条件を満たす座標を、携帯機１００が存在する位置を示す位置情報として特定する。例えば、制御部２３０は、無線通信部２１０Ｃの座標を中心とする半径が距離ＬＣである円と、無線通信部２１０Ｄの座標を中心とする半径が距離ＬＤである円と、無線通信部２１０Ｅの座標を中心とする半径が距離ＬＥである円と、の交点Ｖの座標を、携帯機１００が存在する位置を示す位置情報として特定する。
上記説明したように、本実施形態によれば、携帯機１００の位置を示す位置情報が特定される。ここでの位置情報とは、第１の座標系における携帯機１００の座標である。従って、本実施形態によれば、単なる測距処理よりも、携帯機１００の位置を詳細に特定することが可能となる。
第１の位置特定処理により特定された携帯機１００の位置を示す位置情報は、携帯機１００と通信ユニット２００との間で行われる認証に用いられる。例えば、特定された位置情報により示される携帯機１００の位置が、規定の範囲に含まれる場合に認証が成功し、規定の範囲に含まれない場合に認証が失敗する。
（３）第１の選択処理
第１の選択処理とは、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択する処理である。通信ユニット２００は、複数の無線通信部２１０として、４つ以上の無線通信部２１０を備えていてもよい。その場合、４つ以上の無線通信部２１０から、少なくとも３つの無線通信部２１０が、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０として選択される。
制御部２３０は、複数の無線通信部２１０の各々により行われた無線通信の結果に従って得られた測距結果に基づいて、少なくとも３つの無線通信部２１０を、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０として選択する。制御部２３０は、測距処理を、通信ユニット２００が有する複数の無線通信部２１０の各々を用いて行う。そして、制御部２３０は、得られた複数の測距結果に基づいて、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択する。その後、制御部２３０は、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０として選択した少なくとも３つの無線通信部２１０の各々と携帯機１００との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、携帯機１００が存在する位置を示す位置情報を特定する。
第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択することは、測距結果により示される携帯機１００との間の距離が小さい順に、無線通信部２１０を少なくとも３つ選択することを含む。詳しくは、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０の各々を用いて行った測距処理により測定された、複数の無線通信部２１０の各々と携帯機１００との間の距離の大小を互いに比較する。そして、制御部２３０は、携帯機１００までの距離が小さい順に、少なくとも３つの無線通信部２１０を選択する。これにより、マルチパス（Multi Path）の影響を軽減することができるので、位置特定精度を向上させることが可能となる。この点について、以下で詳しく説明する。なお、位置特定精度とは、位置情報特定処理により特定される位置情報の正確さの度合いである。
マルチパスとは、ひとつの送信源から送信された電波が受信側に複数到達する状態を指す。マルチパスは、送受信間で複数の経路が存在する場合に発生する。とりわけ、マルチパスは、送信源と受信側との直線経路上に、電波を遮蔽する遮蔽物が存在する場合に発生する。マルチパスが発生している状況下では、複数の異なる経路を経由した信号が同時に受信側に到達し、合成された状態で受信され得る。インパルス方式の無線通信において、互いに異なる経路を経由した結果互いに位相が異なるパルスが合成された状態で受信される場合、パルスが互いに打ち消し合ってしまい得る。その結果、打ち消し合ったパルスよりも遅れて到来するパルスが受信側に検出されるので、受信側がパルスを検出する時刻に遅延が生じ得る。そして、測距用信号（パルス）の送受信にかかる時間に基づいて測距する測距処理においては、測距用信号の受信時刻が遅延した分だけ実際の距離よりも長い距離が測定されてしまう。この点、本実施形態では、測距処理において測定された距離が小さい順に無線通信部２１０を選択することにより、実際の距離よりも長い距離に基づいて携帯機１００の位置を示す位置情報を特定することが防止される。従って、位置特定精度を向上させることが可能となる。
第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択する際に大小が比較される距離は、無線通信部２１０毎に繰り返し行われた無線通信の結果に従って得られた複数の測距結果により示される複数の距離のうち最小値であってもよい。詳しくは、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０の各々を用いた測距処理を、無線通信部２１０毎に繰り返し行う。次いで、制御部２３０は、無線通信部２１０毎に繰り返し行った測距処理により測定された複数の距離のうち最小値を、複数の無線通信部２１０の各々について取得する。そして、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０の各々について取得した、携帯機１００との間の距離の最小値が小さい順に、無線通信部２１０を少なくとも３つ選択する。これにより、上記説明した理由と同様の理由で、マルチパスの影響を軽減することができるので、位置特定精度を向上させることが可能となる。
第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択することは、携帯機１００が存在すると想定される位置に整合する距離を示す測距結果が得られた無線通信を行った無線通信部２１０を選択することを含んでいてもよい。携帯機１００が存在すると想定される位置とは、例えば、車両２０２の車室内及び車室外である。例えば、制御部２３０は、携帯機１００が車室内に存在すると想定される場合、所定の閾値よりも短い距離を示す測距結果が得られた無線通信を行った無線通信部２１０を、選択候補とする。そして、制御部２３０は、選択候補の無線通信部２１０から、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択する。ここでの所定の閾値とは、車室内の最も無線通信部２１０から遠い位置と無線通信部２１０の位置との間の距離である。これにより、携帯機１００が存在すると想定される位置に整合する測距結果に基づいて第１の位置情報特定処理を行うことができるので、位置特定精度を向上させることが可能となる。
なお、携帯機１００が存在すると想定される位置は、一例として、測距結果の時系列推移に基づいて判定され得る。例えば、測距結果により示される距離が徐々に短くなる又は長くなる場合、ユーザが携帯機１００を携帯して車両２０２に近付いている又は遠のいていると考えられるので、携帯機１００が車室外に存在すると想定される。他の一例として、携帯機１００が存在すると想定される位置は、車両２０２の状態に基づいて判定され得る。例えば、測距結果により示される距離が徐々に短くなった後に車両２０２のドアが開け閉めされた場合、ユーザが携帯機１００を携帯して車室内に入ったと考えられるので、携帯機１００が車室内に存在すると想定される。
制御部２３０は、複数の無線通信部２１０のうち、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０以外の無線通信部２１０による無線通信を停止してもよい。そして、制御部２３０は、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０にのみ、無線通信を行わせ、測距処理及び第１の位置特定処理を行ってもよい。これにより、無線通信を行う無線通信部２１０の数を削減することができるので、消費電力を抑制することが可能となる。
制御部２３０は、第１の選択処理を実行する際には、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０以外の無線通信部２１０による無線通信を再開してもよい。これにより、制御部２３０は、再開しない場合と比較して多くの無線通信部２１０から、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択することが可能となる。
また、第１の選択処理において実行される無線通信は、第１の位置特定処理において実行される無線通信と同一であってもよい。換言すると、１度の測距処理により得られた測距結果が、第１の選択処理及び第１の位置特定処理の双方に使用されてもよい。例えば、複数の無線通信部２１０の各々を使用した測距処理が行われ、得られた複数の測距結果に基づいて第１の選択処理が実行され、選択された無線通信部２１０により得られた測距結果に基づいて第１の位置情報特定処理が実行されてもよい。これにより、無線通信の回数を削減することができるので、処理を効率化することが可能となる。
（４）処理の流れ
－第１の選択処理
図５は、本実施形態に係るシステム１により実行される第１の選択処理の流れの一例を示すシーケンス図である。図５に示すように、本シーケンスには、携帯機１００及び通信ユニット２００が関与する。本シーケンスは、図３に示した無線通信部２１０Ａ～２１０Ｈが車両２０２に配置された例におけるシーケンスである。そして、本シーケンスでは、複数の無線通信部２１０の各々が関与する処理については、無線通信部２１０の末尾に付されるアルファベットと同一のアルファベットを末尾に含む符号が付される。例えば、無線通信部２１０Ａが関与する処理にはステップＳ２００Ａが付され、無線通信部２１０Ｈが関与する処理にはステップＳ２００Ｈが付される。
図５に示すように、まず、携帯機１００及び通信ユニット２００は、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ａを用いた測距処理を行う（ステップＳ２０２Ａ及びＳ２０４Ａ）。詳しくは、無線通信部２１０Ａと無線通信部１１０との間で無線通信が実行される（ステップＳ２０２Ａ）。例えば、図２を参照しながら上記説明したように、無線通信部２１０Ａと無線通信部１１０との間で、第１の測距用信号、第２の測距用信号及びデータ信号が送受信される。次いで、制御部２３０は、ステップＳ２０２Ａにおける無線通信の結果に従って、無線通信部２１０Ａと携帯機１００との間の距離を計算する（ステップＳ２０４Ａ）。これらの処理については、図２を参照しながら上記説明した通りである。
次いで、携帯機１００及び通信ユニット２００は、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ａを用いた測距処理を再度行う（ステップＳ２０６Ａ及びＳ２０８Ａ）。ステップＳ２０６Ａ及び１０８Ａに係る処理は、ステップＳ２０２Ａ～Ｓ２０４Ａに係る処理と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
そして、制御部２３０は、複数行った測距処理により得られた複数の測距結果により示される複数の距離のうち、最小値を特定する（ステップＳ２１０Ａ）。本例では、制御部２３０は、ステップＳ２０４Ａで計算した距離と、ステップＳ２０８Ａで計算した距離とを比較し、小さい方を最小値として特定する。
携帯機１００及び通信ユニット２００は、上記ステップＳ２０２Ａ～Ｓ２１０Ａに係る処理（ステップＳ２００Ａ）と同様の処理を、全ての無線通信部２１０について行う。図５では、無線通信部２１０Ａが関与する処理１００Ａの他、無線通信部２１０Ｈが関与する処理１００Ｈが図示されており、無線通信部２１０Ｂ～２１０Ｇが関与する処理の図示は省略されている。無線通信部２１０Ｈが関与する処理１００ＨにおけるステップＳ２０２Ｈ～Ｓ２１０Ｈに係る処理は、無線通信部２１０Ａが関与する処理１００ＡにおけるステップＳ２０２Ａ～Ｓ２１０Ａに係る処理と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
その後、制御部２３０は、無線通信部２１０Ａ～２１０Ｈから、第１の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択する（ステップＳ２１２）。詳しくは、ステップＳ２１０Ａ～Ｓ２１０Ｈにより得られた、携帯機１００との間の距離の最小値が小さい順に、無線通信部２１０を少なくとも３つ選択する。
－第１の位置特定処理
図６は、本実施形態に係るシステム１により実行される第１の位置特定処理の流れの一例を示すシーケンス図である。図６に示すように、本シーケンスには、携帯機１００及び通信ユニット２００が関与する。本シーケンスは、図３に示した無線通信部２１０Ａ～２１０Ｈが車両２０２に配置された例において、第１の選択処理により無線通信部２１０Ｃ、２１０Ｄ及び２１０Ｅが選択された場合のシーケンスである。そして、本シーケンスでも、図５と同様に、複数の無線通信部２１０の各々が関与する処理については、無線通信部２１０の末尾に付されるアルファベットと同一のアルファベットを末尾に含む符号が付される。
図６に示すように、まず、携帯機１００及び通信ユニット２００は、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ｃを用いた測距処理を行う（ステップＳ３０２Ｃ及びＳ３０４Ｃ）。詳しくは、無線通信部２１０Ｃと無線通信部１１０との間で無線通信が実行される（ステップＳ３０２Ｃ）。例えば、図２を参照しながら上記説明したように、無線通信部２１０Ｃと無線通信部１１０との間で、第１の測距用信号、第２の測距用信号及びデータ信号が送受信される。次いで、制御部２３０は、ステップＳ３０２Ｃにおける無線通信の結果に従って、無線通信部２１０Ｃと携帯機１００との間の距離を計算する（ステップＳ３０４Ｃ）。
次いで、携帯機１００及び通信ユニット２００は、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ｄを用いた測距処理を行う（ステップＳ３０２Ｄ及びＳ３０４Ｄ）。ステップＳ３０２Ｄ及びＳ３０４Ｄに係る処理は、ステップＳ３０２Ｃ～Ｓ３０４Ｃに係る処理と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
次に、携帯機１００及び通信ユニット２００は、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ｅを用いた測距処理を行う（ステップＳ３０２Ｅ及びＳ３０４Ｅ）。ステップＳ３０２Ｅ及びＳ３０４Ｅに係る処理は、ステップＳ３０２Ｃ～Ｓ３０４Ｃに係る処理と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
そして、制御部２３０は、ステップＳ３０４Ｃ、Ｓ３０４Ｄ、及びＳ３０４Ｅにおいて得られた３つの測距結果に基づいて、携帯機１００が存在する位置を示す位置情報を特定する（ステップＳ３０６）。ここでの処理については、図４を参照しながら上記説明した通りである。
＜３．変形例＞
上記実施形態では、携帯機１００が存在する位置を示す位置情報が通信ユニット２００により特定されていたが、本発明はかかる例に限定されない。通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報が、携帯機１００により特定されてもよい。この点について、以下に詳しく説明する。
（１）構成
本変形例に係る携帯機１００及び通信ユニット２００の構成は、図１を参照しながら上記説明した通りである。
（２）測距処理
本変形例に係る測距処理は、上記実施形態に係る測距処理と同様に、携帯機１００と通信ユニット２００との間の距離を測定する処理である。より正確には、本変形例に係る測距処理は、上記実施形態に係る測距処理と同様に、携帯機１００の無線通信部１１０と、通信ユニット２００の無線通信部２１０との間の距離を測定する処理である。
ただし、本変形例では、携帯機１００が、携帯機１００と通信ユニット２００との間の距離を示す情報を取得する。一例として、図２を参照して上記説明した測距処理により得られた測距結果が、通信ユニット２００から携帯機１００に報告されてもよい。他の一例として、図２を参照して上記説明した測距処理における各ステップの実行主体を携帯機１００と通信ユニット２００とで逆にすることで、制御部１３０が、携帯機１００と通信ユニット２００との間の距離を示す情報を計算してもよい。
（３）第２の位置特定処理
第２の位置特定処理は、通信ユニット２００が存在する位置を特定する処理である。
制御部１３０は、無線通信部１１０と少なくとも３つの無線通信部２１０との間で行われた無線通信の結果に従って得られた、携帯機１００（より正確には、無線通信部１１０）と当該少なくとも３つの無線通信部２１０の各々との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報を特定する。ここでの無線通信の結果とは、上述した測距処理における、第１の測距用信号及び第２の測距用信号の送受信にかかる時間ΔＴ１及びΔＴ２である。測距結果とは、測距処理において第１の測距用信号及び第２の測距用信号を送受信した、無線通信部１１０と無線通信部２１０との間の距離を示す情報である。制御部１３０は、少なくとも３つの無線通信部２１０の各々を無線通信の相手として、測距処理を行う。ここでの無線通信の相手とは、無線通信部１１０との間で第１の測距用信号及び第２の測距用信号を送受信する無線通信部２１０である。そして、制御部１３０は、少なくとも３つの無線通信部２１０の各々を無線通信の相手とする測距処理により得られた少なくとも３つの測距結果に基づいて、通信ユニット２００の位置を示す位置情報を特定する。
以下では、通信ユニット２００の位置を示す位置情報を特定するために使用される測距結果を得るために、無線通信部１１０の無線通信の相手となった少なくとも３つの無線通信部２１０を、第２の位置特定処理に用いる無線通信部２１０とも称する。
本変形例における、通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報とは、携帯機１００を基準とする、通信ユニット２００の相対的な位置を示す情報である。詳しくは、通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報は、第２の座標系における、通信ユニット２００の座標である。第２の座標系とは、携帯機１００（より正確には、無線通信部１１０）との相対的な位置が固定された任意の位置を、原点とする座標系である。第２の座標系の一例は、無線通信部１１０の位置を原点とする座標系である。第２の座標系の他の一例は、携帯機１００の任意の位置を原点とする座標系である。携帯機１００の任意の位置の一例は、携帯機１００の中心点である。
また、本変形例における、通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報の一例は、第２の座標系における、第２の位置特定処理に用いる無線通信部２１０の座標である。本変形例における、通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報の他の一例は、第２の座標系における、車両２０２の任意の位置の座標である。車両２０２の任意の位置の一例は、車両２０２の中心点である。
記憶部１２０は、複数の無線通信部２１０の各々の位置を示す情報を記憶する。かかる位置を示す情報は、第１の座標系における座標であってもよい。制御部１３０は、複数の無線通信部２１０の各々の位置を示す情報にさらに基づいて、通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報を特定する。
第２の位置特定処理の一例を、図４を再度参照しながら説明する。制御部１３０は、第１の座標系において、無線通信部２１０Ｃの座標からの距離がＬＣであり、無線通信部２１０Ｄの座標からの距離がＬＤであり、無線通信部２１０Ｅの座標からの距離がＬＥである、という条件を満たす座標を、携帯機１００（より正確には、無線通信部１１０）が存在する位置を示す位置情報として特定する。ここで、携帯機１００の位置は、第２の座標系における原点である。そこで、制御部１３０は、特定された第１の座標系における携帯機１００の座標に基づいて、無線通信部２１０Ｃ、２１０Ｄ及び２１０Ｅの第１の座標系における座標を第２の座標系における座標に座標変換する。これにより、第２の座標系における無線通信部２１０Ｃ、２１０Ｄ及び２１０Ｅの座標を、通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報として特定することができる。
上記説明したように、本変形例によれば、通信ユニット２００の位置を示す位置情報が特定される。ここでの位置情報とは、第２の座標系における通信ユニット２００の座標である。従って、本変形例によれば、単なる測距処理よりも、通信ユニット２００の位置を詳細に特定することが可能となる。
第２の位置特定処理により特定された通信ユニット２００の位置を示す位置情報は、携帯機１００と通信ユニット２００との間で行われる認証に用いられる。例えば、特定された位置情報により示される通信ユニット２００の位置が、規定の範囲に含まれる場合に認証が成功し、規定の範囲に含まれない場合に認証が失敗する。
（４）第２の選択処理
第２の選択処理とは、第２の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択する処理である。通信ユニット２００は、複数の無線通信部２１０として、４つ以上の無線通信部２１０を備えていてもよい。その場合、４つ以上の無線通信部２１０から、少なくとも３つの無線通信部２１０が、第２の位置特定処理に用いる無線通信部２１０として選択される。
制御部１３０は、無線通信部１１０と複数の無線通信部２１０の各々との間で行われた無線通信の結果に従って得られた測距結果に基づいて、少なくとも３つの無線通信部２１０を、第２の位置特定処理に用いる無線通信部２１０として選択する。制御部１３０は、通信ユニット２００が有する複数の無線通信部２１０の各々を無線通信の相手として、測距処理を行う。そして、制御部２３０は、得られた複数の測距結果に基づいて、第２の位置特定処理に用いる無線通信部２１０を選択する。その後、制御部１３０は、第２の位置特定処理に用いる無線通信部２１０として選択した少なくとも３つの無線通信部２１０の各々と携帯機１００との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報を特定する。
第２の選択処理の内容は、位置情報を特定する主体が制御部１３０であることを除き、第１の位置特定処理と同様である。
（５）処理の流れ
図７は、本変形例に係るシステム１により実行される第２の位置特定処理の流れの一例を示すシーケンス図である。図７に示すように、本シーケンスには、携帯機１００及び通信ユニット２００が関与する。本シーケンスは、図３に示した無線通信部２１０Ａ～２１０Ｈが車両２０２に配置された例において、第２の選択処理により無線通信部２１０Ｃ、２１０Ｄ及び２１０Ｅが選択された場合のシーケンスである。そして、本シーケンスでも、図５と同様に、複数の無線通信部２１０の各々が関与する処理については、無線通信部２１０の末尾に付されるアルファベットと同一のアルファベットを末尾に含む符号が付される。
図７に示すように、まず、携帯機１００及び通信ユニット２００は、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ｃを用いた測距処理を行う（ステップＳ４０２Ｃ及びＳ４０４Ｃ）。本測距処理においては、図２を参照しながら上記説明した測距処理が、各ステップの実行主体を携帯機１００と通信ユニット２００とで逆にして実行される。詳しくは、無線通信部２１０Ｃと無線通信部１１０との間で無線通信が実行される（ステップＳ４０２Ｃ）。次いで、制御部１３０は、ステップＳ４０２Ｃにおける無線通信の結果に従って、無線通信部２１０Ｃと携帯機１００との間の距離を計算する（ステップＳ４０４Ｃ）。
次いで、携帯機１００及び通信ユニット２００は、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ｄを用いた測距処理を行う（ステップＳ４０２Ｄ及びＳ４０４Ｄ）。ステップＳ４０２Ｄ及びＳ４０４Ｄに係る処理は、ステップＳ４０２Ｃ～Ｓ４０４Ｃに係る処理と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
次に、携帯機１００及び通信ユニット２００は、無線通信部１１０及び無線通信部２１０Ｅを用いた測距処理を行う（ステップＳ４０２Ｅ及びＳ４０４Ｅ）。ステップＳ４０２Ｅ及びＳ４０４Ｅに係る処理は、ステップＳ４０２Ｃ～Ｓ４０４Ｃに係る処理と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
そして、制御部１３０は、ステップＳ４０４Ｃ、Ｓ４０４Ｄ、及びＳ４０４Ｅにおいて得られた３つの測距結果に基づいて、通信ユニット２００が存在する位置を示す位置情報を特定する（ステップＳ４０６）。ここでの処理については、図４を参照しながら上記説明した通りである。
＜４．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。
例えば、上記実施形態では、測距用信号の送受信にかかる時間に基づいて測距されるものと説明したが、本発明はかかる例に限定されない。携帯機１００及び通信ユニット２００のうち一方が送信した測距用信号を他方が受信した際の受信電力に基づいて測距されてもよい。他に、測距は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用して行われてもよい。
例えば、上記実施形態では、無線通信規格としてＵＷＢを用いるものを挙げたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、無線通信規格として、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy（登録商標））、及びＷｉ－Ｆｉ（登録商標）が用いられてもよい。
例えば、上記実施形態では、本発明がスマートエントリーシステムに適用される例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明は、信号を送受信することで位置情報を取得する任意のシステムに適用可能である。例えば、携帯機、車両、スマートフォン、ドローン、家、及び家電製品等うち任意の２つの装置を含むペアに、本発明は適用可能である。ただし、ペアのうち一方に、少なくとも３つの無線通信部が備えられる。そして、ペアのうち一方が他方の位置情報を取得する。なお、ペアは、２つの同じ種類の装置を含んでいてもよいし、２つの異なる種類の装置を含んでいてもよい。
なお、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記録媒体（非一時的な媒体：non-transitory media）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。上記記録媒体は、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、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
１：システム、１００：携帯機、１１０：無線通信部、１２０：記憶部、１３０：制御部、２００：通信ユニット、２０２：車両、２１０：無線通信部、２２０：記憶部、２３０：制御部

Claims (8)

  1. 他の通信装置との間で無線通信を行う複数の無線通信部と、
    複数の前記無線通信部のうち少なくとも３つの前記無線通信部の各々により行われた無線通信の結果に従って得られた、少なくとも３つの前記無線通信部の各々と前記他の通信装置との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定する制御部、
    を備え、
    前記制御部は、複数の前記無線通信部の各々により行われた無線通信の結果に従って得られた複数の前記測距結果に基づいて、少なくとも３つの前記無線通信部を選択し、選択した少なくとも３つの前記無線通信部の各々と前記他の通信装置との間の距離を示す少なくとも３つの前記測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定し、
    少なくとも３つの前記無線通信部を選択することは、前記測距結果の時系列推移に基づいて判定された前記他の通信装置が存在すると想定される位置に整合する距離を示す前記測距結果が得られた無線通信を行った前記無線通信部を選択することを含む、
    通信装置。
  2. 少なくとも３つの前記無線通信部を選択することは、前記測距結果により示される前記他の通信装置との間の距離が小さい順に、前記無線通信部を少なくとも３つ選択することを含む、請求項１に記載の通信装置。
  3. 少なくとも３つの前記無線通信部を選択する際に大小が比較される前記距離は、前記無線通信部毎に繰り返し行われた無線通信の結果に従って得られた複数の前記測距結果により示される複数の距離のうち最小値である、請求項２に記載の通信装置。
  4. 前記制御部は、複数の前記無線通信部のうち選択した少なくとも３つの前記無線通信部以外の前記無線通信部による無線通信を停止する、請求項１～３のいずれか一項に記載の通信装置。
  5. 前記通信装置は、車両に搭載され、
    前記他の通信装置は、前記車両のユーザに携帯して使用される装置である、請求項１～４のいずれか一項に記載の通信装置。
  6. 通信装置であって、
    他の通信装置に設けられた複数の他の無線通信部の各々との間で無線通信を行う無線通信部と、
    前記無線通信部と少なくとも３つの前記他の無線通信部との間で行われた無線通信の結果に従って得られた、前記通信装置と少なくとも３つの前記他の無線通信部の各々との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定する制御部、
    を備え、
    前記制御部は、前記無線通信部により行われた無線通信の結果に従って得られた複数の前記測距結果に基づいて、少なくとも３つの前記他の無線通信部を選択し、選択した少なくとも３つの前記他の無線通信部の各々と前記通信装置との間の距離を示す少なくとも３つの前記測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定し、
    少なくとも３つの前記他の無線通信部を選択することは、前記測距結果の時系列推移に基づいて判定された前記他の通信装置が存在すると想定される位置に整合する距離を示す前記測距結果が得られた無線通信を行った前記他の無線通信部を選択することを含む、
    通信装置。
  7. 他の通信装置との間で無線通信を行う複数の無線通信部のうち少なくとも３つの前記無線通信部の各々により行われた無線通信の結果に従って得られた、少なくとも３つの前記無線通信部の各々と前記他の通信装置との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定すること、
    を含み、
    前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定することは、
    複数の前記無線通信部の各々により行われた無線通信の結果に従って得られた複数の前記測距結果に基づいて、少なくとも３つの前記無線通信部を選択することと、
    選択した少なくとも３つの前記無線通信部の各々と前記他の通信装置との間の距離を示す少なくとも３つの前記測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定することと、
    を含み、
    少なくとも３つの前記無線通信部を選択することは、前記測距結果の時系列推移に基づいて判定された前記他の通信装置が存在すると想定される位置に整合する距離を示す前記測距結果が得られた無線通信を行った前記無線通信部を選択することを含む、
    位置特定方法。
  8. 他の通信装置に設けられた複数の他の無線通信部の各々との間で無線通信を行う無線通信部と少なくとも３つの前記他の無線通信部との間で行われた無線通信の結果に従って得られた、前記無線通信部と少なくとも３つの前記他の無線通信部の各々との間の距離を示す少なくとも３つの測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定すること、
    を含み、
    前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定することは、
    前記無線通信部により行われた無線通信の結果に従って得られた複数の前記測距結果に基づいて、少なくとも３つの前記他の無線通信部を選択することと、
    選択した少なくとも３つの前記他の無線通信部の各々と前記通信装置との間の距離を示す少なくとも３つの前記測距結果に基づいて、前記他の通信装置が存在する位置を示す位置情報を特定することと、を含み、
    少なくとも３つの前記他の無線通信部を選択することは、前記測距結果の時系列推移に基づいて判定された前記他の通信装置が存在すると想定される位置に整合する距離を示す前記測距結果が得られた無線通信を行った前記他の無線通信部を選択することを含む、
    位置特定方法。

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