JP7380156B2 - Mobile terminal distance estimation system and in-vehicle system - Google Patents

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本開示は、携帯端末から車両に搭載されている車載通信機までの信号の伝播時間に基づいて、車載通信機から携帯端末までの距離を推定する携帯端末距離推定システム、および、車載システムに関する。 The present disclosure relates to a mobile terminal distance estimating system and an in-vehicle system that estimate a distance from an in-vehicle communication device to a mobile terminal based on a propagation time of a signal from the mobile terminal to an in-vehicle communication device installed in a vehicle.

位置が既知の3以上の車載通信機がスマートフォン等の携帯端末と無線通信を行うことで各車載通信機から携帯端末までの距離を特定する方法が提案されている。また、各車載通信機から携帯端末までの距離に基づいて携帯端末の位置を推定する方法も知られている。車載通信機から携帯端末までの距離は、例えば、計測された電波の伝播時間(換言すれば飛行時間)に電波の速度を乗じることで算出される。なお、電波の伝播時間を用いた測位方式としては、TOA(Time Of Arrival)方式や、TDOA(Time Difference Of Arrival)方式などがある。 A method has been proposed in which three or more vehicle-mounted communication devices whose positions are known perform wireless communication with a mobile terminal such as a smartphone, thereby specifying the distance from each vehicle-mounted communication device to the mobile terminal. Furthermore, a method of estimating the position of a mobile terminal based on the distance from each in-vehicle communication device to the mobile terminal is also known. The distance from the in-vehicle communication device to the mobile terminal is calculated, for example, by multiplying the measured propagation time (in other words, flight time) of the radio wave by the speed of the radio wave. Note that positioning methods using the propagation time of radio waves include the TOA (Time Of Arrival) method and the TDOA (Time Difference Of Arrival) method.

特許文献1には車載システムと携帯端末とがUWB(Ultra Wide Band)通信可能に構成されており、車載システムが、UWB通信で用いられるインパルス信号を送信してから携帯端末からの応答信号を受信するまでの時間(以降、ラウンドトリップ時間)に基づいて車両に対する携帯端末の距離を推定する構成が開示されている。 In Patent Document 1, an in-vehicle system and a mobile terminal are configured to enable UWB (Ultra Wide Band) communication, and the in-vehicle system transmits an impulse signal used in UWB communication and then receives a response signal from the mobile terminal. A configuration is disclosed in which the distance of the mobile terminal to the vehicle is estimated based on the time it takes to reach the vehicle (hereinafter referred to as round trip time).

特許第6093647号公報Patent No. 6093647

特許文献1に開示されているように携帯端末-車載通信機間のインパルス信号の伝播時間を用いて、車両に対する携帯端末の相対位置を推定する場合、伝播時間の計測誤差が車載通信機から携帯端末までの距離(ひいては位置)の推定精度に与える影響が大きい。具体的には、伝播時間が1ナノ秒ずれるだけで、車載通信機から携帯端末までの推定距離が30センチずれてしまう。 As disclosed in Patent Document 1, when estimating the relative position of the mobile terminal with respect to the vehicle using the propagation time of an impulse signal between the mobile terminal and the in-vehicle communication device, the measurement error of the propagation time is caused by the difference between the in-vehicle communication device and the mobile device. This has a large impact on the accuracy of estimating the distance (and therefore location) to the terminal. Specifically, if the propagation time shifts by just 1 nanosecond, the estimated distance from the in-vehicle communication device to the mobile terminal will shift by 30 centimeters.

伝播時間は、携帯端末および車載通信機の一方がインパルス信号を送信してから他方がインパルス信号を受信したことを検出するまでの時間である。インパルス信号を受信したことを検出する処理は、受信信号の強度が閾値を超えたことを検出する処理である。 The propagation time is the time from when one of the mobile terminal and the in-vehicle communication device transmits an impulse signal until the other detects that the impulse signal has been received. The process of detecting that an impulse signal has been received is a process of detecting that the strength of the received signal exceeds a threshold value.

受信信号の強度が閾値を超える時刻と、受信信号の強度がピークとなる時刻との間には時間差がある。受信信号の検出時刻と、受信信号のピーク時刻との時間差が大きいと、距離の誤差が大きくなってしまう。 There is a time difference between the time when the strength of the received signal exceeds the threshold and the time when the strength of the received signal reaches its peak. If the time difference between the detection time of the received signal and the peak time of the received signal is large, the distance error will become large.

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、精度よく携帯端末までの距離を推定することができる携帯端末距離推定システム、および車載システムを提供することにある。 The present disclosure has been made based on this situation, and its purpose is to provide a mobile terminal distance estimation system and an in-vehicle system that can accurately estimate the distance to a mobile terminal. be.

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。 The object is achieved by the combination of features recited in the independent claims, and the subclaims define further advantageous embodiments. The numerals in parentheses described in the claims indicate correspondence with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and do not limit the disclosed technical scope.

上記目的を達成するための携帯端末距離推定システムに係る1つの開示は、
車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により応答要求信号を受信し、かつ、応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
携帯端末は、応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答要求信号を受信した時刻とし、
車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
車載通信機および携帯端末は、超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機および携帯端末は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、車載通信機および携帯端末は、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送受信し、
携帯端末および車載通信機は、広帯域化された周波数帯域を、携帯端末および車載通信機が位置する国に基づいて決定し、
ユーザが国を入力するための入力装置(27)を備え、
携帯端末および車載通信機は、入力装置から入力された情報に基づいて国を決定する。
上記目的を達成するための携帯端末距離推定システムに係る1つの開示は、
車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により応答要求信号を受信し、かつ、応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
携帯端末は、応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答要求信号を受信した時刻とし、
車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
車載通信機および携帯端末は、超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機および携帯端末は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、車載通信機および携帯端末は、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送受信し、
携帯端末および車載通信機は、広帯域化された周波数帯域を、携帯端末および車載通信機が位置する国に基づいて決定し、
携帯端末または車載通信機の位置を検出する位置検出部(29)を備え、
携帯端末および車載通信機は、位置検出部が検出した位置をもとに国を決定する。
上記目的を達成するための携帯端末距離推定システムに係る1つの開示は、
車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により応答要求信号を受信し、かつ、応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
携帯端末は、応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答要求信号を受信した時刻とし、
車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
車載通信機および携帯端末は、超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機および携帯端末は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、車載通信機および携帯端末は、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送受信し、
車載通信機および携帯端末は、通信周波数を広帯域化する場合、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化し、
距離推定部は、周期的に距離を推定し、
広帯域化条件が成立したかどうかを判断する距離は、距離推定部が推定した最新の距離である。
上記目的を達成するための携帯端末距離推定システムに係る1つの開示は、
車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により応答要求信号を受信し、かつ、応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
携帯端末は、応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答要求信号を受信した時刻とし、
車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
車載通信機および携帯端末は、超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機および携帯端末は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、車載通信機および携帯端末は、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送受信し、
車載通信機および携帯端末は、通信周波数を広帯域化する場合、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化し、
距離推定部を第1距離推定部とし、
携帯端末と車載通信機との間の距離を、ラウンドトリップ時間とは別の手段により推定する第2距離推定部を備え、
広帯域化条件が成立したかどうかを判断する距離は、第2距離推定部が推定した距離である。
上記目的を達成するための携帯端末距離推定システムに係る1つの開示は、
車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により応答要求信号を受信し、かつ、応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
携帯端末は、応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答要求信号を受信した時刻とし、
車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
車載通信機および携帯端末は、超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機および携帯端末は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、車載通信機および携帯端末は、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送受信し、
ラウンドトリップ時間を補正する補正時間(ΔT)を算出するための通信である場合に、広帯域化条件が成立したとし、
車載通信機は、広帯域化された周波数帯および広帯域化された周波数帯に比べて相対的に狭帯域である周波数帯で、連続して、時間幅を相互に異ならせた応答要求信号を送信し、
携帯端末は、広帯域化された周波数帯および狭帯域である周波数帯で、それぞれ応答要求信号を受信した場合に、それぞれ、応答信号を送信し、
広帯域化された周波数帯を用いて算出したラウンドトリップ時間と、狭帯域である周波数帯を用いて算出したラウンドトリップ時間との差を補正時間として算出する補正時間算出部(F4)を備え、
距離推定部は、狭帯域である周波数帯でラウンドトリップ時間を算出した場合、ラウンドトリップ時間に補正時間を加えた時間をもとに、携帯端末までの距離を推定する。
One disclosure related to a mobile terminal distance estimation system for achieving the above purpose is as follows:
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives a response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to an in-vehicle communication device when the response request signal is received;
A distance estimation unit (F5) that estimates the distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal based on the round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. ) A mobile terminal distance estimation system comprising:
The mobile terminal determines the time when the reception strength of the response request signal exceeds the detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device determines the time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold as the time when the response signal is received.
In-vehicle communication devices and mobile terminals have variable frequency bands for ultra-wideband communication.
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than the high frequency possible distance,
When it is determined that the wideband conditions are met, the in-vehicle communication device and mobile terminal transmit impulses with a shorter time width and a steeper rise in the waveform by making the communication frequency wider than when the wideband conditions are not met. send and receive signals ,
The mobile terminal and in-vehicle communication device determine the broadband frequency band based on the country where the mobile terminal and in-vehicle communication device are located,
comprising an input device (27) for a user to input a country;
The mobile terminal and the in-vehicle communication device determine the country based on information input from the input device .
One disclosure related to a mobile terminal distance estimation system for achieving the above purpose is as follows:
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives a response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to an in-vehicle communication device when the response request signal is received;
A distance estimation unit (F5) that estimates the distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal based on the round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. ) A mobile terminal distance estimation system comprising:
The mobile terminal determines the time when the reception strength of the response request signal exceeds the detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device determines the time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold as the time when the response signal is received.
In-vehicle communication devices and mobile terminals have variable frequency bands for ultra-wideband communication.
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than the high frequency possible distance,
When it is determined that the wideband conditions are met, the in-vehicle communication device and mobile terminal transmit impulses with a shorter time width and a steeper rise in the waveform by making the communication frequency wider than when the wideband conditions are not met. send and receive signals,
The mobile terminal and in-vehicle communication device determine the broadband frequency band based on the country where the mobile terminal and in-vehicle communication device are located,
Equipped with a position detection unit (29) that detects the position of the mobile terminal or in-vehicle communication device,
The mobile terminal and the in-vehicle communication device determine the country based on the position detected by the position detection unit.
One disclosure related to a mobile terminal distance estimation system for achieving the above purpose is as follows:
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives a response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to an in-vehicle communication device when the response request signal is received;
A distance estimation unit (F5) that estimates the distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal based on the round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. ) A mobile terminal distance estimation system comprising:
The mobile terminal determines the time when the reception strength of the response request signal exceeds the detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device determines the time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold as the time when the response signal is received.
In-vehicle communication devices and mobile terminals have variable frequency bands for ultra-wideband communication.
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than the high frequency possible distance,
When it is determined that the wideband conditions are met, the in-vehicle communication device and mobile terminal transmit impulses with a shorter time width and a steeper rise in the waveform by making the communication frequency wider than when the wideband conditions are not met. send and receive signals,
When in-vehicle communication devices and mobile terminals widen the communication frequency, they shift the frequency band to a higher frequency band to widen the frequency band.
The distance estimator periodically estimates the distance,
The distance used to determine whether the broadbanding condition is satisfied is the latest distance estimated by the distance estimator.
One disclosure related to a mobile terminal distance estimation system for achieving the above purpose is as follows:
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives a response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to an in-vehicle communication device when the response request signal is received;
A distance estimation unit (F5) that estimates the distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal based on the round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. ) A mobile terminal distance estimation system comprising:
The mobile terminal determines the time when the reception strength of the response request signal exceeds the detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device determines the time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold as the time when the response signal is received.
In-vehicle communication devices and mobile terminals have variable frequency bands for ultra-wideband communication.
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than the high frequency possible distance,
When it is determined that the wideband conditions are met, the in-vehicle communication device and mobile terminal transmit impulses with a shorter time width and a steeper rise in the waveform by making the communication frequency wider than when the wideband conditions are not met. send and receive signals,
When in-vehicle communication devices and mobile terminals widen the communication frequency, they shift the frequency band to a higher frequency band to widen the frequency band.
The distance estimator is a first distance estimator,
comprising a second distance estimation unit that estimates the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device by a means different from the round trip time;
The distance used to determine whether the broadbanding condition is satisfied is the distance estimated by the second distance estimator.
One disclosure related to a mobile terminal distance estimation system for achieving the above purpose is as follows:
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives a response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to an in-vehicle communication device when the response request signal is received;
A distance estimation unit (F5) that estimates the distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal based on the round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. ) A mobile terminal distance estimation system comprising:
The mobile terminal determines the time when the reception strength of the response request signal exceeds the detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device determines the time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold as the time when the response signal is received.
In-vehicle communication devices and mobile terminals have variable frequency bands for ultra-wideband communication.
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than the high frequency possible distance,
When it is determined that the wideband conditions are met, the in-vehicle communication device and mobile terminal transmit impulses with a shorter time width and a steeper rise in the waveform by making the communication frequency wider than when the wideband conditions are not met. send and receive signals,
If the communication is for calculating the correction time (ΔT) for correcting the round trip time, it is assumed that the broadband conditions are satisfied,
The in-vehicle communication device continuously transmits response request signals with different time widths in a wideband frequency band and a frequency band that is relatively narrow compared to the wideband frequency band. ,
When the mobile terminal receives a response request signal in a wide frequency band and a narrow frequency band, the mobile terminal transmits a response signal, respectively.
A correction time calculation unit (F4) that calculates a difference between a round trip time calculated using a wide frequency band and a round trip time calculated using a narrow frequency band as a correction time,
When the round trip time is calculated in a narrow frequency band, the distance estimation unit estimates the distance to the mobile terminal based on the round trip time plus the correction time.

インパルス信号の波形の立ち上がりが急峻である方が、受信信号としてインパルス信号において、検出閾値を超えた時点と、受信信号のピーク時点との時間差が短くなる。しかし、インパルス信号の立ち上がりを急峻にするためには、インパルス信号が使う周波数帯域を広くする必要がある。そこで、広帯域化条件が成立した場合に限り、通信周波数を広帯域化することで、波形の立ち上がりを急峻にする。このようにすることで、法規制を遵守しつつ、精度よく携帯端末までの距離を推定することができる。 The steeper the rise of the waveform of the impulse signal, the shorter the time difference between the point in time when the impulse signal exceeds the detection threshold and the point in time at the peak of the received signal. However, in order to make the rise of the impulse signal steep, it is necessary to widen the frequency band used by the impulse signal. Therefore, by widening the communication frequency only when the wideband conditions are met, the rise of the waveform is made steeper. By doing so, it is possible to accurately estimate the distance to the mobile terminal while complying with laws and regulations.

上記目的を達成するための車載システムは、上記携帯端末距離推定システムが備えることができる車載システムである。すなわち、その車載システムは、
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信されたインパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送信し、
車載通信機は、広帯域化された周波数帯域を、車載通信機が位置する国に基づいて決定し、
ユーザが国を入力するための入力装置を備え、
車載通信機は、入力装置から入力された情報に基づいて国を決定する。
その車載システムは、
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信されたインパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送信し、
車載通信機は、広帯域化された周波数帯域を、車載通信機が位置する国に基づいて決定し、
携帯端末または車載通信機の位置を検出する位置検出部を備え、
車載通信機は、位置検出部が検出した位置をもとに国を決定する。
その車載システムは、
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信されたインパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送信し、
車載通信機は、通信周波数を広帯域化する場合、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化し、
距離推定部は、周期的に距離を推定し、
広帯域化条件が成立したかどうかを判断する距離は、距離推定部が推定した最新の距離である。
その車載システムは、
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信されたインパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送信し、
車載通信機は、通信周波数を広帯域化する場合、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化し、
距離推定部を第1距離推定部とし、
携帯端末と車載通信機との間の距離を、ラウンドトリップ時間とは別の手段により推定する第2距離推定部を備え、
広帯域化条件が成立したかどうかを判断する距離は、第2距離推定部が推定した距離である。
その車載システムは、
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
車載通信機が、応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信されたインパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、車載通信機と携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、応答信号を受信した時刻とし、
超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
車載通信機は、距離推定部が推定した携帯端末と車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号を送信し、
ラウンドトリップ時間を補正する補正時間(ΔT)を算出するための通信である場合に、広帯域化条件が成立したとし、
車載通信機は、広帯域化された周波数帯および広帯域化された周波数帯に比べて相対的に狭帯域である周波数帯で、連続して、時間幅を相互に異ならせた応答要求信号を送信し、
車載通信機は、広帯域化された周波数帯および狭帯域である周波数帯で、それぞれ応答要求信号を携帯端末が受信した場合に、携帯端末からそれぞれ、送信される応答信号を受信し、
広帯域化された周波数帯を用いて算出したラウンドトリップ時間と、狭帯域である周波数帯を用いて算出したラウンドトリップ時間との差を補正時間として算出する補正時間算出部(F4)を備え、
距離推定部は、狭帯域である周波数帯でラウンドトリップ時間を算出した場合、ラウンドトリップ時間に補正時間を加えた時間をもとに、携帯端末までの距離を推定する。
An in-vehicle system for achieving the above object is an in-vehicle system that can be included in the mobile terminal distance estimation system. In other words, the in-vehicle system is
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
The in-vehicle communication device and An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance to a mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to the high frequency possible distance,
If it is determined that the wideband condition is satisfied, the communication frequency is made wider than when the wideband condition is not satisfied, and an impulse signal with a shorter time width and a steeper rise of the waveform is transmitted .
The in-vehicle communication device determines the broadband frequency band based on the country where the in-vehicle communication device is located,
an input device for a user to input a country;
The in-vehicle communication device determines the country based on information input from the input device .
The in-vehicle system is
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
The in-vehicle communication device and An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance to a mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to the high frequency possible distance,
If it is determined that the wideband condition is satisfied, the communication frequency is made wider than when the wideband condition is not satisfied, and an impulse signal with a shorter time width and a steeper rise of the waveform is transmitted.
The in-vehicle communication device determines the broadband frequency band based on the country where the in-vehicle communication device is located,
Equipped with a position detection unit that detects the position of a mobile terminal or in-vehicle communication device,
The in-vehicle communication device determines the country based on the position detected by the position detection unit.
The in-vehicle system is
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
The in-vehicle communication device and An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance to a mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to the high frequency possible distance,
If it is determined that the wideband condition is satisfied, the communication frequency is made wider than when the wideband condition is not satisfied, and an impulse signal with a shorter time width and a steeper rise of the waveform is transmitted.
When in-vehicle communication equipment widens the communication frequency, it shifts the frequency band to a higher frequency band to widen the frequency band.
The distance estimator periodically estimates the distance,
The distance used to determine whether the broadbanding condition is satisfied is the latest distance estimated by the distance estimator.
The in-vehicle system is
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
The in-vehicle communication device and An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance to a mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to the high frequency possible distance,
If it is determined that the wideband condition is satisfied, the communication frequency is made wider than when the wideband condition is not satisfied, and an impulse signal with a shorter time width and a steeper rise of the waveform is transmitted.
When in-vehicle communication equipment widens the communication frequency, it shifts the frequency band to a higher frequency band to widen the frequency band.
The distance estimator is a first distance estimator,
comprising a second distance estimation unit that estimates the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device by a means different from the round trip time;
The distance used to determine whether the broadbanding condition is satisfied is the distance estimated by the second distance estimator.
The in-vehicle system is
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
The in-vehicle communication device and An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance to a mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that the wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to the high frequency possible distance,
If it is determined that the wideband condition is satisfied, the communication frequency is made wider than when the wideband condition is not satisfied, and an impulse signal with a shorter time width and a steeper rise of the waveform is transmitted.
If the communication is for calculating the correction time (ΔT) for correcting the round trip time, it is assumed that the broadband conditions are satisfied,
The in-vehicle communication device continuously transmits response request signals with different time widths in a wideband frequency band and a frequency band that is relatively narrow compared to the wideband frequency band. ,
The in-vehicle communication device receives a response signal transmitted from the mobile terminal when the mobile terminal receives a response request signal in a wide frequency band and a narrow frequency band, respectively,
A correction time calculation unit (F4) that calculates a difference between a round trip time calculated using a wide frequency band and a round trip time calculated using a narrow frequency band as a correction time,
When the round trip time is calculated in a narrow frequency band, the distance estimation unit estimates the distance to the mobile terminal based on the round trip time plus the correction time.

デジタルキーシステムの全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a digital key system. スマートフォン2の内部構成の一部を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a part of the internal configuration of the smartphone 2. FIG. 車載システム1の構成を説明するブロック図である。1 is a block diagram illustrating the configuration of an in-vehicle system 1. FIG. UWB通信機12の取り付け位置の一例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the mounting position of the UWB communication device 12. FIG. スマートECU11およびUWB通信機12の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a smart ECU 11 and a UWB communication device 12. FIG. UWB通信機12が備える送信回路311の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing the configuration of a transmitting circuit 311 included in the UWB communication device 12. FIG. UWB通信機12が備える受信回路322の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing the configuration of a receiving circuit 322 included in the UWB communication device 12. FIG. ラウンドトリップ時間Tpを説明する図である。It is a figure explaining round trip time Tp. 車両Hvからスマートフォン2へのインパルス信号の送受信を示す図である。2 is a diagram showing transmission and reception of impulse signals from the vehicle Hv to the smartphone 2. FIG. スマートフォン2から車両Hvへのインパルス信号の送受信を示す図である。It is a diagram showing transmission and reception of impulse signals from the smartphone 2 to the vehicle Hv. 位置推定処理においてスマートECU11が実行する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which smart ECU11 performs in a position estimation process.

以下、本開示の携帯端末距離推定システムを、図を用いて説明する。以下の実施形態では、携帯端末距離推定システムの機能を備えるデジタルキーシステムを説明する。図1に示すように、実施形態のデジタルキーシステムは、車両Hvに搭載された車載システム1と、当該車両Hvのユーザによって携帯される携帯端末であるスマートフォン2とを備えている。 Hereinafter, the mobile terminal distance estimating system of the present disclosure will be explained using figures. In the following embodiments, a digital key system having the functions of a mobile terminal distance estimation system will be described. As shown in FIG. 1, the digital key system of the embodiment includes an in-vehicle system 1 mounted on a vehicle Hv, and a smartphone 2 that is a mobile terminal carried by a user of the vehicle Hv.

〔全体の概要〕
スマートフォン2は車載システム1に対するデジタルキーとして機能する。スマートフォン2がデジタルキーとして機能するためには、車載システム1によって認証されるデジタルキー情報を、車載システム1に送信する必要がある。スマートフォン2は、デジタルキー情報を、事前にサーバなどから取得して記憶している。
[Overview]
The smartphone 2 functions as a digital key for the in-vehicle system 1. In order for the smartphone 2 to function as a digital key, it is necessary to transmit digital key information authenticated by the in-vehicle system 1 to the in-vehicle system 1. The smartphone 2 acquires and stores digital key information in advance from a server or the like.

デジタルキー情報は有効期限があり、有効期限内であれば車載システム1は、スマートフォン2による車載装置の操作を許可する。ただし、車載システム1がスマートフォン2による車載装置の操作を許可する条件は、デジタルキー情報が認証できることのみではない。車両Hvに対するスマートフォン2の位置あるいは距離も条件とする。したがって、車載システム1はスマートフォン2の距離あるいは位置を決定する。 The digital key information has an expiration date, and within the expiration date, the in-vehicle system 1 allows the smartphone 2 to operate the in-vehicle device. However, the condition for the in-vehicle system 1 to permit the smartphone 2 to operate the in-vehicle device is not only that the digital key information can be authenticated. The position or distance of the smartphone 2 with respect to the vehicle Hv is also a condition. Therefore, the in-vehicle system 1 determines the distance or position of the smartphone 2.

車載システム1がスマートフォン2の距離あるいは位置を決定するために、車載システム1とスマートフォン2との間の電波を利用する。具体的には、電波の伝播時間を利用する。伝播時間を精度よく測定するために、車載システム1とスマートフォン2は、UWB-IR(Ultra Wide Band - Impulse Radio)方式の無線通信(以降、UWB通信)を実施可能に構成されている。すなわち、車載システム1とスマートフォン2はUWB通信で使用されるインパルス状の電波(以降、インパルス信号)を送受信可能に構成されている。UWB通信で用いられるインパルス信号とは、パルス幅が極短時間(たとえば2ナノ秒)であって、かつ、500MHz程度あるいはそれ以上の帯域幅(つまり超広帯域幅)を有する信号である。なお、UWB通信は超広帯域通信と呼ばれることもある。 In order for the in-vehicle system 1 to determine the distance or position of the smartphone 2, radio waves between the in-vehicle system 1 and the smartphone 2 are used. Specifically, the propagation time of radio waves is used. In order to accurately measure the propagation time, the in-vehicle system 1 and the smartphone 2 are configured to be able to perform UWB-IR (Ultra Wide Band - Impulse Radio) wireless communication (hereinafter referred to as UWB communication). That is, the in-vehicle system 1 and the smartphone 2 are configured to be able to transmit and receive impulse-like radio waves (hereinafter referred to as impulse signals) used in UWB communication. The impulse signal used in UWB communication is a signal that has an extremely short pulse width (for example, 2 nanoseconds) and a bandwidth of about 500 MHz or more (that is, ultra-wide bandwidth). Note that UWB communication is sometimes called ultra-wideband communication.

UWB通信に利用できる周波数帯(以降、UWB帯)は、法規により定められている。たとえば、3.2GHz~10.6GHzや、3.4GHz~4.8GHz、7.25GHz~10.6GHz、22GHz~29GHz等が規定されている。 Frequency bands that can be used for UWB communication (hereinafter referred to as UWB bands) are determined by laws and regulations. For example, 3.2 GHz to 10.6 GHz, 3.4 GHz to 4.8 GHz, 7.25 GHz to 10.6 GHz, 22 GHz to 29 GHz, etc. are specified.

日本では、2種類のUWB帯が規定されている。これら2種類のUWB帯のうち、相対的に低いUWB帯(以下、低UWB帯)は3.4~4.8GHzである。高い側のUWB帯(以下、高UWB帯)は7.25~10.25GHzである。低周波数帯域である低UWB帯の帯域幅は1.4GHzであるのに対して、高周波数帯域である高UWB帯の帯域幅は3GHzであり、高UWB帯の方が広帯域である。インパルス信号に使用される周波数帯は、当該車両Hvが使用される国に応じて適宜選定されればよい。本実施形態におけるインパルス信号は、日本で使用可能な上記2種類の周波数帯で送受信される。 In Japan, two types of UWB bands are specified. Of these two types of UWB bands, the relatively lower UWB band (hereinafter referred to as low UWB band) is 3.4 to 4.8 GHz. The higher UWB band (hereinafter referred to as high UWB band) is 7.25 to 10.25 GHz. The bandwidth of the low UWB band, which is a low frequency band, is 1.4 GHz, whereas the bandwidth of the high UWB band, which is a high frequency band, is 3 GHz, and the high UWB band is wider. The frequency band used for the impulse signal may be appropriately selected depending on the country in which the vehicle Hv is used. The impulse signal in this embodiment is transmitted and received using the above two types of frequency bands that can be used in Japan.

UWB-IR通信の変調方式としては、パルスの発生位置で変調を行うPPM(pulse position modulation)方式など、多様なものを採用可能である。具体的には、オンオフ変調(OOK:On Off Keying)方式や、パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)、パルス振幅変調(PAM:Pulse-Amplitude Modulation)方式、パルス符号変調(PCM:Pulse-Code Modulation)などを採用可能である。なお、オンオフ変調方式はインパルス信号の存在/欠如によって情報(たとえば0と1)を表現する方式であり、パルス幅変調方式はパルス幅によって情報を表現する方式である。パルス振幅変調方式は、インパルス信号の振幅によって情報を表現する方式である。パルス符号変調方式はパルスの組み合わせによって情報を表現する方式である。 Various modulation methods can be used for UWB-IR communication, such as a PPM (pulse position modulation) method that performs modulation at the pulse generation position. Specifically, On Off Keying (OOK), Pulse Width Modulation (PWM), Pulse-Amplitude Modulation (PAM), and Pulse-Code Modulation (PCM) are used. Modulation) etc. can be adopted. Note that the on-off modulation method is a method for expressing information (for example, 0 and 1) by the presence/absence of an impulse signal, and the pulse width modulation method is a method for expressing information by the pulse width. The pulse amplitude modulation method is a method for expressing information by the amplitude of an impulse signal. The pulse code modulation method is a method that expresses information by a combination of pulses.

また、本実施形態の車載システム1とスマートフォン2は、第2の通信方式として、Bluetooth Low Energy(Bluetoothは登録商標)規格に準拠した無線通信(以降、BLE通信)も実施可能に構成されている。なお、第1の通信方式とは前述のUWB通信を指す。第2の通信方式としては、Bluetooth Low Energy以外にも、たとえばWi-Fi(登録商標)、ZigBee(登録商標)等、通信距離を10メートル程度に設定可能な多様な近距離無線通信方式を採用可能である。第2の通信方式は、たとえば、数メートル~数10メートル程度の通信距離を提供可能なものであればよい。以降では、UWB通信の信号とBLE通信の信号とを区別するために、BLE規格に準拠した無線信号のことをBLE信号とも記載する。以下、車載システム1、およびスマートフォン2の具体的な構成について順に説明する。 In addition, the in-vehicle system 1 and the smartphone 2 of this embodiment are configured to be able to perform wireless communication (hereinafter referred to as BLE communication) based on the Bluetooth Low Energy (Bluetooth is a registered trademark) standard as a second communication method. . Note that the first communication method refers to the above-mentioned UWB communication. In addition to Bluetooth Low Energy, the second communication method employs various short-range wireless communication methods such as Wi-Fi (registered trademark) and ZigBee (registered trademark), which can set the communication distance to about 10 meters. It is possible. The second communication method may be one that can provide a communication distance of, for example, several meters to several tens of meters. Hereinafter, in order to distinguish between a UWB communication signal and a BLE communication signal, a wireless signal compliant with the BLE standard will also be referred to as a BLE signal. Hereinafter, the specific configurations of the in-vehicle system 1 and the smartphone 2 will be explained in order.

〔スマートフォン2の構成〕
まず、スマートフォン2の構成および作動について説明する。スマートフォン2は、図2に示すように、UWB通信部21、BLE通信部22、広域通信部23、GNSS受信器24、端末記憶部25、通知部26、入力装置27および端末側制御部28を備える。端末側制御部28は、UWB通信部21、BLE通信部22、広域通信部23、GNSS受信器24、端末記憶部25、通知部26、入力装置27のそれぞれと相互通信可能に接続されている。
[Configuration of smartphone 2]
First, the configuration and operation of the smartphone 2 will be explained. As shown in FIG. 2, the smartphone 2 includes a UWB communication section 21, a BLE communication section 22, a wide area communication section 23, a GNSS receiver 24, a terminal storage section 25, a notification section 26, an input device 27, and a terminal side control section 28. Be prepared. The terminal side control unit 28 is connected to each of the UWB communication unit 21, the BLE communication unit 22, the wide area communication unit 23, the GNSS receiver 24, the terminal storage unit 25, the notification unit 26, and the input device 27 so as to be able to communicate with each other. .

UWB通信部21は、UWBのインパルス信号を送受信するための通信モジュールである。UWB通信部21は、端末側制御部28から入力されたベースバンド信号に合わせたインパルス信号をUWB通信により送信する。UWB通信部21の構成は、後述するUWB通信機12と同じである。また、UWB通信部21は、車載システム1から送信された複数のインパルス信号からなるパルス系列信号を受信すると、受信した信号からベースバンド信号を復元する。そして、ベースバンド信号を端末側制御部28に出力する。 The UWB communication unit 21 is a communication module for transmitting and receiving UWB impulse signals. The UWB communication unit 21 transmits an impulse signal matching the baseband signal input from the terminal side control unit 28 by UWB communication. The configuration of the UWB communication unit 21 is the same as that of the UWB communication device 12 described later. Further, upon receiving a pulse sequence signal made up of a plurality of impulse signals transmitted from the in-vehicle system 1, the UWB communication unit 21 restores a baseband signal from the received signal. Then, the baseband signal is output to the terminal side control section 28.

BLE通信部22は、BLE通信を実施するための通信モジュールである。BLE通信部22は、車両Hvから送信されたBLE信号を受信して端末側制御部28に提供するとともに、端末側制御部28から入力されたデータを変調して車両Hvに送信する。 The BLE communication unit 22 is a communication module for implementing BLE communication. The BLE communication unit 22 receives the BLE signal transmitted from the vehicle Hv and provides it to the terminal-side control unit 28, and also modulates data input from the terminal-side control unit 28 and transmits the modulated data to the vehicle Hv.

広域通信部23は、公衆通信回線網を利用した広域通信が可能な通信部である。広域通信部23は、広域通信部31と通信することができる。GNSS受信器24は、衛星航法システムであるGNSS(Global Navigation Satellite System)が備える航法衛星が送信する航法信号を受信し、受信した航法信号に基づいて現在位置を逐次算出する。端末記憶部25は書き込み可能な不揮発性のメモリである。端末記憶部25には、サーバから送信されたデジタルキー情報が記憶される。通知部26は、表示部およびスピーカの一方または両方である。通知部26からは、種々の通知が出力される。入力装置27は、表示部の表示面に重畳されたタッチパネルである。 The wide area communication unit 23 is a communication unit capable of wide area communication using a public communication network. The wide area communication section 23 can communicate with the wide area communication section 31. The GNSS receiver 24 receives navigation signals transmitted by navigation satellites included in GNSS (Global Navigation Satellite System), which is a satellite navigation system, and sequentially calculates the current position based on the received navigation signals. The terminal storage unit 25 is a writable nonvolatile memory. The terminal storage unit 25 stores digital key information transmitted from the server. The notification section 26 is one or both of a display section and a speaker. The notification unit 26 outputs various notifications. The input device 27 is a touch panel superimposed on the display surface of the display unit.

端末側制御部28は、たとえばCPU、RAM、およびROM等を備えた、コンピュータを用いて実現されている。端末側制御部28は、UWB通信部21から応答要求信号を示す受信データが入力されると、応答要求信号に応答する応答信号に相当するベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をUWB通信部21に出力する。端末側制御部28がUWB通信部21に出力したベースバンド信号は、UWB通信部21にて変調され、応答電波として送信される。 The terminal side control unit 28 is realized using a computer including, for example, a CPU, a RAM, a ROM, and the like. When receiving data indicating a response request signal is input from the UWB communication unit 21, the terminal side control unit 28 generates a baseband signal corresponding to a response signal in response to the response request signal, and transmits this baseband signal to the UWB communication. It is output to section 21. The baseband signal outputted by the terminal-side control unit 28 to the UWB communication unit 21 is modulated by the UWB communication unit 21 and transmitted as a response radio wave.

端末側制御部28は位置検出部29を備える。位置検出部29は、GNSS受信器24から現在位置を取得することで、スマートフォン2の現在位置を検出する。 The terminal side control section 28 includes a position detection section 29 . The position detection unit 29 detects the current position of the smartphone 2 by acquiring the current position from the GNSS receiver 24.

〔車載システム1〕
車載システム1は、スマートフォン2と所定の周波数帯の電波を用いた無線通信を実施することで、スマートフォン2の位置に応じた所定の車両制御を実施するパッシブ・エントリ・パッシブ・スタートシステム(以降、PEPSシステム)を実現する。
[In-vehicle system 1]
The in-vehicle system 1 is a passive entry passive start system (hereinafter referred to as "passive entry passive start system") that performs predetermined vehicle control according to the location of the smartphone 2 by performing wireless communication with the smartphone 2 using radio waves in a predetermined frequency band. PEPS system).

たとえば車載システム1は、スマートフォン2が車両Hvに対して予め設定されている作動エリア内に存在することを確認できている場合には、後述するドアボタン14に対するユーザ操作に基づいて、ドアの施錠や開錠といった制御を実行する。また、車載システム1は、スマートフォン2との無線通信によってスマートフォン2が車室内に存在することを確認できている場合には、後述するスタートボタン15に対するユーザ操作に基づいて、エンジンの始動制御を実行する。 For example, if the in-vehicle system 1 is able to confirm that the smartphone 2 is present within an operating area preset for the vehicle Hv, the in-vehicle system 1 locks the door based on the user's operation on the door button 14, which will be described later. Executes controls such as locking and unlocking. In addition, if the in-vehicle system 1 can confirm that the smartphone 2 is present in the vehicle interior through wireless communication with the smartphone 2, the in-vehicle system 1 executes engine starting control based on the user's operation on the start button 15, which will be described later. do.

作動エリアとは、当該エリア内にスマートフォン2が存在することに基づいて、車載システム1がドアの施錠や開錠といった所定の車両制御を実行するためのエリアである。たとえば、運転席用のドア付近や、助手席用のドア付近、トランクドア付近が作動エリアに設定されている。ドア付近とは、外側ドアハンドルから、所定の作動距離以内となる範囲を指す。外側ドアハンドルとは、ドアの外側面に設けられた、ドアを開閉するための把持部材を指す。作動エリアの大きさを規定する作動距離は、たとえば0.7mである。もちろん、作動距離は1mであってもよいし、1.5mであってもよい。作動距離は、防犯性の観点から2mよりも小さく設定されていることが多い。 The operation area is an area where the in-vehicle system 1 executes predetermined vehicle control such as locking and unlocking the doors based on the presence of the smartphone 2 in the area. For example, the activation area is set near the driver's seat door, the passenger seat door, and the trunk door. The vicinity of the door refers to an area within a predetermined operating distance from the outside door handle. The outer door handle refers to a gripping member provided on the outer surface of the door for opening and closing the door. The working distance that defines the size of the working area is, for example, 0.7 m. Of course, the working distance may be 1 m or 1.5 m. The working distance is often set smaller than 2 m from the viewpoint of crime prevention.

当該車載システム1は、図3に示すように、スマートECU11、複数のUWB通信機12、BLE通信機13、ドアボタン14、スタートボタン15、エンジンECU16、ボディECU17、および広域通信機19を備える。また、車載システム1は、車載アクチュエータ171、車載センサ172なども備える。なお、部材名称中のECUは、Electronic Control Unitの略であり、電子制御装置を意味する。 As shown in FIG. 3, the in-vehicle system 1 includes a smart ECU 11, a plurality of UWB communication devices 12, a BLE communication device 13, a door button 14, a start button 15, an engine ECU 16, a body ECU 17, and a wide area communication device 19. The on-vehicle system 1 also includes an on-vehicle actuator 171, an on-vehicle sensor 172, and the like. Note that ECU in the component names is an abbreviation for Electronic Control Unit and means an electronic control device.

スマートECU11は、スマートフォン2とUWB通信を実施することでドアの施開錠やエンジンの始動等の車両制御を実行するECUである。スマートECU11は、車両内に構築されている通信ネットワークを介してエンジンECU16およびボディECU17と相互通信可能に接続されている。また、スマートECU11は、UWB通信機12やBLE通信機13、ドアボタン14、スタートボタン15とも電気的に接続されている。当該スマートECU11は、たとえばコンピュータを用いて実現されている。すなわち、スマートECU11は、CPU111、フラッシュメモリ112、RAM113、I/O114、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えている。 The smart ECU 11 is an ECU that performs vehicle control such as locking and unlocking doors and starting the engine by performing UWB communication with the smartphone 2. The smart ECU 11 is connected to an engine ECU 16 and a body ECU 17 so as to be able to communicate with each other via a communication network built within the vehicle. The smart ECU 11 is also electrically connected to the UWB communication device 12, the BLE communication device 13, the door button 14, and the start button 15. The smart ECU 11 is realized using a computer, for example. That is, the smart ECU 11 includes a CPU 111, a flash memory 112, a RAM 113, an I/O 114, and a bus line connecting these components.

フラッシュメモリ112には、コンピュータをスマートECU11として機能させるためのプログラム(以降、位置推定プログラム)等が格納されている。なお、上述の位置推定プログラムは、非遷移的実体的記録媒体(non- transitory tangible storage medium)に格納されていればよい。CPU111が位置推定プログラムを実行することは、位置推定プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。スマートECU11の詳細については別途後述する。 The flash memory 112 stores a program (hereinafter referred to as a position estimation program) for making the computer function as the smart ECU 11, and the like. Note that the above-described position estimation program may be stored in a non-transitive tangible storage medium. Executing the position estimation program by the CPU 111 corresponds to executing a method corresponding to the position estimation program. Details of the smart ECU 11 will be described separately later.

UWB通信機12は、スマートフォン2とUWB通信を実施するための通信モジュールである。UWB通信機12はスマートフォン2の位置を推定するために備えられている車載通信機である。各UWB通信機12は専用の通信線または車両内ネットワークを介してスマートECU11と相互通信可能に接続されている。各UWB通信機12の動作はスマートECU11によって制御される。各UWB通信機12には、固有の通信機番号が設定されている。通信機番号は、スマートフォン2にとっての端末IDに相当する情報である。通信機番号は、複数のUWB通信機12を識別するための情報として機能する。複数のUWB通信機12の取り付け位置や電気的構成については別途後述する。 The UWB communication device 12 is a communication module for performing UWB communication with the smartphone 2. The UWB communication device 12 is an in-vehicle communication device provided for estimating the location of the smartphone 2. Each UWB communication device 12 is connected to the smart ECU 11 via a dedicated communication line or an in-vehicle network so as to be able to communicate with each other. The operation of each UWB communication device 12 is controlled by the smart ECU 11. Each UWB communication device 12 is assigned a unique communication device number. The communication device number is information equivalent to a terminal ID for the smartphone 2. The communication device number functions as information for identifying the plurality of UWB communication devices 12. The mounting positions and electrical configurations of the plurality of UWB communication devices 12 will be described separately later.

BLE通信機13は、BLE通信を実施するための通信モジュールである。BLE通信機13はスマートECU11と相互通信可能に接続されている。BLE通信機13は、スマートフォン2から送信されたBLE信号を受信してスマートECU11に提供する。また、BLE通信機13は、スマートECU11から入力されたデータを変調してスマートフォン2に無線送信する。BLE通信機13は車両Hvの任意の位置に取り付けられている。たとえばBLE通信機13は、インストゥルメントパネルや、フロントガラスの上端部、Bピラー、ロッカー部等に取り付けられている。BLE通信機13は1つであってもよいし、複数あってもよい。 The BLE communication device 13 is a communication module for implementing BLE communication. The BLE communication device 13 is connected to the smart ECU 11 so as to be able to communicate with each other. The BLE communication device 13 receives the BLE signal transmitted from the smartphone 2 and provides it to the smart ECU 11. Further, the BLE communication device 13 modulates data input from the smart ECU 11 and wirelessly transmits the modulated data to the smartphone 2. The BLE communication device 13 is attached to an arbitrary position of the vehicle Hv. For example, the BLE communication device 13 is attached to an instrument panel, the upper end of a windshield, a B-pillar, a rocker, or the like. There may be one BLE communication device 13, or there may be a plurality of BLE communication devices 13.

ドアボタン14は、ユーザが車両Hvのドアを開錠および施錠するためのボタンである。ドアボタン14は、たとえば車両Hvの各ドアハンドルに設けられている。ドアボタン14は、ユーザによって押下されると、その旨を示す電気信号を、スマートECU11に出力する。ドアボタン14は、スマートECU11がユーザの開錠指示および施錠指示を受け付けるための構成に相当する。なお、ユーザの開錠指示および施錠指示の少なくとも何れか一方を受け付けるための構成としては、タッチセンサを採用することもできる。タッチセンサは、ユーザがそのドアハンドルを触れていることを検出する装置である。 The door button 14 is a button used by the user to unlock and lock the door of the vehicle Hv. The door button 14 is provided, for example, on each door handle of the vehicle Hv. When the door button 14 is pressed by the user, it outputs an electrical signal indicating this to the smart ECU 11. The door button 14 corresponds to a configuration for the smart ECU 11 to receive unlocking instructions and locking instructions from the user. Note that a touch sensor may be employed as the configuration for receiving at least one of the user's unlocking instruction and locking instruction. A touch sensor is a device that detects when a user is touching the door handle.

スタートボタン15は、ユーザが車両Hvの駆動源(たとえばエンジン)を始動させるためのプッシュスイッチである。スタートボタン15は、ユーザによってプッシュ操作がされると、その旨を示す電気信号をスマートECU11に出力する。なお、ここでは一例として車両Hvは、エンジンを動力源として備える車両とするがこれに限らない。車両Hvは、電気自動車やハイブリッド車であってもよい。車両Hvがモータを駆動源として備える車両である場合には、スタートボタン15は駆動用のモータを始動させるためのスイッチである。 The start button 15 is a push switch that allows the user to start the drive source (for example, the engine) of the vehicle Hv. When the start button 15 is pushed by the user, it outputs an electric signal to the smart ECU 11 to indicate the push operation. Here, as an example, the vehicle Hv is a vehicle equipped with an engine as a power source, but the present invention is not limited to this. Vehicle Hv may be an electric vehicle or a hybrid vehicle. When the vehicle Hv is a vehicle equipped with a motor as a drive source, the start button 15 is a switch for starting the drive motor.

エンジンECU16は、車両Hvに搭載されたエンジンの動作を制御するECUである。たとえばエンジンECU16は、スマートECU11からエンジンの始動を指示する始動指示信号を取得すると、エンジンを始動させる。 The engine ECU 16 is an ECU that controls the operation of the engine mounted on the vehicle Hv. For example, when the engine ECU 16 receives a start instruction signal instructing to start the engine from the smart ECU 11, the engine ECU 16 starts the engine.

ボディECU17は、スマートECU11からの要求に基づいて車載アクチュエータ171を制御するECUである。ボディECU17は、種々の車載アクチュエータ171や、種々の車載センサ172と通信可能に接続されている。ここでの車載アクチュエータ171とは、たとえば、各ドアのロック機構を構成するドアロックモータや、座席位置を調整するためのシートアクチュエータなどである。また、ここでの車載センサ172とは、ドア毎に配置されているカーテシスイッチなどである。カーテシスイッチは、ドアの開閉を検出するセンサである。ボディECU17は、たとえばスマートECU11からの要求に基づいて、車両Hvの各ドアに設けられたドアロックモータに所定の制御信号を出力することで各ドアを施錠したり開錠したりする。 The body ECU 17 is an ECU that controls the on-vehicle actuator 171 based on requests from the smart ECU 11. The body ECU 17 is communicably connected to various on-vehicle actuators 171 and various on-vehicle sensors 172. The in-vehicle actuator 171 here is, for example, a door lock motor that constitutes a lock mechanism for each door, a seat actuator for adjusting the seat position, or the like. Furthermore, the on-vehicle sensor 172 here is a courtesy switch or the like arranged in each door. A courtesy switch is a sensor that detects opening and closing of a door. The body ECU 17 locks and unlocks each door by outputting a predetermined control signal to a door lock motor provided on each door of the vehicle Hv based on a request from the smart ECU 11, for example.

〔各UWB通信機12の取り付け位置および電気的構成について〕
本実施形態の車載システム1は、UWB通信機12として図4に示すように、右前通信機12A、左前通信機12B、右後通信機12C、および左後通信機12Dを備える。右前通信機12Aは、たとえば車両右側のAピラーの上側領域に配置されている。Aピラーは車両Hvにおいて前から1番目のピラーである。Aピラーはフロントピラーとも称される。ピラーの上側領域とは、ピラーの上半分となる領域を指す。ピラーの上側領域には、ピラーの上端部も含まれる。左前通信機12Bは、たとえば車両左側のAピラーの上側領域に配置されている。右後通信機12Cは車両右側のCピラーの上側領域に配置されている。左後通信機12Dは車両左側のCピラーの上側領域に配置されている。Cピラーは前から3番目のピラーである。Cピラーはリアピラーとも称される。
[About the installation position and electrical configuration of each UWB communication device 12]
The in-vehicle system 1 of this embodiment includes, as the UWB communication device 12, a right front communication device 12A, a left front communication device 12B, a right rear communication device 12C, and a left rear communication device 12D, as shown in FIG. The right front communication device 12A is arranged, for example, in the upper region of the A-pillar on the right side of the vehicle. The A-pillar is the first pillar from the front in the vehicle Hv. The A-pillar is also called the front pillar. The upper region of the pillar refers to the region that is the upper half of the pillar. The upper region of the pillar also includes the upper end of the pillar. The left front communication device 12B is arranged, for example, in the upper region of the A-pillar on the left side of the vehicle. The right rear communication device 12C is arranged in the upper region of the C-pillar on the right side of the vehicle. The left rear communication device 12D is arranged in the upper area of the C-pillar on the left side of the vehicle. The C-pillar is the third pillar from the front. The C-pillar is also called the rear pillar.

本実施形態のように電波の伝播時間を用いて距離の測定を行う構成においては、各UWB通信機12は、車室内と車室外の両方に対して見通しが良い位置に配置されていることが好ましい。車室内と車室外の両方に対して見通しの良い場所とは、たとえば、室内天井、および各種ピラーである。つまり、上述したように各種UWB通信機12の配置態様は、各UWB通信機12を車室内および車室外を見通しやすい位置に配置した態様の一例に相当する。 In the configuration in which the distance is measured using the propagation time of radio waves as in this embodiment, each UWB communication device 12 is preferably placed in a position with good visibility to both the interior of the vehicle and the exterior of the vehicle. preferable. Places with good visibility both inside and outside the vehicle include, for example, the interior ceiling and various pillars. In other words, as described above, the manner in which the various UWB communication devices 12 are arranged corresponds to an example of a manner in which each UWB communication device 12 is placed at a position where it is easy to see inside and outside the vehicle.

車両Hvにおける各UWB通信機12の設置位置は、車両の任意の点を基準点(換言すれば原点)とする3次元直交座標系の点として表現されていればよい。ここでは一例として、前輪車軸の中心を原点とし、互いに直交するX、Y、Z軸を備える3次元座標系(以降、車両3次元座標系)上の点として表されている。車両3次元座標系を形成するX軸は車幅方向に平行であって、車両右側を正方向とする軸である。Y軸は車両前後方向に平行であって、車両前方を正方向とする軸である。Z軸は、車両高さ方向に平行であって、車両上方を正方向とする軸である。3次元座標系の中心は、たとえば後輪車軸の中心など、適宜変更可能である。もちろん、他の態様として各UWB通信機12の搭載位置は極座標で表されていてもよい。各UWB通信機12の設置位置を示す通信機位置データは、フラッシュメモリ112に格納されている。各UWB通信機12の設置位置は通信機番号と対応付けられて保存されていればよい。 The installation position of each UWB communication device 12 in the vehicle Hv may be expressed as a point in a three-dimensional orthogonal coordinate system with an arbitrary point on the vehicle as the reference point (in other words, the origin). Here, as an example, points are expressed as points on a three-dimensional coordinate system (hereinafter referred to as vehicle three-dimensional coordinate system) having the center of the front wheel axle as the origin and having X, Y, and Z axes orthogonal to each other. The X-axis forming the vehicle three-dimensional coordinate system is parallel to the vehicle width direction, and is an axis whose positive direction is on the right side of the vehicle. The Y-axis is parallel to the longitudinal direction of the vehicle, and the forward direction of the vehicle is an axis. The Z-axis is an axis that is parallel to the vehicle height direction and whose positive direction is above the vehicle. The center of the three-dimensional coordinate system can be changed as appropriate, such as the center of the rear wheel axle, for example. Of course, as another aspect, the mounting position of each UWB communication device 12 may be expressed in polar coordinates. Communication device position data indicating the installation position of each UWB communication device 12 is stored in the flash memory 112. The installation position of each UWB communication device 12 may be stored in association with the communication device number.

複数のUWB通信機12のそれぞれは、図5に示すように、送信部310、受信部320、及びラウンドトリップ時間計測部330を備える。送信部310は、送信回路311と送信アンテナ312を備える。図6に、送信回路311の具体的な構成を示す。送信回路311は、インパルス発生器313と、可変バンドパスフィルタ314と、増幅器315とを備えている。インパルス発生器313には、スマートECU11から送信データが入力される。インパルス発生器313は、入力された送信データに合わせたインパルス信号を発生させ、そのインパルス信号を可変バンドパスフィルタ314に入力する。 Each of the plurality of UWB communication devices 12 includes a transmitting section 310, a receiving section 320, and a round trip time measuring section 330, as shown in FIG. The transmitting section 310 includes a transmitting circuit 311 and a transmitting antenna 312. FIG. 6 shows a specific configuration of the transmitting circuit 311. The transmission circuit 311 includes an impulse generator 313, a variable bandpass filter 314, and an amplifier 315. Transmission data is input to the impulse generator 313 from the smart ECU 11 . Impulse generator 313 generates an impulse signal matching the input transmission data, and inputs the impulse signal to variable bandpass filter 314 .

可変バンドパスフィルタ314は、通過周波数帯域が可変である。この可変バンドパスフィルタ314を備えることで、UWB通信機12は、通信周波数が可変である。通過周波数帯域は、スマートECU11により制御される。可変バンドパスフィルタ314は、通過周波数帯域を、低UWB帯すなわち3.4-4.8GHzと、高UWB帯すなわち7.25-10.25GHzに切り替え可能になっている。増幅器315は、可変バンドパスフィルタ314を通過したインパルス信号を増幅して送信アンテナ312に出力する。増幅器315の増幅率は一定であって、空中線電力が電波法を遵守している電力になるように設定されている。 The variable bandpass filter 314 has a variable pass frequency band. By including the variable bandpass filter 314, the UWB communication device 12 can vary the communication frequency. The pass frequency band is controlled by the smart ECU 11. The variable bandpass filter 314 can switch the pass frequency band between a low UWB band, ie, 3.4-4.8 GHz, and a high UWB band, ie, 7.25-10.25 GHz. Amplifier 315 amplifies the impulse signal that has passed through variable bandpass filter 314 and outputs it to transmitting antenna 312 . The amplification factor of the amplifier 315 is constant and set so that the antenna power complies with the Radio Law.

説明を図5に戻す。受信部320は、受信アンテナ321と受信回路322を備える。図7に受信回路322の具体的な構成を示す。受信回路322は、増幅器323と検波器324とを備える。増幅器323は、受信アンテナ321により受信された受信信号を増幅する。検波器324は、増幅器323により増幅された受信信号から受信データであるインパルス信号を取り出す。検波器324は、たとえば、包絡線検波によりインパルス信号を取り出す。検波器324は、取り出したインパルス信号をスマートECU11に出力する。 The explanation returns to FIG. 5. The receiving section 320 includes a receiving antenna 321 and a receiving circuit 322. FIG. 7 shows a specific configuration of the receiving circuit 322. The receiving circuit 322 includes an amplifier 323 and a detector 324. Amplifier 323 amplifies the received signal received by receiving antenna 321. The detector 324 extracts an impulse signal, which is received data, from the received signal amplified by the amplifier 323. The detector 324 extracts the impulse signal by, for example, envelope detection. The detector 324 outputs the extracted impulse signal to the smart ECU 11.

ラウンドトリップ時間計測部330は、送信部310がインパルス信号を送信してから、受信部320がインパルス信号を受信するまでの経過時間(以降、ラウンドトリップ時間Tp)を計測するタイマである。送信部310がインパルス信号を送信したタイミングは送信通知信号の入力によって特定される。また、受信部320がインパルス信号を受信したタイミングは受信通知信号の入力によって特定される。すなわち、ラウンドトリップ時間計測部330は、送信回路311が送信通知信号を出力してから、受信回路322が受信通知信号を出力するまでの時間を計測する。図8に示すように、ラウンドトリップ時間Tpは、往復分の伝播時間Taに、スマートフォン2での内部処理時間Tbを加えた時間に相当する。 The round trip time measuring section 330 is a timer that measures the elapsed time (hereinafter referred to as round trip time Tp) from when the transmitting section 310 transmits the impulse signal until the receiving section 320 receives the impulse signal. The timing at which the transmitter 310 transmits the impulse signal is specified by the input of the transmission notification signal. Further, the timing at which the receiving unit 320 receives the impulse signal is specified by inputting the reception notification signal. That is, the round trip time measuring section 330 measures the time from when the transmitting circuit 311 outputs the transmission notification signal until when the receiving circuit 322 outputs the reception notification signal. As shown in FIG. 8, the round trip time Tp corresponds to the sum of the round trip propagation time Ta and the internal processing time Tb in the smartphone 2.

ラウンドトリップ時間計測部330は、図示しないクロック発振器から入力されるクロック信号を計数することによって、送信部310がインパルス信号を送信してからの経過時間を測定する。ラウンドトリップ時間計測部330によるカウントは、受信通知信号が入力された場合や、所定の上限値まで達した場合に停止され、そのカウント値をスマートECU11に出力する。つまり、スマートECU11にラウンドトリップ時間Tpを報告する。なお、スマートECU11へのラウンドトリップ時間Tpの報告が完了するとラウンドトリップ時間計測部330のカウント値は0に戻る(つまりリセットされる)。 The round trip time measuring section 330 measures the elapsed time since the transmitting section 310 transmits the impulse signal by counting clock signals input from a clock oscillator (not shown). Counting by the round trip time measuring section 330 is stopped when a reception notification signal is input or when a predetermined upper limit is reached, and the count value is output to the smart ECU 11. That is, the round trip time Tp is reported to the smart ECU 11. Note that when the reporting of the round trip time Tp to the smart ECU 11 is completed, the count value of the round trip time measuring section 330 returns to 0 (that is, it is reset).

ラウンドトリップ時間計測部330は、ラウンドトリップ時間Tpの計測が完了すると、当該ラウンドトリップ時間TpをスマートECU11に提供する。ラウンドトリップ時間計測部330はたとえばICを用いて実現されている。なお、ここではUWB通信機12は、送信用のアンテナ(つまり送信アンテナ312)と、受信用のアンテナ(つまり受信アンテナ321)とが別々に設けられている態様を示しているが、これに限らない。UWB通信機12は方向性結合器を用いて送信と受信とで1つのアンテナ素子を共用するように構成されていても良い。また、送信回路311や受信回路322はラウンドトリップ時間計測部330としての機能を提供するICに内蔵されていても良い。つまり、UWB通信機12は、1つのアンテナと、種々の回路機能を有する1つの専用ICとを用いて実現されていても良い。 When the measurement of the round trip time Tp is completed, the round trip time measurement unit 330 provides the round trip time Tp to the smart ECU 11. The round trip time measuring section 330 is realized using, for example, an IC. Note that although the UWB communication device 12 is shown here as having a transmitting antenna (that is, the transmitting antenna 312) and a receiving antenna (that is, the receiving antenna 321) separately provided, the present invention is not limited to this. do not have. The UWB communication device 12 may be configured to share one antenna element for transmission and reception using a directional coupler. Furthermore, the transmitting circuit 311 and the receiving circuit 322 may be built into an IC that provides the function of the round trip time measuring section 330. That is, the UWB communication device 12 may be realized using one antenna and one dedicated IC having various circuit functions.

〔スマートECU11の機能について〕
スマートECU11は、上述した位置推定プログラムを実行することで、図7に示す種々の機能ブロックに対応する機能を提供する。すなわち、スマートECU11は機能ブロックとして、車両情報取得部F1、通信処理部F2、認証処理部F3、補正時間算出部F4、距離推定部F5、位置推定部F6、車両制御部F7を備えている。
[About the functions of smart ECU11]
The smart ECU 11 provides functions corresponding to the various functional blocks shown in FIG. 7 by executing the position estimation program described above. That is, the smart ECU 11 includes a vehicle information acquisition section F1, a communication processing section F2, an authentication processing section F3, a correction time calculation section F4, a distance estimation section F5, a position estimation section F6, and a vehicle control section F7 as functional blocks.

車両情報取得部F1は、車両Hvに搭載されたセンサやECU(たとえばボディECU17)、スイッチなどから、車両Hvの状態を示す種々の情報(以降、車両情報)を取得する。車両情報としては、たとえば、ドアの開閉状態や、各ドアの施錠/開錠状態、ドアボタン14の押下の有無、スタートボタン15の押下の有無等が該当する。また、車両情報取得部F1は、上述した種々の情報に基づいて、車両Hvの現在の状態を特定する。たとえば車両情報取得部F1は、エンジンがオフであり、全てのドアが施錠されている場合に、車両Hvは駐車されていると判定する。もちろん、車両Hvが駐車されていると判定する条件は適宜設計されればよく、多様な判定条件を適用することができる。 The vehicle information acquisition unit F1 acquires various information (hereinafter referred to as vehicle information) indicating the state of the vehicle Hv from sensors, ECUs (for example, body ECU 17), switches, etc. mounted on the vehicle Hv. The vehicle information includes, for example, the open/closed state of the doors, the locked/unlocked state of each door, whether the door button 14 is pressed or not, and whether the start button 15 is pressed or not. Furthermore, the vehicle information acquisition unit F1 identifies the current state of the vehicle Hv based on the various information mentioned above. For example, the vehicle information acquisition unit F1 determines that the vehicle Hv is parked when the engine is off and all doors are locked. Of course, the conditions for determining that the vehicle Hv is parked may be designed as appropriate, and various determination conditions may be applied.

なお、各ドアの施錠/開錠状態を示す情報を取得することは、各ドアの施錠/開錠状態を判定すること、および、ユーザによるドアの施錠操作/開錠操作を検出することに相当する。また、ドアボタン14やスタートボタン15からの電気信号を取得することは、これらのボタンに対するユーザ操作を検出することに相当する。つまり、車両情報取得部F1はドアの開閉や、ドアボタン14の押下、スタートボタン15の押下などといった、車両Hvに対するユーザの操作を検出する構成に相当する。以降における車両情報には、車両Hvに対するユーザ操作も含まれる。加えて、車両情報に含まれる情報の種類は、上述したものに限らない。図示しないシフトポジションセンサが検出するシフトポジションや、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを検出するブレーキセンサの検出結果なども車両情報に含まれる。パーキングブレーキの作動状態もまた車両情報に含めることができる。 Note that acquiring information indicating the locked/unlocked status of each door corresponds to determining the locked/unlocked status of each door and detecting the locking/unlocking operation of the door by the user. do. Furthermore, acquiring electrical signals from the door button 14 and the start button 15 corresponds to detecting user operations on these buttons. In other words, the vehicle information acquisition unit F1 corresponds to a configuration that detects user operations on the vehicle Hv, such as opening and closing a door, pressing the door button 14, pressing the start button 15, and the like. The vehicle information hereinafter also includes user operations on the vehicle Hv. In addition, the types of information included in the vehicle information are not limited to those described above. The vehicle information also includes a shift position detected by a shift position sensor (not shown) and a detection result of a brake sensor that detects whether the brake pedal is depressed. The operating state of the parking brake can also be included in the vehicle information.

通信処理部F2は、UWB通信機12やBLE通信機13と協働してスマートフォン2とのデータの送受信を実施する構成である。たとえば通信処理部F2は、スマートフォン2宛のデータを生成し、BLE通信機13に出力する。これにより、所望のデータに対応する信号を電波として送信させる。また、通信処理部F2は、BLE通信機13が受信したスマートフォン2からのデータを受信する。本実施形態ではより好ましい態様としてスマートECU11とスマートフォン2との無線通信は、暗号化して実施されるように構成されている。暗号化の方式としては、Bluetoothで規定されている方式など、多様な方式を援用することができる。 The communication processing unit F2 is configured to transmit and receive data to and from the smartphone 2 in cooperation with the UWB communication device 12 and the BLE communication device 13. For example, the communication processing unit F2 generates data addressed to the smartphone 2 and outputs it to the BLE communication device 13. This causes a signal corresponding to the desired data to be transmitted as radio waves. Further, the communication processing unit F2 receives data from the smartphone 2 that the BLE communication device 13 receives. In this embodiment, as a more preferable aspect, wireless communication between the smart ECU 11 and the smartphone 2 is configured to be encrypted. As the encryption method, various methods can be used, such as the method specified by Bluetooth.

なお、本実施形態ではセキュリティ向上のためにスマートECU11およびスマートフォン2は、認証等のためのデータ通信を暗号化して実施するように構成されているものとするが、これに限らない。他の態様として、スマートECU11及びスマートフォン2は、暗号化せずにデータ通信を実施するように構成されていても良い。 In this embodiment, in order to improve security, the smart ECU 11 and the smartphone 2 are configured to encrypt data communication for authentication and the like, but the invention is not limited to this. As another aspect, the smart ECU 11 and the smartphone 2 may be configured to perform data communication without encryption.

通信処理部F2は、スマートフォン2とのBLE通信が確立していることに基づいて、ユーザが車両Hv周辺に存在することを認識する。また、通信処理部F2は、BLE通信機13から、当該BLE通信機13が通信接続しているスマートフォン2の端末IDを取得する。このような構成によれば、車両Hvが複数のユーザによって共有される車両であっても、スマートECU11は、BLE通信機13が通信接続しているスマートフォン2の端末IDに基づいて車両Hv周辺に存在するユーザを特定することができる。 The communication processing unit F2 recognizes that the user is present around the vehicle Hv based on the fact that BLE communication with the smartphone 2 is established. The communication processing unit F2 also acquires, from the BLE communication device 13, the terminal ID of the smartphone 2 to which the BLE communication device 13 is connected for communication. According to such a configuration, even if the vehicle Hv is a vehicle that is shared by multiple users, the smart ECU 11 can control the surroundings of the vehicle Hv based on the terminal ID of the smartphone 2 to which the BLE communication device 13 is communicatively connected. Existing users can be identified.

また、通信処理部F2は、UWB通信機12が受信したスマートフォン2からのデータを取得する。加えて、通信処理部F2は、スマートフォン2宛のデータを生成し、UWB通信機12に出力する。これにより、所望のデータに対応するパルス系列信号を無線送信させる。さらに通信処理部F2は、位置推定部F6からの指示に基づいて、任意のUWB通信機12からインパルス信号を送信させる。 Furthermore, the communication processing unit F2 acquires data from the smartphone 2 that the UWB communication device 12 receives. In addition, the communication processing unit F2 generates data addressed to the smartphone 2 and outputs it to the UWB communication device 12. As a result, a pulse sequence signal corresponding to desired data is wirelessly transmitted. Further, the communication processing unit F2 causes any UWB communication device 12 to transmit an impulse signal based on an instruction from the position estimation unit F6.

通信処理部F2は、UWB通信機12を通常モードで動作させるか、高周波モードで動作させるかを決定し、決定したモードをUWB通信機12に指示する。また、UWB通信機12あるいはBLE通信機13から、スマートフォン2にも、UWB通信部21を通常モードで動作させるか、高周波モードで動作させるかを指示する信号を送信する。通常モードとするか、高周波モードとするかは、距離推定部F5が決定する。通常モードおよび高周波モードの内容は、補正時間算出部F4にて説明する。 The communication processing unit F2 determines whether the UWB communication device 12 is to operate in the normal mode or the high frequency mode, and instructs the UWB communication device 12 in the determined mode. Further, the UWB communication device 12 or the BLE communication device 13 also transmits a signal to the smartphone 2 instructing whether to operate the UWB communication unit 21 in the normal mode or in the high frequency mode. The distance estimation unit F5 determines whether to use the normal mode or the high frequency mode. The contents of the normal mode and high frequency mode will be explained in the correction time calculation section F4.

通常モードおよび高周波モードにおいて使用する周波数帯域は通信処理部F2が決定する。通信処理部F2は、通常モードおよび高周波モードにおいて使用する周波数帯域を、車載システム1およびスマートフォン2が位置する地域により決定する。地域は、電波についての法規を定める地域を意味し、多くの場合、国単位となる。ただし、電波の法規を定める地域が国よりも大きいこともあり、また、電波の法規については複数の国が1つの地域となっていることもある。 The communication processing unit F2 determines the frequency bands used in the normal mode and high frequency mode. The communication processing unit F2 determines the frequency band to be used in the normal mode and the high frequency mode based on the area where the in-vehicle system 1 and the smartphone 2 are located. Region refers to the region that establishes laws and regulations regarding radio waves, and in many cases is a country. However, there are cases where the region that sets the radio wave regulations is larger than the country, and there are also cases where multiple countries form a single region regarding the radio wave regulations.

本実施形態では、通信処理部F2は、この地域を決定するために、スマートフォン2との通信により現在位置を取得する。スマートフォン2は、位置検出部29を備えているので現在位置を検出することができる。スマートフォン2は位置検出部29が検出した現在位置を車載システム1に送信する。これにより、通信処理部F2は現在位置を取得することができる。なお、位置検出部29を車載システム1が備えることもできる。通信処理部F2は、取得した現在位置をもとに地域を決定する。地域が日本であれば、通常モードでは低UWB帯を使用し、高周波モードでは高UWB帯を使用する。なお、現在位置をもとに地域を決定することに代えて、スマートフォン2が備える入力装置27から、ユーザに直接、地域を入力してもらい、通信処理部F2は、無線通信を介して、入力された域を取得してもよい。 In this embodiment, the communication processing unit F2 acquires the current location through communication with the smartphone 2 in order to determine this area. Since the smartphone 2 includes the position detection section 29, it can detect the current position. The smartphone 2 transmits the current position detected by the position detection unit 29 to the in-vehicle system 1. Thereby, the communication processing unit F2 can acquire the current position. Note that the in-vehicle system 1 can also include the position detection section 29. The communication processing unit F2 determines the area based on the acquired current location. If the area is Japan, the low UWB band is used in the normal mode, and the high UWB band is used in the high frequency mode. Note that instead of determining the region based on the current location, the user directly inputs the region from the input device 27 included in the smartphone 2, and the communication processing unit F2 inputs the region via wireless communication. It is also possible to obtain the specified area.

スマートフォン2も、同様の構成により、通常モードおよび高周波モードで使用する周波数帯域を決定することができる。また、車載システム1からスマートフォン2に、通常モードおよび高周波モードで使用する周波数帯域を通知してもよい。反対に、スマートフォン2から車載システム1に、通常モードおよび高周波モードで使用する周波数帯域を通知してもよい。 With a similar configuration, the smartphone 2 can also determine the frequency bands to be used in the normal mode and high frequency mode. Further, the in-vehicle system 1 may notify the smartphone 2 of the frequency bands used in the normal mode and the high frequency mode. Conversely, the smartphone 2 may notify the in-vehicle system 1 of the frequency bands used in the normal mode and the high frequency mode.

認証処理部F3は、BLE通信機13と連携して、通信相手がユーザのスマートフォン2であることを確認(換言すれば認証)する処理を実施する。認証のための通信は、BLE通信機13を介して暗号化されて実施される。つまり、認証処理は暗号通信によって実施される。認証処理自体は、チャレンジ-レスポンス方式など多様な方式を用いて実施されればよい。ここではその詳細な説明は省略する。認証処理部F3が認証処理を実施するタイミングは、たとえばBLE通信機13とスマートフォン2との通信接続が確立したタイミングとすればよい。認証処理部F3は、BLE通信機13とスマートフォン2とが通信接続している間、所定の周期で認証処理を実施するように構成されていても良い。また、ユーザによってスタートボタン15が押下された場合など、車両Hvに対する所定のユーザ操作をトリガとして認証処理のための暗号通信を実施するように構成されていても良い。 The authentication processing unit F3 cooperates with the BLE communication device 13 to perform a process of confirming (in other words, authenticating) that the communication partner is the user's smartphone 2. Communication for authentication is encrypted and carried out via the BLE communication device 13. In other words, the authentication process is performed using encrypted communication. The authentication process itself may be performed using various methods such as a challenge-response method. A detailed explanation thereof will be omitted here. The timing at which the authentication processing unit F3 performs the authentication process may be, for example, the timing at which the communication connection between the BLE communication device 13 and the smartphone 2 is established. The authentication processing unit F3 may be configured to perform authentication processing at a predetermined cycle while the BLE communication device 13 and the smartphone 2 are communicatively connected. Furthermore, the encrypted communication for authentication processing may be performed using a predetermined user operation on the vehicle Hv as a trigger, such as when the start button 15 is pressed by the user.

ところで、Bluetooth規格においてBLE通信機13とスマートフォン2との通信接続が確立したということは、BLE通信機13の通信相手が予め登録されているスマートフォン2であることを意味する。故に、スマートECU11は、BLE通信機13とスマートフォン2との通信接続が確立したことに基づいて、スマートフォン2の認証が成功したと判定するように構成されていても良い。 By the way, in the Bluetooth standard, the establishment of a communication connection between the BLE communication device 13 and the smartphone 2 means that the communication partner of the BLE communication device 13 is the smartphone 2 registered in advance. Therefore, the smart ECU 11 may be configured to determine that the authentication of the smartphone 2 has been successful based on the establishment of the communication connection between the BLE communication device 13 and the smartphone 2.

補正時間算出部F4は、通常モードにおいて、ラウンドトリップ時間Tpを補正する補正時間ΔTを算出する。通常モードは、ラウンドトリップ時間Tpに基づいてスマートフォン2までの距離を推定するモードの1つである。スマートフォン2までの距離を推定するモードには、通常モードの他に高周波モードがある。 The correction time calculation unit F4 calculates a correction time ΔT for correcting the round trip time Tp in the normal mode. The normal mode is one of the modes in which the distance to the smartphone 2 is estimated based on the round trip time Tp. Modes for estimating the distance to the smartphone 2 include a high frequency mode in addition to the normal mode.

本実施形態のUBW通信は、低UWB帯と高UWB帯とを使用することができる。通常時には、低UWB帯を用いる。よって、通常モードは低UWB帯を用いるモードである。一方、高周波モードは高UWB帯を用いるモードである。同じ送信電力である場合、周波数が低い方が通信距離は長い。UWB通信は、通信距離がそれほど長くないため、通常時は、通信距離が長くなる低UWB帯を用いることにしているのである。 The UBW communication of this embodiment can use a low UWB band and a high UWB band. Normally, a low UWB band is used. Therefore, the normal mode is a mode that uses the low UWB band. On the other hand, the high frequency mode is a mode that uses a high UWB band. If the transmission power is the same, the lower the frequency, the longer the communication distance. Since the communication distance of UWB communication is not very long, the low UWB band, which has a long communication distance, is normally used.

通常モードでは、低UWB帯の全部に渡る周波数帯域のインパルス信号を送受信する。高周波モードでは、高UWB帯の全部に渡る周波数帯域のインパルス信号を送受信する。前述したように、低UWB帯の帯域幅は1.4GHzであるのに対して、高UWB帯の帯域幅は3GHzである。したがって、高周波モードは、通常モードよりも広帯域化された周波数帯を用いるモードであると言える。換言すれば、通常モードは、高周波モードよりも狭帯域化された周波数帯を用いるモードであると言える。 In the normal mode, impulse signals in frequency bands covering the entire low UWB band are transmitted and received. In the high frequency mode, impulse signals in a frequency band covering the entire high UWB band are transmitted and received. As mentioned above, the bandwidth of the low UWB band is 1.4 GHz, while the bandwidth of the high UWB band is 3 GHz. Therefore, it can be said that the high frequency mode is a mode that uses a frequency band wider than that of the normal mode. In other words, the normal mode can be said to be a mode that uses a frequency band narrower than the high frequency mode.

次に、補正時間ΔTを算出する理由を説明する。車載システム1が備えるUWB通信機12およびスマートフォン2が備えるUWB通信部21は、いずれも、受信した電波の信号強度が検出閾値THを超えた時刻を、信号の受信時刻とする。したがって、インパルス信号の受信時刻はインパルス信号の受信強度がピークとなる時刻とは相違する。前述したように、伝播時間が1ナノ秒ずれるだけで推定距離が30センチずれてしまう。したがって、精度よく距離を推定するためには、インパルス信号の受信時刻がインパルス信号の受信強度がピークとなる時刻に近い方が好ましい。 Next, the reason for calculating the correction time ΔT will be explained. Both the UWB communication device 12 included in the in-vehicle system 1 and the UWB communication unit 21 included in the smartphone 2 define the time when the signal strength of the received radio waves exceeds the detection threshold TH as the signal reception time. Therefore, the reception time of the impulse signal is different from the time when the reception strength of the impulse signal reaches its peak. As mentioned above, a 1 nanosecond shift in propagation time can shift the estimated distance by 30 centimeters. Therefore, in order to accurately estimate the distance, it is preferable that the reception time of the impulse signal be close to the time when the reception strength of the impulse signal reaches its peak.

ところでインパルス信号が広帯域であるほど、時間領域ではインパルス信号は狭幅となる。よって、インパルス信号が広帯域であるほど、インパルス信号の受信時刻とインパルス信号の受信強度がピークとなる時刻とは近づくことになる。 Incidentally, the broader the impulse signal, the narrower the impulse signal in the time domain. Therefore, the wider the impulse signal, the closer the reception time of the impulse signal and the time when the reception intensity of the impulse signal reaches its peak.

そこで、広帯域化された周波数帯すなわち高UWB帯において検出したインパルス信号の受信時刻を誤差のない時刻とみなす。この受信時刻と、狭帯域である周波数帯すなわち低UWB帯において検出したインパルス信号の受信時刻との時間差は、通常モードにおいて、距離の誤差につながる時間誤差である。 Therefore, the reception time of the impulse signal detected in the widened frequency band, that is, the high UWB band, is regarded as the time without error. The time difference between this reception time and the reception time of an impulse signal detected in a narrow frequency band, that is, a low UWB band is a time error that leads to a distance error in the normal mode.

図9には、UWB通信機12がインパルス信号を送信し、UWB通信部21がそのインパルス信号を受信する場合の種々の時刻を示している。なお、図9においては、UWB通信機12とUWB通信部21に代えて、それらがそれぞれ備えられている装置である車両Hvおよびスマートフォン2と表記している。UWB通信機12とUWB通信部21の区別を容易にするためである。また、破線は、通常モードにおけるインパルス信号であり、実線は高周波モードでのインパルス信号である。図9に示されるように、高周波モードでのインパルス信号は、通常モードでのインパルス信号よりも波形の立ち上がりが急峻である。高周波モードでのインパルス信号は、信号の周波数帯域が広いので時間領域では時間幅が狭くなるからである。 FIG. 9 shows various times when the UWB communication device 12 transmits an impulse signal and the UWB communication unit 21 receives the impulse signal. In addition, in FIG. 9, the UWB communication device 12 and the UWB communication unit 21 are replaced with a vehicle Hv and a smartphone 2, which are devices equipped with these, respectively. This is to make it easier to distinguish between the UWB communication device 12 and the UWB communication unit 21. Further, the broken line is an impulse signal in the normal mode, and the solid line is an impulse signal in the high frequency mode. As shown in FIG. 9, the waveform of the impulse signal in the high frequency mode has a steeper rise than that of the impulse signal in the normal mode. This is because the impulse signal in the high frequency mode has a wide signal frequency band, and therefore has a narrow time width in the time domain.

図9では、車両Hvに搭載されたUWB通信機12は、時刻t0に応答要求信号であるインパルス信号を送信している。スマートフォン2に搭載されたUWB通信部21がこのインパルス信号を受信したと判断する受信時刻は、通常モードでは時刻t1であり、高周波モードでは時刻t2である。受信信号のピークは、時刻t2よりも後の時刻t3に生じる。 In FIG. 9, the UWB communication device 12 mounted on the vehicle Hv transmits an impulse signal, which is a response request signal, at time t0. The reception time at which the UWB communication unit 21 installed in the smartphone 2 determines that it has received this impulse signal is time t1 in the normal mode, and time t2 in the high frequency mode. The peak of the received signal occurs at time t3, which is after time t2.

通常モードでは、車両Hvからスマートフォン2までインパルス信号が伝播する伝播時間はT10と算出される。一方、高周波モードでは、その伝播時間はT20と算出される。これら2つの伝播時間には時間差ΔTmが存在する。 In the normal mode, the propagation time for the impulse signal to propagate from the vehicle Hv to the smartphone 2 is calculated as T10. On the other hand, in the high frequency mode, the propagation time is calculated as T20. There is a time difference ΔTm between these two propagation times.

図10では、応答要求信号を受信したスマートフォン2が応答信号であるインパルス信号を送信している。なお、図10においても、UWB通信機12とUWB通信部21に代えて、車両Hvおよびスマートフォン2と表記している。また、破線は、通常モードにおけるインパルス信号であり、実線は高周波モードでのインパルス信号である。 In FIG. 10, the smartphone 2 that has received the response request signal is transmitting an impulse signal that is a response signal. Note that in FIG. 10 as well, the UWB communication device 12 and the UWB communication unit 21 are replaced with a vehicle Hv and a smartphone 2. Further, the broken line is an impulse signal in the normal mode, and the solid line is an impulse signal in the high frequency mode.

図10では、スマートフォン2に搭載されたUWB通信部21は、時刻t4に応答信号であるインパルス信号を送信している。時刻t4は、時刻t3から内部処理時間Tbが経過した時刻である。車両Hvに搭載されたUWB通信機12がこのインパルス信号を受信したと判断する受信時刻は、通常モードでは時刻t5であり、高周波モードでは時刻t6である。受信信号のピークは、時刻t6よりも後の時刻t7に生じる。 In FIG. 10, the UWB communication unit 21 installed in the smartphone 2 transmits an impulse signal, which is a response signal, at time t4. Time t4 is the time when internal processing time Tb has elapsed since time t3. The reception time at which it is determined that the UWB communication device 12 mounted on the vehicle Hv has received this impulse signal is time t5 in the normal mode, and time t6 in the high frequency mode. The peak of the received signal occurs at time t7, which is after time t6.

通常モードでは、スマートフォン2から車両Hvまでインパルス信号が伝播する伝播時間はT54と算出される。一方、高周波モードでは、その伝播時間はT64と算出される。これら2つの伝播時間には時間差ΔTcが存在する。 In the normal mode, the propagation time for the impulse signal to propagate from the smartphone 2 to the vehicle Hv is calculated as T54. On the other hand, in the high frequency mode, the propagation time is calculated as T64. There is a time difference ΔTc between these two propagation times.

図9は、時間差ΔTmを説明する概念図であり、実際には、2つのモードにて同時に時刻t0にインパルス信号が送信されるわけではない。したがって、伝播時間T10、T20は算出できない。また、図10も、時間差ΔTcを説明する概念図であり、実際には、2つのモードにて同時に時刻t4にインパルス信号が送信されるわけではない。したがって、伝播時間T54、T64は算出できない。 FIG. 9 is a conceptual diagram explaining the time difference ΔTm, and in reality, impulse signals are not transmitted simultaneously at time t0 in the two modes. Therefore, propagation times T10 and T20 cannot be calculated. Further, FIG. 10 is also a conceptual diagram for explaining the time difference ΔTc, and in reality, impulse signals are not transmitted at the same time at time t4 in the two modes. Therefore, propagation times T54 and T64 cannot be calculated.

そこで、広帯域化された周波数帯すなわち高UWB帯を用いて算出したラウンドトリップ時間Tpと、狭帯域である周波数帯すなわち低UWB帯を用いて算出したラウンドトリップ時間Tpとの差を補正時間ΔTとして算出する。 Therefore, the difference between the round-trip time Tp calculated using a wide frequency band, that is, the high UWB band, and the round-trip time Tp calculated using the narrow frequency band, that is, the low UWB band, is defined as the correction time ΔT. calculate.

高UWB帯を用いたときのラウンドトリップ時間Tpおよび低UWB帯を用いたときのラウンドトリップ時間Tpを順次、算出することはできる。高UWB帯を用いたときのラウンドトリップ時間TpはT20+Tb+T64である。低UWB帯を用いたときのラウンドトリップ時間TpはT10+Tb+T54である。したがって、補正時間ΔTは、式1で表すことができる。
(式1) ΔT=T20+Tb+T64-(T10+Tb+T54)
式1を計算して整理すると式2が得られる。
(式2) ΔT=(T20-T10)+(T64-T54)
=ΔTm+ΔTc
式2から、高UWB帯を用いて算出したラウンドトリップ時間Tpと、低UWB帯を用いて算出したラウンドトリップ時間Tpとの差は、高UWB帯を用いたときと低UWB帯を用いたときのインパルス信号の検出時間差を表していることが分かる。補正時間算出部F4は、算出した補正時間ΔTをフラッシュメモリ112に記憶する。
It is possible to sequentially calculate the round trip time Tp when using the high UWB band and the round trip time Tp when using the low UWB band. The round trip time Tp when using the high UWB band is T20+Tb+T64. The round trip time Tp when using the low UWB band is T10+Tb+T54. Therefore, the correction time ΔT can be expressed by Equation 1.
(Formula 1) ΔT=T20+Tb+T64-(T10+Tb+T54)
When formula 1 is calculated and rearranged, formula 2 is obtained.
(Formula 2) ΔT=(T20-T10)+(T64-T54)
=ΔTm+ΔTc
From Equation 2, the difference between the round trip time Tp calculated using the high UWB band and the round trip time Tp calculated using the low UWB band is when using the high UWB band and when using the low UWB band. It can be seen that this represents the detection time difference of the impulse signals. The correction time calculation unit F4 stores the calculated correction time ΔT in the flash memory 112.

距離推定部F5は、各UWB通信機12に所定の順にスマートフォン2とインパルス信号を送受信させ、通信処理部F2を介して、各UWB通信機12からラウンドトリップ時間Tpを取得する。このラウンドトリップ時間Tpと内部処理時間Tbとに基づいて、各UWB通信機12からスマートフォン2までの距離を推定する。なお、内部処理時間Tbは、予め標準値がフラッシュメモリ112に記憶されているとする。 The distance estimating unit F5 causes each UWB communication device 12 to transmit and receive impulse signals to and from the smartphone 2 in a predetermined order, and obtains the round trip time Tp from each UWB communication device 12 via the communication processing unit F2. Based on this round trip time Tp and internal processing time Tb, the distance from each UWB communication device 12 to the smartphone 2 is estimated. It is assumed that a standard value of the internal processing time Tb is stored in the flash memory 112 in advance.

詳しくは、距離推定部F5は、高周波モードであれば、ラウンドトリップ時間Tpから内部処理時間Tbを減算し、減算後の値を2で割る。これにより、伝播時間Taが算出できる。すなわち、式3により伝播時間Taを算出する。そして、この伝播時間Taに光速を乗じることで、スマートフォン2までの距離を算出する。
(式3) Ta=(Tp-Tb)/2
一方、距離推定部F5は、通常モードであれば、以下の式4により、伝播時間Taを算出する。
(式4) Ta=(Tp+ΔT-Tb)/2
位置推定部F6は、距離推定部F5が推定した各UWB通信機12からスマートフォン2までの距離に基づいて、スマートフォン2の位置を推定する。当該位置推定部F6が実行する処理を含む、スマートフォン2の位置を推定する位置推定処理については別途後述する。
Specifically, in the high frequency mode, the distance estimation unit F5 subtracts the internal processing time Tb from the round trip time Tp, and divides the subtracted value by 2. Thereby, the propagation time Ta can be calculated. That is, the propagation time Ta is calculated using Equation 3. Then, the distance to the smartphone 2 is calculated by multiplying this propagation time Ta by the speed of light.
(Formula 3) Ta=(Tp-Tb)/2
On the other hand, in the normal mode, the distance estimating unit F5 calculates the propagation time Ta using Equation 4 below.
(Formula 4) Ta=(Tp+ΔT-Tb)/2
The position estimation unit F6 estimates the position of the smartphone 2 based on the distance from each UWB communication device 12 to the smartphone 2 estimated by the distance estimation unit F5. The position estimation process for estimating the position of the smartphone 2, including the process executed by the position estimation unit F6, will be described separately later.

車両制御部F7は、認証処理部F3によるスマートフォン2の認証が成功している場合に、スマートフォン2(換言すればユーザ)の位置および車両Hvの状態に応じた車両制御を、ボディECU17等と協働して実行する構成である。車両Hvの状態は車両情報取得部F1によって判定される。スマートフォン2の位置は位置推定部F6によって判定される。 If the authentication processing unit F3 has successfully authenticated the smartphone 2, the vehicle control unit F7 cooperates with the body ECU 17 to perform vehicle control according to the position of the smartphone 2 (in other words, the user) and the state of the vehicle Hv. It is a configuration that works and executes. The state of the vehicle Hv is determined by the vehicle information acquisition unit F1. The position of the smartphone 2 is determined by the position estimation unit F6.

たとえば車両制御部F7は、車両Hvが駐車されている状況下で、スマートフォン2が車室外に存在し、ユーザによってドアボタン14が押下された場合には、ボディECU17と連携してドアのロック機構を開錠する。また、たとえば位置推定部F6によってスマートフォン2は車室内に存在すると判定されており、かつ、スタートボタン15がユーザによって押下されたことを検出した場合には、エンジンECU16と連携してエンジンを始動させる。このように車両制御部F7は、基本的には車両Hvへのユーザ操作をトリガとしてユーザの位置および車両Hvの状態に応じた車両制御を実行するように構成されている。ただし、車両制御部F7が実施可能な車両制御の中には、車両Hvへのユーザ操作を必要とせずに、ユーザの位置に応じて自動的に実行するものがあってもよい。 For example, in a situation where the vehicle Hv is parked, when the smartphone 2 exists outside the vehicle interior and the door button 14 is pressed by the user, the vehicle control unit F7 cooperates with the body ECU 17 to control the door locking mechanism. unlock. For example, if the position estimation unit F6 determines that the smartphone 2 is present in the vehicle interior and detects that the start button 15 has been pressed by the user, the engine is started in cooperation with the engine ECU 16. . In this way, the vehicle control unit F7 is basically configured to execute vehicle control according to the user's position and the state of the vehicle Hv using the user's operation on the vehicle Hv as a trigger. However, among the vehicle controls that can be performed by the vehicle control unit F7, there may be some that are automatically executed according to the user's position without requiring any user operation on the vehicle Hv.

〔位置推定処理〕
次に、図11に示すフローチャートを用いて、スマートECU11が実行する位置推定処理について説明する。位置推定処理は、スマートフォン2の位置を推定する処理である。位置推定処理は、BLE通信機13とスマートフォン2のBLE通信部22との接続が確立されている状態において所定の位置推定周期で実施される。位置推定周期は、たとえば200ミリ秒である。もちろん、位置推定周期は100ミリ秒や300ミリ秒であってもよい。
[Position estimation processing]
Next, the position estimation process executed by the smart ECU 11 will be described using the flowchart shown in FIG. The position estimation process is a process for estimating the position of the smartphone 2. The position estimation process is performed at a predetermined position estimation cycle in a state where the connection between the BLE communication device 13 and the BLE communication unit 22 of the smartphone 2 is established. The position estimation cycle is, for example, 200 milliseconds. Of course, the position estimation cycle may be 100 milliseconds or 300 milliseconds.

図11に示す各ステップのうち、ステップ(以下、ステップは省略する)S12、S21は位置推定部F6が実行し、S14~S19は補正時間算出部F4が実行する。S11、S13、S20は距離推定部F5が実行する。なお、補正時間算出部F4、距離推定部F5は、通信処理部F2と連携しつつ処理を実行する。距離推定部F5は、UWB通信機12ごとに各処理を実行する。 Among the steps shown in FIG. 11, steps S12 and S21 (steps will be omitted hereinafter) are executed by the position estimating unit F6, and S14 to S19 are executed by the correction time calculating unit F4. S11, S13, and S20 are executed by the distance estimation unit F5. Note that the correction time calculation unit F4 and the distance estimation unit F5 execute processing in cooperation with the communication processing unit F2. The distance estimation unit F5 executes various processes for each UWB communication device 12.

まず、S11では、通常モードで距離推定をする。通常モードでは、使用する周波数帯を低UWB帯とし、応答要求信号をインパルス信号にして送信する。この応答要求信号に応答して応答信号であるインパルス信号を受信した場合に、上記式4から、伝播時間Taを算出する。なお、補正時間算出部F4により補正時間ΔTが算出される前は、予め設定されているデフォルト値を補正時間ΔTとして用いる。デフォルト値は、たとえば、メーカから提供される公称値とすることができる。 First, in S11, distance estimation is performed in normal mode. In the normal mode, the frequency band used is the low UWB band, and the response request signal is transmitted as an impulse signal. When an impulse signal, which is a response signal, is received in response to this response request signal, the propagation time Ta is calculated from Equation 4 above. Note that before the correction time ΔT is calculated by the correction time calculation unit F4, a preset default value is used as the correction time ΔT. The default value may be, for example, a nominal value provided by the manufacturer.

S12は、3つ以上のUWB通信機12がスマートフォン2までの距離を算出している場合に実行する。S12では、各UWB通信機12の設置位置と各UWB通信機12からスマートフォン2までの距離に基づいてスマートフォン2の位置を推定する。 S12 is executed when three or more UWB communication devices 12 are calculating the distance to the smartphone 2. In S12, the position of the smartphone 2 is estimated based on the installation position of each UWB communication device 12 and the distance from each UWB communication device 12 to the smartphone 2.

各UWB通信機12の設置位置は、フラッシュメモリ112に格納されている通信機位置データを使用すれば良い。各UWB通信機12の設置位置と各UWB通信機12からスマートフォン2までの距離に基づく位置の推定は、三角測量の原理を用いて実施することができる。各UWB通信機12の設置位置およびスマートフォン2までの距離を用いた位置推定法としては、最小二乗法や、Newton-Raphson法、最小二乗平均推定法(MMSE:Minimum Mean Square Estimate)など、多様なアルゴリズムを採用することができる。 The installation position of each UWB communication device 12 may be determined using communication device position data stored in the flash memory 112. Estimating the position based on the installation position of each UWB communication device 12 and the distance from each UWB communication device 12 to the smartphone 2 can be performed using the principle of triangulation. There are various position estimation methods using the installation position of each UWB communication device 12 and the distance to the smartphone 2, such as the least squares method, the Newton-Raphson method, and the minimum mean square estimate (MMSE). algorithm can be adopted.

以上によって推定されたスマートフォン2の位置(以降、端末位置)は、車両制御部F7等によって参照される。たとえば、端末位置が作動エリアや車室内に該当するか否かを判定する。端末位置が作動エリア内に該当する場合には、車両制御部F7は当該判定結果に基づいてドアの開錠や施錠を実行する。また、端末位置が車室内に該当する場合には車両制御部F7は、当該判定結果に基づいて走行駆動源を始動させる。 The position of the smartphone 2 estimated as described above (hereinafter referred to as the terminal position) is referred to by the vehicle control unit F7 and the like. For example, it is determined whether the terminal position corresponds to an operating area or a vehicle interior. If the terminal position falls within the operating area, the vehicle control unit F7 unlocks or locks the door based on the determination result. Further, when the terminal position corresponds to the inside of the vehicle, the vehicle control unit F7 starts the traveling drive source based on the determination result.

S13では、S12で推定された位置に基づいて高周波モード可能位置であるか否かを判断する。S13において判断する条件が広帯域化条件である。高周波モードは通常モードよりも通信距離が短いので高周波モードが可能であると推定できるエリアが予め設定されている。S12で推定した位置がこの予め設定されているエリア内であれば、高周波モード可能位置であると判断する。高周波モード可能位置は、スマートフォン2とUWB通信機12との間の距離が、高周波モードが可能な距離、すなわち高周波数可能距離であることを意味する。 In S13, based on the position estimated in S12, it is determined whether the position is a high-frequency mode-enabled position. The conditions determined in S13 are broadband conditions. Since the high frequency mode has a shorter communication distance than the normal mode, an area where it can be estimated that the high frequency mode is possible is set in advance. If the position estimated in S12 is within this preset area, it is determined that it is a high frequency mode possible position. The high frequency mode possible position means that the distance between the smartphone 2 and the UWB communication device 12 is a distance where the high frequency mode is possible, that is, a high frequency possible distance.

S13の判断結果がNOであればS11へ戻る。一方、S13の判断結果がYESであればS14に進む。S14では、補正時間ΔTを算出する必要があるか否かを判断する。本実施形態では、補正時間ΔTは、UWB通信の接続が確立した後、一度、算出するとしている。その後は、接続が確立している間は再度の補正時間ΔTの算出はしない。補正時間ΔTは、通信環境、装置の個体差など、種々の要因で変動するが、装置の個体差は接続確立中に変化する要因ではなく、また、通信環境も、接続確立中の変化は少ないからである。 If the determination result in S13 is NO, the process returns to S11. On the other hand, if the determination result in S13 is YES, the process advances to S14. In S14, it is determined whether it is necessary to calculate the correction time ΔT. In this embodiment, the correction time ΔT is calculated once after the UWB communication connection is established. Thereafter, the correction time ΔT is not calculated again while the connection is established. The correction time ΔT varies depending on various factors such as the communication environment and individual differences between devices, but the individual differences between devices are not a factor that changes during connection establishment, and the communication environment also does not change much during connection establishment. It is from.

S14の判断結果がNOであればS20に直接進む。S14の判断結果がYESであればS15に進む。S15では、通常モードで応答要求信号の送信および応答信号の受信を行い、ラウンドトリップ時間Tp(以下、Tp(n))を測定する。S16では、スマートフォン2に高周波モードを指示する。S17では、UWB通信機12を高周波モードに変更する。 If the determination result in S14 is NO, the process directly advances to S20. If the determination result in S14 is YES, the process advances to S15. In S15, a response request signal is transmitted and a response signal is received in the normal mode, and the round trip time Tp (hereinafter referred to as Tp(n)) is measured. In S16, the high frequency mode is instructed to the smartphone 2. In S17, the UWB communication device 12 is changed to high frequency mode.

S18では、高周波モードでラウンドトリップ時間Tpを計測する。S15~S18を連続的に実行することで、時間幅が相互に異なる応答要求信号および応答信号が、連続して、低UWB帯および高UWB帯で送受信される。連続しての信号の送受信であるので、低UWB帯を使用したとき、および、高UWB帯を使用したときのスマートフォン2の位置は変化していないとみなすことができる。 In S18, the round trip time Tp is measured in high frequency mode. By continuously executing S15 to S18, response request signals and response signals having different time widths are continuously transmitted and received in the low UWB band and the high UWB band. Since the signal is transmitted and received continuously, it can be considered that the position of the smartphone 2 does not change when the low UWB band is used and when the high UWB band is used.

S19では、S18で計測したラウンドトリップ時間Tp(c)から、S15で計測したラウンドトリップ時間Tp(n)を引くことで補正時間ΔTを算出し、算出した補正時間ΔTをフラッシュメモリ112に記憶する。 In S19, a correction time ΔT is calculated by subtracting the round trip time Tp(n) measured in S15 from the round trip time Tp(c) measured in S18, and the calculated correction time ΔT is stored in the flash memory 112. .

S20では、高周波モードで、スマートフォン2までの距離を推定する。S21は、3つ以上のUWB通信機12がスマートフォン2までの距離を算出している場合に実行する。S21では、各UWB通信機12の設置位置と各UWB通信機12からスマートフォン2までの距離に基づいてスマートフォン2の位置を推定する。S21を実行したら、S13に戻る。 In S20, the distance to the smartphone 2 is estimated in high frequency mode. S21 is executed when three or more UWB communication devices 12 are calculating the distance to the smartphone 2. In S21, the position of the smartphone 2 is estimated based on the installation position of each UWB communication device 12 and the distance from each UWB communication device 12 to the smartphone 2. After executing S21, the process returns to S13.

〔実施形態のまとめ〕
以上、説明した本実施形態では、高周波モード可能位置である場合(S13:YES)、広帯域化条件が成立したとして、高周波モード、すなわち、通常モードよりもインパルス信号の周波数帯域を広帯域化したモードで、スマートフォン2の距離を推定する(S20)。インパルス信号の周波数帯域が広帯域化されることで、時間領域では、インパルス信号は時間幅が狭くなる。よって、インパルス信号の検出時刻に生じる誤差が低減されるので、スマートフォン2までの距離を推定する精度が向上する。
[Summary of embodiments]
In the present embodiment described above, when the high frequency mode is possible (S13: YES), it is assumed that the wideband condition is satisfied, and the high frequency mode, that is, the mode in which the frequency band of the impulse signal is made wider than the normal mode. , the distance to the smartphone 2 is estimated (S20). By widening the frequency band of the impulse signal, the time width of the impulse signal becomes narrower in the time domain. Therefore, the error occurring in the impulse signal detection time is reduced, so the accuracy of estimating the distance to the smartphone 2 is improved.

また、本実施形態では、スマートフォン2の位置が高周波モード可能位置であって、且つ、補正時間ΔTを算出していない場合(S14:YES)には、通常モードと高周波モードでそれぞれラウンドトリップ時間Tp(n)、Tp(c)を計測し(S15、S18)、それらのラウンドトリップ時間Tp(n)、Tp(c)から補正時間ΔTが算出される(S19)。 Furthermore, in the present embodiment, if the smartphone 2 is located at a high-frequency mode-enabled position and the correction time ΔT has not been calculated (S14: YES), the round-trip time Tp is calculated in the normal mode and the high-frequency mode, respectively. (n) and Tp(c) are measured (S15, S18), and a correction time ΔT is calculated from the round trip times Tp(n) and Tp(c) (S19).

通常モードでは、ラウンドトリップ時間Tpに補正時間ΔTを加えた式4により伝播時間Taを算出する。これにより、通常モードでも、高周波モードに近い精度で、スマートフォン2までの距離を推定することができる。 In the normal mode, the propagation time Ta is calculated using Equation 4, which is the sum of the round trip time Tp and the correction time ΔT. Thereby, even in the normal mode, the distance to the smartphone 2 can be estimated with accuracy close to that in the high frequency mode.

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。たとえば下記の種々の変形例は、技術的な矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications described below are also included within the technical scope of the present disclosure. Various modifications and changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, the various modifications described below can be implemented in appropriate combinations within a range that does not cause technical contradiction.

<変形例1>
実施形態では、波形の立ち上がりを急峻にしたインパルス信号として、時間幅を狭くしたインパルス信号を例示した。しかし、低UWB帯と高UWB帯とが同時に使用可能な構成とする場合、低UWB帯で生成した信号と高UWB帯で生成した信号とを合成した合成信号をインパルス信号としてもよい。合成信号も、低UWB帯のみを用いて生成したインパルス信号よりも、波形の立ち上がりを急峻にすることができる。
<Modification 1>
In the embodiment, an impulse signal with a narrow time width is exemplified as an impulse signal with a steep waveform rise. However, if the configuration is such that the low UWB band and the high UWB band can be used simultaneously, a composite signal obtained by combining a signal generated in the low UWB band and a signal generated in the high UWB band may be used as the impulse signal. The composite signal can also have a steeper waveform rise than an impulse signal generated using only the low UWB band.

<変形例2>
実施形態では、広帯域化する場合には、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化していた。しかし、高周波数帯にシフトすることなく広帯域化してもよい。UWB通信に割り当てられている周波数帯が2つに区分されていない国もある。たとえば、UWB通信に3.1~10.6GHzが割り当てられている国もある。このような国において、UWB通信機12およびUWB通信部21は、通常モードにおいて、3.1~10.6GHzのうちの一部の周波数帯のみを利用してインパルス信号を生成しているとする。この場合、使用する周波数を、通常モードで使用している周波数帯域を含みつつ、それよりも広い周波数帯域、たとえば、3.1~10.6GHzの全範囲とすることができる。
<Modification 2>
In the embodiment, when widening the band, the frequency band is shifted to a higher frequency band to widen the band. However, the band may be widened without shifting to a high frequency band. In some countries, the frequency band allocated to UWB communications is not divided into two. For example, some countries allocate 3.1 to 10.6 GHz for UWB communications. In such a country, it is assumed that the UWB communication device 12 and the UWB communication unit 21 generate impulse signals using only a part of the frequency band from 3.1 to 10.6 GHz in normal mode. . In this case, the frequency to be used can include the frequency band used in the normal mode, but can also be a wider frequency band, for example, the entire range from 3.1 to 10.6 GHz.

高周波数帯にシフトしない場合であっても、必要なときに限り広帯域化したモードを用いることで、通常モードにおいては、他の無線通信に妨害を与えてしまうことを抑制しつつ、広帯域化したモードでは、精度よくスマートフォン2までの距離を推定することができる。 Even if you do not shift to a high frequency band, by using a wideband mode only when necessary, in the normal mode, you can use a wideband mode while suppressing interference with other wireless communications. In this mode, the distance to the smartphone 2 can be estimated with high accuracy.

また、高周波数帯にシフトしない場合であっても、広帯域化したモードで補正時間ΔTを算出することで、通常モードにおける距離推定精度を向上させることができる。 Furthermore, even if the frequency band is not shifted to a high frequency band, the distance estimation accuracy in the normal mode can be improved by calculating the correction time ΔT in the broadband mode.

<変形例3>
実施形態では、スマートフォン2までの距離が高周波数可能距離であるか否かを、距離推定部F5が推定した距離に基づいて判断していた。しかし、この距離推定部F5を第1距離推定部とし、これとは別に、スマートフォン2までの距離を推定する第2距離推定部を備えていてもよい。第2距離推定部は、たとえば、GNSS受信器を用いて定められるUWB通信機12およびスマートフォン2のそれぞれの現在位置から、距離を推定する。このような第2距離推定部は、車両Hvに備えられているGNSS受信器から現在位置を取得し、GNSS受信器の現在位置と、事前に計測しておいたGNSS受信器に対するUWB通信機12の相対位置から、UWB通信機12の現在位置を決定する。また、スマートフォン2の現在位置も取得する。そして、UWB通信機12の現在位置とスマートフォン2の現在位置とから、スマートフォン2までの距離を推定する。また、第2距離推定部は、カメラ画像から距離を推定する構成でもよい。
<Modification 3>
In the embodiment, it is determined whether the distance to the smartphone 2 is a high frequency possible distance based on the distance estimated by the distance estimation unit F5. However, this distance estimating section F5 may be used as a first distance estimating section, and a second distance estimating section that estimates the distance to the smartphone 2 may be provided separately. The second distance estimation unit estimates the distance from the respective current positions of the UWB communication device 12 and the smartphone 2, which are determined using a GNSS receiver, for example. Such a second distance estimation unit acquires the current position from the GNSS receiver provided in the vehicle Hv, and uses the current position of the GNSS receiver and the UWB communication device 12 for the GNSS receiver measured in advance. The current position of the UWB communication device 12 is determined from the relative position of . The current location of the smartphone 2 is also acquired. Then, the distance to the smartphone 2 is estimated from the current location of the UWB communication device 12 and the current location of the smartphone 2. Further, the second distance estimation section may be configured to estimate the distance from the camera image.

<変形例4>
実施形態では、補正時間ΔTを、接続が確立した後、一度だけ算出していた。しかし、補正時間ΔTを、距離を推定する都度、算出してもよい。この場合、S14の判断を省略すればよい。補正時間ΔTは、通信環境によっても変動する。よって、補正時間ΔTは、厳密には、距離を推定する都度変動する。したがって、補正時間ΔTを、距離を推定する都度、算出すると、距離推定精度が向上する。
<Modification 4>
In the embodiment, the correction time ΔT is calculated only once after the connection is established. However, the correction time ΔT may be calculated each time the distance is estimated. In this case, the determination in S14 may be omitted. The correction time ΔT also varies depending on the communication environment. Therefore, strictly speaking, the correction time ΔT changes each time the distance is estimated. Therefore, if the correction time ΔT is calculated every time the distance is estimated, the distance estimation accuracy will be improved.

<変形例5>
また、補正時間ΔTは、通信環境によっても変動するので、通信環境の変化を検出するセンサ等を備え、前回、補正時間ΔTを算出したときの通信環境と現在の通信環境を比較して、補正時間ΔTを算出し直す通信を行うか否かを決定してもよい。
<Modification 5>
In addition, since the correction time ΔT varies depending on the communication environment, a sensor or the like is installed to detect changes in the communication environment, and the correction time ΔT is compared with the current communication environment when the correction time ΔT was previously calculated. It may be determined whether or not to perform communication by recalculating the time ΔT.

通信環境の変化を検出するセンサの一例としては、雰囲気温度を検出するセンサを例示することができる。ラウンドトリップ時間Tpにより距離を推定する場合には、ナノ秒レベルでの変動が問題になり、温度変化により、電子回路内の信号伝達時間はナノ秒レベルでの変動があるからである。通信環境の変化を検出するセンサの他の例としては、アンテナの通電状態を監視するセンサを例示できる。 An example of a sensor that detects changes in the communication environment is a sensor that detects ambient temperature. This is because when estimating the distance using the round trip time Tp, fluctuations at the nanosecond level become a problem, and the signal transmission time within the electronic circuit fluctuates at the nanosecond level due to temperature changes. Another example of a sensor that detects a change in the communication environment is a sensor that monitors the energization state of an antenna.

<変形例5>
実施形態では、補正時間ΔTを算出した場合には、必ず、フラッシュメモリ112に記憶していた補正時間ΔTを、算出した補正時間ΔTに更新していた。しかし、補正時間ΔTを算出した後、公称値との差分を算出し、その差分が更新閾値よりも大きい場合に、新たに算出した補正時間ΔTに更新してもよい。
<Modification 5>
In the embodiment, when the correction time ΔT is calculated, the correction time ΔT stored in the flash memory 112 is always updated to the calculated correction time ΔT. However, after calculating the correction time ΔT, the difference from the nominal value may be calculated, and if the difference is larger than the update threshold, the correction time ΔT may be updated to the newly calculated correction time ΔT.

<変形例6>
実施形態では、携帯端末としてスマートフォン2を例示した。しかし、携帯端末としては、タブレット端末、ウェアラブル端末など、スマートフォン2以外のものを用いることもできる。
<Modification 6>
In the embodiment, the smartphone 2 is illustrated as the mobile terminal. However, as the mobile terminal, devices other than the smartphone 2 can also be used, such as a tablet terminal or a wearable terminal.

<変形例7>
実施形態の車載システム1はUWB通信機12を4つ備えていた。しかし、スマートフォン2の位置を推定する場合、UWB通信機12の数は3以上であればよい。
<Modification 7>
The in-vehicle system 1 of the embodiment was equipped with four UWB communication devices 12. However, when estimating the position of the smartphone 2, the number of UWB communication devices 12 may be three or more.

<変形例8>
実施形態では、UWB通信機12からスマートフォン2までの距離を3つ以上推定した後、その距離に基づいてスマートフォン2の位置を推定していた。しかし、位置までは推定せず、スマートフォン2の距離により、車載装置の操作を許可するか否かを決定してもよい。
<Modification 8>
In the embodiment, after estimating three or more distances from the UWB communication device 12 to the smartphone 2, the position of the smartphone 2 is estimated based on the distances. However, it may be determined whether or not to permit operation of the in-vehicle device based on the distance to the smartphone 2 without estimating the location.

1:車載システム 2:スマートフォン(携帯端末) 11:スマートECU 12:UWB通信機(車載通信機) 13:BLE通信機 21:UWB通信部 22:BLE通信部 24:GNSS受信器 27:入力装置 28:端末側制御部 29:位置検出部 111:CPU 112:フラッシュメモリ 113:RAM 310:送信部 311:送信回路 312:送信アンテナ 313:インパルス発生器 314:可変バンドパスフィルタ 315:増幅器 320:受信部 321:受信アンテナ 322:受信回路 323:増幅器 324:検波器 330:ラウンドトリップ時間計測部 F1:車両情報取得部 F2:通信処理部 F3:認証処理部 F4:補正時間算出部 F5:距離推定部 F6:位置推定部 F7:車両制御部 Hv:車両 TH:検出閾値 Ta:伝播時間 Tb:内部処理時間 Tp:ラウンドトリップ時間 ΔT:補正時間 ΔTc:時間差 ΔTm:時間差 1: In-vehicle system 2: Smartphone (mobile terminal) 11: Smart ECU 12: UWB communication device (in-vehicle communication device) 13: BLE communication device 21: UWB communication section 22: BLE communication section 24: GNSS receiver 27: Input device 28 : Terminal side control section 29: Position detection section 111: CPU 112: Flash memory 113: RAM 310: Transmission section 311: Transmission circuit 312: Transmission antenna 313: Impulse generator 314: Variable bandpass filter 315: Amplifier 320: Receiving section 321: Receiving antenna 322: Receiving circuit 323: Amplifier 324: Detector 330: Round trip time measurement unit F1: Vehicle information acquisition unit F2: Communication processing unit F3: Authentication processing unit F4: Correction time calculation unit F5: Distance estimation unit F6 : Position estimation unit F7: Vehicle control unit Hv: Vehicle TH: Detection threshold Ta: Propagation time Tb: Internal processing time Tp: Round trip time ΔT: Correction time ΔTc: Time difference ΔTm: Time difference

Claims (14)

車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により前記応答要求信号を受信し、かつ、前記応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を前記車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、前記応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
前記携帯端末は、前記応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答要求信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記車載通信機および前記携帯端末は、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送受信し、
前記携帯端末および前記車載通信機は、広帯域化された前記周波数帯域を、前記携帯端末および前記車載通信機が位置する国に基づいて決定し、
ユーザが前記国を入力するための入力装置(27)を備え、
前記携帯端末および前記車載通信機は、前記入力装置から入力された情報に基づいて国を決定する、携帯端末距離推定システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives the response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to the in-vehicle communication device when receiving the response request signal;
The distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal is estimated based on a round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. A mobile terminal distance estimation system comprising a distance estimation unit (F5),
The mobile terminal sets the time when the reception strength of the response request signal exceeds a detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device sets the time when the reception strength of the response signal exceeds a detection threshold as the time when the response signal is received,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal have a variable frequency band for the ultra-wideband communication,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than a high frequency possible distance;
When it is determined that the wideband condition is satisfied, the in-vehicle communication device and the mobile terminal widen the communication frequency to make the rise of the waveform with a shorter time width steeper than when the wideband condition is not satisfied. transmitting and receiving the impulse signal set to
The mobile terminal and the in-vehicle communication device determine the widened frequency band based on the country in which the mobile terminal and the in-vehicle communication device are located,
comprising an input device (27) for a user to input the country;
A mobile terminal distance estimation system, wherein the mobile terminal and the in-vehicle communication device determine a country based on information input from the input device .
車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により前記応答要求信号を受信し、かつ、前記応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を前記車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、前記応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
前記携帯端末は、前記応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答要求信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記車載通信機および前記携帯端末は、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送受信し、
前記携帯端末および前記車載通信機は、広帯域化された前記周波数帯域を、前記携帯端末および前記車載通信機が位置する国に基づいて決定し、
前記携帯端末または前記車載通信機の位置を検出する位置検出部(29)を備え、
前記携帯端末および前記車載通信機は、前記位置検出部が検出した位置をもとに前記国を決定する、携帯端末距離推定システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives the response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to the in-vehicle communication device when receiving the response request signal;
The distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal is estimated based on a round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. A mobile terminal distance estimation system comprising a distance estimation unit (F5),
The mobile terminal sets the time when the reception strength of the response request signal exceeds a detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device sets the time when the reception strength of the response signal exceeds a detection threshold as the time when the response signal is received,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal have a variable frequency band for the ultra-wideband communication,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than a high frequency possible distance;
When it is determined that the wideband condition is satisfied, the in-vehicle communication device and the mobile terminal widen the communication frequency to make the rise of the waveform with a shorter time width steeper than when the wideband condition is not satisfied. transmitting and receiving the impulse signal set to
The mobile terminal and the in-vehicle communication device determine the widened frequency band based on the country in which the mobile terminal and the in-vehicle communication device are located,
comprising a position detection unit (29) that detects the position of the mobile terminal or the in-vehicle communication device;
A mobile terminal distance estimation system, wherein the mobile terminal and the in-vehicle communication device determine the country based on the position detected by the position detection unit .
請求項1又は2に記載の携帯端末距離推定システムであって、
前記車載通信機および前記携帯端末は、通信周波数を広帯域化する場合、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化する、携帯端末距離推定システム。
The mobile terminal distance estimation system according to claim 1 or 2,
In the mobile terminal distance estimating system, the in-vehicle communication device and the mobile terminal shift the frequency band to a high frequency band to widen the communication frequency when widening the communication frequency.
車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により前記応答要求信号を受信し、かつ、前記応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を前記車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、前記応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
前記携帯端末は、前記応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答要求信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記車載通信機および前記携帯端末は、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送受信し、
前記車載通信機および前記携帯端末は、通信周波数を広帯域化する場合、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化し、
前記距離推定部は、周期的に距離を推定し、
前記広帯域化条件が成立したかどうかを判断する距離は、前記距離推定部が推定した最新の距離である、携帯端末距離推定システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives the response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to the in-vehicle communication device when receiving the response request signal;
The distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal is estimated based on a round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. A mobile terminal distance estimation system comprising a distance estimation unit (F5),
The mobile terminal sets the time when the reception strength of the response request signal exceeds a detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device sets the time when the reception strength of the response signal exceeds a detection threshold as the time when the response signal is received,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal have a variable frequency band for the ultra-wideband communication,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than a high frequency possible distance;
When it is determined that the wideband condition is satisfied, the in-vehicle communication device and the mobile terminal widen the communication frequency to make the rise of the waveform with a shorter time width steeper than when the wideband condition is not satisfied. transmitting and receiving the impulse signal set to
When widening the communication frequency, the in-vehicle communication device and the mobile terminal shift the frequency band to a high frequency band to widen the frequency band,
The distance estimation unit periodically estimates a distance,
A mobile terminal distance estimating system , wherein the distance for determining whether the broadbanding condition is satisfied is the latest distance estimated by the distance estimating unit .
車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により前記応答要求信号を受信し、かつ、前記応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を前記車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、前記応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
前記携帯端末は、前記応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答要求信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記車載通信機および前記携帯端末は、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送受信し、
前記車載通信機および前記携帯端末は、通信周波数を広帯域化する場合、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化し、
前記距離推定部を第1距離推定部とし、
前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離を、前記ラウンドトリップ時間とは別の手段により推定する第2距離推定部を備え、
前記広帯域化条件が成立したかどうかを判断する距離は、前記第2距離推定部が推定した距離である、携帯端末距離推定システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives the response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to the in-vehicle communication device when receiving the response request signal;
The distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal is estimated based on a round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. A mobile terminal distance estimation system comprising a distance estimation unit (F5),
The mobile terminal sets the time when the reception strength of the response request signal exceeds a detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device sets the time when the reception strength of the response signal exceeds a detection threshold as the time when the response signal is received,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal have a variable frequency band for the ultra-wideband communication,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than a high frequency possible distance;
When it is determined that the wideband condition is satisfied, the in-vehicle communication device and the mobile terminal widen the communication frequency to make the rise of the waveform with a shorter time width steeper than when the wideband condition is not satisfied. transmitting and receiving the impulse signal set to
When widening the communication frequency, the in-vehicle communication device and the mobile terminal shift the frequency band to a high frequency band to widen the frequency band,
The distance estimator is a first distance estimator,
comprising a second distance estimation unit that estimates the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device by a means different from the round trip time;
The distance for determining whether the broadbanding condition is satisfied is the distance estimated by the second distance estimating unit .
車両(Hv)に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
ユーザに携帯され、超広帯域通信により前記応答要求信号を受信し、かつ、前記応答要求信号を受信した場合に、インパルス信号である応答信号を前記車載通信機に送信する携帯端末(2)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、前記応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた携帯端末距離推定システムであって、
前記携帯端末は、前記応答要求信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答要求信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機は、応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機および前記携帯端末は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記車載通信機および前記携帯端末は、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送受信し、
前記ラウンドトリップ時間を補正する補正時間(ΔT)を算出するための通信である場合に、前記広帯域化条件が成立したとし、
前記車載通信機は、前記広帯域化された周波数帯および前記広帯域化された周波数帯に比べて相対的に狭帯域である周波数帯で、連続して、時間幅を相互に異ならせた前記応答要求信号を送信し、
前記携帯端末は、前記広帯域化された周波数帯および前記狭帯域である周波数帯で、それぞれ前記応答要求信号を受信した場合に、それぞれ、前記応答信号を送信し、
前記広帯域化された周波数帯を用いて算出した前記ラウンドトリップ時間と、前記狭帯域である周波数帯を用いて算出した前記ラウンドトリップ時間との差を前記補正時間として算出する補正時間算出部(F4)を備え、
前記距離推定部は、前記狭帯域である周波数帯で前記ラウンドトリップ時間を算出した場合、前記ラウンドトリップ時間に前記補正時間を加えた時間をもとに、前記携帯端末までの距離を推定する、携帯端末距離推定システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on a vehicle (Hv) and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
a mobile terminal (2) that is carried by a user, receives the response request signal through ultra-wideband communication, and transmits a response signal, which is an impulse signal, to the in-vehicle communication device when receiving the response request signal;
The distance between the in-vehicle communication device and the mobile terminal is estimated based on a round-trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal to when it receives the response signal. A mobile terminal distance estimation system comprising a distance estimation unit (F5),
The mobile terminal sets the time when the reception strength of the response request signal exceeds a detection threshold as the time when the response request signal is received,
The in-vehicle communication device sets the time when the reception strength of the response signal exceeds a detection threshold as the time when the response signal is received,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal have a variable frequency band for the ultra-wideband communication,
The in-vehicle communication device and the mobile terminal determine that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimating unit is equal to or less than a high frequency possible distance;
When it is determined that the wideband condition is satisfied, the in-vehicle communication device and the mobile terminal widen the communication frequency to make the rise of the waveform with a shorter time width steeper than when the wideband condition is not satisfied. transmitting and receiving the impulse signal set to
Assuming that the broadbanding condition is satisfied in the case of communication for calculating a correction time (ΔT) for correcting the round trip time,
The in-vehicle communication device continuously sends the response requests with different time widths in the widened frequency band and in a frequency band that is relatively narrow compared to the widened frequency band. send a signal,
The mobile terminal transmits the response signal when receiving the response request signal in the wideband frequency band and the narrowband frequency band, respectively,
a correction time calculation unit (F4) that calculates the difference between the round trip time calculated using the widened frequency band and the round trip time calculated using the narrow frequency band as the correction time ),
When the round trip time is calculated in the narrow frequency band, the distance estimation unit estimates the distance to the mobile terminal based on the round trip time plus the correction time. Mobile terminal distance estimation system.
請求項に記載の携帯端末距離推定システムであって、
前記補正時間を算出するための通信を、前記距離推定部が前記距離を推定する都度実行する、携帯端末距離推定システム。
The mobile terminal distance estimation system according to claim 6 ,
A mobile terminal distance estimating system, wherein communication for calculating the correction time is performed each time the distance estimating unit estimates the distance.
請求項に記載の携帯端末距離推定システムであって、
前記補正時間を算出するための通信を、前記携帯端末と前記車載通信機との通信が確立した後に、一度、実行する、携帯端末距離推定システム。
The mobile terminal distance estimation system according to claim 6 ,
A mobile terminal distance estimation system that performs communication for calculating the correction time once after communication between the mobile terminal and the in-vehicle communication device is established.
請求項に記載の携帯端末距離推定システムであって、
前回、前記補正時間を算出したときの通信環境と現在の通信環境を比較して、前記補正時間を算出するための通信を行うか否かを決定する、携帯端末距離推定システム。
The mobile terminal distance estimation system according to claim 6 ,
A mobile terminal distance estimating system that compares a communication environment when the correction time was previously calculated with a current communication environment to determine whether or not to perform communication for calculating the correction time.
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信された前記インパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
前記車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送信し、
前記車載通信機は、広帯域化された前記周波数帯域を、前記車載通信機が位置する国に基づいて決定し、
ユーザが前記国を入力するための入力装置を備え、
前記車載通信機は、前記入力装置から入力された情報に基づいて国を決定する、車載システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
Based on the round trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal until it receives the response signal, which is the impulse signal, transmitted from the mobile terminal carried by the user, An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance between an in-vehicle communication device and the mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for the ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to a high frequency possible distance;
If it is determined that the wideband condition is satisfied, transmitting the impulse signal with a steeper rise of a waveform with a shorter time width by making the communication frequency wider than when the wideband condition is not satisfied;
The in-vehicle communication device determines the widened frequency band based on the country in which the in-vehicle communication device is located,
comprising an input device for a user to input the country;
The in-vehicle communication device is an in-vehicle system that determines a country based on information input from the input device .
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信された前記インパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
前記車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送信し、
前記車載通信機は、広帯域化された前記周波数帯域を、前記車載通信機が位置する国に基づいて決定し、
前記携帯端末または前記車載通信機の位置を検出する位置検出部を備え、
前記車載通信機は、前記位置検出部が検出した位置をもとに前記国を決定する、車載システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
Based on the round trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal until it receives the response signal, which is the impulse signal, transmitted from the mobile terminal carried by the user, An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance between an in-vehicle communication device and the mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for the ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to a high frequency possible distance;
If it is determined that the wideband condition is satisfied, transmitting the impulse signal with a steeper rise of a waveform with a shorter time width by making the communication frequency wider than when the wideband condition is not satisfied;
The in-vehicle communication device determines the widened frequency band based on the country in which the in-vehicle communication device is located,
comprising a position detection unit that detects the position of the mobile terminal or the in-vehicle communication device,
The in-vehicle communication device is an in-vehicle system that determines the country based on the position detected by the position detection unit .
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信された前記インパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
前記車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送信し、
前記車載通信機は、通信周波数を広帯域化する場合、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化し、
前記距離推定部は、周期的に距離を推定し、
前記広帯域化条件が成立したかどうかを判断する距離は、前記距離推定部が推定した最新の距離である、車載システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
Based on the round trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal until it receives the response signal, which is the impulse signal, transmitted from the mobile terminal carried by the user, An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance between an in-vehicle communication device and the mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for the ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to a high frequency possible distance;
If it is determined that the wideband condition is satisfied, transmitting the impulse signal with a steeper rise of a waveform with a shorter time width by making the communication frequency wider than when the wideband condition is not satisfied;
When widening the communication frequency, the in-vehicle communication device shifts the frequency band to a high frequency band to widen the frequency band,
The distance estimation unit periodically estimates a distance,
In the vehicle-mounted system , the distance for determining whether the broadbanding condition is satisfied is the latest distance estimated by the distance estimation unit .
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信された前記インパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
前記車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送信し、
前記車載通信機は、通信周波数を広帯域化する場合、周波数帯域を高周波数帯にシフトして広帯域化し、
前記距離推定部を第1距離推定部とし、
前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離を、前記ラウンドトリップ時間とは別の手段により推定する第2距離推定部を備え、
前記広帯域化条件が成立したかどうかを判断する距離は、前記第2距離推定部が推定した距離である、車載システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
Based on the round trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal until it receives the response signal, which is the impulse signal, transmitted from the mobile terminal carried by the user, An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance between an in-vehicle communication device and the mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for the ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to a high frequency possible distance;
If it is determined that the wideband condition is satisfied, transmitting the impulse signal with a steeper rise of a waveform with a shorter time width by making the communication frequency wider than when the wideband condition is not satisfied;
When widening the communication frequency, the in-vehicle communication device shifts the frequency band to a high frequency band to widen the frequency band,
The distance estimator is a first distance estimator,
comprising a second distance estimation unit that estimates the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device by a means different from the round trip time;
The in-vehicle system is characterized in that the distance for determining whether the broadbanding condition is satisfied is the distance estimated by the second distance estimating unit .
車両に搭載され、超広帯域通信により、インパルス信号である応答要求信号を送信する車載通信機(12)と、
前記車載通信機が、前記応答要求信号を送信してから、ユーザに携帯される携帯端末から送信された前記インパルス信号である応答信号を受信するまでのラウンドトリップ時間(Tp)に基づいて、前記車載通信機と前記携帯端末との間の距離を推定する距離推定部(F5)とを備えた車載システムであって、
前記車載通信機は、
応答信号の受信強度が検出閾値を超えた時刻を、前記応答信号を受信した時刻とし、
前記超広帯域通信する周波数帯域が可変であり、
前記車載通信機は、前記距離推定部が推定した前記携帯端末と前記車載通信機との間の距離が高周波数可能距離以下である場合に広帯域化条件が成立したと判定し、
広帯域化条件が成立したと判定した場合、前記広帯域化条件が成立しない場合よりも通信周波数を広帯域化することで、時間幅を短くした波形の立ち上がりを急峻にした前記インパルス信号を送信し、
前記ラウンドトリップ時間を補正する補正時間(ΔT)を算出するための通信である場合に、前記広帯域化条件が成立したとし、
前記車載通信機は、前記広帯域化された周波数帯および前記広帯域化された周波数帯に比べて相対的に狭帯域である周波数帯で、連続して、時間幅を相互に異ならせた前記応答要求信号を送信し、
前記車載通信機は、前記広帯域化された周波数帯および前記狭帯域である周波数帯で、それぞれ前記応答要求信号を前記携帯端末が受信した場合に、前記携帯端末からそれぞれ、送信される前記応答信号を受信し、
前記広帯域化された周波数帯を用いて算出した前記ラウンドトリップ時間と、前記狭帯域である周波数帯を用いて算出した前記ラウンドトリップ時間との差を前記補正時間として算出する補正時間算出部(F4)を備え、
前記距離推定部は、前記狭帯域である周波数帯で前記ラウンドトリップ時間を算出した場合、前記ラウンドトリップ時間に前記補正時間を加えた時間をもとに、前記携帯端末までの距離を推定する、車載システム。
an on-vehicle communication device (12) that is mounted on the vehicle and transmits a response request signal, which is an impulse signal, through ultra-wideband communication;
Based on the round trip time (Tp) from when the in-vehicle communication device transmits the response request signal until it receives the response signal, which is the impulse signal, transmitted from the mobile terminal carried by the user, An in-vehicle system comprising a distance estimation unit (F5) that estimates a distance between an in-vehicle communication device and the mobile terminal,
The in-vehicle communication device is
The time when the reception strength of the response signal exceeds the detection threshold is the time when the response signal is received,
The frequency band for the ultra-wideband communication is variable,
The in-vehicle communication device determines that a wideband condition is satisfied when the distance between the mobile terminal and the in-vehicle communication device estimated by the distance estimation unit is less than or equal to a high frequency possible distance;
If it is determined that the wideband condition is satisfied, transmitting the impulse signal with a steeper rise of a waveform with a shorter time width by making the communication frequency wider than when the wideband condition is not satisfied;
Assuming that the broadbanding condition is satisfied in the case of communication for calculating a correction time (ΔT) for correcting the round trip time,
The in-vehicle communication device continuously sends the response requests with different time widths in the widened frequency band and in a frequency band that is relatively narrow compared to the widened frequency band. send a signal,
The in-vehicle communication device transmits the response signal transmitted from the mobile terminal when the mobile terminal receives the response request signal in the wideband frequency band and the narrowband frequency band, respectively. receive and
a correction time calculation unit (F4) that calculates the difference between the round trip time calculated using the widened frequency band and the round trip time calculated using the narrow frequency band as the correction time ),
When the round trip time is calculated in the narrow frequency band, the distance estimation unit estimates the distance to the mobile terminal based on the round trip time plus the correction time. In-vehicle system.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7038096B2 (en) * 2019-12-17 2022-03-17 本田技研工業株式会社 Vehicle control device, vehicle control method, control program, and vehicle control system
KR20230006259A (en) * 2021-07-02 2023-01-10 삼성전자주식회사 Electronic device and method using uwb signal

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003169017A (en) 2001-09-21 2003-06-13 Sony Corp System, method and device for radio communication, transmission output control method, storage medium, and computer program
WO2004077775A1 (en) 2003-02-25 2004-09-10 Yokohama Tlo Company, Ltd. Pulse waveform producing method
US20060145853A1 (en) 2004-12-22 2006-07-06 Time Domain Corporation System and method for detecting objects and communicating information
JP2010206711A (en) 2009-03-05 2010-09-16 Furukawa Electric Co Ltd:The Impulse generating circuit
JP2016156809A (en) 2015-02-09 2016-09-01 株式会社リコー Calculation method and device of relative azimuth angle, and relative position specifying method
WO2016191851A1 (en) 2015-06-01 2016-12-08 Transfert Plus Limited Partnership Systems and methods for spectrally efficient and energy efficient ultra- wideband impulse radios with scalable data rates
JP6093647B2 (en) 2013-05-17 2017-03-08 株式会社東海理化電機製作所 Electronic key system
WO2019067105A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Apple Inc. Mobile device for communicating and ranging with access control system for automatic functionality

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01296181A (en) * 1988-05-24 1989-11-29 Fujitsu Ltd Radar beacon apparatus
JP3634130B2 (en) * 1997-11-21 2005-03-30 株式会社河合楽器製作所 Musical sound generating apparatus and musical sound generating method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003169017A (en) 2001-09-21 2003-06-13 Sony Corp System, method and device for radio communication, transmission output control method, storage medium, and computer program
WO2004077775A1 (en) 2003-02-25 2004-09-10 Yokohama Tlo Company, Ltd. Pulse waveform producing method
US20060145853A1 (en) 2004-12-22 2006-07-06 Time Domain Corporation System and method for detecting objects and communicating information
JP2010206711A (en) 2009-03-05 2010-09-16 Furukawa Electric Co Ltd:The Impulse generating circuit
JP6093647B2 (en) 2013-05-17 2017-03-08 株式会社東海理化電機製作所 Electronic key system
JP2016156809A (en) 2015-02-09 2016-09-01 株式会社リコー Calculation method and device of relative azimuth angle, and relative position specifying method
WO2016191851A1 (en) 2015-06-01 2016-12-08 Transfert Plus Limited Partnership Systems and methods for spectrally efficient and energy efficient ultra- wideband impulse radios with scalable data rates
WO2019067105A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Apple Inc. Mobile device for communicating and ranging with access control system for automatic functionality

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