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公開番号2024062520
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-10
出願番号2022170403
出願日2022-10-25
発明の名称位置判定システム及び位置判定方法
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類G01S 11/02 20100101AFI20240501BHJP(測定;試験)
要約【課題】携帯端末が車内及び車外のいずれに存在するかを正確に判定する位置判定システムを得る。
【解決手段】本開示の位置判定システム100は、車内に搭載され、携帯端末2と無線通信する無線通信装置3と、窓部10に配置され特定周波数帯の電波を選択的に反射または予め設定されたレベルで減衰させる透明電波選択膜11と、車両1に搭載され携帯端末2の位置を判定する位置判定装置4と、を備え、無線通信装置3は、携帯端末2と無線通信する無線通信部31と、受信した車内受信電力を計測する受信電力計測部32と、携帯端末との通信時間に基づき携帯端末までの距離値を計測する距離計測部33とを備え、位置判定装置4は、距離値を用いて車内受信電力を正規化した正規化受信電力に基づき携帯端末2が車内及び車外のいずれに存在するかを判定する車内外判定部41と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
車両の車内に少なくとも１台搭載され、携帯端末との間で無線通信する無線通信装置と、
前記車両の窓部に設置され、特定周波数帯の電波を選択的に反射または予め設定されたレベルで減衰させる透明電波選択膜と、
前記車両に搭載され、前記携帯端末の位置を判定する位置判定装置と、を備え、
前記無線通信装置は、
前記携帯端末との間で無線通信する無線通信部と、
前記無線通信部が受信した前記電波の受信電力である車内受信電力を計測する受信電力計測部と、
前記携帯端末との通信時間に基づき前記携帯端末までの距離値を計測する距離計測部を備え、
前記位置判定装置は、
前記距離値を用いて前記車内受信電力を正規化した車内正規化受信電力に基づき、前記携帯端末が車内及び車外のいずれに存在するかを判定する車内外判定部と、
を備える位置判定システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記距離値に基づき前記携帯端末が存在するエリアを推定する位置推定部をさらに備える請求項１に記載の位置判定システム。
【請求項３】
前記携帯端末は、前記特定周波数帯である第１通信帯域を有する第１電波を処理する端末第１無線通信部と、前記第１通信帯域とは異なる通信帯域である第２通信帯域を有する第２電波を処理する端末第２無線通信部とを有し、
前記無線通信装置は、前記第１電波を処理する第１無線通信部と、前記第２電波を処理する第２無線通信部とを有し、前記第１電波及び前記第２電波を用いて前記携帯端末との間で無線通信を行い、
前記透明電波選択膜は、前記第１電波を選択的に反射または予め設定されたレベルで減衰させ、かつ前記第２電波は透過させ、
前記受信電力計測部は、前記第１無線通信部が受信する前記第１電波による受信電力を計測し、
前記距離計測部は、前記第２無線通信部が受信する前記第２電波によって前記距離値を計測し、
前記車内外判定部は、前記携帯端末が送信する第１電波の受信電力を、前記第２電波を用いて計測した前記携帯端末までの前記距離値を用いて正規化した前記車内正規化受信電力に基づいて、前記携帯端末が車内及び車外のいずれに存在するかを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の位置判定システム。
【請求項４】
前記車両の車内に少なくとも１台の前記無線通信装置が設置され、
１台または複数台の前記無線通信装置が前記車両の車外の予め設定された車体位置に設置され、
前記車内外判定部は、前記車内に設置された前記無線通信装置によって算出された前記車内正規化受信電力と、前記車体位置に設置された前記無線通信装置によって算出された車外正規化受信電力との大小関係を比較することにより、前記携帯端末が車内及び車外のいずれに存在するかを判定し、
前記位置推定部は、複数の前記無線通信装置がそれぞれ出力する複数の距離値に基づき前記携帯端末の位置を推定することを特徴とする請求項２に記載の位置判定システム。
【請求項５】
前記車内外判定部は、前記無線通信装置によって計測された前記携帯端末が送信する電波の受信電力及び前記携帯端末までの前記距離値が入力され、前記電波の電力の自由空間における通信距離に依存する減衰特性に基づき予め設定された距離における受信電力を車内正規化受信電力として算出し、携帯端末位置の車内外判定に適用することを特徴とする請求項１または２に記載の位置判定システム。
【請求項６】
前記位置判定装置は、前記車両の前記透明電波選択膜が設置された全ての窓部が閉じている状態であって、かつ前記車両の全てのドアが閉まっている状態である場合に、前記受信電力及び前記距離値を用いて算出した車内正規化受信電力に基づいて前記携帯端末が車内に存在するか否かを判定し、前記窓部のいずれかが開いている状態、または、前記車両のいずれかのドアが開いている状態である場合は、前記距離値のみに基づき前記携帯端末が車内及び車外のいずれに存在するかを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の位置判定システム。
【請求項７】
前記位置推定部は、車内及び車外の複数の前記無線通信装置がそれぞれ計測する前記距離値と、前記距離値のそれぞれに対応する各無線通信装置に属するそれぞれのアンテナ位置の座標値を１つの組み合わせとし、同時に計測した前記距離値及び前記座標値の組み合わせ数に基づき、前記携帯端末の推定位置として一定のエリアあるいは座標値を算出することを特徴とする請求項４に記載の位置判定システム。
【請求項８】
前記透明電波選択膜は、前記受信電力計測部が測定する電波の通信帯域に対して共振器として機能するアンテナ素子を面材の平面上にアレイ配置したものであり、
前記アンテナ素子はナノサイズ幅の金属ワイヤメッシュによって構成されることを特徴とする請求項１、２、４、７のいずれか１項に記載の位置判定システム。
【請求項９】
前記携帯端末と前記無線通信装置との間の無線通信の通信方式が、ＢＬＥまたはＵＷＢのいずれか一方または両方を利用することを特徴とする請求項１、２、４、７のいずれか１項に記載の位置判定システム。
【請求項１０】
前記携帯端末は、携帯情報端末であることを特徴とする請求項１、２、４、７のいずれか１項に記載の位置判定システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、位置判定システム及び位置判定方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
電波による携帯端末あるいは携帯端末を実装する対象物の位置を推定して、携帯端末の位置情報を活用するシステムには様々なものが知られている。例えば、一例として、スマートエントリー・スマートスタートシステム（以下、スマートシステムという）が知られている。近年では、スマートフォンを鍵として用いるデジタルキーというスマートシステムも市販されるようになった。
【０００３】
スマートシステムでは、ユーザが鍵をポケットまたはカバンに入れておいても、ユーザが一定の距離まで車両に接近するとユーザ側のドア照明が点灯し、さらに接近するとドアの解錠が許可される。自動で開錠する場合もあれば、ドアノブのスイッチを操作することで開錠する場合もある。
【０００４】
また、スマートシステムでは、ユーザが車両から一定距離まで離れると自動的にドアを施錠し、ユーザが車内に乗り込んだ場合は、従来のように鍵穴にキーを挿すことなく、車内に装備されたエンジンスタートボタンを押すことでエンジンが始動するようになっている。このエンジン始動については、安全性及び盗難防止上の観点から、携帯端末が車内にある場合のみ許可する仕組みになっており、携帯端末位置の車内外判定を正確に行うことが必須条件である。
【０００５】
スマートシステムの他の一例として、リモートパーキングコントロールシステムがある。これは、車両の外部から用いられるスマートフォンまたは専用鍵が、車両が駐車位置までの自立走行を許可するコントローラとして使用される。この場合、コントローラを持ったユーザが車両と一定の距離以内の車外にいることが許可条件となっており、携帯端末位置の車内外判定を正確に実施することが安全機能上、重要となる。
【０００６】
特許文献１に記載の車両用位置判定システムは、携帯端末から送信される無線信号を車室内アンテナで受信した車室内受信強度と、車室外アンテナで受信した車室外受信強度に基づいて、携帯端末が車室内に存在するかあるいは車室外に存在するかを判定している。車両ボディは金属であるため電波を遮断する一方、ガラス窓は電波を透過する。このため、車室外アンテナは、ガラス窓の近傍とみなせる位置に配置することによって、車室内受信強度と車室外受信強度との受信強度差を一定以上確保することで、携帯端末位置の車内外判定を可能としている。しかしながら、携帯端末の位置によっては判定に十分な受信強度差が計測できない場合があるため、車内及び車外に複数のアンテナを設置してガラス窓近傍の誤判定を少なくするなど、判定精度を向上する工夫をしている。
【０００７】
特許文献２に記載の位置判定システムは、特許文献１に記載の車両用位置判定システムと同様、携帯端末から送信される無線信号を、車両に設置されたアンテナによって受信した受信強度に基づいて、携帯端末位置の推定を行う。受信強度に対して、ハイレベル閾値及びローレベル閾値の２種類の閾値を設定し、ハイレベル閾値以上の場合は携帯端末がアンテナ近傍のエリア内に存在し、ローレベル閾値未満の場合は携帯端末がアンテナ近傍のエリア外に存在すると判断する。車室内ではマルチパスの影響で電波が弱めあう結果、一時的に受信強度が低下することがあるが、特許文献２に記載の位置判定システムでは受信強度の測定を一定間隔で連続して行うことにより、２種類の閾値はいわゆるヒステリシス閾値として機能させて、このマルチパスの影響によるエリア内外、つまり携帯端末位置の車内外判定における誤判定を低減することを目標としている。
【０００８】
特許文献３に記載の位置判定システムは、特許文献１に記載の車両用位置判定システム及び特許文献２に記載の位置判定システムと同様、携帯端末から送信される無線信号を、車両に設置されたアンテナで受信した受信強度に基づいて、携帯端末位置の推定を行うことを基本としている。車室内受信強度及び車室外受信強度に対し、所定の閾値との比較、あるいは車室内受信強度と車室外受信強度との間の大小比較によって、携帯端末が車室内に存在するのか、あるいは車外に存在するのかを判定する。
【０００９】
特許文献３に記載の位置判定システムでは、ガラス窓に、この無線信号の周波数帯の信号を反射または一定レベル減衰させる電波遮断部材を設置している。電波遮断部材により、車室内受信強度と車室外受信強度との間の受信強度差が拡大するため、車内外判定の精度を高めている。また、ドアとガラス窓のいずれか一方あるいは両方が開いている状態である場合は、受信強度の閾値を小さく設定することにより、エリア判定の領域を縮小して、携帯端末が車外に存在する場合に車内と誤判定することを低減している。
【００１０】
特許文献４に記載の携帯機位置推定システムは、携帯端末と無線通信装置との間の通信によって測定される通信時間から算出した距離に基づいて、携帯端末の位置を推定する。具体的には、車両に車両側送信機及び車両側受信機の２台の無線通信装置を、車両前後方向または車幅方向に所定の距離に離間して設置する。通信によって、携帯端末から車両側送信機までの距離と携帯端末から車両側受信機までの距離との和を計測する。この距離値から携帯端末が車両通信機を焦点とする楕円形が形成され、携帯端末がこの楕円形の円周上に存在すると推定している。楕円系の長軸及び短軸を求めることで、車内あるいは車外のおおよそのエリアを判定できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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