JP7634371B2 - Communication Equipment - Google Patents
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Description
本発明は、通信装置に関する。 The present invention relates to a communication device.
近年、装置間で信号を送受信した結果に従って、一方の装置が他方の装置の位置を推定する技術が開発されている。例えば、特許文献1では、超広帯域(UWB:Ultra Wide Band)の信号を用いて、UWB受信機がUWB送信機から送信された無線信号の到来角を推定する技術が開示されている。
In recent years, technology has been developed that allows one device to estimate the position of another device based on the results of transmitting and receiving signals between the devices. For example,
上記のようなシステムにおいて、配置された複数のアンテナの位置関係が起因して無線信号の到来角の推定精度に影響を及ぼす可能性がある。 In a system like the one described above, the relative positions of the multiple antennas may affect the accuracy of estimating the angle of arrival of a wireless signal.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、より高い精度で信号の到来角を推定することが可能な、新規かつ改良された通信装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in consideration of the above problems, and the object of the present invention is to provide a new and improved communication device that can estimate the arrival angle of a signal with higher accuracy.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、規定の通信規格に準拠した信号を送受信する少なくとも第1のアンテナおよび第2のアンテナ、を備え、前記第1のアンテナおよび前記第2のアンテナは、信号到来角およびアンテナ間位相差の関係に基づき、前記信号到来角の推定精度をより高めたい第1の領域から前記信号を受信した際と、前記第1の領域以外の領域である第2の領域から前記信号を受信した際とを比較し、前記第1の領域から前記信号を受信した際における前記アンテナ間位相差の絶対値が小さくなるように配置される、通信装置。 In order to solve the above problem, according to one aspect of the present invention, a communication device is provided that includes at least a first antenna and a second antenna for transmitting and receiving signals that comply with a prescribed communication standard, and the first antenna and the second antenna are arranged so that, based on the relationship between the signal arrival angle and the phase difference between the antennas, the absolute value of the phase difference between the antennas is reduced when the signal is received from the first region, where the estimation accuracy of the signal arrival angle is desired to be improved, is compared with the signal received from a second region other than the first region.
以上説明したように本発明によれば、より高い精度で信号の到来角を推定することが可能である。 As described above, the present invention makes it possible to estimate the signal arrival angle with greater accuracy.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 The preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the attached drawings. Note that in this specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals to avoid redundant description.
<1.実施形態>
<<1.1.システム構成例>>
まず、図1を参照して、本実施形態に係るシステム1の概略構成について説明する。図1は、本実施形態に係るシステム1の構成例を示すブロック図である。
1. Embodiment
<<1.1. System configuration example>>
First, a schematic configuration of a
図1に示すように、本実施形態に係るシステム1は、車載器10および携帯機20を備える。
As shown in FIG. 1, the
(車載器10)
本実施形態に係る車載器10は、通信装置の一例である。本実施形態に係る車載器10は、例えば、ユーザが乗車を許諾された移動体(例えば、ユーザが所有する車両や、ユーザに一時的に貸与された車両)に搭載される通信ユニットであってもよい。
(In-vehicle device 10)
The vehicle-mounted
図1に示すように、本実施形態に係る車載器10は、制御部110と、通信部120と、処理部130とを有する。
As shown in FIG. 1, the vehicle-mounted
制御部110は、車載器10における動作全般を制御する。例えば、制御部110は、規定の通信規格に準拠した無線信号の送受信を制御する。より具体的には、制御部110は、超広帯域の信号(以下、UWB信号と表現する。)の送受信を制御する。
The
なお、規定の通信規格に準拠した無線信号の一例としてUWB信号を挙げたが、規定の通信規格に準拠した無線信号はUWB信号に限定されない。例えば、本実施形態に係る規定の通信規格は、無線通信装置間の信号の伝搬時間を測定することが可能な各種の通信規格が含まれる。 Although a UWB signal is given as an example of a wireless signal that complies with a prescribed communication standard, wireless signals that comply with a prescribed communication standard are not limited to UWB signals. For example, the prescribed communication standard according to this embodiment includes various communication standards that are capable of measuring the propagation time of a signal between wireless communication devices.
また、本実施形態に係る制御部110が有する機能は、例えば、各種のプロセッサなどによって実現される。
Furthermore, the functions of the
通信部120は、規定の通信規格に準拠した無線信号の送受信を行う第1のアンテナ、第2のアンテナおよび第3のアンテナとしての機能を有する。例えば、通信部120は、携帯機20から送信されたPoll(Polling)信号を受信する。また通信部120は、Poll信号を受信した後、制御部110による制御に従って、Resp(Response)信号を携帯機20に送信する。また、通信部120は、Resp信号に対する応答として携帯機20から送信されたFinal信号を受信する。
The
処理部130は、例えば、車載器10と携帯機20との間で送受信された信号に基づき、車載器10と携帯機20との位置関係を推定する処理を実行する。例えば、処理部130は、受信した信号に基づき、当該信号の到来角を推定する処理を実行してもよい。また、処理部130は、送受信した信号に基づき、車載器10と携帯機20との間の距離を推定する処理を実行してもよい。また、処理部130は、推定された信号の到来角および車載器10と携帯機20との間の距離に基づき、携帯機20の3次元位置を推定してもよい。
The
なお、装置間の位置関係を推定する処理に関する詳細は後述するが、携帯機20が有する処理部230が車載器10と携帯機20との位置関係を推定する処理を実行してもよい。この場合、通信部120は、例えば、装置間の位置関係を推定するために必要な情報を携帯機20に送信してもよい。
The process of estimating the positional relationship between the devices will be described in detail later, but the
(携帯機20)
本実施形態に係る携帯機20は、例えば、電子キー、スマートフォンおよびウェアラブル端末などであってもよい。本実施形態に係る携帯機20は、例えば、ユーザにより携帯され、当該ユーザが利用する車両などの移動体に搭載される車載器10との間において規定の通信に準拠した無線通信の送受信を行う。
(Portable device 20)
The
図1に示すように、本実施形態に係る携帯機20は、制御部210と、通信部220と、処理部230とを有する。
As shown in FIG. 1, the
制御部210は、携帯機20における動作全般を制御する。例えば、制御部210は、規定の通信規格に準拠した無線信号の送受信を制御する。
The
通信部220は、例えば、規定の通信規格に準拠した無線信号の送受信を行う。例えば、通信部220は、車載器10に対してPoll信号を送信する。また、通信部220は、車載器10が備える通信部120からResp信号を受信する。また、通信部220は、制御部210による制御に従って、Resp信号に対する応答としてFinal信号を送信する。
The
処理部230は、例えば、車載器10と携帯機20との間で送受信された信号に基づき、車載器10と携帯機20との位置関係を推定する処理を実行する。
The
次に、図2を参照して、位置関係を推定する処理の一例について説明する。 Next, an example of a process for estimating positional relationships will be described with reference to FIG. 2.
<1.2.位置関係の推定>
図2および図3は、車載器10と携帯機20との間で送受信された信号w1に基づき、車載器10と携帯機20との位置関係を推定する処理の一例を説明するための説明図である。
1.2. Estimation of Positional Relationship
2 and 3 are explanatory diagrams for explaining an example of a process for estimating the positional relationship between the vehicle-mounted
図2に示すように、車載器10は、例えば、車両V1の天井面に配置され、複数のアンテナを有する。なお、車載器10および車載器10が備える各アンテナのスケールは、説明用に大きく図示しているため、実際のスケールとは異なってもよい。ここで、図3を参照して、車載器10が有するアンテナの構成を説明する。
As shown in FIG. 2, the vehicle-mounted
図3に示すように、車載器10は、例えば、アンテナA1、アンテナA2、アンテナA3およびアンテナA4を有する。アンテナA3は、アンテナA1とアンテナA2とを繋ぐ直線に対して、アンテナA1とアンテナA3とを繋ぐ直線が直交するように配置される。また、アンテナA4は、アンテナA1とアンテナA2とを繋ぐ直線に対して、アンテナA2とアンテナA4とを繋ぐ直線が直交するように配置される。
As shown in FIG. 3, the vehicle-mounted
また、本実施形態に係る車載器10のローカル座標系は、例えば、アンテナA1を原点とした場合、アンテナA1とアンテナA2とを繋ぐ直線の方向をX軸とし、アンテナA1とアンテナA3とを繋ぐ直線がX軸に対して直交する方向をY軸とし、アンテナA1の鉛直方向をZ軸とする。
In addition, in the local coordinate system of the vehicle-mounted
例えば、アンテナA1は第1のアンテナであり、アンテナA2は第2のアンテナであり、アンテナA3は第3のアンテナであり得る。 For example, antenna A1 may be a first antenna, antenna A2 may be a second antenna, and antenna A3 may be a third antenna.
本明細書において、指定しない限り、アンテナA1とA2とを繋ぐ直線をX軸とし、アンテナA1とアンテナA3とを繋ぐ直線をY軸として説明するが、座標軸の定義は係る例に限定されない。例えば、車載器10のローカル座標系は、アンテナA4を原点とし、アンテナA3とアンテナA4とを繋ぐ直線をX軸とし、アンテナA2とアンテナA4とを繋ぐ直線をY軸とし、アンテナA4の鉛直方向をZ軸としてもよい。
Unless otherwise specified, in this specification, the line connecting antennas A1 and A2 will be described as the X-axis, and the line connecting antennas A1 and A3 as the Y-axis, but the definition of the coordinate axes is not limited to this example. For example, the local coordinate system of the vehicle-mounted
また、図3に示すように、隣接するアンテナ間の間隔は、例えば、1/2波長であってもよいが、他の間隔であってもよい。また、4本のアンテナの配置形状は、正方形に限らず平行四辺形、台形、矩形、及びその他の任意の形状を取り得る。 As shown in FIG. 3, the spacing between adjacent antennas may be, for example, 1/2 wavelength, but may also be other spacings. The arrangement of the four antennas is not limited to a square, and may be a parallelogram, a trapezoid, a rectangle, or any other shape.
また、アンテナの数は4本に限定されない。例えば、アンテナの数は少なくとも2本以上あれば信号の到来角を推定し得るため、メインクレームは少なくとも第1のアンテナと第2のアンテナで規定した。以上、車載器10のアンテナの構成について説明した。
The number of antennas is not limited to four. For example, the number of antennas is at least two, so the main claim specifies at least a first antenna and a second antenna, since the signal arrival angle can be estimated. The above describes the antenna configuration of the vehicle-mounted
ここで図2に戻り、車載器10と携帯機20との位置関係に含まれる位置情報の一例を説明する。図2に示すように、位置情報は、車載器10と携帯機20との距離情報を含む。例えば、距離情報は、車載器10のローカル座標系における原点から携帯機20までの距離Rを含む。距離Rは、車載器10と携帯機20との間の距離に相当する。より詳細には、距離Rは、車載器10のローカル座標系の原点に位置するアンテナ(例えば、アンテナA1)と携帯機20に備えられる同種のアンテナとの間の距離である。なお、ローカル座標系の原点にあるアンテナと携帯機20との間で送受信された信号に基づき、距離Rは推定される。
Returning now to FIG. 2, an example of position information included in the positional relationship between the vehicle-mounted
また、位置情報は、携帯機20がある角度情報を含む。角度情報は、例えば、X軸と携帯機20が送信した信号w1とのなす角θを含み、Y軸と携帯機20が送信した信号w1とのなす角Φを含む。なす角θおよびなす角Φは、それぞれ信号w1の到来角である。
The position information also includes angle information at which the
以下、本実施形態に係る車載器10と携帯機20との位置関係の推定の流れの一例を説明する。
Below, an example of the flow of estimating the positional relationship between the vehicle-mounted
(1)距離推定
車載器10が有する処理部130または携帯機20が有する処理部230は、測距処理を行う。測距処理とは、車載器10と携帯機20との間の距離を推定する処理である。すなわち、測距処理とは、図2に示した距離Rを推定する処理である。測距処理は、測距用信号を送受信し、測距用信号の送受信にかかる時間に基づいて距離Rを推定することを含む。
(1) Distance Estimation The
測距処理においては、車載器10と携帯機20との間で複数の測距用信号が送受信され得る。複数の測距用信号のうち、一方の装置から他方の装置へ送信される測距用信号をPoll信号と表現する。そして、Poll信号を受信した装置から、Poll信号を送信した装置へ、Poll信号の応答として送信される測距用信号を、Resp信号と表現する。また、Resp信号を受信した装置から、Resp信号を送信した装置へ、Resp信号の応答として送信される測距用信号をFinal信号と表現する。
In the distance measurement process, multiple distance measurement signals can be transmitted and received between the vehicle-mounted
(2)到来角推定
車載器10が有する処理部130または携帯機20が有する処理部230は、図2に示したなす角θ、なす角Φを信号w1の到来角としてそれぞれ推定する。到来角推定用の信号は、上述した測距用信号のうち少なくともいずれか一つの信号を用いてもよい。本明細書では、Final信号を到来角推定用の信号として説明する。
(2) Arrival Angle Estimation The
以下、図4を参照し、距離推定および到来角推定に係る処理の一例を説明する。 Below, an example of processing related to distance estimation and arrival angle estimation is described with reference to Figure 4.
図4は、本実施形態に係るシステム1において実行される距離推定および到来角推定に係る処理の一例を説明するためのシーケンス図である。図4において、携帯機20が有するアンテナをTagと称する。
Figure 4 is a sequence diagram for explaining an example of processing related to distance estimation and arrival angle estimation executed in the
まず、携帯機20のTagは、車載器10が有するアンテナA1に対して、Poll信号を送信する(S102)。
First, the Tag of the
次に、車載器10が有するアンテナA1は、Poll信号に対する応答として、Resp信号を携帯機20が有するTagに送信する(S104)。
Next, the antenna A1 of the vehicle-mounted
そして、携帯機20が有するTagは、Resp信号に対する応答として、Final信号を車載器10が有するアンテナA1、アンテナA2、アンテナA3およびアンテナA4に送信する(S106)。
Then, the Tag of the
ここで、携帯機20が、Poll信号を送信してからResp信号を受信するまでの時間長を時間長T1とし、Resp信号を受信してからFinal信号を送信するまでの時間長を時間長T2とする。そして、車載器10が、Poll信号を受信してからResp信号を送信するまでの時間長を時間長T3とし、Resp信号を送信してからFinal信号を受信するまでの時間長を時間長T4とする。
Here, the time length from when the
距離Rは、上述した各時間長を用いて算出されてもよい。例えば、車載器10が有する処理部130は、時間長T1、時間長T2、時間長T3、および時間長T4を用いて、信号の伝搬時間τを算出する。例えば、処理部130は、以下の式を用いて信号の伝搬時間τを算出してもよい。
τ=(T1×T4―T2×T3)/(T1+T2+T3+T4)
(数式1)
The distance R may be calculated using each of the time lengths described above. For example, the
τ=(T1×T4−T2×T3)/(T1+T2+T3+T4)
(Formula 1)
そして、処理部130は、算出した信号の伝搬時間τに既知である信号の速度を乗算して、車載器10と携帯機20との間の距離Rを推定してもよい。
The
なお、処理部130は、アンテナA1と携帯機が有するTagとの間で送受信された信号に基づき、車載器10と携帯機20との間の距離Rを推定する一例を説明したが、車載器10のアンテナは他のアンテナを用いて信号を送受信してもよいし、複数のアンテナを用いて信号を送受信してもよい。
In the above description, the
また、Poll信号、Resp信号、Final信号は、いずれの装置が送受信してもよい。例えば、車載器10が有するいずれかのアンテナがPoll信号を送信してもよい。この場合、携帯機20が有するアンテナがResp信号を送信してもよい。
The Poll signal, Resp signal, and Final signal may be transmitted and received by any device. For example, any antenna of the vehicle-mounted
また、信号の伝搬時間τは、数式1による算出方法に限定されない。例えば、信号の伝搬時間は、時間長T1から時間長T3を差し引き、当該時間長を2で割ることによっても算出し得る。
Furthermore, the method of calculating the signal propagation time τ is not limited to the
次に、信号の到来角は、各アンテナのうち隣接するアンテナが受信したFinal信号の位相差から算出してもよい。例えば、アンテナA1が受信したFinal信号の位相を位相PA1とし、アンテナA2が受信したFinal信号の位相を位相PA2とし、アンテナA3が受信したFinal信号の位相を位相PA3とし、アンテナA4が受信したFinal信号の位相を位相PA4とする。この場合、X軸方向に隣接するアンテナ間の位相差PdA12、PdA34、およびY軸方向に隣接するアンテナ間の位相差PdA13、PdA24はそれぞれ以下の式を用いて表される。 Next, the arrival angle of the signal may be calculated from the phase difference of the Final signal received by adjacent antennas among the antennas. For example, the phase of the Final signal received by antenna A1 is phase P A1 , the phase of the Final signal received by antenna A2 is phase P A2 , the phase of the Final signal received by antenna A3 is phase P A3 , and the phase of the Final signal received by antenna A4 is phase P A4 . In this case, the phase differences Pd A12 and Pd A34 between adjacent antennas in the X-axis direction and the phase differences Pd A13 and Pd A24 between adjacent antennas in the Y-axis direction are respectively expressed by the following equations.
PdA12=(PA2―PA1)
PdA34=(PA4―PA3)
PdA13=(PA3―PA1)
PdA24=(PA4―PA2)
(数式2)
Pd A12 = (P A2 - P A1 )
Pd A34 = (P A4 - P A3 )
Pd A13 = (P A3 - P A1 )
Pd A24 = (P A4 - P A2 )
(Formula 2)
ここで、なす角θ、なす角Φは、次式で表される。なお、λは電波の波長であり、dはアンテナ間の距離である。
θorΦ=arccos(λ×Pd/(2πd))
(数式3)
Here, the formed angles θ and Φ are expressed by the following equations: where λ is the wavelength of the radio wave, and d is the distance between the antennas.
θorΦ=arccos(λ×Pd/(2πd))
(Formula 3)
従って、処理部130は、数式2および数式3に基づき、信号の到来角をそれぞれ以下の式で算出する。
θA12=arccos(λ×(PA2―PA1)/(2πd))
θA34=arccos(λ×(PA4―PA3)/(2πd))
ΦA13=arccos(λ×(PA3―PA1)/(2πd))
ΦA24=arccos(λ×(PA4―PA2)/(2πd))
(数式4)
Therefore, the
θ A12 = arccos(λ×(P A2 −P A1 )/(2πd))
θ A34 = arccos(λ×(P A4 −P A3 )/(2πd))
Φ A13 = arccos(λ×(P A3 - P A1 )/(2πd))
Φ A24 = arccos(λ×(P A4 - P A2 )/(2πd))
(Formula 4)
なお、処理部130は、θA12およびθA34の平均値をなす角θとして算出してもよいし、θA12またはθA34のうちいずれか一方をなす角θとして推定してもよい。同様に、処理部130は、ΦA13およびΦA24の平均値をなす角Φとして算出してもよいし、ΦA13またはΦA24のうちいずれか一方をなす角Φとして推定してもよい。
The
また、処理部130は、推定された距離Rおよびなす角θまたはなす角Φを用いて携帯機20の車載器10の座標系に基づく携帯機20の3次元位置を推定してもよい。
The
例えば、処理部130は、携帯機20の三次元位置を数式5を用いて推定してもよい。
x=R×cosθ
y=R×cosΦ
z=√(R2-x2-y2)
(数式5)
For example, the
x = R × cos θ
y = R × cos Φ
z=√(R 2 −x 2 −y 2 )
(Formula 5)
以上、本実施形態に係る車載器10と携帯機20との位置関係の推定の流れを説明した。
The above describes the process for estimating the positional relationship between the vehicle-mounted
<<1.3.到来角の推定誤差>>
上述したように、処理部130が携帯機20の三次元位置を推定するためには、なす角θ、およびなす角Φ、すなわち信号の電波到来角をより高い精度で推定する必要がある。
<<1.3. Estimation error of angle of arrival>>
As described above, in order for the
しかし、なす角θおよびなす角Φは90度からずれる程、推定誤差が大きくなり得る。より具体的には、受信した信号の位相に対して位相ノイズが重畳する可能性があり、位相ノイズによる信号の位相ズレが起因して信号到来角の推定誤差が生じる可能性がある。位相ズレが起因した信号到来角の推定誤差は、信号の到来角が90度から離れるほど大きくなり得る。 However, the further the angles θ and Φ deviate from 90 degrees, the greater the estimation error may be. More specifically, phase noise may be superimposed on the phase of the received signal, and an estimation error in the signal arrival angle may occur due to a phase shift of the signal caused by the phase noise. The further the signal arrival angle deviates from 90 degrees, the greater the estimation error in the signal arrival angle due to the phase shift.
図5は、アンテナ間の位相差と電波到来角との関係を示すグラフである。図5において、縦軸は隣接するアンテナ間の位相差であり、横軸は信号の電波到来角である。 Figure 5 is a graph showing the relationship between the phase difference between antennas and the radio wave arrival angle. In Figure 5, the vertical axis is the phase difference between adjacent antennas, and the horizontal axis is the radio wave arrival angle of the signal.
図5では、例えば、ある2つのアンテナが受信した信号に位相ノイズが重畳し、当該2つのアンテナが受信した信号の位相差にズレ量Δpdが生じた場合を想定する。当該ズレ量Δpdが生じた場合、図5に示すように、90度に近いほど電波到来角の推定誤差は小さくなり、90度から離れるほど電波到来角の推定誤差が大きくなり得る。 In Figure 5, for example, it is assumed that phase noise is superimposed on the signals received by two antennas, causing a phase difference of the signals received by the two antennas to have a deviation of Δpd. When this deviation Δpd occurs, as shown in Figure 5, the closer the angle is to 90 degrees, the smaller the estimation error of the radio wave arrival angle, and the farther it is from 90 degrees, the larger the estimation error of the radio wave arrival angle can be.
例えば、処理部130は、例えば、Y軸上のある方向から信号が到来した場合(すなわち、電波到来角が90度)、なす角θを高い精度で推定し得る。
For example, when a signal arrives from a certain direction on the Y axis (i.e., the radio wave arrival angle is 90 degrees), the
一方、なす角Φの算出に用いる隣接する2つのアンテナはそれぞれY軸上にあるため、Y軸上のある方向から信号が到来した場合(すなわち電波到来角が0度または180度)処理部130は、なす角θと比較して大きい、位相ズレが起因した推定誤差を含むなす角Φを推定し得る。
On the other hand, since the two adjacent antennas used to calculate the angle Φ are each located on the Y axis, when a signal arrives from a direction on the Y axis (i.e., the radio wave arrival angle is 0 degrees or 180 degrees), the
すなわち、なす角θとなす角Φとは、トレードオフの関係にあり、どちらか一方の推定精度を向上するためには、もう一方の推定精度が低減し得る。 In other words, there is a trade-off between the angle θ and the angle Φ, and improving the estimation accuracy of one may result in a decrease in the estimation accuracy of the other.
そこで、本実施形態に係る車載器10は、推定精度をより高めたい領域に対して、なす角θおよびなす角Φの位相ズレに起因する推定誤差の影響を共に低減するため、アンテナの配置に創意工夫がなされた装置である。
Therefore, the vehicle-mounted
具体的には、信号の到来角の推定精度をより高めたい第1の領域と、それ以外の第2の領域とを規定し、隣接するアンテナが第1の領域から信号を受信した際の各々の信号のアンテナ間位相差の絶対値が第2の領域から信号を受信した際の信号のアンテナ間位相差の絶対値よりも小さくなるように配置する。 Specifically, a first region where it is desired to improve the estimation accuracy of the signal arrival angle and a second region other than the first region are defined, and adjacent antennas are arranged so that the absolute value of the phase difference between the antennas when they receive a signal from the first region is smaller than the absolute value of the phase difference between the antennas when they receive a signal from the second region.
例えば、アンテナA1およびアンテナA2は、上述した電波到来角およびアンテナ間位相差の関係に基づき、第1の領域から信号を受信した際と第2の領域から信号を受信した際とを比較し、第1の領域から信号を受信した際におけるアンテナ間位相の絶対値が小さくなるように配置される。これによって、処理部150は、位相ズレに基づく影響を低減し、高い精度でなす角θを算出し得る。
For example, based on the relationship between the radio wave arrival angle and the phase difference between the antennas described above, antennas A1 and A2 are positioned such that the absolute value of the phase between the antennas when a signal is received from the first region is smaller than when a signal is received from the second region. This allows the
また、アンテナA3は、アンテナA1およびアンテナA2を繋ぐ直線に対して、アンテナA1およびアンテナA3を繋ぐ直線が直交するように配置される。この場合、アンテナA1、アンテナA2およびアンテナA3は、上述した電波到来角およびアンテナ間位相差の関係に基づき、第1の領域から信号を受信した際と第2の領域から信号を受信した際とを比較し、第1の領域から信号を受信した際におけるアンテナA1とアンテナA2およびアンテナA1とアンテナA3のアンテナ間位相差の絶対値が小さくなるように配置される。これによって処理部150は、位相ズレに基づく影響を低減し、高い精度でなす角θおよびなす角Φを算出し得る。以下、図6を参照し、より詳細に複数のアンテナの配置例を説明する。
Also, antenna A3 is arranged so that the line connecting antenna A1 and antenna A3 is perpendicular to the line connecting antenna A1 and antenna A2. In this case, antenna A1, antenna A2, and antenna A3 are arranged so that the absolute value of the inter-antenna phase difference between antenna A1 and antenna A2 and between antenna A1 and antenna A3 when a signal is received from the first area is reduced by comparing the signal received from the first area with the signal received from the second area based on the relationship between the radio wave arrival angle and the phase difference between antennas A1 and A2 and the phase difference between antenna A1 and antenna A3 when a signal is received from the first area. This allows the
<<1.4.アンテナの配置>>
図6は、本実施形態に係るアンテナの配置を説明するための説明図である。まず、信号の到来角を推定したい第1の領域を車両V1の2つの乗降位置とする。ここで、2つの乗降位置は、図6に示すように、運転席のドアD1および助手席のドアP1であってもよい。
<<1.4. Antenna placement>>
6 is an explanatory diagram for explaining the arrangement of antennas according to this embodiment. First, a first region for which it is desired to estimate the arrival angle of a signal is set to two boarding and alighting positions of a vehicle V1. Here, the two boarding and alighting positions may be a driver's door D1 and a passenger's door P1 as shown in FIG. 6.
また、車載器10は、2つの乗降位置を繋ぐ直線の中央位置に搭載されてもよい。例えば、運転席のドアD1と助手席のドアP1とを繋ぐ長さをLとした場合、車載器10の中心はLの中央位置(1/2L)に配置されてもよい。これによって、信号の到来角を推定したい2つの領域のうちいずれの領域においても、処理部130は、より高い精度で信号の到来角を推定し得る。
The vehicle-mounted
図6に示すように、第1の領域から信号w1を受信した際に、信号w1の到来角であるなす角θ、およびなす角Φが0度付近または180度付近にならないように、各アンテナは配置される。より具体的には、各アンテナは、なす角θが略45度、なす角Φが略135度に近づくようにそれぞれ配置されてもよい。これによって、第1の領域から信号を受信した際に、処理部130は、高い精度で信号w1の到来角を推定し得る。
As shown in FIG. 6, when signal w1 is received from the first region, each antenna is positioned so that the angles θ and Φ, which are the angles of arrival of signal w1, are not close to 0 degrees or 180 degrees. More specifically, each antenna may be positioned so that the angles θ and Φ are close to approximately 45 degrees and approximately 135 degrees, respectively. This allows the
なお、図6において、第1の領域は車両V1の左右方向としているが、本発明は係る例に限定されない。第1の領域は任意の方向であり、例えば、車両の4隅方向、または車両の前後方向としてもよい。また、信号の到来角を推定したい第1の領域が変動する場合、車載器10が有する制御部110は、変動後の領域に応じて、車載器10を回転するように制御してもよい。
In FIG. 6, the first region is in the left-right direction of the vehicle V1, but the present invention is not limited to this example. The first region may be in any direction, for example, in the directions of the four corners of the vehicle, or in the front-rear direction of the vehicle. In addition, if the first region for which the arrival angle of a signal is to be estimated changes, the
また、車両V1の異なる位置に車載器10を複数備えてもよい。車両V1の異なる位置に搭載された車載器10の各々が信号の到来角を推定することによって、全方位の推定精度を向上し得る。
In addition, multiple vehicle-mounted
以上、本実施形態に係る車載器10のアンテナの配置を説明した。続いて、図7を参照して、本実施形態に係るシステム1の動作処理例を説明する。
The above describes the arrangement of the antennas of the vehicle-mounted
<2.動作処理例>
図7は、本実施形態に係るシステム1の動作処理の流れの一例を説明するための説明図である。まず、通信部120は、携帯機20からPoll信号を受信する(S202)。
2. Operation processing example
7 is an explanatory diagram for explaining an example of the flow of operation processing of the
次に、通信部120は、Poll信号に対する応答として、Resp信号を携帯機20に送信する(S204)。
Next, the
次に、通信部120は、送信したResp信号に対する応答として、携帯機20からFinal信号を受信する(S206)。
Next, the
そして、処理部130は、S202~S206において送受信された各信号に基づき、車載器10と携帯機20との間の距離、すなわち測距値を算出する(S208)。
Then, the
そして、処理部130は、S206においてアンテナA1~A4が受信したFinal信号のうち、各隣接するアンテナ間の位相差に基づき、Final信号の到来角を算出する(S210)。
Then, the
次に、処理部130は、算出された測距値および信号の到来角に基づき、携帯機20の三次元位置を推定する(S212)。
Next, the
そして、処理部130は、S212において推定された携帯機20の三次元位置が所定の基準を満たすか否かを判定する。所定の基準を満たすと判定された場合(S214/Yes)、処理はS216に進められ、所定の基準を満たしていないと判定された場合(S214/No)、車載器10は、処理を終了する。
Then, the
所定の基準を満たすと判定された場合(S214/Yes)、制御部110は車両V1のドアの解錠または施錠に係る制御を行い(S216)、車載器10は処理を終了する。なお、S216に係る制御は、他の制御装置により実行されてもよい。
If it is determined that the predetermined criteria are met (S214/Yes), the
本実施形態に係るアンテナの配置および制御によれば、例えば、乗降位置付近に存在する携帯機20を保持するユーザの位置が高い精度で推定され、車両V1のドアの解錠または施錠等の制御をより効果的に実現し得る。
The antenna arrangement and control according to this embodiment allows, for example, the position of a user holding a
<3.補足>
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
<3. Supplementary Information>
Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such an example. It is clear that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can conceive of various modified or altered examples within the scope of the technical ideas described in the claims, and it is understood that these also naturally belong to the technical scope of the present invention.
例えば、本発明書において説明した各装置による一連の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、およびソフトウェアとハードウェアとの組み合わせのいずれかを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部または外部に設けられる記録媒体(非一時的な媒体:non-transitory media)に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、コンピュータによる実行時にRAMに読み込まれ、CPUなどのプロセッサにより実行される。上記記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。 For example, the series of processes performed by each device described in this specification may be realized using software, hardware, or a combination of software and hardware. The programs constituting the software are stored in advance, for example, in a recording medium (non-transitory media) provided inside or outside each device. Then, each program is loaded into RAM when executed by a computer, for example, and executed by a processor such as a CPU. The recording medium is, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a flash memory. The computer programs may also be distributed, for example, via a network, without using a recording medium.
また、本明細書においてシーケンス図を用いて説明した処理は、必ずしも図示された図示された順序で実行されなくてもよい。例えば、いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。 In addition, the processes described in this specification using sequence diagrams do not necessarily have to be performed in the order shown in the diagrams. For example, some processing steps may be performed in parallel. Furthermore, additional processing steps may be employed, and some processing steps may be omitted.
10:車載器、110:制御部、120:通信部、130:処理部、20:携帯機、210:制御部、220:通信部、230:処理部 10: Vehicle-mounted device, 110: Control unit, 120: Communication unit, 130: Processing unit, 20: Portable device, 210: Control unit, 220: Communication unit, 230: Processing unit
Claims (11)
を備え、
前記第3のアンテナは、前記第1のアンテナと前記第2のアンテナを繋ぐ直線に対して、前記第1のアンテナと前記第3のアンテナを繋ぐ直線または前記第2のアンテナと前記第3のアンテナとを繋ぐ直線のうちいずれかの直線が直交するように配置され、
前記第1のアンテナ、前記第2のアンテナ、および前記第3のアンテナは、信号到来角およびアンテナ間位相差の関係に基づき、前記信号到来角の推定精度をより高めたい第1の領域から前記信号を受信した際における隣接するアンテナの前記アンテナ間位相差の絶対値が、前記第1の領域以外の領域である第2の領域から前記信号を受信した際における隣接するアンテナの前記アンテナ間位相差の絶対値と比較して小さくなるように配置される、
通信装置。 at least a first antenna , a second antenna, and a third antenna for transmitting and receiving signals conforming to a prescribed communication standard;
Equipped with
the third antenna is disposed such that a straight line connecting the first antenna and the third antenna or a straight line connecting the second antenna and the third antenna is orthogonal to a straight line connecting the first antenna and the second antenna,
the first antenna , the second antenna , and the third antenna are arranged such that, based on a relationship between a signal arrival angle and a phase difference between antennas, an absolute value of the phase difference between adjacent antennas when the signal is received from a first region in which it is desired to improve the estimation accuracy of the signal arrival angle is smaller than an absolute value of the phase difference between adjacent antennas when the signal is received from a second region that is a region other than the first region.
Communications equipment.
請求項1に記載の通信装置。 The present invention is used in an apparatus that is controlled based on the estimation result of the signal arrival angle,
The communication device according to claim 1 .
請求項1または請求項2のうちいずれか一項に記載の通信装置。 Mounted on a moving vehicle,
A communication device according to claim 1 or 2 .
請求項3に記載の通信装置。 Two boarding and alighting positions among the boarding and alighting positions of the moving body for which the estimation accuracy is desired to be improved are set as the first region, and the vehicle is mounted at a center position of a straight line connecting the two boarding and alighting positions.
The communication device according to claim 3 .
請求項4に記載の通信装置。 The boarding and alighting position includes a position of a driver's door and a passenger's door of the moving body as the first area,
The communication device according to claim 4 .
請求項3から請求項5までのうちいずれか一項に記載の通信装置。 Mounted on the ceiling surface of the moving body,
A communication device according to any one of claims 3 to 5.
請求項3から請求項6までのうちいずれか一項に記載の通信装置。 The transmitted and received signals are used in a calculation to estimate an angle of arrival of the signal received from another communication device.
A communication device according to any one of claims 3 to 6 .
請求項7に記載の通信装置。 The transmitted and received signals are used in a calculation to estimate a distance between the communication device and the other communication device.
The communication device according to claim 7 .
請求項8に記載の通信装置。 The estimated arrival angle of the signal and the distance between the communication device and the other communication device are used in a process of estimating a three-dimensional position of the other communication device.
The communication device according to claim 8 .
請求項9に記載の通信装置。 The process of estimating the three-dimensional position is used to unlock or lock a door of the moving object.
10. The communication device of claim 9 .
請求項1から請求項10までのうちいずれか一項に記載の通信装置。 The signal includes a radio signal conforming to ultra-wideband wireless communication.
A communication device according to any one of claims 1 to 10 .
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