特許 6971945 測距システム、測距装置及び測距方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971945

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】測距システム、測距装置及び測距方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 11/02 20100101AFI20211111BHJP

   G01S 13/32 20060101ALI20211111BHJP

   G01S 7/36 20060101ALI20211111BHJP

   E05B 49/00 20060101ALI20211111BHJP

   B60R 25/24 20130101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G01S11/02

   G01S13/32

   G01S7/36

   E05B49/00 J

   B60R25/24

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-175377(P2018-175377)

(22)【出願日】2018年9月19日

(65)【公開番号】特開2020-46321(P2020-46321A)

(43)【公開日】2020年3月26日

【審査請求日】2020年9月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】特許業務法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大高 章二

(72)【発明者】

【氏名】西川 正樹

(72)【発明者】

【氏名】加藤 貴之

(72)【発明者】

【氏名】農人 克也

(72)【発明者】

【氏名】仁藤 与晴

【審査官】 渡辺 慶人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０３３５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１８８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２９６２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０８４０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３３０４４９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ５／００ − ５／３０

７／００ − ７／４２

１１／００ − １１／１６

１３／００ − １３／９５

１９／００ − １９／５５

Ｈ０４Ｂ ７／２４ − ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１及び第２の装置間で位相検出信号を含む測距信号の送受信を行い、受信した前記位相検出信号の位相検出結果に基づいて前記装置間の距離を算出する測距システムにおいて、
識別信号を変調した被変調信号を含む前記測距信号を生成する変調回路と、
他の装置に前記測距信号を送信する送信回路と、
他の装置から前記測距信号を受信する受信回路と、
前記受信した前記測距信号中の前記被変調信号を復調する復調回路と、
前記復調回路の復調結果から得られる前記識別信号の復元状態に基づいて前記位相検出結果に対する干渉波による影響を判定する制御回路と、を備え、
前記変調回路は、複数に分割した前記識別信号を含む２つ以上の前記測距信号を生成し、
前記制御回路は、少なくとも１つの前記測距信号の復調結果から前記干渉波による影響を判定する測距システム。

【請求項2】

前記変調回路は、前記識別信号をオンオフキーイング変調して前記被変調信号を生成する請求項１に記載の測距システム。

【請求項3】

前記制御回路は、前記被変調信号が０レベルとなる期間における前記受信回路の出力レベルに基づいて、前記干渉波のレベルを推定する請求項２に記載の測距システム。

【請求項4】

位相検出信号を含む測距信号の送信を行うための送信回路と、
装置を識別するための識別信号を複数に分割し分割した前記識別信号を変調して得た被変調信号を前記送信回路に与え、前記測距信号に前記被変調信号を含めて複数に分割した前記識別信号を含む２つ以上の前記測距信号を送信させる変調回路と、
他機の送信回路から送信された測距信号を受信する受信回路と、
前記受信回路によって受信された測距信号中の被変調信号を復調する復調回路と、
前記受信回路によって受信された測距信号中の位相検出信号の位相検出結果に基づいて距離を算出すると共に、前記復調回路により得られる少なくとも１つの前記測距信号の復調結果から得られる識別信号の復元状態に基づいて前記位相検出結果に対する干渉波による影響を判定する測距装置。

【請求項5】

一対の装置間で位相検出信号を含む測距信号の送受信を行うための送信回路及び受信回路と、受信した前記位相検出信号の位相検出結果に基づいて前記装置間の距離を算出する制御回路とを具備する測距システムの測距方法であって、
前記一対の装置間で識別可能な識別信号を複数に分割し分割した前記識別信号を変調して得た被変調信号を前記送信回路に与え、前記測距信号に前記被変調信号を含めて複数に分割した前記識別信号を含む２つ以上の前記測距信号を送信させ、
前記受信回路によって受信された前記測距信号中の前記被変調信号を復調し、
少なくとも１つの前記測距信号の前記復調の結果から得られる前記識別信号の復元状態に基づいて前記位相検出結果に対する干渉波による影響を判定する測距方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、測距システム、測距装置及び測距方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車の施錠・開錠を容易にするキーレスエントリが多くの車に採用されている。この技術は自動車の鍵（キー）と自動車間の通信を利用してドアの施錠・開錠を行う。更に、近年、鍵に触れることなくドアロックの施錠・開錠を行ったり、エンジンを始動させたりすることができるスマートキーシステムも採用されている。

【0003】

しかしながら、攻撃者がキーと自動車間の通信に侵入し、車を盗難する事件が多発している。攻撃（所謂リレーアタック）の防御策として、キーと自動車間の距離が所定値以上と判断したときは通信による車の制御を禁止する策が検討されている。

【0004】

このような測距を行うシステムとして、位相検出方式を採用し、通信によって装置間の距離を求める通信型測距システムがある。

【0005】

しかしながら、近隣に複数の測距システムが存在する場合には、同一周波数帯の干渉波の影響を受けることがあり、検出位相が干渉波により変化して測距精度が低下することがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−２０２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

実施形態は、測距精度が低下することを防止することができる測距システム、測距装置及び測距方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態の測距システムは、第１及び第２の装置間で位相検出信号を含む測距信号の送受信を行い、受信した前記位相検出信号の位相検出結果に基づいて前記装置間の距離を算出する測距システムにおいて、識別信号を変調した被変調信号を含む前記測距信号を生成する変調回路と、他の装置に前記測距信号を送信する送信回路と、他の装置から前記測距信号を受信する受信回路と、前記受信した前記測距信号中の前記被変調信号を復調する復調回路と、前記復調回路の復調結果から得られる前記識別信号の復元状態に基づいて前記位相検出結果に対する干渉波による影響を判定する制御回路と、を備え、前記変調回路は、複数に分割した前記識別信号を含む２つ以上の前記測距信号を生成し、前記制御回路は、少なくとも１つの前記測距信号の復調結果から前記干渉波による影響を判定する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る測距装置を採用した測距システム示すブロック図。

【図2】干渉波が存在する場合の測距精度の低下を説明するための図。

【図3A】干渉波が存在する場合の測距精度の低下を説明するための図。

【図3B】干渉波が存在する場合の測距精度の低下を説明するための図。

【図4】本実施の形態において採用される測距信号の信号フォーマットを示す図。

【図5】干渉波による妨害を受けているか否かの判定フローチャート。

【図6】干渉波による妨害の様子を説明するための図。

【図7】本発明の第２の実施の形態を説明するための図。

【図8】本実施の形態においてＢ車とＢキーとの間の測距信号のやり取り回数を合計６回とした場合の例を示す図。

【図9】本発明の第３の実施の形態を説明するための図。

【図10】本発明の第３の実施の形態を説明するための図。

【図11】本発明の第３の実施の形態を説明するための図。

【図12】本発明の第４の実施の形態を説明するための図。

【図13】本発明の第５の実施の形態を説明するための図。

【図14】変形例を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る測距装置を採用した測距システム示すブロック図である。

【0011】

本実施の形態は無変調キャリアを用いた位相検出方式を採用し、通信によって装置間の距離を求める通信型測距を採用する例を説明する。このような測距装置においては、測距信号が干渉波により影響を受けた場合には、影響を受けた測距信号を廃棄し、新たに測距信号の送受信を実施した方が有効であると考えられる。そのために干渉波の影響を検出可能にすることが望ましい。

【0012】

そこで、本実施の形態においては、例えば機器を識別するためのＩＤ（識別）情報を利用して干渉波の有無を判定することで、有効な測距信号のみを用いた測距を実現する。これにより、干渉波が生じる環境においても、測距精度が低下することを防止する。

【0013】

先ず、図２、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、干渉波が存在する場合の測距精度の低下について説明する。

【0014】

図２は複数の測距システムが同時に存在する状況を示している。例えば、駐車場等に２台のＡ車，Ｂ車が停車しているものとし、これらのＡ車，Ｂ車はいずれもスマートキーシステムを採用しているものとする。Ａ車に対応するスマートキーはＡキーであり、Ｂ車に対応するスマートキーはＢキーである。また、Ａ車とＡキーとの間、及び、Ｂ車とＢキーとの間では、スマートキーシステムの運用に際して、相互の距離を求めることでリレーアタックを防止する測距システムを採用しているものとする。

【0015】

Ａ車は、Ａキーに対して、キーレスエントリを行うか否かのリクエストを発生する。Ａキーは、Ａ車からのリクエストを受信するとレスポンスを返し、開錠の前に測距のための通信を開始する。測距システムが、位相検出方式の通信型測距である場合には、Ａ車とＡキーとの間で交互に無変調の測距信号の送受信が行われる。Ｂ車とＢキーも同様に通信が行われる。

【0016】

例えば、ＡキーからＡ車に対する無変調の測距信号の送信と略同時に、ＢキーからＢ車に無変調の測距信号を送信されるとする。この場合、Ａ車は、Ａキーからの測距信号だけでなくＢキーからの測距信号も受信する可能性がある。また、Ｂ車も、Ｂキーからの測距信号だけでなくＡキーからの測距信号も受信する可能性がある。

【0017】

測距システムが相互に同一周波数帯の測距信号を用いて測距を実施すると、Ａ車の測距用受信器はＡキー及びＢキーの測距信号から得た位相情報を用いた測距を行うことになり、正しい測距を行うことはできない。Ｂ車についても同様である。

【0018】

図３ＡはＢ車による測距の様子を示すものであり、図３ＢはＡ車による測距の様子を示すものである。測距システムの測距信号は、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）と位相検出信号（ＰＤ ｓｉｇｎａｌ）とを含む。プリアンブルは、例えば無変調の正弦波であり、利得調整用として用いられる。位相検出信号としては、無変調のキャリア信号が採用され、位相検出信号の位相を検出することで、測距が行われる。

【0019】

ここでは簡単のため、一周波のみを用いた測距について説明するが、二周波を用いた測距においても同様である。いま、電波速度（光速）をＣとすると、時間ｔで電波が進む距離Ｄは、Ｄ＝ｔＣであり、距離Ｄの伝搬に要する時間ｔはｔ＝Ｄ／Ｃとなる。一方、測距に用いる各周波数をωとすると、正弦波ｓｉｎωｔがｔ秒間で進む位相Δθは、Δθ＝ωｔである。従って、（１）式が導かれる。
Δθ＝ωＤ／Ｃ＝２πｆ・Ｄ／Ｃ …（１）
Ｂ車の受信器において、Ｂキーから送信された正弦波ｓｉｎωｔのみが受信される場合には、受信信号から求めた位相Δθにより、距離Ｄは、（２）式によって求められる。
Ｄ＝ΔθＣ／２πｆ （２）
ここで、Ａキーからの位相検出信号を振幅Ａ_Ａを用いてＡ_Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ_Ａ）と表し、Ｂキーからの位相検出信号を振幅Ａ_Ｂを用いてＡ_Ｂｓｉｎ（ωｔ＋θ_Ｂ）と表す。Ａ車、Ｂ車は、それぞれ受信信号から得られた位相θ_Ａ，θ_Ｂとを用いて、（２）式から正確な距離を求めることができる。

【0020】

しかしながら、Ｂ車が受信する信号は、Ｂキー及びＡキーからの信号を加算した信号ｙ_Ｂとなり、（３）式から（５）式で表される。
ｙ_Ｂ＝Ａ_Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ_Ａ）＋Ａ_Ｂｓｉｎ（ωｔ＋θ_Ｂ）＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋φ） （３）
Ａ＝｛Ａ_Ａ^２＋Ａ_Ｂ^２＋２Ａ_ＡＡ_Ｂｃｏｓ（θ_Ａ−θ_Ｂ）｝^１／２ （４）
φ＝ｔａｎ^−１｛（Ａ_Ａｓｉｎθ_Ａ＋Ａ_Ｂｓｉｎθ_Ｂ）／（Ａ_Ａｃｏｓθ_Ａ＋Ａ_Ｂｃｏｓθ_Ｂ）｝ （５）
即ち、Ｂ車において検出する位相は、（５）式のφであり、Ｂキーからの位相θ_Ｂとは明らかに異なる。

【0021】

Ｂ車において、Ｂキーからの測距信号の受信直後（ほぼ同時）に、Ａキーからの測距信号が受信されるとする。図３Ａに示すように、Ｂ車は、２つの位相検出信号が同時に受信される期間においては、Ａキーからの位相検出信号が干渉波となって、正しい位相の検出が不可能となる。同様に、図３Ｂに示すように、Ａ車は２つの位相検出信号が同時に受信される期間においては、Ｂキーからの位相検出信号が干渉波となって、正しい位相の検出が不可能となる。

【0022】

なお、国内電波法の規定から、同時送受信が禁止された周波数帯においては、位相検出信号の送信前にキャリアセンスが行われることがある。この場合でも、Ａ車、Ｂ車、Ａキー及びＢキーの位置関係によっては、距離減衰や遮蔽等の減衰により、キャリアセンス時の受信レベルが規定値以下となり、同時に位相検出信号が送信されてしまうことがある。従って、キャリアセンスを必要とする場合でも、干渉が生じて正しい位相の検出が不能となることがある。

【0023】

そこで、本実施の形態においては、測距を行う一対の通信機相互間において、測距信号中に、無変調の位相検出信号の外に自機を識別するＩＤ情報（識別情報）を含める。干渉波が混入しているか否かを判定し、干渉波が混入している場合には位相検出結果を採用しない。これにより、測距精度が低下することを防止する。
（構成）
図１において、測距システムを構成する第１装置１（以下、装置１ともいう）と第２装置２（以下、装置２ともいう）とは距離Ｌだけ離間して配置されている。装置１と装置２の少なくとも一方は移動自在であり、距離Ｌはこの移動に伴って変化する。装置１，２は同一構成である。なお、スマートキーシステムに適用した場合には、装置１，２の一方は、キーに設けられた装置であり、他方は車に設けられた装置である。

【0024】

装置１，２には、制御回路１０が設けられている。制御回路１０は、ＣＰＵ１１を備え、自装置の各部を制御する。ＣＰＵ１１は、メモリ１２に記憶されたプログラムに従って動作して各部を制御する。なお、制御回路１０は、ＣＰＵ以外のプロセッサによって構成されていてもよく、また、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって一部又は全部の機能を実現するものであってもよい。

【0025】

基準発振回路１４は、所定周波数の発振信号（ローカル信号）を発生する。発振信号は、送信回路１５、受信回路１６及び変復調回路１８に供給される。発振信号の周波数は、測距に用いるキャリア周波数のキャリアを送信回路１５から発生させるために必要な周波数に設定される。

【0026】

送信回路１５は例えば直交変調器によって構成することができる。送信回路１５は、変復調回路１８から与えられた測距信号を直交変調して増幅した後、送信波をアンテナ１９に供給する。アンテナ１９は、送信波を送信することができる。また、アンテナ１９は、装置１又は２からの送信波を受信した信号を受信回路１６に供給する。

【0027】

受信回路１６は例えば直交復調器によって構成することができる。受信回路１６は、受信信号を直交復調し、受信波の同相成分（Ｉ信号）及び直交成分（Ｑ信号）を分離して変復調回路１８に出力する。

【0028】

本実施の形態においては、制御回路１０には、ＩＤ生成回路１３が設けられている。ＩＤ生成回路１３は、自機及び測距対象の機器（装置１に対する装置２、装置２に対する装置１）をそれぞれ識別するためのＩＤ情報を生成する。なお、装置１，２が有するこれらのＩＤ情報は相互に同一であってもよい。例えば、ＩＤ生成回路１３は、メモリ１２に予めＩＤ情報が記憶されている場合には、メモリ１２からＩＤ情報を読み出してもよい。また、測距の都度、ランダム又は所定の規則に従ってＩＤ情報を生成してもよい。ＣＰＵ１１は、ＩＤ生成回路１３が生成したＩＤ情報を変復調回路１８に供給して、変復調回路１８の変復調処理を制御する。

【0029】

本実施の形態においては、制御回路１０は、測距信号として、プリアンブル及び位相検出信号の外に測距対象の機器のＩＤ情報を含めた信号を送信させるように、変復調回路１８を制御する。即ち、制御回路１０は、プリアンブル及び位相検出信号については無変調のキャリア信号が出力されるように変復調回路１８を制御し、ＩＤ情報についてはＩＤ情報を変調信号とした所定の変調方式でキャリア信号を変調して得られる被変調信号が出力されるように変復調回路１８を制御する。

【0030】

変復調回路１８は、プリアンブルの送信期間（プリアンブル期間）及び位相検出信号の送信期間（位相検出信号期間）については、無変調のキャリアを、ＩＤ情報の送信期間（ＩＤ信号期間）については、被変調信号を、送信回路１５に出力する。なお、変復調回路１８は、振幅変調、周波数変調及び位相変調等の一般的ないずれの変調方式を採用してもよい。

【0031】

図４は本実施の形態において採用される測距信号の信号フォーマットの一例を示す図である。測距信号は先頭にプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）が配置され、次にＩＤ情報の被変調信号（ＩＤ）が配置され、最後に位相検出信号（ＰＤ ｓｉｇｎａｌ）が配置される。ＩＤとＰＤ ｓｉｇｎａｌの順序は逆であってもよい。

【0032】

なお、変復調回路１８は、受信信号が与えられると、プリアンブル期間及び位相検出信号期間については、キャリアをそのまま制御回路１０に出力し、ＩＤ信号期間については、被変調信号を復調して得られるＩＤ情報を制御回路１０に出力する。

【0033】

制御回路１０は、プリアンブルのレベルに応じて、受信回路１６等の利得を調整する。また、制御回路１０は、受信したＩＤ情報と自機のＩＤ情報との比較を行い、位相検出信号の位相を検出する。位相検出結果を用いることで、測距対象機器との間の測距が可能である。なお、この測距演算は、ＣＰＵ１１がメモリ１２に格納されたプログラムを実行することによって、実現することができる。

【0034】

制御回路１０は、ＩＤ信号期間の信号からＩＤ情報を復元することができない場合、又は復元したＩＤ情報と自機のＩＤ情報とが不一致の場合、即ち、受信信号から自機のＩＤ情報を復元できない場合には、位相検出結果を無効として、測距演算に採用しない。

【0035】

次にこのように構成された実施の形態の動作について図５及び図６を参照して説明する。図５は干渉波による妨害を受けているか否かの判定フローチャートである。図６は干渉波による妨害の様子を説明するための図である。

【0036】

図２と同様の状態を想定する。Ａ車及びＢ車は所定の周期でリクエストを送信している（Ｓ１）。Ａキー及びＢキーは、リクエストを受信すると、レスポンスを返し、開錠の前に測距のための通信を開始する。Ａキー及びＢキーは、測距のための通信に際して、ＩＤ情報を含む測距信号を送信する。

【0037】

Ａ車及びＢ車は、レスポンスの受信の待機状態となる（Ｓ２）。Ａ車及びＢ車はレスポンスを受信すると、測距信号の受信を開始する（Ｓ３）。Ａ車及びＢ車の制御回路１０は、測距信号に含まれるプリアンブルによって、受信回路１６の利得調整等を行う。制御回路１０は、ＩＤ信号期間になると、受信した被変調信号を変復調回路１８によって復調させる（Ｓ５）。

【0038】

制御回路１０は、復調信号を取得すると（Ｓ６）、ＩＤ情報が復元されたか否かを判定する（Ｓ７）。制御回路１０は、ＩＤ情報が復元されている場合には、復元されたＩＤ情報がメモリ１２に記憶されている自機のＩＤ情報に一致しているか否かを判定する（Ｓ８）。制御回路１０は、復元されたＩＤ情報が自機のＩＤ情報に一致している場合には、ＩＤ一致と判定する（Ｓ９）。

【0039】

また、制御回路１０は、ＩＤ情報が復元されなかったと判定した（Ｓ７）場合及び復元されたＩＤ情報が自機のＩＤ情報に一致していないと判定した（Ｓ８）場合には、ＩＤエラーと判定する（Ｓ１０）。受信回路１６においては、ＩＤ信号期間の次に、位相検出信号期間の無変調キャリアが受信される。制御回路１０は、受信回路１６の出力から位相検出信号の位相を検出する。

【0040】

制御回路１０は、ＩＤ一致判定が得られた（Ｓ９）場合には、位相検出結果を有効とし測距演算に用いる。また、制御回路１０は、ＩＤエラー判定が得られた（Ｓ１０）場合には、位相検出結果を無効とし測距演算に用いない。なお、この場合には、制御回路１０は、対応するキーに対して測距信号の再送を要求してもよい。

【0041】

また、制御回路１０は、Ｓ９，Ｓ１０の判定が得られた後に位相検出信号の位相を求めるようになっていてもよい。また、Ｓ９，Ｓ１０の判定が得られる前に位相の検出処理を開始し、Ｓ１０の判定が得られた段階で、位相の検出処理を中止するか又は位相検出結果を無効にするようになっていてもよい。

【0042】

図６はＢ車による測距の様子を示すものであり、横軸に時間をとり、Ａキーの測距信号の受信、Ｂキーの測距信号の受信及びＢ車の測距処理を示している。図６では、Ｂ車において、Ｂキーからの測距信号だけでなく、干渉波となるＡキーからの測距信号も受信される例を示している。

【0043】

図６の例は、Ｂ車において、Ａキーからの測距信号の受信直後（ほぼ同時）に、Ｂキーからの測距信号が受信されることを示している。Ｂキーの測距信号に含まれるＩＤ情報は、Ａキーの測距信号が干渉波となって、正しく復元することはできない。例えば、Ａキーの測距信号の強度の方がＢキーの測距信号の強度よりも十分に大きい場合には、Ａキーに設定されたＩＤ情報が検出されることもある。この場合には、制御回路１０は、ＩＤエラーと判定する。また、例えば、ＡキーとＢキーの測距信号の強度が略々同程度である場合には、ＩＤ情報の復元時に、訂正不能なエラーが検出されることもある。この場合にも、制御回路１０は、ＩＤエラーと判定する。

【0044】

Ｂ車の制御回路１０は、ＩＤエラーと判定される場合には、Ｂキーからの測距信号が干渉波の影響を受けているものと判定して、当該測距信号に含まれる位相検出信号の位相検出結果を無効として、測距演算には用いないようにする。これにより、干渉波の影響によって測距演算結果に誤差が生じることを防止することができる。

【0045】

このように本実施の形態においては、測距信号に、ＩＤ情報を変調した被変調信号を含めて送信し、被変調信号の復調によって正しいＩＤ情報が得られるか否かにより干渉波の有無を判定する。干渉波が存在する場合には、位相検出結果を無効として測距演算に用いない。これにより、干渉波によって測距演算精度が低下することを防止することができる。
（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態を説明するための図である。本実施の形態におけるハードウェア構成は第１の実施の形態と同様である。本実施の形態においては、ＩＤ情報を複数に分割し、分割したＩＤ情報（以下、分割ＩＤ情報という）を、複数回送信する測距信号によって分割して伝送する。これにより、１回の測距信号の送信に要する時間を短縮することを可能にして、測距に要する時間を短縮する。

【0046】

本実施の形態においても、位相検出信号が干渉波の影響を受けているか否かを判定するために測距信号の送信毎にＩＤ情報を付加する。このため、ＩＤ情報によって測距信号の通信時間が長くなり、測距に要する時間が長くなってしまい、スマートキーシステムの応答が遅くなる。例えば、スマートキーシステムが使用する周波数帯、３００ＭＨｚ帯、４００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯を用いて測距信号を送信すると、チャンネル帯域の制限から、測距信号の周波数帯域は数１００ｋＨｚ程度となり、ＩＤ情報の伝送レートは比較的小さい。従って、ＩＤ情報の伝送には比較的長時間を要する。なお、ＩＤ情報の伝送時間を短縮するためにＩＤ情報のビット数を少なくすると、干渉波の判定精度が劣化してしまう。例えば、ＩＤ情報を４ビットで構成した場合には、１６台の装置しか識別できなくなり、混雑した駐車場では識別数が不足する。

【0047】

そこで、制御回路１０は、ＩＤ情報を複数に分割し、分割ＩＤ情報を複数回の測距信号に分けて伝送する。例えば、図７の例では、装置１，２は、測距信号を２回送信するようになっている。制御回路１０はＩＤ情報を２分割し、各分割ＩＤ情報を含む距信号を送信するように制御を行う。

【0048】

図７は縦軸に時間をとりＢ車からＢキーに送信する測距信号の一例を示している。図７はＩＤ情報が８ビットで構成される例を示している。ＩＤを分割しない場合には、測距信号は、先頭にプレアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）が配置され、次に８ビットのＩＤ情報を変調して得られる被変調信号（ＩＤ）が配置され、最後に位相検出信号（ＰＤ ｓｉｇｎａｌ）が配置される。ＩＤ信号期間における１〜８の数字は、被変調信号により伝送されるＩＤ情報のビットを示している。この場合には、１回目及び２回目とも、同一の測距信号が送信される。

【0049】

これに対し、本実施の形態では、Ｂ車の制御回路１０は、１回目の測距信号の送信時に、８ビットＩＤ情報のうちの先頭４ビットのみを変調させ、４ビット分の被変調信号をＩＤ信号期間に送信する。また、制御回路１０は、２回目の測距信号の送信時に、８ビットＩＤ情報のうちの後方４ビットのみを変調させ、４ビット分の被変調信号をＩＤ信号期間に送信する。

【0050】

一方、Ｂキーの制御回路１０は、１回目の測距信号の受信時に、ＩＤ信号期間における４ビットを受信して復調させ、先頭４ビット分のＩＤ情報を取得する。また、制御回路１０は、２回目の測距信号の受信時に、４ビットを受信して復調させ、後方４ビット分のＩＤ情報を取得する。制御回路１０は、１回目及び２回目の受信において取得した４ビットずつのＩＤ情報により元の８ビットのＩＤ情報を復元する。

【0051】

なお、制御回路１０は、測距信号の受信毎に可能ならばＩＤ情報の判定を行ってもよいし、また、ＩＤ情報の復元に必要な全ての測距信号の受信後に、ＩＤ情報の判定を行ってもよい。

【0052】

他の作用は第１の実施の形態と同様である。

【0053】

本実施の形態においては、ＩＤ情報を分割して送信しているので、１回の測距信号の通信に要する時間を、ＩＤ情報を分割しないで送信する場合に比べて短縮することが可能である。従って、結果的に測距に要する時間を短縮することが可能である。

【0054】

制御回路１０は、例えば、分割されたＩＤ情報を受信すると、受信したＩＤ信号期間の復調処理によって、ＩＤ情報を復元する。制御回路１０は、復元の結果によって、干渉波による影響を判定することも可能である。例えば、ＩＤ情報が復元できなかった場合、あるいは、復元した先頭４ビットのＩＤ情報とメモリ１２から読み出した対応するＩＤ情報の先頭４ビットとが不一致の場合には、制御回路１０は、受信した測距信号が干渉波による妨害を受けていると判定して、ＩＤエラーと判定してもよい。この場合には、２回目の測距信号の受信を行うことなく、次の測距のための通信を開始するようにしてもよい。

【0055】

また、制御回路１０は、１回目の測距信号の受信によって、先頭４ビットのＩＤ情報が一致判定した場合には、２回目の測距信号を受信して、後方４ビットのＩＤ情報の復元処理を行う。制御回路１０は、後方４ビットのＩＤ情報についても、メモリ１２から読み出した対応するＩＤ情報の後方４ビットと一致しているものと判定した場合には、ＩＤ一致と判定し、位相検出結果を測距演算に用いる。また、制御回路１０は、先頭４ビットのＩＤ情報について一致判定したとしても、後方４ビットのＩＤ情報について不一致判定した場合には、ＩＤ不一致と判定し、位相検出結果を無効として、測距演算に用いない。

【0056】

図８はＢ車とＢキーとの間の測距信号のやり取りを合計３回とした場合の例を示す図である。図８は図７に比べてＢ車及びＢキーから周波数がｆ_{Ｍ−ＣＡＲ}≒ｆ_{Ｍ−ＫＥＹ}＝ｆ_Ｍの３回目の送信が行われる点が異なる。一般に多くの周波数で測距した結果を用いることにより測距精度が上がるため、測距回数を上げたものである。

【0057】

３回の送信を行うことから、測距に要する時間は２回の送信を行う場合に比べて長くなるが、３回の通信によって測距精度を向上させることができる。また、この場合には、ＩＤ情報の分割数を大きくすることにより、測距時間の短縮を図ることができる。

【0058】

図８においても、８ビットのＩＤ情報を分割してＩＤ信号期間に配置して伝送する。図８では、８ビット中の先頭３ビットを１回目の測距信号で伝送し、８ビット中の第４ビットから第６ビットを２回目の測距信号で伝送し、８ビット中の最後の２ビットを３回目の測距信号で伝送する。なお、図８では、３回目の測距信号の伝送時に、先頭の１ビットを再度伝送する例を示しているが、このビットは伝送しなくてもよく、ＩＤ情報として最後の２ビットのみを伝送するようにしてもよい。

【0059】

本実施の形態においては、干渉波の影響を受けているか否かの判定のために送信するＩＤ情報を複数に分割し、分割ＩＤ情報を測距信号に付加して伝送する。これにより、各測距信号の伝送に要する時間を短縮することができ、測距に要する時間を短縮することができる。

【0060】

なお、本実施の形態においても、ＩＤ情報の変調方式としては、振幅変調、周波数変調、位相変調等の一般的な変調方式を採用することができ、変調方式が限定されるものではない。
（第３の実施の形態）
図９から図１１は第３の実施の形態を説明するための図である。本実施の形態におけるハードウェア構成は図１と同様である。本実施の形態は、第１の実施の形態に比べて、ＩＤ情報のビット数及び測距に要する時間を変更することなく、位相検出信号期間を長くすることを可能にしたものである。

【0061】

変復調回路１８は、ＩＤ情報に対して振幅変調又は振幅復調を行う。変復調回路１８は、基準発振回路１４の出力を用いて、位相検出信号と同じキャリアを用いた振幅変調を行う。

【0062】

図９において、上段は第１の実施の形態による測距信号を示し、下段は本実施の形態による測距信号を示している。図９の上段では、測距信号は、先頭にプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）が配置され、次にＩＤ情報を変調して得た被変調信号（ＩＤ）が配置され、最後に位相検出信号（ＰＤ ｓｉｇｎａｌ）が配置される。

【0063】

これに対し、本実施の形態においては、図９の下段に示すように、先頭のプリアンブル及び最後の位相検出信号については上段と同じであるが、ＩＤ信号期間については、ＩＤ情報を振幅変調した被変調信号（ＩＤ＋ＰＤ ｓｉｇｎａｌ）（以下、位相検出信号を含むＩＤ情報という）を配置する。制御回路１０は、ＩＤ信号期間の位相検出信号を含むＩＤ情報を復調してＩＤ情報を復元し、復元したＩＤ情報を元に干渉波の影響を判定する。

【0064】

制御回路１０は、位相検出信号を含むＩＤ情報のうち、所定のレベルが得られる信号部分の位相を検出する。即ち、制御回路１０は、受信回路１６からのＩＤ信号期間の一部の出力と位相検出信号期間の出力とを用いて位相を検出する。

【0065】

図１０及び図１１はＩＤ信号期間の受信信号を用いて位相検出信号期間と同様の位相検出が可能であることを説明するものである。図１０は位相検出信号を示しており、上段はその波形を示し、下段は位相角を示している。

【0066】

いま、無変調のキャリア信号である位相検出信号ｙが初期位相θを用いて、ｙ＝ｃｏｓ（ωｔ＋θ）で表されるものとする。この余弦波信号は以下の通り変形できる。
ｙ＝ｃｏｓ（ωｔ＋θ）＝ｃｏｓ（−θ）ｃｏｓωｔ＋ｓｉｎ（−θ）ｓｉｎωｔ
ｃｏｓωｔをｘ軸とし、ｓｉｎωｔをｙ軸として、ｙは図１０の下段の円の動径によって示すことができる。動径の位相角は、
ａｒｃｔａｎ｛ｓｉｎ（−θ）／ｃｏｓ（−θ）｝
で表され、−θとなる。初期位相θは、測距演算の基準となる位相である。位相検出信号の初期位相は、測距のために位相を検出する期間中は変化しないように、基準発振回路１４及び送信回路１５が制御される。

【0067】

ＩＤ情報の被変調信号に用いるキャリアは位相検出信号のキャリアと同一である。初期位相θの情報がキャリアに対する振幅変調後の被変調信号に保持されていれば、被変調信号を測距演算に用いる位相検出に利用することができることになる。

【0068】

図１１は振幅変調されたＩＤ情報の被変調信号を示しており、上段はその波形を示し、下段は位相角を示している。被変調信号ｙはｙ＝ｅ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ＋θ）で表される。なお、ｅ（ｔ）はＩＤ情報に基づくレベルである。なお、図１１は振幅変調として、オンオフキーイング（ＯＯＫ）変調を採用した場合の例を示している。例えばＩＤ情報のビットが“０”の場合にはｅ（ｔ）＝０である。被変調信号ｙは以下の通り変形できる。
ｙ＝ｅ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ＋θ）＝ｅ（ｔ）ｃｏｓ（−θ）ｃｏｓωｔ＋ｅ（ｔ）ｓｉｎ（−θ）ｓｉｎωｔ
ｃｏｓωｔをｘ軸とし、ｓｉｎωｔをｙ軸として、上記式は図１１の下段の円の動径によって示すことができる。この場合の動径の位相角は、下記（６）式で表させる。
ａｒｃｔａｎ｛ｅ（ｔ）ｓｉｎ（−θ）／ｅ（ｔ）ｃｏｓ（−θ）｝＝−θ （６）
この（６）式に示すように、振幅変調における振幅を表すｅ（ｔ）は、ｘ軸情報及びｙ軸情報の両方に乗算されるので打ち消され、位相情報は保存される。図１１の例では、ＩＤ信号期間の信号は、ｅ（ｔ）＝０の期間において振幅は０となるが、ｅ（ｔ）が０でない期間においては、位相情報が保持されている。

【0069】

即ち、位相検出信号と同一キャリアを用いてＩＤ情報を振幅変調した場合には、被変調信号には位相検出信号と同じ位相情報が含まれることになる。これにより、位相検出結果を測距演算に用いることができる。

【0070】

なお、ｅ（ｔ）が０又は１のＯＯＫ信号の例を示したが、ｅ（ｔ）が０又は１以外の数値であっても、上記（６）式から分かるように振幅情報は相殺されるので、振幅変調であれば位相情報は保存される。

【0071】

このように本実施の形態においては、ＩＤ情報を振幅変調した被変調信号をＩＤ信号期間の信号として送信している。このため、等価的に位相検出信号期間を長くすることができる。これにより、ＩＤ情報のビット数を低減することなく、また、測距に要する時間を長くすることなく、位相検出信号期間を長くして、位相検出精度を向上させ、結果的に測距精度を向上させることができる。

【0072】

また、本実施の形態は、第２の実施の形態の分割ＩＤ情報を用いる場合にも適用できることは明らかである。
（第４の実施の形態）
図１２は本発明の第４の実施の形態を説明するための図である。本実施の形態におけるハードウェア構成は図１と同様である。本実施の形態は第３の実施の形態と同様の考え方によって、測距信号を短縮することを可能にしたものである。

【0073】

本実施の形態においては、制御回路１０は、変復調回路１８に、ＩＤ情報に対する振幅変調又は振幅復調を施させる。また、変復調回路１８は、基準発振回路１４の出力を用いて、位相検出信号と同じキャリアを用いた振幅変調を行う。

【0074】

制御回路１０は、送信するＩＤ情報の各ビットが“０”であるか“１”であるかを認識しており、送信回路１５を制御して、ＩＤ情報の“１”の数に対応した期間だけ、位相検出信号期間を短縮する。ＩＤ情報の変調方式としてＯＯＫ変調を採用した場合には、ＩＤ情報が“１”の期間における被変調信号は、位相検出信号と同じとなる。従って、ＩＤ情報が“１”の期間における被変調信号を位相検出信号として用いる。これにより、位相検出に用いる時間を変更することなく位相検出信号期間を短縮して、測距信号を短くすることができる。

【0075】

図１２はこの場合の例を示しており、図１２の上段は第１の実施の形態における測距信号を示し、下段は本実施の形態における測距信号を示している。本実施の形態においては、ＩＤ情報（ＩＤ）中のＰＤ ｓｉｇｎａｌ期間、すなわち、位相検出信号期間を短縮している。この場合でも、上段の位相検出信号期間（ＰＤ ｓｉｇｎａｌ）と同じ期間において位相の検出が可能である。

【0076】

即ち、第３の実施の形態においては、ＩＤ信号期間の一部を位相検出に用いることで位相の検出精度を向上させるものであったが、本実施の形態は、位相検出に用いたＩＤ信号期間の一部に位相検出信号を含めることで、測距信号を短くして、測距に要する時間を短縮するものである。

【0077】

測距信号の受信時には、制御回路１０は、復元したＩＤ情報の“１”の数を判定し、判定結果に基づいて位相検出信号期間の長さを判断する。例えば、８ビットのＩＤ情報が“１００１１１００”である場合には、“１”に対応する４箇所の被変調信号期間において、制御回路１０は、受信回路１６の出力に基づく位相検出を行い、その分だけ図１２上段に示した位相検出信号期間を短縮して位相検出を行う。

【0078】

このように本実施の形態においては、ＩＤ信号期間の信号を位相検出信号として用いることができ、位相検出精度を低下させることなく、位相検出信号期間を短縮し、測距に要する時間を短縮することができる。

【0079】

なお、本実施の形態においても、第２の実施の形態の分割ＩＤ情報を用いる場合に適用することができることは明らかである。
（第５の実施の形態）
図１３は本発明の第５の実施の形態を説明するための図である。本実施の形態におけるハードウェア構成は図１と同様である。本実施の形態は第４の実施の形態と同様の考え方によって、位相検出信号期間を短縮すると共に、ＩＤ情報の検出精度を向上させるものである。

【0080】

ＩＤ信号期間内で位相検出に利用できる期間はＩＤ情報が“１”の期間のみである。例えば、ＩＤ情報が全て“０”の場合には、位相検出信号期間を短縮することはできない。即ち、第４の実施の形態においては、位相検出信号期間がＩＤ情報に応じて変動することになる。そこで、本実施の形態においては、制御回路１０は、変復調回路１８にマンチェスター符号を用いて振幅変調（例えばＯＯＫ変調）を実行させる。

【0081】

マンチェスター符号では、例えば“０”を“０１”で表し、“１”を“１０”で表す。このマンチェスター符号を採用することで、ＩＤ情報の伝送レートを下げて検出精度を向上させることが可能となる。反面、ＩＤ信号期間は２倍になる。しかし、マンチェスター符号を採用すると、“１”と“０”の数は同数となり、ＩＤ信号期間の１／２を位相検出信号期間として利用することができることになる。この結果、測距信号が長くなることを抑制しながら、ＩＤ情報の検出精度を向上させることができる。

【0082】

図１３はこの場合の例を示しており、図１３の上段は第３の実施の形態における測距信号を示し、下段は本実施の形態における測距信号を示している。上段の例では、８ビットのＩＤ情報が“１００１１１００”の例を示している。

【0083】

一方、本実施の形態においては、ＩＤ信号期間においてマンチェスター符号を採用すると共に、ＩＤ情報（ＩＤ＋ＰＤ ｓｉｎｇａｌ）中のＰＤ ｓｉｇｎａｌ期間だけ位相検出信号期間を短縮している。即ち、下段においては、８ビットのＩＤ情報“１００１１１００”は、“１００１０１１０１０１００１０１”となる。“０”と“１”の数はいずれも８となって、８ビット分のＩＤ信号期間で、位相検出が可能である。この結果、図１３の例では、ＩＤ情報の伝送レートは遅くなるが、ＩＤ情報の検出精度を向上させることができる。

【0084】

このように本実施の形態においては、ＩＤ情報をマンチェスター符号化した後振幅変調しており、測距信号が長くなることを抑制しつつ、ＩＤ情報の検出精度を向上させることができる。
（変形例）
図１４は変形例を示す説明図である。本変形例のハードウェア構成は図１と同様である。本変形例は、例えばＩＤ情報にマンチェスター符号、ＯＯＫ変調を採用して、干渉波の大きさをより正確に検出するものである。上記各実施の形態においては、受信したＩＤ情報が自機のＩＤ情報に一致しているか否かによって、干渉波の影響を判定した。しかし、干渉波の大きさが比較的小さければ、干渉波が存在したとしても受信したＩＤ情報が自機のＩＤ情報に一致することもある。そこで、本変形例は、ＩＤ情報をＯＯＫ変調して伝送する場合において、“０”期間の受信信号のレベルにより干渉波のレベルを推定するものである。

【0085】

このため、この変形例では、ＩＤ信号期間に必ず“０”期間が含まれるように、ＩＤ情報にマンチェスター符号を採用した方がよい。

【0086】

制御回路１０は、受信回路１６の出力からＩＤ信号期間に含まれる“０”期間の信号レベルを求める。この“０”期間の信号レベルは、干渉波の信号レベルであるものと考えられる。制御回路１０は、この信号レベルと、変復調回路１８においてＩＤ情報の“０”，“１”の判定に用いる閾値との比較によって、干渉波のレベルを推定する。

【0087】

図１４は上段に８ビットのＩＤ情報“１００１１１００”に対応するマンチェスター符号による信号を示し、下段に上段のマンチェスター符号をＯＯＫ変調して得た被変調信号を実線によって示している。また、下段の破線は、干渉波を示している。制御回路１０は、推定した干渉波のレベルが所定の閾値よりも大きい場合には、比較的大きいレベルの干渉波により位相検出信号が影響を受けているものと判定する。この場合には、制御回路１０は、ＩＤ情報について一致と判定した場合であっても、位相検出結果を無効として、測距演算に用いないようにしてもよい。

【0088】

なお、マンチャスター符号を採用しない場合でも、ＩＤ信号期間にＯＯＫ変調による“０”期間が含まれていれば、“０”期間におけるレベル判定によって、干渉波の影響を推定することが可能である。

【0089】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【符号の説明】

【0090】

１，２…装置、１０…制御回路、１１…ＣＰＵ、１２…メモリ、１３…ＩＤ生成回路、１４…基準発振回路、１５…送信回路、１６…受信回路、１８…変復調回路。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】