特開 2024-2224 無線測距装置、位置判定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024002224

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】無線測距装置、位置判定システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/292 20060101AFI20231228BHJP

   G01S 13/76 20060101ALI20231228BHJP

   G01S 5/14 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

G01S7/292 220

G01S13/76

G01S5/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022101293

(22)【出願日】2022-06-23

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 大輝

(72)【発明者】

【氏名】中島 和洋

(72)【発明者】

【氏名】神林 良佑

【テーマコード（参考）】

5J062

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J062AA08

5J062BB01

5J062BB05

5J062CC11

5J062CC18

5J070AB07

5J070AC02

5J070AC20

5J070AE01

5J070AE09

5J070AF03

5J070AH07

5J070AH19

5J070AK40

(57)【要約】

【課題】ターゲットとの距離を誤算出する恐れを低減可能な無線測距装置、位置判定システムを提供する。
【解決手段】スマートＥＣＵには複数の通信機が接続されている。通信機のコントローラには、受信パルスの立ち上がり点からピークまでの時間（いわゆる立ち上がり時間）のモデル値である標準上がり時間が登録されている。標準立ち上がり時間は、理想環境における立ち上がり時間の計測値をもとに生成されたパラメータである。コントローラは、受信パルスの立ち上がり点から時間軸上において、標準立ち上がり時間だけ後ろ側となる時点をピークと見なして、測距値を算出する。すなわち、コントローラは、立ち上がり検出時間に標準立ち上がり時間を加算した値をラウンドトリップ時間と見なして測距値を算出する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の周波数帯のインパルス信号を送信する送信部（１２）と、
前記周波数帯の電波の受信強度を検出する受信部（１３）と、
前記受信部が検出する前記受信強度の時系列データに基づいて、受信パルスの立ち上がり点を検出する受信パルス検出部（１４２）と、
前記立ち上がり点から前記受信パルスのピークまでの時間のモデル値が事前に登録されているモデル値記憶部（１４１）と、
前記インパルス信号が送信されてから前記立ち上がり点が検出されるまでの時間である立ち上がり検出時間と前記モデル値を用いてターゲットまでの距離を示す測距値を算出する距離演算部（１４３）と、を備える無線測距装置。

【請求項2】

請求項１に記載の無線測距装置であって、
前記距離演算部は、
前記立ち上がり検出時間に前記モデル値を加算した時間を、前記インパルス信号のラウンドトリップ時間として算出し、
前記ラウンドトリップ時間をもとに前記測距値を算出する無線測距装置。

【請求項3】

複数の周波数帯の前記インパルス信号を送受信可能に構成されている、請求項１又は２に記載の無線測距装置であって、
前記モデル値記憶部には、前記周波数帯ごとの前記モデル値が登録されており、
前記距離演算部は、受信した前記インパルス信号の前記周波数帯に応じて、前記測距値の算出に使用する前記モデル値を切り替える無線測距装置。

【請求項4】

請求項１に記載の無線測距装置であって、
前記受信パルス検出部は、前記受信パルスのピークを検出し、
前記距離演算部は、
前記インパルス信号が送信されてから前記ピークが検出されるまでの時間であるピーク検出時間をラウンドトリップ時間として用いて前記測距値を算出するとともに、
前記受信パルス検出部が検出した前記立ち上がり点から前記ピークまでの時間である観測立ち上がり時間と前記モデル値との差である立ち上がり時間差に基づいて、前記測距値を補正する無線測距装置。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の無線測距装置であって、
前記受信パルス検出部は、前記受信パルスのピークを検出し、
前記距離演算部は、前記インパルス信号が送信されてから前記ピークが検出されるまでの時間である第１ピーク時間と、前記立ち上がり検出時間に前記モデル値を加算してなる第２ピーク時間との差が所定値以上である場合には、前記第２ピーク時間を用いて前記測距値を算出する一方、
前記第１ピーク時間と前記第２ピーク時間の差が前記所定値未満である場合には前記第１ピーク時間を用いて前記測距値を算出するように構成されている無線測距装置。

【請求項6】

請求項１又は２に記載の無線測距装置であって、
前記受信パルス検出部は、受信強度の移動平均値を用いて前記立ち上がり点を検出するように構成されている無線測距装置。

【請求項7】

請求項１又は２に記載の無線測距装置であって、
前記受信パルス検出部は、前記受信パルスのピークを検出し、
観測されている前記立ち上がり点から前記ピークまでの時間である観測立ち上がり時間と前記モデル値との差である立ち上がり時間差をもとに、前記測距値の信頼度を評価する信頼度評価部（１４６）を備える無線測距装置。

【請求項8】

ターゲットの位置座標を算出する位置算出装置（２）と接続されて使用される、請求項１又は２に記載の無線測距装置であって、
前記位置算出装置に向けて前記測距値を報告する報告部（１４４）を備える無線測距装置。

【請求項9】

複数の無線測距装置（１）と、位置算出装置（２）とを含む位置判定システムであって、
複数の前記無線測距装置のそれぞれは、
所定の周波数帯のインパルス信号を送信する送信部（１２）と、
前記周波数帯の電波の受信強度を検出する受信部（１３）と、
前記受信部が検出する前記受信強度の時系列データに基づいて、受信パルスの立ち上がり点を検出する受信パルス検出部（１４２）と、
前記立ち上がり点から前記受信パルスのピークまでの時間のモデル値が事前に登録されているモデル値記憶部（１４１）と、
前記インパルス信号が送信されてから前記立ち上がり点が検出されるまでの時間である立ち上がり検出時間と前記モデル値を用いてターゲットまでの距離を示す測距値を算出する距離演算部（１４３）と、
前記距離演算部が算出した前記測距値を前記位置算出装置に送信する報告部（１４４）と、を備え、
前記位置算出装置は、
複数の前記無線測距装置の設置位置を示すデータが登録されている記憶装置（２３）と、
前記記憶装置に保存されている前記データと、複数の前記無線測距装置から受信する前記測距値をもとに前記ターゲットの位置座標を算出する位置算出部（Ｆ１）と、を備える位置判定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ターゲットに向けて無線信号を送信してから当該送信信号に対応する信号を受信するまでの時間に基づいてターゲットとの距離を算出する無線測距装置、及び、当該無線測距装置を用いた位置判定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

パルス状の電波であるインパルス信号をターゲットに向けて送信してから、ターゲットから返ってくるインパルス信号を受信するまでの時間であるラウンドトリップ時間を用いてターゲットまでの距離を推定する技術がある。例えば特許文献１－２には、ＵＷＢ－ＩＲ方式の無線通信を行う車載通信機が携帯デバイスと双方向通信を実施することにより、車載通信機から携帯デバイスまでの距離を特定する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－２６９９６号公報

【特許文献2】特開２０２０－１２２７２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

インパルス信号の受信タイミングは、受信波形のピークに基づいて特定されうる。しかしながら、車室内及び車両周辺は、車両ボディなどの金属体が存在する、いわゆるマルチパス環境に該当する。そのため、通信機は、直接波に反射波が結合（重畳）した態様で、直接波を受信することがある。直接波に反射波が結合している場合、受信パルスのピークを、直接波のピーク（真のピーク）よりも後ろ側に検出することがある。受信パルスのピーク位置を誤検出すると、ターゲットとの距離に含まれる誤差が増大しうる。

【0005】

本開示は、上記の検討又は着眼点に基づいて成されたものであり、その目的の１つは、ターゲットとの距離を誤算出する恐れを低減可能な無線測距装置、位置判定システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ここに開示される無線測距装置は、所定の周波数帯のインパルス信号を送信する送信部（１２）と、周波数帯の電波の受信強度を検出する受信部（１３）と、受信部が検出する受信強度の時系列データに基づいて、受信パルスの立ち上がり点を検出する受信パルス検出部（１４２）と、立ち上がり点から受信パルスのピークまでの時間のモデル値が事前に登録されているモデル値記憶部（１４１）と、インパルス信号が送信されてから立ち上がり点が検出されるまでの時間である立ち上がり検出時間とモデル値を用いてターゲットまでの距離を示す測距値を算出する距離演算部（１４３）と、を備える。

【0007】

インパルス信号を送信してから受信パルスのピークが観測されるまでの時間は、インパルス信号を送信してから立ち上がり点が観測されるまでの第１の期間と、立ち上がり点からピークまでの第２の期間とに区分可能である。上記の構成によれば、第２の期間の長さを、事前登録されたモデル値に基づいて特定可能となる。故に、仮に直接波に反射波が重畳することによってピーク位置を誤検出している場合であってもその影響を緩和でき、測距値の誤差を低減可能となる。

【0008】

また、本開示の位置算出システムは、複数の無線測距装置（１）と、位置算出装置（２）とを含む位置判定システムであって、複数の無線測距装置のそれぞれは、所定の周波数帯のインパルス信号を送信する送信部（１２）と、周波数帯の電波の受信強度を検出する受信部（１３）と、受信部が検出する受信強度の時系列データに基づいて、受信パルスの立ち上がり点を検出する受信パルス検出部（１４２）と、立ち上がり点から受信パルスのピークまでの時間のモデル値が事前に登録されているモデル値記憶部（１４１）と、インパルス信号が送信されてから立ち上がり点が検出されるまでの時間である立ち上がり検出時間とモデル値を用いてターゲットまでの距離を示す測距値を算出する距離演算部（１４３）と、距離演算部が算出した測距値を位置算出装置に送信する報告部（１４４）と、を備え、位置算出装置は、複数の無線測距装置の設置位置を示すデータが登録されている記憶装置（２３）と、記憶装置に保存されているデータと、複数の無線測距装置から受信する測距値をもとにターゲットの位置座標を算出する位置算出部（Ｆ１）と、を備える。

【0009】

上記位置判定システムは、上記の無線測距装置を複数用いてなるシステムである。上記説明の通り、個々の無線測距装置が提供する測距値はより高精度なものとなるため、それらに基づく位置の推定精度もまた向上しうる。

【0010】

なお、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、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】車両用電子キーシステムの全体像を説明するための図である。

【図2】スマートＥＣＵ２の構成を示すブロック図である。

【図3】通信機の機能ブロック図である。

【図4】ラウンドトリップ時間を説明するための図である。

【図5】理想環境において観測されうる直接波の受信パルスを示す図である。

【図6】立ち上がり検出時間及びピーク検出時間を説明するための図である。

【図7】探索処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】反射波によって測距誤差が生じする理由を説明するための図である。

【図9】測距値に対する反射波の影響について説明するための図である。

【図10】探索処理の他の例を示すフローチャートである。

【図11】探索処理の他の例を示すフローチャートである。

【図12】立ち上がり時間と測距誤差に正の相関関係が有ることを示す図である。

【図13】探索処理の他の例を示すフローチャートである。

【図14】コントローラの他の構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の測距装置が適用された車両用電子キーシステムについて、図を用いて説明する。以下の説明は、車両Ｈｖが使用される地域の法規及び慣習に適合するように適宜変更して実施可能である。

【0013】

本実施形態の車両用電子キーシステムは、図１に示すように、複数の通信機１とスマートＥＣＵ２を備える。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略であって、電子制御装置を意味する。複数の通信機１及びスマートＥＣＵ２は車両Ｈｖの任意の位置に搭載されている。スマートＥＣＵ２は複数の通信機１のそれぞれと専用の信号線で接続されている。車両用電子キーシステムが位置判定システムに相当する。

【0014】

各通信機１は、車両Ｈｖのユーザによって携帯されるデバイスである携帯デバイス９と、所定の周波数帯の電波を用いて双方向に無線通信を実施するための通信モジュールである。各通信機１の構成や性能は実質的に同一に構成されている。

【0015】

ここでは一例として通信機１と携帯デバイス９は、ＵＷＢ－ＩＲ（Ultra Wide Band - Impulse Radio）方式の無線通信を実施可能に構成されている。すなわち、通信機１と携帯デバイス９は、超広帯域（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（例えば２ｎｓ）であって、かつ、５００ＭＨｚ以上の帯域幅（つまり超広帯域幅）を有する信号である。

【0016】

なお、ＵＷＢ通信では、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｚで開示されているように複数のチャネルが利用されうる。例えば通信機１は、ＵＷＢ通信の第５チャネルを用いて携帯デバイス９と通信する。もちろん、通信機１は、第３チャネルや第９チャネルを用いて携帯デバイス９と通信可能に構成されていても良い。第３チャネルとは、４２４３ＭＨｚから４７４２Ｍｈｚまでの周波数帯（中心周波数は４４９２ＭＨｚ）を意味する。第５チャネルとは、６４８９．６ＭＨｚ（約６．５ＧＨｚ）±２５０ＭＨｚ帯の電波、つまり６２４０ＭＨｚから６７３９ＭＨｚまでの周波数を指す。第９チャネルとは、７７３８ＭＨｚから８２３７Ｍｈｚまでの周波数帯（中心周波数は７９８７．２ＭＨｚ）を意味する。なお、ＩＥＥＥ（登録商標）は、Institute of Electrical and Electronics Engineersの略であって、米国電気電子学会を意味する。

【0017】

また、ＵＷＢ－ＩＲの変調方式としては、オンオフ変調（ＯＯＫ：On Off Keying）方式やパルス位置変調（ＰＰＭ：Pulse Position Modulation）方式、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）など、多様なものを採用可能である。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（例えば０と１）を表現する方式である。パルス位置変調方式はパルスの発生位置で変調を行う方式である。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。ここでは一例として通信機１と携帯デバイス９とのＵＷＢ通信はＯＯＫ方式によって実施される。

【0018】

ＵＷＢ通信によるデータ送信は、複数のインパルス信号を用いて実現される。以降ではＵＷＢ通信でやり取りされるデータ信号をＵＷＢ信号と称する。すなわち、後述する応答要求信号や応答信号といったＵＷＢ信号は、複数のインパルス信号を送信データに対応する時間間隔で配置した信号系列を意味する。当該ＵＷＢ信号は、複数のインパルスを含むため、パルス系列信号と呼ぶこともできる。

【0019】

例えば車両Ｈｖには、図１に示すように、通信機１として、通信機１ａ～１ｄ、１ｐ～１ｒを備える。通信機１ａ～１ｄは、車両Ｈｖの外面部に配置された通信機１である。例えば通信機１ａは、フロントバンパの右コーナ部に配置されており、通信機１ｂはフロントバンパの左コーナ部に配置されている。通信機１ｃは、リアバンパの右コーナ部に配置されており、通信機１ｄはリアバンパの左コーナ部に配置されている。また、通信機１ｐ～６ｒは、車室内に配置された通信機１である。通信機１ｐは、例えばフロントガラスの上端部や、車内天井部の中央部などに配置されている。通信機１ｑは、車内天井部の右側縁部付近に配置されており、通信機１ｒは、車内天井部の左側縁部付近に配置されている。各通信機１は車両に搭載されているため、車載通信機と称することもできる。

【0020】

各通信機１の動作は、スマートＥＣＵ２によって制御される。各通信機１は、携帯デバイス９からの信号の受信状況を示すデータをスマートＥＣＵ２に送信する。受信状況には、受信の有無、受信強度、測距値などが含まれうる。当該通信機１は、主としてデバイス位置の判定のための通信機であって、アンカーあるいは基準局などとも称される。各通信機１は、携帯デバイス９とインパルス信号を送受信することにより、携帯デバイス９の距離である測距値を算出し、スマートＥＣＵ２に出力する。通信機１の詳細は別途後述する。

【0021】

スマートＥＣＵ２は、複数の通信機１のそれぞれでの携帯デバイス９からの信号の受信状況に基づいて、車両Ｈｖに対するデバイス位置を判定し、その判定結果に応じた車両制御を実施するＥＣＵである。デバイス位置とは携帯デバイス９の位置を指す。スマートＥＣＵ２は、少なくとも１つの通信機１が携帯デバイス９から送信されたＵＷＢ信号を受信したことに基づいて、携帯デバイス９が車外の所定範囲内に存在することを検出し、デバイス位置の判定処理や、無線認証処理を実行する。無線認証処理は例えばチャレンジ－レスポンス方式によって実施されうる。スマートＥＣＵ２が位置算出装置に相当する。

【0022】

スマートＥＣＵ２は、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ＥＣＵ２は、図２に示すようにプロセッサ２１や、メモリ２２、ストレージ２３、入出力回路２４、及びこれらの構成を接続するバスラインなどを備える。プロセッサ２１はＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算コアである。メモリ２２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリである。ストレージ２３は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体を含む構成である。ストレージ２３には、プロセッサ２１によって実行される制御プログラムが格納されている。入出力回路２４は、他装置と通信するための回路モジュールである。

【0023】

ストレージ２３には、車両Ｈｖにおける各通信機１の搭載位置を示す通信機設定データが格納されている。ストレージ２３が記憶装置に相当する。各通信機１の搭載位置は、例えば、車両Ｈｖの任意の位置を中心とし、車両Ｈｖの幅方向及び前後方向の両方に平行な２次元座標系である車両座標系上の点として表現されうる。車両座標系を形成するＸ軸は車幅方向に平行に設定し、Ｙ軸は車両の前後方向に平行に設定可能である。座標系の中心としては、例えば、車体の中心、スマートＥＣＵ２の取り付け位置など任意の箇所を採用可能である。ストレージ２３が記憶装置に相当する。

【0024】

当該スマートＥＣＵ２には、多様な車載デバイスが直接的に又は間接的に接続されうる。例えばスマートＥＣＵ２は、ドアセンサや、スタートスイッチ、ボディＥＣＵ、電源ＥＣＵなどと、車両内ネットワークを介して相互通信可能に接続されている。

【0025】

ドアセンサは、ユーザが車両Ｈｖのドアを開錠及び施錠するための操作を行ったことを検知するためのセンサである。ドアセンサは、タッチセンサであってもよいし、プッシュ式のスイッチであってもよい。スタートスイッチはユーザが走行用電源をオン／オフを切り替えるためのプッシュスイッチである。ボディＥＣＵは、ドアロックモータや車載照明設備を制御するＥＣＵである。電源ＥＣＵは、車両Ｈｖに搭載された走行用電源のオン／オフを制御するＥＣＵである。なお、走行用電源は、車両Ｈｖが走行するための電源であって、車両Ｈｖがエンジン車である場合にはイグニッション電源を指す。車両Ｈｖが電動車である場合、走行用電源とはシステムメインリレーを指す。

【0026】

その他、スマートＥＣＵ２は、Bluetooth（登録商標） Low Energy規格に準拠した無線通信（以降、ＢＬＥ通信）を実施するためのＢＬＥ通信機と接続されていても良い。ＢＬＥ通信機は、携帯デバイス９とデータ通信を実施するための手段として機能しうる。スマートＥＣＵ２は、プロセッサ２１がストレージ２３に保存されている制御プログラムを実行する機能部として位置算出部Ｆ１及び車両制御部Ｆ２を備える。これらの機能部を含むスマートＥＣＵ２の詳細については別途後述する。

【0027】

＜携帯デバイス９について＞
携帯デバイス９は、ＵＷＢ通信機能を備えた、携帯可能かつ汎用的な情報処理端末である。携帯デバイス９としては、例えば、スマートフォンや、ウェアラブルデバイス等など、多様な通信端末を採用することができる。ウェアラブルデバイスは、ユーザの身体に装着されて使用されるデバイスであって、リストバンド型、腕時計型、指輪型、メガネ型、イヤホン型など、多様な形状のものを採用可能である。

【0028】

携帯デバイス９は、ＵＷＢ通信部とデバイス制御部を備える。ＵＷＢ通信部は、ＵＷＢ通信を実施するための通信モジュールである。デバイス制御部は、例えばプロセッサ、メモリ、ストレージ等を備えた、コンピュータとして構成されている。ストレージには、デバイスＩＤが保存されている。デバイスＩＤは、デバイスの識別番号であって携帯デバイス９毎に異なる。デバイスＩＤとしては例えばデバイスアドレスや、ＵＵＩＤ（Universally Unique Identifier）などを採用可能である。

【0029】

デバイス制御部は、通信機１やスマートＥＣＵ２とのデータ通信に係る処理を実施する。携帯デバイス９のストレージには、スマートＥＣＵ２との無線認証処理で使用される鍵コードが保存されていても良い。鍵コードは暗号キーなどとも呼ばれうる。

【0030】

本実施形態の携帯デバイス９は、車両Ｈｖから送信されてきたＵＷＢ信号を受信した場合には、受信信号に応じた応答信号を返送する。例えば、携帯デバイス９は、車両Ｈｖからの応答要求信号を受信すると、応答信号としてのＵＷＢ信号を車両Ｈｖに返送する。応答要求信号は、車両Ｈｖが携帯デバイス９を探索するための信号であって、携帯デバイス９に対して応答信号の返送を要求する信号の一種である。携帯デバイス９及び通信機１が送信するＵＷＢ信号には送信元或いは宛先を示すコードが含まれうる。送信元や宛先は、デバイスＩＤなどで表現されうる。送信元情報としては、デバイスＩＤの代わりにデバイス管理番号が使用されても良い。デバイス管理番号は、スマートＥＣＵ２が携帯デバイス９ごとに割り当てる番号である。

【0031】

尚、携帯デバイス９は、車両Ｈｖの電子キーとしての専用デバイスであるスマートキーであってもよい。スマートキーは、車両Ｈｖの購入時に、車両Ｈｖとともにオーナに譲渡されるデバイスである。スマートキーは車両Ｈｖの付属物の１つと解することができる。スマートキーは、扁平な直方体型や、扁平な楕円体型（いわゆるフォブタイプ）、カード型など、多様な形状を採用可能である。スマートキーは、車両用携帯機、キーフォブ、キーカード、アクセスキーなどと呼ばれうる。

【0032】

＜通信機の構成について＞
ここでは各通信機１の構成について説明する。複数の通信機１のそれぞれは、図３に示すように、アンテナ１１、送信部１２、受信部１３、及びコントローラ１４を備える。アンテナ１１は、ＵＷＢ信号を送受信するためのアンテナエレメント（導体）である。本実施形態の通信機１はアンテナ１１として、第１アンテナ１１Ａと第２アンテナ１１Ｂを備える。第１アンテナ１１Ａは送信用のアンテナ１１であって、送信部１２と電気的に接続されている。第２アンテナ１１Ｂは受信用のアンテナ１１であって、受信部１３と電気的に接続されている。なお、第１アンテナ１１Ａは送受信兼用アンテナとして構成されていても良い。その場合、第１アンテナ１１Ａは、受信部１３とも接続されうる。アンテナ１１は例えばＵＷＢの第５チャネルなど、所望の周波数帯で励振するように構成されている。

【0033】

送信部１２は、スマートＥＣＵ２から入力されたベースバンド信号に対応するＵＷＢ信号を生成し、このＵＷＢ信号を第１アンテナ１１Ａから電波として放射させる構成である。送信部１２は変調回路１２１など、ベースバンド信号を電気的に処理する回路を含む。送信部１２は、送信データに対応する電気的なインパルス信号をアンテナ１１へ出力する。

【0034】

受信部１３は、携帯デバイス９から送信されてくるＵＷＢ信号を受信し、電気的に処理する回路モジュールである。受信部１３は、復調回路１３１及び受信強度検出回路１３２などを含む。受信強度検出回路１３２は、受信強度を示す信号をコントローラ１４に逐次出力する。なお、受信部１３は、消費電力低減のため、送信部１２によるインパルス信号の送信をトリガとして受信強度の観測を開始するように構成されていても良い。

【0035】

コントローラ１４は、受信データをスマートＥＣＵ２に出力したり、スマートＥＣＵ２から入力された送信データを送信部１２に出力したりする。コントローラ１４はたとえばＩＣ（Integrated Circuit）を用いて実現されている。

【0036】

コントローラ１４は、スマートＥＣＵ２からの指示に基づき、探索処理を実施する。探索処理は、応答要求信号としてのＵＷＢ信号を送信することと、応答信号の受信を待機することと、受信結果を報告することとを１セットとする一連の処理を指す。応答信号を受信できた場合の報告データには、応答を返してきた携帯デバイス９のデバイスＩＤと、後述する測距値が含まれうる。応答要求信号を送信してから所定の応答待機時間経過しても応答信号を受信できなかった場合、コントローラ１４は、携帯デバイス９を発見できなかったことを示すコードを報告データとしてスマートＥＣＵ２に返送しうる。このような報告データは探索結果データと言い換えることができる。

【0037】

当該コントローラ１４は、上記の探索処理にかかる構成として、設定記憶部１４１、受信パルス検出部１４２、距離演算部１４３と、報告部１４４と、一時メモリ１４５を備える。設定記憶部１４１、受信パルス検出部１４２、及び、距離演算部１４３は、主としてラウンドトリップ時間（ＲＴＴ：Round Trip Time）を計測するための構成である。ＲＴＴは、概略的には、送信部１２が応答要求信号としてのＵＷＢ信号を送信してから、受信部１３が携帯デバイス９からの応答信号を受信するまでの経過時間に相当する。通信機１が無線測距装置に相当する。設定記憶部１４１がモデル値記憶部に相当する。

【0038】

ＲＴＴは、図４に示すように、往復分の飛行時間（Ｔｆ×２）に、応答要求信号の長さ（Ｌｒｑ）と、携帯デバイス９での応答処理時間（Ｔｎ）を加えた時間に相当する。図４中のＴｆは、片道分の飛行時間を示している。図４中のＬｒｑは、応答要求信号の長さを示しており、Ｔｒｓは応答信号の長さを示している。応答処理時間とは、受信信号に対応する応答信号の生成及び出力に要する時間である。片道分の飛行時間は、通信機１から携帯デバイス９までの距離であるデバイス間距離に対応する。

【0039】

設定記憶部１４１は、受信部１３が携帯デバイス９から送信されたインパルス信号を受信した際の、受信パルスの立ち上がり点からピークまでの時間（いわゆる立ち上がり時間）のモデル値である標準上がり時間（ＴＲｍ）が登録されている記憶媒体である。設定記憶部１４１がモデル値記憶部に相当する。受信パルスとは、所定の閾値以上の強度を有する受信信号である。例えば、受信強度が所定の閾値を超えてから当該閾値を下回るまでの１つながりの受信強度の時系列データが受信パルスに相当する。

【0040】

携帯デバイス９から送信されたインパルス信号に対応する受信パルスは、反射波等の干渉を受けていない場合、図５に示すように上に凸の略放物線状となり、ピークの位置も明確となる。図５中のＰｑはピークでの受信強度を、τａは立ち上がり点が観測された時刻を、τｐｑはピークが観測された時刻を、それぞれ示している。

【0041】

なお、受信パルスの立ち上がり点は、受信強度が所定の立ち上がり判定値（Ｐｔｈ）に到達した時点、現実的には、立ち上がり判定値（Ｐｔｈ）以上の受信強度を検出した時点を指す。立ち上がり判定値は、予め設計された値である。立ち上がり判定値は、コントローラ１４を構成するＩＣの特性によって定まりうる。受信パルスのピークは、１つの受信パルスを構成する受信強度の最大値に相当する。

【0042】

立ち上がり時間の観測値（ＴＲｏ）は、理想環境においては、概ね一定となることが試験によって確認されている。理想環境とは、通信機１と携帯デバイス９までの間に何もなく、かつ、反射波等の干渉を受けない環境を指す。例えば電波暗室において通信機１及び携帯デバイス９以外に何も配置していない環境が理想環境に相当する。理想環境は、自由空間と言い換えることもできる。反射波の干渉とは、直接波に反射波が結合（重畳）することにより、見かけ上の受信パルスが本来のパルス幅よりも長くなる事象を指す。直接波が反射波の干渉を受けている場合とは、直接波の後ろ側に反射波が結合している場合と解することができる。

【0043】

標準立ち上がり時間は、理想環境での試験結果をもとに設計されている。標準立ち上がり時間は、複数の測定結果の平均値又は中央値を採用可能である。ここでは一例として、標準立ち上がり時間は、１．５ナノ秒に設定されている。もちろん、標準立ち上がり時間は、立ち上がり判定値や、送信電力、受信感度などの設定値によって異なりうる。標準立ち上げり時間は、種々の設定値を鑑みて、１．０ナノ秒や、１．２ナノ秒、１．６ナノ秒に設定されていてもよい。なお、モデル値は、事前に登録された値であって、見本値あるいは標準値と呼ぶこともできる。当該設定記憶部１４１は、フラッシュメモリやＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリを用いて実現されている。

【0044】

受信パルス検出部１４２は、受信強度の時系列データ（ヒストグラム）に基づいて、受信パルスを検出するとともに、受信パルスに付随するパルス情報を取得する。パルス情報には、少なくとも立ち上がり検出時間（Ｔａ）が含まれる。

【0045】

立ち上がり検出時間（Ｔａ）は、図６に示すように、送信部１２がインパルス信号を送信してから、最初に受信強度が立ち上がり判定値を超過するまでの経過時間である。なお、送信部１２がインパルス信号を送信した直後の所定時間は、携帯デバイス９からの応答信号ではなく、送信信号自体が受信部１３で観測されうる。受信部１３には受信パルスの検出を行わない期間である不感期間が設定されていても良い。不感期間の長さは、送信部１２から出力されるＵＷＢ信号の長さに対応する。もちろん、不感期間は設けられていなくともよい。コントローラ１４は、受信強度の時系列データから送信信号に対応する受信強度成分を減算することで、受信信号成分のみを抽出するように構成されていても良い。

【0046】

このような立ち上がり検出時間（Ｔａ）は、送信部１２によるＵＷＢ信号の送信完了後において、初めて受信強度が所定の立ち上がり判定値を超過するまでの時間に相当しうる。立ち上がり検出時間は、送信部１２がファストパルスを送信した時間を基準として計測されうる。ファストパルスは、送信／受信データを構成する複数のインパルス信号のうち、先頭に位置するインパルス信号である。

【0047】

立ち上がり検出時間（Ｔａ）は、送信ファストパルスのピーク位置を基準として計測されうる。送信ファストパルスとは、送信部１２が送信する応答要求信号（つまり送信信号）のファストパルスを指す。コントローラ１４は、送信部１２によるファストパルスの送信タイミング（ピーク位置）を、送信部１２からの通知に基づき特定しても良いし、送信部１２から第１アンテナ１１Ａに向かう信号線の電圧レベルを監視することで特定してもよい。また、コントローラ１４は、受信強度の時系列データに基づいて、送信ファストパルスのピークを特定しても良い。

【0048】

受信パルス検出部１４２は、立ち上がり検出時間の他、ピーク強度や、ピーク検出時間、立ち上がり時間、立ち下がり時間、パルス幅などを検出するように構成されていても良い。ピーク強度は、受信パルスのピークにおける受信強度を指す。ピーク検出時間は、インパルス信号が送信されてから受信パルスのピークが観測されるまでの時間である。ピーク検出時間は、理想環境においては、ＲＴＴと一致しうる。ピーク検出時間もまた、立ち上がり検出時間と同様に、送信ファストパルスのピーク位置を基準として計測される。

【0049】

立ち上がり時間は、立ち上がり点からピークまでの時間である。当該立ち上がり時間は、ピーク検出時間から立ち上がり検出時間を減算した値に相当する。立ち下がり時間は、ピークから立ち下がり点までの時間を指す。立ち下がり点は、ピーク以降において受信強度が初めて立ち上がり判定値を下回る点を指す。

【0050】

このような受信パルス検出部１４２は、受信パルスの特徴量を抽出する構成と解することができる。受信パルス検出部１４２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立ち上がり検出時間などを測定しうる。

【0051】

なお、立ち上がり検出時間やピーク検出時間（以降、立ち上がり時間等）は、例えばファストパルスの送信をトリガに始動するタイマーを用いて計測されうる。もちろん、受信パルス検出部１４２は、ファストパルスが送信された時点でのクロックのカウント値を送信時刻（τｓ）として記録しておき、立ち上がり点やピークが検出された時刻との差に基づいて、立ち上がり検出時間などを算出しても良い。例えば受信パルス検出部１４２は、立ち上がり点が検出された時点での時刻である立ち上がり検出時刻（τａ）から、インパルス信号の送信時刻（τｓ）を減算することで、立ち上がり検出時間（Ｔａ）を算出しても良い。

【0052】

距離演算部１４３は、受信パルス検出部１４２が取得した立ち上がり検出時間（Ｔａ）と、設定記憶部１４１に保存されている標準立ち上がり時間（ＴＲｍ）とに基づいて、測距値を算出する構成である。例えば距離演算部１４３は、観測された立ち上がり検出時間（Ｔａ）に、設定記憶部１４１に登録されている標準立ち上がり時間（ＴＲｍ）を加算した値をＲＴＴと見なして測距値を算出する。

【0053】

当該構成は、観測された立ち上がり検出時間（Ｔａ）に、標準立ち上がり時間（ＴＲｍ）を足した時点を、直接波に対応する受信パルスのピークの到来時刻とみなす構成に相当する。本開示では、観測（検出）されている立ち上がり点から時間軸上において標準立ち上がり時間だけ後ろ側となる点を標準ピーク位置とも称する。また本開示では、観測されている立ち上がり検出時間（Ｔａ）に標準立ち上がり時間（ＴＲｍ）を加算した値を、モデルベースＲＴＴとも称する。

【0054】

距離演算部１４３が算出する測距値は、通信機１から携帯デバイス９までの距離を示すパラメータである。距離演算部１４３は、算出したＲＴＴから、非伝搬要素の想定値を減算することにより、往復飛行時間を算出する。なお、非伝搬要素とは、空間中における電波の伝搬時間（飛行時間）とは関連しない遅延要素であって、通信機や携帯デバイス９での内部処理／回路特性等に由来する遅延時間を指す。非伝搬要素には、応答処理時間（Ｔｎ）の他に、応答要求信号の長さ（Ｌｒｑ）を含めることができる。非伝搬要素には、受信部１３を構成する回路の反応遅延時間も含めても良い。非伝搬要素は、減算要素あるいは補正要素と呼ぶこともできる。

【0055】

例えば距離演算部１４３は、モデルベースＲＴＴから、非伝搬要素として、応答処理時間の想定値（Ｔｎ）と、応答要求信号の長さの設計値（Ｌｒｑ）を減算した値を往復飛行時間として算出する。そして、距離演算部１４３は、往復飛行時間を２で割った値に、電波の飛行速度を乗算した値を測距値として採用する。もちろん、ＲＴＴから測距値を算出する演算式は、上記例に限らない。算出式は適宜変更可能である。

【0056】

本実施形態では、測距値は距離の次元で表現されるが、他の態様においては、測距値は時間の次元のパラメータであってもよい。例えば測距値は、片道分又は往復分の飛行時間（ＴｏＦ：Time of Flight）であってもよい。測距値は、ＴｏＦ関連値と呼ぶこともできる。

【0057】

報告部１４４は、探索結果データとして、測距値を応答信号の送信元を示すデバイスＩＤと対応付けてスマートＥＣＵ２に報告する構成である。報告部１４４が送信する送信元ごとの測距値情報は、スマートＥＣＵ２による携帯デバイス９の位置演算に供される。一時メモリ１４５は、ＲＡＭなどの揮発性メモリである。一時メモリ１４５には、受信部１３から入力されるデータや、演算過程の値、演算結果などが一時的に保存される。例えばコントローラ１４は、受信部１３から入力される受信強度の観測値を感想時刻情報、例えばタイマーのカウント値などと対応付けて一時メモリ１４５に保存する。

【0058】

＜探索処理について＞
ここでは図７に示すフローチャートを用いて各通信機１が実施する探索処理について説明する。探索処理は、例えば車両Ｈｖが駐車されている状態においては、スマートＥＣＵ２からの要求に基づき定期的に実施されうる。探索処理は一例としてステップＳ１１～Ｓ１７を含む。各ステップは、通信機１、例えばコントローラ１４が主体となって実施される。各ステップは、図７に示す矢印の向きに従って順に実行されうる。

【0059】

ステップＳ１１は、コントローラ１４が、応答要求信号としてのＵＷＢ信号を第１アンテナ１１Ａから送信させるステップである。受信パルス検出部１４２は、インパルス信号の送信に伴って、立ち上がり検出時間等を特定するためのタイマーを起動する。

【0060】

ステップＳ１２は、コントローラ１４が受信部１３からの入力データに基づき、携帯デバイス９からの応答信号を受信したか否かを判定するステップである。コントローラ１４は、応答信号を受信できた場合（Ｓ１２ ＹＥＳ）、受信データに含まれる送信元情報（デバイスＩＤ）を、メモリ等に通信相手情報として保存し、ステップＳ１４以降の処理を実施する。一方、応答要求信号を送信してから所定の待機時間が経過しても応答信号を受信できなかった場合には（ステップＳ１２ ＮＯ）、ステップＳ１３として、不応答報告を実施する。不応答報告は、携帯デバイス９を発見できなかったことを示すコードを、探索結果データとしてスマートＥＣＵ２に送信する処理を指す。

【0061】

ステップＳ１４は、受信パルス検出部１４２がインパルス信号が送信されてからの受信強度の時系列データに基づき、立ち上がり点を検出し、立ち上がり検出時間（Ｔａ）を取得するステップである。ステップＳ１５は、ステップＳ１４で取得した立ち上がり検出時間に、標準立ち上がり時間を加算した値をＲＴＴとして算出するステップである。

【0062】

ステップＳ１６は、距離演算部１４３がステップＳ１５で算出されたＲＴＴをもとに、測距値を算出するステップである。仮に測距値をＤ、非伝搬要素の想定値をγ、電波の伝搬速度をＣとすると、距離演算部１４３は例えば次の式（１）にて、測距値を算出する。

【0063】

Ｄ＝（ＲＴＴ－γ）×Ｃ／２ ・・・（１）
ここでは測距値を片道分の距離としているため、（ＲＴＴ－γ）×Ｃを２で除算するものとしているがこれに限らない。往復分の距離を測距値として取り扱う構成においては２で除算する処理は省略可能である。なお、インパルス信号の送信時刻をτｓ、立ち上がり点が検出された時刻をτａとすると、Ｔａ＝τａ－τｓであるため、上記のＲＴＴは（τａ－τｓ）＋ＴＲｍの関係を有する。

【0064】

非伝搬要素がない／極めて小さい場合、γは０あるいは数ナノ秒程度に設定されてもよい。非伝搬要素がない／極めて小さい場合とは、例えば通信機と携帯デバイス９とが、単発のインパルス信号を送受信することで測距を行うように構成されている場合や、レーダのように反射を利用して反射物との距離を測る場合等が挙げられる。

【0065】

ステップＳ１７は、以上の処理で算出された測距値を、応答信号の送信元を示すデバイスＩＤとともにスマートＥＣＵ２に送信するステップである。

【0066】

＜スマートＥＣＵ２の機能について＞
スマートＥＣＵ２は、車両Ｈｖに搭載されたセンサやＥＣＵ、スイッチなどから入力される種々のデータ／信号に基づいて、開錠操作や施錠操作などを検出する。開錠操作とは、車両Ｈｖを開錠するためのユーザ操作である。施錠操作とは、車両Ｈｖを施錠するための操作である。スマートＥＣＵ２は、ドアセンサへのタッチ操作を開錠操作／施錠操作として検出しうる。スマートＥＣＵ２は、ドア下に検知エリアを形成する赤外線センサに対してユーザの足がかざされたことを検知した場合に、施錠操作あるいは開錠操作が行われたと判定しても良い。

【0067】

スマートＥＣＵ２は、走行用電源がオフの間、各通信機１に間欠的に探索処理を実施させる。スマートＥＣＵ２は、車両Ｈｖへのユーザ操作（例えば開錠操作）に反応して、操作内容に応じた通信機１に探索処理を実施させても良い。このようなスマートＥＣＵ２は、通信機１から、携帯デバイス９との通信状況を示すデータや受信データを取得してメモリに保存する処理を実施する。通信状況を示すデータには、探索結果データが含まれる。

【0068】

スマートＥＣＵ２が備える位置算出部Ｆ１は、複数の通信機１での測距値と各通信機１の車両Ｈｖにおける搭載位置を組み合わせることにより、車両Ｈｖに対する対象デバイスの位置座標を算出する構成である。当該演算処理は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）や位置推定の技術分野における３点測位と同様の手法により実施される。３点測位には、３つ以上の基準点を用いて測位する多点測位も含めることができる。本開示では、３点測位のように、複数のアンカーでの測距値を用いてデバイス位置座標を求める処理を座標算出処理とも称する。デバイス位置座標は２次元の車両座標系などで表現されうる。デバイス位置座標は３次元の座標系で表現されても良い。

【0069】

なお、３点測位は、概念的には、３つの測距円の交点座標を算出することに相当する。測距円とは、通信機１の設置位置を中心とし、観測されている測距値を半径とする円である。車両Ｈｖにおける通信機１の設置位置は既知であるため、３つ以上の通信機１から携帯デバイス９までの距離を取得できれば、連立方程式を解くことにより携帯デバイス９の位置座標（デバイス位置座標）が特定可能である。なお、個々の測距値には誤差が含まれるため、３つ以上の測距円が正確に１点で交わらないこともある。デバイス位置座標を算出する処理である座標算出処理は、複数の測距円の交点が密集する局所領域において、複数の測距円からの距離の合計値が最小となる地点を算出する処理であってもよい。

【0070】

また、スマートＥＣＵ２が備える車両制御部Ｆ２は、車両Ｈｖに対するユーザ操作に反応して、デバイス位置に応じた制御／処理を他のＥＣＵと連携して実行する構成である。例えば車両制御部Ｆ２は、携帯デバイス９がドア付近に存在すると判定されており、かつ、ドアセンサがユーザによってタッチされたことを検出した場合には、ドアを施錠又は開錠するための処理を実施する。また、車両制御部Ｆ２は、携帯デバイス９が車室内に存在すると判定されており、かつ、スタートスイッチがユーザによって押下されたことを検出した場合、電源ＥＣＵと連携して走行用電源をオフからオンに切り替える。

【0071】

＜本実施形態が解決しようとする課題と効果について＞
直接波が反射波の干渉を受けていない場合には、図４に示すようにピークひいてはＲＴＴを比較的精度良く測定できる。一方、仮に直接波が反射波の干渉を受けている場合、図８に示すように、真のピーク位置（Ｐｑ１）よりも後ろ側（Ｐｑ２）にピークが検出されうる。当然、ピーク位置をもとに距離を算出する構成では、ピークの位置を誤検出すると、測距誤差が増大しうる。また、車内／車両近傍はマルチパス環境であるため、図９に示すように反射波自体が多重結合することが起こりうる。このような場合、測距誤差はより一層増大しうる。図８中の破線は直接波を、二点鎖線は反射波を、実線は受信パルスの概形を、それぞれ表している。

【0072】

そのような課題に対し、本開示の開発者らは、反射波の干渉を受けていない場合の受信波形の解析を重ねたところ、立ち上がりからピークまでの時間（つまり立ち上がり時間）は概ね一定となるといった知見を得た。当該傾向は直接波の傾向を示すものであるため、仮に反射波の干渉を受けている場合であっても、直接波に対応するピーク位置は、立ち上がり点から当該立ち上がり時間が経過した位置となることが期待できる。

【0073】

本開示は上記の知見及び着想に基づいて創出されたものであって、１つの実施形態として、コントローラ１４は、実際の波形のピーク位置に捉われずに、立ち上がり点よりも所定の標準立ち上がり時間だけ後ろ側となる時点をピークとみなす。すなわち、コントローラ１４は、立ち上がり検出時間に標準立ち上がり時間を加算した時間をＲＴＴとして用いて測距値を算出する。

【0074】

本実施形態のように立ち上がり点から標準立ち上がり時間だけ後ろ側となる時点をピーク位置と見なして測距値が算出する構成によれば、仮に直接波が反射波の干渉を受けている場合であっても、反射波による測距誤差の増大を抑制可能となる。ひいては、車内／車両近傍など、マルチパス環境における測距精度を担保可能となる。

【0075】

＜変形例（１）＞
実際の通信環境においては、受信部１３は多様なノイズを受信しうる。立ち上がり判定値の設定によっては、瞬間的なノイズを立ち上がり点として誤検出することがある。もちろん、立ち上がり判定値を大きく（高く）設定すれば、ノイズを立ち上がり点として誤検出する恐れを低減できるが、本当の直接波を検出しにくくなってしまう。伝搬環境によっては、直接波のレベルが小さい値となることがあるためである。

【0076】

一方、立ち上がり判定値を超過するようなノイズは瞬時的なものであることが多い。そのような事情に基づき、コントローラ１４は受信強度の移動平均値を用いて立ち上がり点やピークを検出するように構成されていても良い。受信強度の移動平均値とは、直近の過去Ｎ回分の受信強度の観測値の平均値を指す。Ｎは４や８、１０などとすることができる。時刻ごとの移動平均値は、時系列順に並べて一時メモリ１４５に保存されていく。

【0077】

コントローラ１４は、移動平均を用いて立ち上がり点等の検出を行う場合、図１０に示すフローチャートに沿って、探索処理を実施しうる。図１０に示すステップＳ２１は応答要求信号として少なくとも１つインパルスを含むＵＷＢ信号を送信するステップである。ステップＳ２２は、受信強度の移動平均値を逐次算出するステップである。なお、ステップＳ２２以降は、応答信号を受信できた場合の処理に対応する。応答信号を受信できなかった場合、コントローラ１４はステップＳ１３と同様の処理を実施しうる。図１０では応答信号を受信できたか否かを判定するステップの図示を省略しているが、当該判定自体は実施形態と同様に行われうる。

【0078】

ステップＳ２３は、移動平均値の時系列データに基づいて立ち上がり点を検出し、対応する立ち上がり検出時間（Ｔａ）を取得するステップである。ステップＳ２４～Ｓ２６は、ステップＳ２３で取得した立ち上がり検出時間を用いて測距値を算出し、スマートＥＣＵ２に報告するステップ群である。ステップＳ２４～Ｓ２６の具体的な内容は、ステップＳ１５～Ｓ１７と同様とすることができる。

【0079】

なお、移動平均値を用いるため、立ち上がり点の検出タイミングは、実際に受信強度が立ち上がったタイミングよりも遅れうる。特に、Ｎの値を大きくするほど立ち上がり点やピークの検出時刻は遅れうる。そのような事情から移動平均を用いる場合の標準立ち上がり時間は、受信強度の生値を用いる場合よりも所定量（例えば１ナノ秒）短めに設定されていても良い。移動平均を用いる場合の標準立ち上がり時間もまた、試験やシミュレーションによって決定されれば良い。

【0080】

移動平均を用いて立ち上がり点を特定する構成によれば、ノイズをファストパルスの立ち上がり点として捉えてしまう恐れを低減できる。直接波の受信パルスがノイズに埋もれがちなシーンにおいても、直接波に対応する受信パルスを検出できる可能性を高められる。つまり、直接波の立ち上がり点の検出精度を向上可能となる。

【0081】

＜変形例（３）＞
以上では立ち上がり検出時間に標準立ち上がり時間を加算した値をピーク検出時間（換言すればＲＴＴ）とみなして測距値を算出する構成について述べたが、各種パラメータの使い方はこれに限らない。コントローラ１４は、いったん観測されたピーク検出時間を用いて測距値を算出したのちに、立ち上がり時間の観測値と標準立ち上がり時間の差を用いて測距値を補正するように構成されていても良い。

【0082】

例えばコントローラ１４は、図１１に示す手順にて探索処理を実施しても良い。図１１に示すステップＳ３１～Ｓ３２は前述のステップＳ２１～Ｓ２２と同様である。ステップＳ３３は、一時メモリ１４５に蓄積されている受信強度の移動平均値の時系列データに基づいて、立ち上がり検出時間（Ｔａ）とピーク検出時間（Ｔｐｑ）を特定する。

【0083】

ステップＳ３４は、ステップＳ３３で特定されたピーク検出時間をＲＴＴと見なして仮の測距値を算出する。ステップＳ３３で特定されているピーク検出時間は、移動平均値の時系列データが示す受信パルスのピーク、すなわち、実際に観測されているピークに対応する。本開示では、このように実際に観測されているピークの情報を用いて測距値を算出することを、観測ピークベースでの距離演算とも称する。対して、立ち上がり検出時間に標準立ち上がり時間を加算した時間をＲＴＴとみなして測距値を算出する方法を、補正ピークベースでの距離演算と称する。

【0084】

ステップＳ３５では、ステップＳ３４で算出した仮の測距値を、立ち上がり時間差に基づいて補正するステップである。ここでの立ち上がり時間差とは、観測立ち上がり時間（ＴＲｏ）と、標準立ち上がり時間（ＴＲｍ）との差である。観測立ち上がり時間（ＴＲｏ）は、ステップＳ３３で特定されているピーク検出時間（Ｔｐｑ）から立ち上がり検出時間（Ｔａ）を引いた値に相当する。

【0085】

立ち上がり時間差による補正量は、予めマップやテーブル、プログラム関数などの形式でコントローラ１４に登録されていてもよい。距離演算部１４３は、例えば立ち上がり時間差をδＴＲ、補正量をＣＡ、電波の伝搬速度をＣとすると、ＣＡ＝δＴＲ×Ｃ／２に基づいて算出する。ステップＳ３６は測距値をスマートＥＣＵ２に送信するステップである。

【0086】

このような距離演算部１４３は、観測ピークベースで仮の測距値を算出した後に、立ち上がり時間差を用いて測距値を補正する構成に相当する。すなわち、距離演算部１４３は次の式（２）で測距値を算出する。

【0087】

Ｄ＝（Ｔｐｑ－γ）×Ｃ／２－δＴＲ×Ｃ／２ ・・・（２）
上記式（２）の第１項はステップＳ３４で算出される観測ピークベースの測距値であり、第２項は補正量（ＣＡ）に対応する。なお、式（２）は、Ｔｐｑ＝Ｔａ＋ＴＲｏ、δＴＲ＝ＴＲｏ－ＴＲｍの関係をもとに変形していくと、最終的に式（１）と等価であることがわかる。

【0088】

Ｄ＝（Ｔｐｑ－γ）×Ｃ／２－δＴＲ×Ｃ／２
＝｛（Ｔａ＋ＴＲｏ）－γ｝／２×Ｃ－（ＴＲｏ－ＴＲｍ）×Ｃ／２
＝（Ｔａ＋ＴＲｏ－γ－ＴＲｏ＋ＴＲｍ）×Ｃ／２
＝（Ｔａ＋ＴＲｍ－γ）×Ｃ／２
上記説明の通り、立ち上がり時間差を用いた測距値の補正は、間接的に、ピーク位置を立ち上がり点から標準立ち上がり時間だけ時間軸上において後ろ側となる位置に補正することに相当する。当該演算方法（演算手順）によっても上述した実施形態と同様の効果を奏する。

【0089】

なお、本変形例は、種々の試験によって得られた、立ち上がり時間の観測値が長いほど測距誤差が増大するといった知見に基づいて創出されたものである。図１２は、試験によって得られた立ち上がり時間の観測値と測距誤差の関係を示す図である。図１２に示すように立ち上がり時間に比例して測距誤差が増大するといった関係があることがわかる。本変形例の構成によれば、立ち上がり時間差が大きいほど測距値の補正量を大きくするため、算出される測距値と実際のデバイス間距離との差を低減可能となりうる。

【0090】

＜変形例（４）＞
コントローラ１４は、ピーク乖離度が所定値以上である場合に、測距値の算出方法として、補正ピークベースでの距離演算を採用するように構成されていても良い。ピーク乖離度は、観測されているピーク検出時間と、立ち上がり検出時間Ｔａに標準立ち上がり時間を加算してなるモデルベースＲＴＴとの差である。ピーク乖離度は、立ち上がり時間差に対応する。

【0091】

例えばコントローラ１４は、図１３に示す手順にて探索処理を実施しても良い。図１３に示すステップＳ４１～ステップＳ４３は前述のステップＳ３１～Ｓ３３と同様である。

【0092】

ステップＳ４４は、ピーク乖離度が所定の切替閾値未満であるか否かを判定するステップである。ステップＳ４４は立ち上がり時間差が切替閾値未満であるか否かを判定するステップとしてもよい。立ち上がり時間差とピーク乖離度は実質的に等価であるためである。切替閾値は例えば０．５ナノ秒や、１．０ナノ秒、２．０ナノ秒などに設定されうる。

【0093】

距離演算部１４３は、ピーク乖離度が切替閾値以上である場合には、ステップＳ４５として、補正ピークベースでの距離演算処理を実施する。ステップＳ４５の内容は、ステップＳ３４～Ｓ３５であってもよい。一方、距離演算部１４３は、ピーク乖離度が切替閾値未満である場合には、ステップＳ４６として、観測ピークベースでの距離演算処理を実施する。すなわちステップＳ４６はステップＳ３４と同様の処理を実施するステップに相当する。ステップＳ４７は、ステップＳ４５又はＳ４６で算出された測距値を、通信相手を示すデバイスＩＤとともにスマートＥＣＵ２に送信するステップである。

【0094】

以上の構成では、常に補正ピークベースでの距離演算方法を適用するのではない。本変形例の距離演算部１４３は、観測されているピークの位置が、立ち上がり点と標準立ち上がり時間に基づく標準ピーク位置と略一致する場合には、観測ピークベースで測距値を算出する。また、ピーク乖離度／立ち上がり時間差が切替閾値以上である場合には、反射波の影響を強く受けているとみなして、補正ピークベースで測距値を算出する。当該構成によれば、測距値を実際のデバイス間距離よりも長く算出する恐れを低減できる。

【0095】

なお、補正ピークベースの距離演算方法では、立ち上がり点の検出が切替閾値の範囲内で遅れた場合、ピークの推定位置も後ろ側にシフトしてしまうため、測距値が実際のデバイス間距離よりも長くなりうる。観測ピークベースによる距離演算によれば、立ち上がり点の検出遅れによる距離誤差の増大を抑制可能となりうる。

【0096】

実際に観測されているピーク検出時間が第１ピーク時間に相当する。また、観測されている立ち上がり検出時間に標準立ち上がり時間を加算してなる時間、すなわちモデルベースＲＴＴが、第２ピーク時間に相当する。観測ピークベースで測距値を算出することは第１ピーク時間を用いて測距値を算出することに、補正ピークベースで測距値を算出することは第２ピーク時間を用いて測距値を算出することにそれぞれ相当する。

【0097】

＜変形例（５）＞
通信機１は、周波数帯が異なる複数のチャネルを順次切り替えて／併用して、携帯デバイス９と通信することも想定される。そして、周波数ごとに回路特性が異なりうるため、チャネルごとに標準立ち上がり時間が異なることも想定される。そのような事情から、設定記憶部１４１には、携帯デバイス９との通信に供される周波数帯（チャネル）ごとの標準立ち上がり時間が登録されていても良い。距離演算部１４３は、携帯デバイス９との通信に使用しているチャネルに応じた標準立ち上がり時間を用いて測距値を算出しても良い。

【0098】

＜変形例（６）＞
コントローラ１４は、図１４に示すように信頼度評価部１４６を備えていてもよい。信頼度評価部１４６は、立ち上がり時間差に基づいて、測距値の信頼度を算出する構成である。立ち上がり時間差が大きいということは反射波の影響を強く受けていることを示す。故に信頼度評価部１４６は立ち上がり時間差が大きいほど、信頼度を小さい値に設定する。当該信頼度評価部１４６が決定した信頼度は、測距値とともにスマートＥＣＵ２に送信されうる。

【0099】

このような構成によれば、スマートＥＣＵ２は、信頼度が低い通信機１、換言すれば、反射波の影響を強くうけている通信機１を特定可能となる。また、相対的に信頼度が高い通信機１を優先的に用いて座標算出処理を実施可能となる。その結果、デバイス位置座標の算出精度を向上可能となりうる。

【0100】

＜変形例（７）＞
送信部１２、受信部１３の一部又は全部は、コントローラ１４としてのＩＣに内蔵されていても良い。つまり、通信機１は、１つのアンテナ１１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。また、通信機１は、１つの通信機１が備えるアンテナ１１は１つだけであってもよいし、３つ以上であってもよい。コントローラ１４は１つのアンテナ１１を、スイッチ等を用いて信号の送信と受信に兼用するように構成されていてもよい。

【0101】

また、設定記憶部１４１及び受信パルス検出部１４２など、コントローラ１４が備える機能の一部は受信部１３が備えていても良い。通信機１内の機能配置は適宜変更可能である。また、コントローラ１４が備える機能の一部はスマートＥＣＵ２が備えていても良い。例えば、ＲＴＴや測距値を算出する演算機能は、スマートＥＣＵ２が備えていても良い。

【0102】

＜変形例（８）＞
実施形態で述べた通信機１の配置態様は一例であって適宜変更可能である。例えば通信機１は、前端中央部と、右側ドアハンドル、左側ドアハンドル、後端中央部にそれぞれ配置されていてもよい。また、通信機１は、車内天井部の前端と後端、換言すればフロントガラスの上端部とリアガラスの上端部に配置されていても良い。例えばセダンタイプなどトランクがキャビンと独立して設けられている場合、トランク内に配置された通信機１があっても良い。

【0103】

＜変形例（９）＞
上記構成では、立ち上がり時間等を、送信ファストパルスのピーク位置を基準として計測する態様について述べたが、各種時間の起算時点はこれに限らない。コントローラ１４は、立ち上がり検出時間等を、送信ファストパルスのピークではなく、立ち上がり点を基準として計測されてもよい。また、立ち上がり検出時間等は、送信末尾パルスのピーク／立ち上がり点を基準として計測されてもよい。送信末尾パルスは、送信部１２が送信する応答要求信号を構成する複数のインパルス信号のうちの、末尾に位置するインパルス信号を指す。

【0104】

＜変形例（１０）＞
通信機１と携帯デバイス９との通信方式は、ＵＷＢ－ＩＲに限定されず、Bluetooth（登録商標）や、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、EnOcean（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）などであってもよい。通信機１と携帯デバイス９との通信方式としては多様なものを採用可能である。Ｗｉ－Ｆｉ規格としても、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎや、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘなど、多様な規格を採用可能である。

【0105】

＜本開示の適用対象について＞
本開示は、オーナーカーや、シェアカーなど、多様な用途の車両に適用可能である。本開示は、会社組織が保有する社用車や、公的機関が保有する公用車に適用されても良い。車両Ｈｖは複数のユーザによって利用されうる。また、本開示は、道路上を走行する多様な車両に適用可能である。すなわち、本開示は、四輪自動車のほか、二輪自動車、三輪自動車等、道路上を走行可能な多様な車両に搭載可能である。原動機付き自転車も二輪自動車に含めることができる。本開示は電動車やエンジン車など、多様な車両に適用可能である。電動車の概念には、電気自動車の他、ハイブリッド車や、燃料電池車も含まれる。

【0106】

また、ターゲットは、携帯デバイス９に限らず、金属板や人体など反射物であっても良い。ターゲットは、通信機１から送信されたインパルス信号を受信したことに基づいて、受信信号に対応するインパルス信号を再放射するものに限らない。通信機１は、反射物で反射されて返ってきたインパルス信号を受信するまでの時間に基づいて、反射物までの距離を算出するように構成されていても良い。

【0107】

＜付言＞
本開示に示す種々のフローチャートは何れも一例であって、フローチャートを構成するステップの数や、処理の実行順は適宜変更可能である。また、本開示に記載の装置、システム、並びにそれらの手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ２１を構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウェア論理回路を用いて実現されてもよい。本開示に記載の装置及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサ２１と一つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コントローラ１４は、ＣＰＵや、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＦＰ（Data Flow Processor）などを用いて実現されていても良い。コントローラ１４／スマートＥＣＵ２が備える機能の一部又は全部は、ＳｏＣ（System-on-Chip）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を用いて実現されていてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体（non- transitory tangible storage medium）に記憶されていればよい。

【符号の説明】

【0108】

１ 通信機（無線測距装置）、２ スマートＥＣＵ（位置算出装置）、９ 携帯デバイス（ターゲット）、１１ アンテナ、１２ 送信部、１３ 受信部、２３ ストレージ（記憶装置）、１３２ 強度検出回路、１４ コントローラ、１４１ 設定記憶部（モデル値記憶部）、１４２ 受信パルス検出部、１４３ 距離演算部、１４４ 報告部、１４５ 一時メモリ、１４６ 信頼度評価部、Ｆ１ 位置算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】