JP2014206495A - 携帯端末の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末からの無線信号を受信し、その信号強度（ＲＳＳＩ）から携帯端末の位置を検出する装置において、人体等の遮蔽物や携帯端末の指向特性の影響を受けることなく位置検出ができるようにする。【解決手段】携帯端末２から送信された無線信号を受信し、その信号強度（ＲＳＳＩ）を検出する無線通信装置１２、１４、１６が、検知対象エリア６の外側両端位置と中心位置との３箇所に分散配置され、ＥＣＵ３０が、各無線通信装置１２、１４、１６にて得られたＲＳＳＩ値の全てが判定閾値未満であれば、携帯端末２は検知対象エリア６の外に存在すると判定し、ＲＳＳＩ値の少なくとも一つが判定閾値以上であれば、携帯端末２は検知対象エリア６内に存在すると判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末が所定の検知対象エリア内に存在することを検知する位置検出装置に関する。

従来、携帯電話等に代表される携帯端末の位置を検出するために、携帯端末自身が周囲の基地局から送信された無線信号を受信し、その受信した無線信号の信号強度を検出するよう構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この技術は、電波が空中を伝搬される際に距離に応じて減衰することを利用し、無線信号の信号強度に基づき、基地局と携帯端末との間の距離（延いては、携帯端末の位置）を検出する測距技術である。

そして、この測距技術を利用すれば、例えば、自動車において、携帯端末から送信された無線信号を受信し、その無線信号の強度（所謂、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator））を検出することで、携帯端末を所持した使用者が自動車周囲の検知対象エリア内に入ったことを検知することができる。

特開２０１２−２５５６７３号公報

しかしながら、携帯端末から送信される無線信号の信号強度は、携帯端末を所持する使用者（換言すれば人体）の影響を受け易い。
例えば、図５に示すように、自動車において、携帯端末２を所持した運転者が運転席側ドアの周囲の検知対象エリア６に入ったことを検知するために、携帯端末２から一定強度で送信される電波を受信する無線通信装置１０を運転席側ドアに設けたとする。

この場合、携帯端末２と無線通信装置１０との間に電波を遮るものがなければ、無線通信装置１０で得られるＲＳＳＩ値は、これらの間の距離に応じて、理論（自由空間モデル）的には図に実線で示す期待値通りに変化する。

従って、この場合、自動車に搭載された電子制御装置（ＥＣＵ）３０が、無線通信装置１０からＲＳＳＩ値を取得し、ＲＳＳＩ値が所定の判定閾値以上か否かを判断するようにすれば、運転者が検知対象エリア６内にいるか否かを判定することができる。

しかし、例えば、運転者が携帯端末２をズボンの尻ポケットに入れていて、携帯端末２と無線通信装置１０との間に運転者の人体４がある場合、携帯端末２から放射された電波は、人体４にて減衰されて無線通信装置１０に到達する。

このため、無線通信装置１０で得られるＲＳＳＩ値は、図に点線で示すように、距離に応じて変化するものの、人体４の影響を受けて、期待値よりも低レベルになってしまう。
従って、この場合、ＥＣＵ３０において、運転者が検知対象エリア６の外から検知対象エリア６内に入ったときに、その旨を検知することができず、ＥＣＵ３０による携帯端末２の検知可能エリアが、検知対象エリア６よりも狭くなってしまうという問題が生じる。

また、この問題は、無線通信装置１０と携帯端末２との間にある人体４等の遮蔽物だけでなく、携帯端末２から放射される電波の指向特性によっても発生する。
つまり、携帯端末２から放射される電波の指向特性（放射ビームの向き）は、携帯端末２に設けられたアンテナの位置やアンテナ自体の指向特性によって決まることから、無線通信装置１０に対する携帯端末２の向きが変化すると、無線通信装置１０で得られるＲＳＳＩ値も変化する。

従って、無線通信装置１０に対する携帯端末２の向きによっては、運転者が検知対象エリア６の外から検知対象エリア６内に入ったときに、その旨を検知できないことがある。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、携帯端末から送信された無線信号を受信し、その受信した無線信号の強度（ＲＳＳＩ）から携帯端末の位置を検出する装置において、携帯端末から放射された電波を減衰させる人体等の遮蔽物や、携帯端末から放射される電波の指向特性の影響を受けることなく、携帯端末の位置を検出できるようにすることを目的とする。

本発明の位置検出装置においては、受信手段が、携帯端末から送信された無線信号を受信し、検出手段が、その受信された無線信号の信号強度（ＲＳＳＩ）を検出し、判定手段が、その検出されたＲＳＳＩ値に基づき、携帯端末が検知対象エリア内に存在するか否かを判定する。

また、本発明では、受信手段が、検知対象エリアに対し複数分散して配置されており、検出手段は、その分散配置された複数の受信手段にて受信された複数の無線信号の信号強度（ＲＳＳＩ）を各々検出する。

従って、複数の受信手段のうち、ある受信手段と携帯端末との間の無線信号の伝搬経路に人体等の遮蔽物が存在し、無線信号が減衰したとしても、無線信号の伝搬経路に遮蔽物が存在しない他の受信手段にて、遮蔽物にて減衰していない無線信号を受信することができる。

また、受信手段に対する携帯端末の向きによって、ある受信手段が携帯端末からの電波の放射方向から外れ、その受信手段にて受信される無線信号の信号強度が低下したとしても、他の受信手段にて、携帯端末からの無線信号を正規の信号強度で受信することができる。

そして、判定手段は、検出手段にて検出された複数の無線信号の信号強度の少なくとも一つが所定の閾値以上であるとき、携帯端末が検知対象エリア内に存在すると判定する。このため、判定手段は、複数の受信手段のうちの少なくとも一つで、人体等の遮蔽物や携帯端末の指向特性の影響を受けることなく携帯端末からの送信電波を受信できれば、携帯端末が検知対象エリア内に存在することを正確に検知できる。

よって、本発明によれば、携帯端末（延いては、携帯端末を所持する使用者）が検知対象エリア内に進入したことを、使用者の人体や他の遮蔽物、若しくは、携帯端末の指向特性の影響を受けることなく、正確に検知できるようになり、その検知精度を高めることができる。

実施形態の位置検出装置全体の構成及び検出動作を表す説明図である。 実施形態の無線通信装置及びＥＣＵの構成を表すブロック図である。 ＥＣＵ内の距離判定部の動作を表すフローチャートである。 位置検出装置の他の構成例を表すブロック図である。 従来の位置検出装置の構成及びその問題点を説明する説明図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
なお、本発明は、下記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、下記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、下記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、これは本発明の理解を容易にする目的で使用しており、本発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

図１に示すように、本実施形態の位置検出装置は、自動車に搭載され、運転者等が所持する携帯端末２からの送信電波を受信することで、携帯端末２（延いては運転者等）が運転席側ドア周囲の検知対象エリア６内に存在するか否かを判定するためのものである。

本実施形態の位置検出装置は、３つの無線通信装置１２、１４、１６と、電子制御装置（ＥＣＵ）３０とを備える。
３つの無線通信装置１２〜１６のうち、無線通信装置１２及び１６は、運転席側ドアにおいて、検知対象エリア６の最も外側の位置である両端位置にそれぞれ配置されており、無線通信装置１４は、その２つの無線通信装置１２、１６の間の略中心位置に配置されている。

また、各無線通信装置１２、１４、１６は、近距離無線通信規格の一つであるBluetooth （登録商標、以下、ＢＴと記載する）にて無線通信を行うものであり、ＢＴ通信機能を有する携帯端末２との間で、２．４ＧＨｚ帯の電波を利用して無線通信を行う。なお、ＢＴ通信機能を有する携帯端末２としては、携帯電話やスマートフォン等を挙げることができる。

このため、各無線通信装置１２、１４、１６には、無線通信用のアンテナ１１、１３、１５が接続されており、各無線通信装置１２、１４、１６内には、それぞれ、アンテナ１１、１３、１５を介して無線通信を行う通信部２２が設けられている。

また、各無線通信装置１２、１４、１６内には、通信部２２で受信された無線信号の信号強度（ＲＳＳＩ）を検出するＲＳＳＩ取得部２４、及び、ＲＳＳＩ取得部２４による検出結果であるＲＳＳＩ値をＥＣＵ３０に出力する、ＲＳＳＩ情報送信部２６が備えられている。

次に、ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを中心とする周知のマイクロコンピュータにて構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、通信装置制御部３２、ＲＳＳＩ情報受信部３４、及び、距離判定部３６として機能する。

通信装置制御部３２は、各無線通信装置１２、１４、１６による携帯端末２との無線通信を制御するためのものであり、ＲＳＳＩ情報受信部３４は、各無線通信装置１２、１４、１６からＲＳＳＩ情報を取得するためのものである。

また、距離判定部３６は、各無線通信装置１２、１４、１６が受信した無線信号が、予め登録された携帯端末２からのものである場合に、ＲＳＳＩ情報受信部３４を介して、その無線信号のＲＳＳＩ値を取得し、携帯端末２が運転席周囲の所定の検知対象エリア６内に存在するか否かを判定する。

この判定処理は、ＥＣＵ３０において、図３に示す手順で、周期的に実行される。
なお、携帯端末２が登録されたものであるか否かの判断は、携帯端末２から送信される無線信号に含まれる識別情報に基づき行われるが、この判断については、周知であるため、ここでは説明を省略する。

図３に示すように、距離判定部３６としての判定処理では、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す）にて、無線通信装置１２から取得したＲＳＳＩ値（図１に示すＬ１）は、予め設定された判定閾値以上であるか否かを判断する。

また、Ｓ１１０にて、ＲＳＳＩ値（Ｌ１）は判定閾値以上でないと判断されると、Ｓ１２０に移行して、無線通信装置１４から取得したＲＳＳＩ値（図１に示すＬ２）は、予め設定された判定閾値以上であるか否かを判断する。

また、Ｓ１２０にて、ＲＳＳＩ値（Ｌ２）は判定閾値以上ではないと判断されると、Ｓ１３０に移行して、無線通信装置１６から取得したＲＳＳＩ値（図１に示すＬ３）は、予め設定された判定閾値以上であるか否かを判断する。

そして、Ｓ１３０にて、ＲＳＳＩ値（Ｌ３）は判定閾値以上ではないと判断されると（つまり、各無線通信装置１２、１４、１６から取得したＲＳＳＩ値（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は全て判定閾値未満である場合には）、Ｓ１４０に移行して、運転者が所持する携帯端末２は、検知対象エリア６の外にあると判定する。

また、Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０の何れかで、ＲＳＳＩ値（Ｌ１又はＬ２又はＬ３）が判定閾値以上であると判断されると、Ｓ１５０に移行して、運転者が所持する携帯端末２が、検知対象エリア６内に存在すると判定する。

そして、このように、Ｓ１４０又はＳ１５０にて、運転者が所持する携帯端末２の位置が判定されると、Ｓ１６０に移行して、その判定結果を、ボデーＥＣＵ（図示せず）に出力する。

なお、ボデーＥＣＵは、車室外にいる運転者の位置に応じて、ドアのロック・アンロックや、ドア下方の照明の点灯・消灯等を制御する、周知のものである。
このように、本実施形態の位置検出装置においては、運転者が所持する携帯端末２から送信された無線信号を受信し、その信号強度（ＲＳＳＩ）を検出する無線通信装置１２、１４、１６が、検知対象エリア６の外側両端位置と中心位置との３箇所に配置されている。

このため、図１に示すように、携帯端末２から無線通信装置１２に至る無線信号の伝搬経路Ａ１が運転者の人体４にて遮られた場合に、携帯端末２から無線通信装置１６に至る無線信号の伝搬経路Ｂ１が運転者の人体４で遮られるのを防止することができる。

つまり、無線通信装置１２では、携帯端末２からの無線信号が人体４により減衰されて、その信号強度を正確に検出することができない場合、無線通信装置１６では、人体４の影響を受けることなく、無線信号を期待値通りに受信できる確率が高くなる。

そして、ＥＣＵ３０は、各無線通信装置１２、１４、１６にて得られたＲＳＳＩ値の全てが判定閾値未満であれば、運転者は検知対象エリア６の外にいると判定し、ＲＳＳＩ値の少なくとも一つが判定閾値以上であれば、運転者は検知対象エリア６内にいると判定する。

よって、本実施形態の位置検出装置によれば、携帯端末２から３つの無線通信装置１２、１４、１６に入射する無線信号が人体４にて同時に減衰されるのを防止し、無線信号が減衰されずに入射した無線通信装置で得られるＲＳＳＩ値に基づき、運転者の位置を正確に検知することができる。

また、無線通信装置１２、１４、１６に入射する無線信号の強度は、人体４等の遮蔽物の影響を受けるだけでなく、携帯端末２の指向特性（換言すれば、無線通信装置１２、１４、１６に対する携帯端末２の向き）によっても変化する。

しかし、本実施形態によれば、無線通信装置１２、１４、１６が分散して設けられているので、全ての無線通信装置１２、１４、１６が、携帯端末２からの電波の放射方向から外れるのを防止できる。

よって、本実施形態によれば、携帯端末２からの電波の放射方向に位置する無線通信装置により、携帯端末２から送信された無線信号のＲＳＳＩ値を正確に検出することができ、携帯端末２の指向特性の影響を受けることなく、運転者の位置を検知することができる。

また、本実施形態の無線通信装置１２は、携帯端末２から送信される２．４ＧＨｚ帯のマイクロ波を受信し、その信号強度から、携帯端末２を所持する運転者の位置を判定する。そして、２．４ＧＨｚ帯のマイクロ波は、人体４による減衰が大きいことから、人体４による影響を受けて、運転者の位置を誤検出し易くなる。

しかし、本実施形態の位置検出装置によれば、運転者の位置検出に、人体４による影響を受ける確率を低減することができる。このため、マイクロ波よりも低い周波数帯の信号を利用して位置検出を行う位置検出装置に本発明を適用した場合に比べて、検出誤差の低減効果をより発揮することができる。

なお、本実施形態においては、アンテナ１１、１３、１５が、本発明の受信手段に相当し、無線通信装置１２、１４、１６が、本発明の検出手段に相当し、ＥＣＵ３０（詳しくは図３に示す判定処理を行う距離判定部３６）が、本発明の判定手段に相当する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、自動車の運転席側ドア付近で、検知対象エリア６の外側となる両端位置に、検知対象エリア６を挟むように、ＲＳＳＩ検出用の２つの無線通信装置１２、１６を配置し、更に、その中心位置にも、無線通信装置１４を配置するものとして説明した。

しかし、無線通信装置は、必ずしも複数用いる必要はなく、図４に示すように、アンテナ１１、１３、１５を、上記実施形態と同様に分散配置し、切換スイッチ１７を介して、３つのアンテナ１１、１３、１５の一つを、無線通信装置１８に選択的に接続するようにしてもよい。

そして、この場合、無線通信装置１８には、切換スイッチ１７を介して、３つのアンテナ１１、１３、１５の一つを周期的に選択するアンテナスイッチ（ＳＷ）切換部２８を設け、各アンテナ１１、１３、１５を介して得られる受信信号の信号強度（ＲＳＳＩ）を順次検出するようにすればよい。

つまり、このようにしても、各アンテナ１１、１３、１５が携帯端末２から受信した無線信号の信号強度（ＲＳＳＩ）を検出し、そのＲＳＳＩ値に基づき、運転者が検知対象エリア６内にいるか否かを判定することができる。

また、携帯端末２から送信された無線信号を受信するためのアンテナ１１、１３、１５は、必ずしも３個設ける必要はなく、人体４の影響を同時に受け難い箇所に、複数分散して配置すればよい。

また、無線通信装置に接続するアンテナは、水平方向に無指向性であってもよいが、検知対象エリア６に向けて受信感度がよくなるように、水平方向の指向特性を調整した方が検出効果をより発揮することができる。

また更に、上記実施形態では、検知対象エリアは、自動車の運転席側ドア周囲に設定されるものとして説明したが、助手席側ドア周囲や、車両後方のドア周囲に設定されていてもよい。

そして、この場合には、各検知対象エリアに、複数のアンテナ、或いは、アンテナを含む無線通信装置を、分散配置し、検知対象エリア毎に、予め登録された携帯端末２が入ったか否かを判断するようにすればよい。

また、本発明は、例えば、住宅や各種施設の玄関周囲に設定された検知対象エリア内に、所定の携帯端末を所持する使用者が入ったことを検出する装置であっても、上記実施形態と同様に適用することができる。

また、上記実施形態では、携帯端末２は、ＢＴ通信機能を有し、無線通信装置１２、１４、１６は、携帯端末２との間でＢＴによる無線通信を行うものとして説明した。しかし、本発明は、検出手段としての無線通信装置が携帯端末から送信された無線信号の信号強度を検出できればよい。このため、上記実施形態において、無線通信装置は、例えば、携帯端末２から送信される無線ＬＡＮ用のWi-Fi（Wireless Fidelity）信号を受信するよう構成されていてもよい。

２…携帯端末、４…人体、６…検知対象エリア、１１，１３，１５…アンテナ、１２，１４，１６，１８…無線通信装置、１７…切換スイッチ、２２…通信部、２４…ＲＳＳＩ取得部、２６…ＲＳＳＩ情報送信部、２８…アンテナＳＷ切換部、３０…ＥＣＵ、３２…通信装置制御部、３４…ＲＳＳＩ情報受信部、３６…距離判定部。

Claims (3)

1. 無線送信機能を有する携帯端末から送信された無線信号を受信する受信手段（１１、１３、１５）と、
   該受信手段にて受信された前記無線信号の信号強度を検出する検出手段（１２、１４、１６、１８）と、
   前記検出手段にて検出された前記無線信号の信号強度に基づき、前記携帯端末が検知対象エリア内に存在するか否かを判定する判定手段（３０）と、
   を備え、
   前記受信手段は、前記検知対象エリアに対し分散して配置された複数の受信手段からなり、
   前記検出手段は、前記複数の受信手段にて受信された複数の無線信号の信号強度を各々検出し、
   前記判定手段は、前記検出手段にて検出された前記複数の無線信号の信号強度の少なくとも一つが所定の閾値以上であるとき、前記携帯端末が前記検知対象エリア内に存在すると判定することを特徴とする携帯端末の位置検出装置。
2. 前記受信手段が前記携帯端末から受信する無線信号は、マイクロ波であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末の位置検出装置。
3. 当該位置検出装置は、自動車に搭載され、前記判定手段は、前記携帯端末が前記自動車周囲の検知対象エリア内に存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の携帯端末の位置検出装置。

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