终端装置、认证系统以及认证控制方法与流程

本发明涉及一种通信终端装置(下文称为终端装置)以及含有终端装置的认证系统、认证控制方法。

背景技术：

车辆用的电子钥匙这种终端装置利用无线方式与车载仪器进行信号的发送/接收，从而执行一系列认证序列。作为认证序列的执行结果，如果车载仪器对电子钥匙的认证成功，则许可对车辆的规定操作。

日本特开第2017-88016号公开了一种系统，在该系统中，如果设置在用户的移动设备(终端装置)中的动作传感器检测到自身的动作，则基于移动设备和车辆(车载仪器)之间的无线通信许可车门解锁等操作，如果动作传感器没有检测到动作，则不许可操作。因此，在用户的移动设备被保管而静止的情况下，即，在能够判断为用户没有带着移动设备移动也不打算操作车辆的情况下，禁止对车辆的操作，因此安全性提高。

在日本特开第2017-88016号中，如果在终端装置正在移动的情况下，能够与车载仪器之间进行无线通信，则无法限制进行认证序列，无法获得所期望的效果。

技术实现要素：

本发明提供一种终端装置、认证系统以及认证控制方法，其即使在终端装置正在移动的情况下，也能够限制通过无线通信进行的认证序列。

本发明的第一方式所涉及的终端装置，其通过与外部仪器之间进行无线通信而执行认证序列，该终端装置具有：通信单元，其配置为发送/接收用于认证序列的无线信号；第一测量单元，其配置为，对通信单元接收到的无线信号的至少一部分测量电波强度的变化；第二测量单元，其配置为测量终端装置的姿势或位置的变化；以及控制单元，其配置为，判定第一测量单元得到的测量结果和第二测量单元得到的测量结果之间是否存在相关性，i)在判定为存在相关性的情况下，继续执行认证序列，ii)在判定为不存在相关性的情况下，中断认证序列。

根据本发明的第一方式，即使在终端装置正在移动的情况下，在电波并不是从发送源的仪器直接传输来的可能性较高的情况下，能够进行限制而中断认证序列，不执行最终认证。

在本发明的第一方式中，也可以是通信单元具有多轴天线，该多轴天线的多个轴互不平行，第一测量单元配置为，测量多轴天线的各个轴的电波强度的变化。

根据本发明的第一方式，能够取得电波强度的变化作为各个方向分量的向量变化，能够获得更准确地反映相对位置及相对姿势的变化的测量结果。

在本发明的第一方式中，通信单元也可以具有天线，其配置为作为无线信号而接收lf(lowfrequency)频带的无线信号。

根据本发明的第一方式，能够使本发明所涉及的终端装置更容易应用于接收lf信号的现有技术的车辆用的电子钥匙中。

在本发明的第一方式中，第二测量单元也可以配置为，具有加速度传感器，基于加速度传感器的输出而测量姿势或位置的变化。

根据本发明的第一方式，能够基于终端装置产生的加速度及重力而准确地进行测量。

在本发明的第一方式中，加速度传感器也可以是多轴加速度传感器。

在本发明的第一方式中，终端装置也可以是车辆用的电子钥匙。

根据本发明的第一方式，可以提供本发明所涉及的终端装置应用于现有技术的车辆用的电子钥匙。

在本发明的第一方式中，控制单元也可以配置为，在判定为不存在相关性的情况下，使通信单元不发送用于认证序列的无线信号。

根据本发明的第一方式，能够中断认证序列。

在本发明的第一方式中，控制单元也可以配置为，在判定为不存在相关性的情况下，使通信单元发送用于指示认证序列中断的无线信号。

根据本发明的第一方式，能够中断认证序列。

在本发明的第一方式中，也可以是通信单元配置为，接收从多个位置以不同定时发送来的、用于认证序列的无线信号；第一测量单元配置为，测量从多个位置分别发送来的无线信号的电波强度的变化；控制单元配置为，针对多个位置中的每一个位置，分别判定第一测量单元得到的测量结果和第二测量单元得到的测量结果之间是否存在相关性，i)在判定为所有位置都存在相关性的情况下，继续执行认证序列，ii)在判定为其中一个不存在相关性的情况下，中断认证序列。

根据本发明的第一方式，能够提高相关性的判定精度。

在本发明的第一方式中，也可以是第一测量单元配置为，计算从多个位置分别发送来的无线信号之间的电波强度的差分向量，控制单元配置为，在差分向量未落入规定范围的情况下，与是否存在相关性的判定结果无关而中断认证序列。

根据本发明的第一方式，能够在电波并不是从发送源的仪器直接传输来的可能性较高的情况下，进行限制而中断认证序列，不执行最终认证。即使终端装置正处于静止，也能够进行相同的限制。

本发明的第二方式所涉及的认证系统是具有上述终端装置及车辆的认证系统，该车辆具有作为外部仪器的车载仪器，该车载仪器通过与终端装置之间进行无线通信而执行认证序列。

根据本发明的第二方式，能够在电波并不是从车载仪器直接传输来的可能性较高的情况下，进行限制而中断认证序列、不执行最终认证，从而禁止对车辆的操作。

在本发明的第二方式中，也可以是车载仪器包括：车载通信单元，其配置为，具有接收天线和发送天线，发送/接收用于所述认证序列的无线信号；以及车载控制单元，其控制所述车载通信单元进行所述无线信号的发送/接收。

本发明的第三方式所涉及的认证系统具有上述终端装置及车辆，该车辆具有作为所述外部仪器的车载仪器，该车载仪器通过与所述终端装置之间进行无线通信而执行认证序列。车载仪器配置为，从车辆的多个位置发送用于认证序列的无线信号。

根据本发明的第三方式，能够提高判定精度。

在本发明的第三方式中，也可以是车载仪器包括：车载通信单元，其配置为，具有接收天线和多个发送天线，发送/接收用于认证序列的无线信号；以及车载控制单元，其控制车载通信单元进行无线信号的发送/接收。

本发明的第四方式所涉及的认证控制方法是由通过与外部仪器之间进行无线通信而执行认证序列的终端装置执行的认证控制方法，其发送/接收用于认证序列的无线信号，对接收到的无线信号的至少一部分测量电波强度的变化，测量终端装置的姿势或位置的变化，判定电波强度的变化的测量结果、和姿势或位置的变化的测量结果之间是否存在相关性，i)在判定为存在相关性的情况下，继续执行认证序列，ii)在判定为不存在相关性的情况下，中断认证序列。

根据本发明的第四方式，即使在终端装置正在移动的情况下，也能够在电波并不是从发送源的仪器直接传输来的可能性较高的情况下，进行限制而中断认证序列，不执行最终认证。

根据本发明的方式，能够提供一种终端装置、认证系统以及认证控制方法，其即使在终端装置正在移动的情况下，也能够限制通过无线通信进行认证序列。

附图说明

下面，参考附图对本发明所示例的实施例的特征、优点、技术上及工业上的意义进行记述，附图中的相同的标号表示同一部件，其中：

图1是本发明的第1实施方式所涉及的认证系统的功能框图。

图2是示出从本发明的第1实施方式所涉及的车辆具有的发送天线发送的无线信号的磁力线的一部分的示意图。

图3是本发明的第1实施方式所涉及的电子钥匙系统的处理序列图。

图4是本发明的第2实施方式所涉及的认证系统的功能框图。

图5是示出从本发明的第2实施方式所涉及的车辆具有的发送天线发送的无线信号的磁力线的一部分的示意图。

具体实施方式

(概要)

在本发明的实施方式所涉及的认证系统中，终端装置与停止的车辆的车载仪器通过无线通信而执行规定的认证序列。终端装置测量无线信号的电波强度的变化和本装置的姿势或位置的变化。然后，判定上述两种变化的测量结果是否存在一定的相关性，在判定为存在相关性的情况下，继续执行认证序列，在不存在相关性的情况下，不继续执行认证序列。例如，在不存在相关性的情况下，由于从正在停止的车辆的车载仪器并不直接传输电波的可能性较高，因此优选如上述所示不进行认证。在本发明中，即使终端装置正在移动，也能够限制认证序列进行。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

(第1实施方式)

＜结构＞

图1示出了本实施方式所涉及的认证系统10的功能框图。认证系统10具有终端装置100和车辆400，车辆400搭载有从终端装置100观察下为外部仪器的车载仪器200。终端装置100是便携式的小型装置，代表性地为车辆400用的电子钥匙。终端装置100包括通信单元104、第一测量单元102、第二测量单元103和控制单元101。通信单元104具有接收天线105和发送天线106。车载仪器200包括通信单元204和控制单元201。通信单元204包括接收天线205以及发送天线206。搭载在车辆400上的车载仪器200与正在停止的车辆400的车外附近处用户所持有的终端装置100通过无线通信执行一系列认证序列，如果认证成功，则许可用户进行车门解锁操作等各种车辆操作。

为了执行所述认证序列，终端装置100的控制单元101和车载仪器200的控制单元201分别使通信单元104、通信单元204按照规定的方式进行无线信号的发送/接收。作为代表，车载仪器200的通信单元204的发送天线206发送且终端装置100的通信单元104的接收天线105接收的信号为lf频带的频率的信号即lf信号，终端装置100的通信单元104的发送天线106发送且车载仪器200的通信单元204的接收天线205接收的信号为频率高于所述lf信号的信号即rf(radiofrequency)信号。图2示意性地示出了从车辆400具有的发送天线206发送的lf信号的磁力线的一部分穿过终端装置100的情况。

终端装置100的第一测量单元102能够检测到接收天线105接收到的lf信号的电波强度，测量电波强度随时间的变化。接收天线105例如是3轴天线，优选第一测量单元102能够检测到互不平行的3个轴的各自的电波强度。通过使用上述的多轴天线，能够取得电波强度随时间的变化作为包括所有朝向各个方向的分量在内的三维向量的变化，从而能够获得更准确地反映了发送lf信号的天线与接收天线105之间的相对位置及相对姿势的变化的测量结果。

终端设备100的第二测量单元103例如是加速度传感器，能够检测到终端装置100自身产生的加速度和重力，从而准确地测量姿势、位置，以及姿势和位置随时间的变化。加速度传感器例如是3轴的加速度传感器，优选第二测量单元103为能够检测沿着互不平行的三个轴的各个轴的加速度。通过使用上述的多轴加速度传感器，能够取得终端装置100的姿势及位置的变化作为包括所有朝向各个方向的分量在内的三维向量的变化，能够获得更准确地反映了位置及姿势的变化的测量结果。

＜动作＞

说明认证系统10进行的处理。图3示出了在认证系统10的车载仪器200和终端装置100能够进行通信的情况下执行的处理序列。

步骤s101：车载仪器200的控制单元201使通信单元204从发送天线206发送第一信号。终端装置100的通信单元104从接收天线105接收第一信号。

步骤s102：如果终端装置100的控制单元101接收到第一信号，则使通信单元104从发送天线106发送针对第一信号的响应信号即第二信号。车载仪器200的通信单元204从接收天线205接收第二信号。作为一个例子，第一信号是为了确认在车辆400附近是否存在终端装置100而定期发送的轮询信号。车载仪器200的控制单元201反复发送第一信号至确认接收到第二信号为止。

步骤s103：车载仪器200的控制单元201使通信单元204从发送天线206发送第三信号。终端装置100的通信单元104从接收天线105接收第三信号。

步骤s104：如果终端装置100的控制单元101接收到第三信号，则使通信单元104从发送天线106发送针对第三信号的响应信号即第四信号。车载仪器200的通信单元204从接收天线205接收第四信号。作为一个例子，第三信号是包含车辆400的车辆类型等识别符在内的信号，第四信号是在终端装置100的控制单元101判定为本装置与第三信号中含有的识别符对应的情况下发送的信号。

步骤s105：车载仪器200的控制单元201使通信单元204从发送天线206发送第五信号。终端装置100的通信单元104从接收天线105接收第五信号。从步骤s105至步骤s110的处理循环执行至步骤s110中进行了退出循环的判定为止。

步骤s106：如果终端装置100的控制单元101接收到第五信号，则使第一测量单元102测量第五信号的电波强度。第一测量单元102在测量电波强度的同时循环中存在上一次测量出的电波强度的情况(在本次是第二次及之后接收到第五信号的情况)下，计算本次测量到的电波强度和上一次测量到的电波强度的差值。所述电波强度的差值表示电波强度的变化模式，作为一个例子而计算为三维向量。

步骤s107：如果终端装置100的控制单元101接收到第五信号，则使第二测量单元103测量本装置的姿势或位置(以下称为姿势等)。在循环中存在上一次测量到的姿势等的情况(在本次是第二次及之后接收到第五信号的情况)下，第二测量单元103计算本次测量到的姿势等和上一次测量到的姿势等的差值。所述姿势等的差值表示终端装置100的姿势等的变化模式，作为一个例子而计算为三维向量。步骤s106和s107的执行顺序并没有限制，但优选同时并行执行以使测量定时一致。

步骤s108：在步骤s106和步骤s107中计算出电波强度的变化模式和姿态等的变化模式的情况下，终端装置100的控制单元101判定上述两个变化模式之间是否存在规定的相关性。这里，相关性是指电波强度的变化模式所示的相对于第五信号的发送源的相对运动模式、和姿势等的变化模式所示的基于加速度的绝对运动模式一致或类似。例如，如果两个变化模式的差分向量的大小在规定值以下，则可以判定为存在相关性，判定方法不限于此。也可以根据lf信号的电波强度的分布模型等生成与姿势等的变化和电波强度的变化相应的对应模型，基于对应模型的类似度而判定相关性。

步骤s109：终端装置100的控制单元101使通信单元104从发送天线106发送第六信号，第六信号是包括步骤s108中的判定结果在内的信号。车载仪器200的通信单元204从接收天线205接收第六信号。

步骤s110：车载仪器200的控制单元201参照第六信号中包含的判定结果，在为不存在相关性的判定结果的情况下，返回步骤s105，车载仪器200以及终端装置100重复循环。在为存在相关性的判定结果的情况下，退出循环并前进到步骤s111。

步骤s111：车载仪器200的控制单元201使通信单元204从发送天线206发送第七信号。终端装置100的通信单元104从接收天线105接收第七信号。

步骤s112：如果终端装置100的控制单元101接收到第七信号，则使通信单元104从发送天线106发送针对第七信号的响应信号即第八信号。车载仪器200的通信单元204从接收天线205接收第八信号。作为一个例子，第七信号和第八信号是用于通过挑战响应方式进行认证的挑战信号和响应信号。

步骤s113：车载仪器200的控制单元201基于第八信号而判定是否认证成功。车载仪器200在判定为认证成功的情况下，许可车辆的解锁等操作，在判定为认证失败的情况下，不许可车辆的操作。

在上述例子中，通过进行发送/接收第一至第八信号这一系列无线通信而执行认证序列。在通过第七信号、第八信号的发送/接收而进行最终的认证是否成功的判定之前,判定基于第五信号的电波强度的变化模式和车载仪器200的姿势等的变化模式之间是否存在相关性，如果不存在相关性，则不执行最终认证。如上所述，终端装置100能够通过发送包含相关性的判定结果在内的第六信号，从而指示车载仪器200继续执行还是中断认证序列。作为第六信号，只要能够识别出是指示车载仪器200继续执行还是中断认证序列的内容即可，内容和形式并不限定。

在步骤s106至s108中，电波强度的变化模式以及姿势等的变化模式是根据上一次的测量值与本次的测量值之间的差值而计算出来的，但不限于此，也可以基于三次以上的测量值进行计算。电波强度的变化模式以及姿势等的变化模式的测量方法及相关性的判定方法并没有限定，可以选择适当的方法。

用于退出循环的条件只要能够在不存在相关性的情况下不会执行最终认证即可，并没有限定。例如，在步骤s110中，车载仪器200的控制单元201也可以在第六信号中包含的判定结果表示存在相关性的情况下不是立即退出循环，而是在连续多次接收到包含表示存在相关性的判定结果的第六信号的情况下才退出循环。也可以在多次接收到包含表示不存在相关性的判定结果在内的第六信号的情况下，停止反复执行步骤s105，不再发送第五信号。通过基于多次判定结果进行判定，能够减少错误判定。也可以在步骤s109中，终端装置100的控制单元在判定为不存在相关性的情况下，不发送第六信号。在这种情况下，在步骤s110中，车载仪器200的控制单元201在规定时间内没有接收到第六信号的情况下，与上述接收到包含表示不存在相关性的判定结果在内的第六信号时相同地进行动作即可。

＜效果＞

如果第五信号是从正在停止的车辆400所搭载的车载仪器200的发送天线206直接传输至终端装置100的接收天线105的，则即使终端装置100正在移动，基于第五信号的电波强度的变化模式和车载仪器200的姿势等的变化模式也存在相关性。因此，在不存在相关性的情况下，第五信号并不是从车载仪器200的发送天线206直接传输的可能性较高。根据本实施方式，在上述情况下，能够进行限制而中断认证序列，不执行最终认证。

(第二实施方式)

＜结构＞

图4示出了本实施方式所涉及的认证系统11的功能框图。认证系统11与第一实施方式所涉及的认证系统10的不同点在于，具有终端装置110和搭载有车载仪器210的车辆410，车载仪器210具有第一发送天线306和第二发送天线307。对于与第一实施方式相同的事项，省略其说明。图5示意性地示出了从车辆410具有的第一发送天线306和第二发送天线307发送的lf信号的磁力线的一部分穿过终端装置110的情况。第一发送天线306设置在与第一实施方式中的发送天线206相同的位置，第二发送天线307设置在不同的位置。

＜动作＞

在本实施方式中，车载仪器210和终端装置110进行与第一实施方式相同的无线通信，执行认证序列。此时，车载仪器210的控制单元201控制通信单元204，以使用第一发送天线306发送第一、第三、第五、第七信号。此外，控制单元201控制通信单元204，以从第二发送天线307至少发送第五信号。其中，从第二发送天线307进行的信号发送是在与第一发送天线306发送信号的定时不同的定时发送的，从而避免冲突。

图3所示的从步骤s106至步骤s108为止的处理，分别是对于从第一发送天线306和第二发送天线307发送的第五信号进行的。即，对从第一发送天线306发送来的第五信号和从第二发送天线307发送来的第五信号，分别测量电波强度的变化模式，分别判定与终端装置100的姿势等的变化模式的相关性。在步骤s108中，只有在两者都存在相关性的情况下才最终判定为存在相关性即可。对于识别第五信号，例如可以通过使第五信号含有发送源的天线的识别符而进行。

在本实施方式中，还可以进一步进行以下处理。即，也可以是第一测量单元102不仅对从第一发送天线306发送来的第五信号和从第二发送天线307发送来的第五信号分别测量电波强度的变化模式，还计算两者的电波强度的差值。优选差值为向量差值。控制单元101也可以判定是否由于第一发送天线306与第二发送天线307之间的相对位置关系导致发生了一定范围的向量差值。即，判定向量差值是否落入规定范围，在未落入规定范围的情况下，与步骤s108中的相关性判定结果无关而将在步骤s109中发送的第六信号设为指示车载仪器200中断认证序列的信号。作为判定基准的向量差值的范围可以基于在可直接接收第五信号的位置范围中有可能产生的向量差值的范围而适当地确定。向量差值的范围可以只包含大小，也可以包含方向。在包含方向的情况下，可以与第二测量单元103测量出的终端装置110的姿势对应而校正方向。

＜效果＞

通过对从两个不同位置的发送天线发送来的电波进行电波强度的变化模式以及姿势等的变化模式的相关性的判定，从而与第一实施方式相比能够提高判断精度。

如果从车辆410所搭载的车载仪器210的第一发送天线306和第二发送天线307分别发送来的第五信号是直接传输至终端装置100的接收天线105的，则两者的电波强度向量存在由于各个第一发送天线306和第二发送天线307的相对位置关系产生的一定的向量差值。因此，在不存在如上所述的向量差值的情况下，第五信号并非从第一及第二发送天线直接传输的可能性较高。根据本实施方式，在上述情况下也能够进行限制而不会将认证序列执行到最后。即使在终端装置110静止、电波强度的变化量以及姿势等的变化量较小、各变化模式的相关性的判定精度不足的情况下，也能够进行上述基于向量差值的判定。发送天线的数量不限于两个，也可以将从三个以上的发送天线发送来的信号用于判定。也可以不使用姿势等的变化模式进行相关性判定，而仅使用来自多个天线的信号的电波强度向量的差值进行判定。

以上各个实施方式中说明的认证序列仅为一个例子，无线信号的内容和发送/接收的顺序、形式不限于此。作为电波强度的测量对象的无线信号只要是在执行最终认证之前的信号即可，可以是任意无线信号。

本发明不仅可以作为认证系统及终端设备的功能块的结构，也可以作为由具有处理器的认证系统及终端装置执行的方法。

本发明对于车辆用的电子钥匙系统等有效。