Brevet FR3073629A1 (20190517)

REVENDICATIONS1. Procédé de compensation d'un localisateur magnétique en présence d'au moins un matériau perturbateur de champ magnétique, ledit localisateur magnétique 5 comprenant : - au moins un émetteur comprenant au moins une (Ne) bobine émettrice (El, E2, E3,...) et au moins un générateur d'au moins un signal d'émission, relié à la au moins une bobine émettrice (El, E2, E3,...), pour que la au moins une bobine émettrice (El, E2, E3,...) émette au moins un champ magnétique (Bel, Be2, 1 0 Be3,...) d'émission à au moins une fréquence déterminée co, en réponse au signal d'émission qui lui est envoyé par le générateur, - au moins un récepteur comprenant au moins une (Nr) bobine réceptrice (R1, R2, R3,...) et un dispositif de mesure, qui est relié à la au moins une bobine réceptrice (R1, R2, R3,...) et qui fournit au moins une mesure Ipi d'un champ 15 magnétique de réception (Brl 1, Br21, Br31 ; Br12, Br22, Br32 ; Br13, Br23, Br33,...) induit respectivement par le champ magnétique (Bel, Be2, Be3,...) d'émission dans chaque bobine réceptrice (R1, R2, R3,...), de manière à fournir plusieurs mesures Ipi pour i allant de 1 à N, - une unité (25) de traitement comportant un modèle de champ permettant de 2 0 calculer une position (P) et/ou une orientation (Q) du récepteur par calcul d'une prédiction Hi des mesures en fonction d'un critère (C ) calculé en fonction d'une erreur E, elle-même calculée par rapport aux mesures IN caractérisé en ce que l'erreur Ei est calculée par itérations successives depuis des valeurs initiales 25 prescrites de la prédiction Hi comme étant la différence entre les mesures Ipi et un modèle perturbé Hpi des mesures, selon l'équation Ei = Ip - FIN le modèle perturbé Hpi des mesures vérifiant les équations suivantes Hpi= 33 a, = -arctan(f3. c), ), où P, est la perturbation apportée aux mesures Ip, par le matériau perturbateur (3) de champ magnétique, p, est l'intensité de la perturbation, a, est un angle de déphasage provoqué par le matériau perturbateur (3) de champ magnétique, 13 étant un paramètre du matériau perturbateur (3) de champ magnétique, le paramètre 13 étant identique pour toutes les mesures IN le calcul étant effectué de manière à minimiser le critère (C ).\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le modèle de champ permettant de calculer une position (P) et/ou une orientation (Q) 1 0 du récepteur par calcul de la prédiction Hi des mesures en fonction du critère (C ) utilise un algorithme de minimisation de Levenberg-Marquardt.\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à chaque itération 15 - on initialise la prédiction Hi aux valeurs initiales prescrites, - puis on calcule A1, le paramètre 13 comme minimisant le vecteur A.f3 - B sur ses coordonnées, et le modèle perturbé Hpi en fonction de Hi et Ip, selon les équations = PR(Eli).1(Ipi) - l(H,).3R(Ip,)]/[(1(H,)2 + 20 Hp, = EL.(1+3,,.(j+ , où A est un vecteur, dont des premières et deuxièmes coordonnées sont formées de respectivement : A21 =A134E11).0)1 et A21+1=3,1.1(1-11).(Di B est un vecteur, dont des premières et deuxièmes coordonnées sont formées de respectivement: 25 B21 = - + 3,1.31(EL) et B21+1 = 31(Ipl) - 1(EL) - pour i allant de 1 à N, où 3R(H,) est la partie réelle de la prédiction Hi, l(H) est la partie imaginaire de la prédiction Hi, 3R(Ipl) est la partie réelle de la mesure IN 30 1(Ipl) est la partie imaginaire de la mesure IN - puis on calcule l'erreur El, 34 - puis on calcule le critère C suivant l'équation 2 ' - puis on calcule par le modèle de champ la prédiction Hi qui correspond au critère C, 5 cette prédiction Hi calculée étant utilisée pour l'itération suivante jusqu'à ce que le critère C calculé devienne inférieur à une borne positive non nulle q, prescrite.\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à chaque itération - on initialise la prédiction Hi aux valeurs initiales prescrites, - puis on calcule Ai, le paramètre f3 et le modèle perturbé Hpi en fonction de Hi et Ipi selon les équations Ai= PR(Hi).31(Ipi) - 31(Hi).3R(Ipi)]/[(31(Hi)2 + AT.B fl - 2 Hpi = Hi.(1+Ai.(j+ P.wi)) , où A est un vecteur, dont des premières et deuxièmes coordonnées sont formées de respectivement : A2i =Ai.341-1i).Wi et A2i+1=34.1(1-1i).wi B est un vecteur, dont des premières et deuxièmes coordonnées sont formées de respectivement: B2i = - t.(Hi) + Ai.31(Hi) et B2i+1 = 31(Ipi) - 31(Hi) - Ai3R(Hi), pour i allant de 1 à N, où 3R(Hi) est la partie réelle de la prédiction Hi, 31(Hi) est la partie imaginaire de la prédiction Hi, 3R(Ipi) est la partie réelle de la mesure Ipi, 31(Ipi) est la partie imaginaire de la mesure Ipi. - puis on calcule l'erreur - puis on calcule le critère C suivant l'équation 35 2 - puis on calcule par le modèle de champ la prédiction Hi qui correspond au critère C, cette prédiction Hi calculée étant utilisée pour l'itération suivante jusqu'à ce 5 que le critère C calculé devienne inférieur à une borne positive non nulle q, prescrite.\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à chaque itération - on initialise la prédiction Hi aux valeurs initiales prescrites, 10 - puis on calcule le paramètre p comme minimisant le vecteur A'13+B' sur ses coordonnées, puis les 41 et le modèle perturbé Hpi en fonction de Hi et Ipi selon les équations : 3(11) A= ffl.(Hi)+3(Hi)flco1 Hpi = Eli.(1+41.(j+ P.wi)) 15 où A' est un vecteur, dont les coordonnées sont formées de respectivement : oi1.P41-11).31(Ipi) - , B' est un vecteur, dont les coordonnées sont formées de respectivement: t,(111)2 31(n)2 OR(E11)3R(Ipi)+31(1-11).(Ipi)), pour i allant de 1 à N, où 2 0 3R(1-11) est la partie réelle de la prédiction Hi, l(H) est la partie imaginaire de la prédiction Hi, 3R(Ipi) est la partie réelle de la mesure Ipi, 31(Ipi) est la partie imaginaire de la mesure Ipi, - puis on calcule l'erreur 25 - puis on calcule le critère C suivant l'équation 2 36 - puis on calcule par le modèle de champ la prédiction Hi qui correspond au critère C, cette prédiction Hi calculée étant utilisée pour l'itération suivante jusqu'à ce que le critère C calculé devienne inférieur à une borne positive non nulle 11, prescrite. 5\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à chaque itération - on initialise la prédiction Hi aux valeurs initiales prescrites, - puis on calcule le paramètre p puis les Ai et le modèle perturbé Hpi en fonction de Hi et Ipi selon les équations : A'T.B1 10 fl - 2 3(Ipi)-3(Hi) ffl.(Hi)+3(Hi)flco, Hpi = Eli.(1+41.(j+ P.wi)) où A' est un vecteur, dont les coordonnées sont formées de respectivement : - 3.(Ipi).1(Hi)] , 15 B' est un vecteur, dont les coordonnées sont formées de respectivement: t,(111)2 .31(n)2 OR(E11).3R(Ipi)+1(1-11).(Ipi)), pour i allant de 1 à N, où 3R(Eli) est la partie réelle de la prédiction Hi, l(H) est la partie imaginaire de la prédiction Hi, 2 0 3R(Ipi) est la partie réelle de la mesure Ipi, 1(Ipi) est la partie imaginaire de la mesure Ipi, - puis on calcule l'erreur - puis on calcule le critère C suivant l'équation 2 25 - puis on calcule par le modèle de champ la prédiction Hi qui correspond au critère C, 37 cette prédiction Hi calculée étant utilisée pour l'itération suivante jusqu'à ce que le critère C calculé devienne inférieur à une borne positive non nulle 11, prescrite.\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'à 5 chaque itération - on initialise la prédiction Hi aux valeurs initiales prescrites, - le paramètre p est alors ajouté comme variable d'état de l'algorithme de minimisation de Levenberg-Marquardt, - puis on calcule les Ai en fonction de Hi et Ipi et p selon les équations : 10 Hpi = Hi.(1+Ai.(j+ P.wi)), les Ai étant une solution au système d'équations suivant : 3R(Hi) - 3R(Ipi) + Ai.OR(Hi).(3. coi - = 0 et l(Hi) - 1(Ipi) + Ai.OR(Hi) + l(H).(3. coi) = 0 15 pour i allant de 1 à N, où 3R(Hi) est la partie réelle de la prédiction Hi, 31(Hi) est la partie imaginaire de la prédiction Hi, 3R(Ipi) est la partie réelle de la mesure Ipi, 1(Ipi) est la partie imaginaire de la mesure Ipi, 20 - puis on calcule l'erreur - puis on calcule le critère C suivant l'équation 2 - puis on calcule par le modèle de champ la prédiction Hi qui correspond au critère C, 25 cette prédiction Hi calculée étant utilisée pour l'itération suivante jusqu'à ce que le critère C calculé devienne inférieur à une borne positive non nulle 11, prescrite.\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'à chaque itération - on initialise la prédiction Hi aux valeurs initiales prescrites, 38 - le paramètre f3 est alors ajouté comme variable d'état de l'algorithme de minimisation de Levenberg-Marquardt, - puis on calcule les A, comme minimisant un vecteur C.A-D sur ses coordonnées en fonction de H, et Ip, et f3 selon les équations : 5 Hp, = Hi.(1+Ai.(j+ où A est un vecteur A ayant A, comme coordonnées, D est un vecteur, dont des premières et deuxièmes coordonnées sont formées de respectivement: -(3R(H,) - t.(Ipi)) et -(31(EL) - C est une matrice, ayant comme coefficients correspondants aux A, 10 respectivement 3R(H,)13. co, - 31(EL) et 3R(Hi) + 31(n).(3. co, et les coefficients 0 ailleurs, pour i allant de 1 à N, où 3R(H,) est la partie réelle de la prédiction Hi, 31(Hi) est la partie imaginaire de la prédiction Hi, 15 3R(Ipi) est la partie réelle de la mesure IN 31(Ip,) est la partie imaginaire de la mesure IN - puis on calcule l'erreur - puis on calcule le critère C suivant l'équation 2 2 0 - puis on calcule par le modèle de champ la prédiction Hi qui correspond au critère C, cette prédiction Hi calculée étant utilisée pour l'itération suivante jusqu'à ce que le critère C calculé devienne inférieur à une borne positive non nulle n, prescrite.\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que les fréquences déterminées co, sont distinctes l'une de l'autre.\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émetteur (10) comporte une pluralité (Ne) de 39 bobines émettrices (El, E2, E3) émettant respectivement une pluralité de champs magnétiques (Bel, Be2, Be3) d'émission, le dispositif de mesure mesurant pour chaque bobine réceptrice (R1, R2, R3) une pluralité de champs magnétiques de réception (Brll, Br21, Br31 ; Br12, Br22, 5 Br32 ; Br13, Br23, Br33) induits respectivement par la pluralité de champs magnétiques (Bel, Be2, Be3) d'émission dans la bobine réceptrice (R1, R2, R3) et formant les mesures Ip pour i allant de 1 à N.\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce que le localisateur (1) comporte une bobine émettrice émettant à K fréquences différentes wik et J bobines réceptrices, le dispositif de mesure fournissant les mesures Ipik pour l'indice j allant de 1 à J et l'indice k allant de 1 à K, l'unité (25) de traitement calcule 12 12 Ujk - /-ijk ± jk - 2 - vik k=1 15 P1- j2k k=1 et J K jk -(V jk -11 jkl2) fi 1=1 k=1 J K Uk 1=1 k=1 avec vik =9î(Hik) - ffl(Ip jk) + 3(I-- jk) - 3(Ip jk) UJk SI I jk) - 3(IP jk) - 3(11 jk)*9î(IP jk) 20 = Hik.(1+Aik.(j+ P. wik)) Wik jk Pi 40 Où Hjk est la prédiction, pl est l'intensité de la perturbation, Hpik est le modèle perturbé et Hpik - =0.\n<CLM>\1\tProcédé de compensation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le localisateur (1) comporte L bobines émettrices 5 ou L émetteurs (10), qui émettent à K fréquences différentes (Pim, et J bobines réceptrices, le dispositif de mesure fournissant les mesures Ipad pour l'indice j allant de 1 à J, l'indice k allant de 1 à K et l'indice 1 allant de 1 à L, l'unité (25) de traitement calcule jkl - H jkl2 1 l I+IP jkl2 1 l 2-V = k =1 P 11,21k1 k=1 10 et J K jkl -(V jkl j j=1 k=1 J K j2k1 1=1 k=1 avec 91fHild fflf/Pild 3(Hild ) - 3(iPild "fia = (91(Hild ) - 3(//91) -3(1-1 ki) - 9î(IP ki))* cojkl 'Nd - Hjkl. (1 +Ajkl. (i+\n<CLM>\1\tWjkl)) Wjkl 15 Où Hjki est la prédiction, pe est l'intensité de la perturbation, Hpiki est le modèle perturbé et Hpjki -IPjkl =0.\n<CLM>\1\tLocalisateur magnétique (1) comprenant : 20 - au moins un émetteur comprenant au moins une (Ne) bobine émettrice (El, E2, E3) et au moins un générateur apte à générer au moins un signal d'émission, relié à la au moins une bobine émettrice (El, E2, E3), pour que la au moins une\n<CLM>\1\t41 bobine émettrice (El, E2, E3) soit apte à émettre au moins un champ magnétique (Bel, Be2, Be3) d'émission à au moins une fréquence déterminée (01 en réponse au signal d'émission qui lui est envoyé par le générateur, - au moins un récepteur comprenant au moins une (Nr) bobine réceptrice 5 (R1, R2, R3) et un dispositif de mesure, qui est apte à être relié à la au moins une bobine réceptrice (R1, R2, R3) et qui est apte à fournir au moins une mesure Ipi d'un champ magnétique de réception (Brl 1, Br21, Br31 ; Br12, Br22, Br32 ; Br13, Br23, Br33) induit respectivement par le champ magnétique (Bel, Be2, Be3) d'émission dans chaque bobine réceptrice (R1, R2, R3), pour fournir plusieurs mesures Ipi pour 10 i allant de 1 à N, - une unité (25) de traitement comportant un modèle de champ permettant de calculer une position (P) et/ou une orientation (Q) du récepteur par calcul d'une prédiction Hi des mesures en fonction d'un critère (C ) calculé en fonction d'une erreur E, elle-même calculée par rapport aux mesures Ipi, 15 caractérisé en ce que l'unité (25) de traitement est configurée pour que l'erreur Ei soit calculée par itérations successives depuis des valeurs initiales prescrites de la prédiction Hi comme étant la différence entre les mesures Ipi et un modèle perturbé Hpi des mesures, selon l'équation 20 = Ipi - Hpi, le modèle perturbé Hpi des mesures vérifiant les équations suivantes Hpi= Pi 1H, 1 = -arctan(f3. co), 25 où P1 est une perturbation apportée aux mesures Ipi par un matériau perturbateur (3) de champ magnétique, pi est l'intensité de la perturbation, ai est un angle de déphasage provoqué par le matériau perturbateur (3) de champ magnétique, I étant un paramètre du matériau perturbateur (3) de champ magnétique, le paramètre p étant identique pour toutes les mesures Ipi, 42 l'unité (25) de traitement étant configurée pour effectuer le calcul de manière à minimiser le critère (C ).\n<CLM>\1\tProgramme d'ordinateur, comportant des instructions de code pour la 5 mise en oeuvre du procédé de compensation d'un localisateur magnétique en présence d'au moins un matériau perturbateur de champ magnétiques suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, lorsque le programme d'ordinateur est exécuté sur un calculateur.