(57)【要約】【課題】磁力計のネットワークの前にある移動磁気物体を探知する方法を提供する。【解決手段】移動磁気物体を探知する方法は、磁力計のネットワークの前にある移動物体に基づいて、等式の関係によって、現在の連立方程式からの第１の変数を項と結び付ける補助方程式を特定すること（１６８；２１１）であって、前記項は、現在の連立方程式からの１つ又は複数の他の変数と、又は定数値との間の予め定義された関係である、特定することと、現在の連立方程式において、第１の変数を、当該第１の変数と等しい項に置き換えて（１８０；２１６）、推定される必要のある値についての変数の数が前記現在の連立方程式よりも小さい新たな連立方程式を取得することと、現在の連立方程式の代わりに新たな連立方程式を使用して、磁気物体の磁気モーメントの位置、向き及び大きさを推定することとを含む。【選択図】図６
2015122071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁力計のネットワークの前にある移動磁気物体を探知する方法であって、前記磁力計のネットワークは、前記磁力計のそれぞれの間の既知の距離を保つために、自由度なしに互いに機械的に接続されたＮ個の三軸磁力計（Ｍｉｊ）を有し、Ｎは、５以上の整数であり、前記方法は、
（ａ）前記磁力計それぞれによって、それぞれの測定軸に沿って磁場の大きさを測定すること（１９０）と、
（ｂ）前記磁力計からの測定結果に基づいて、前記ネットワークの三軸磁力計からの各測定結果に変数を結びつける現在の連立方程式を解くことによって、複数の前記変数の値を推定すること（１９４）であって、各変数は、磁気物体の永久磁石の磁気モーメントの位置、方向、又は大きさに対応する、推定することと、
様々な連続した瞬間における各変数の推定値を取得するのに間に合う（in time）ように、その連続した瞬間でステップ（ａ）及び（ｂ）を繰り返すことと、
を含み、
（ｃ）前記磁力計のネットワークの前にある前記移動物体に基づいて、等式の関係によって、前記現在の連立方程式からの第１の変数を項（term）と結び付ける補助方程式を特定すること（１６８；２１１）であって、前記項は、前記現在の連立方程式からの１つ又は複数の他の変数と、又は定数値との間の予め定義された関係である、特定することと、
（ｄ）前記現在の連立方程式において、前記第１の変数を、（ｃ）のステップで特定された当該第１の変数と等しい項に置き換えて（１８０；２１６）、推定される必要のある値についての変数の数が前記現在の連立方程式よりも小さい新たな連立方程式を取得することと、
（ｅ）ステップ（ａ）及び（ｂ）の後の繰り返しにおいて前記現在の連立方程式の代わりに前記新たな連立方程式を使用することであって、これにより、前記ステップ（ａ）及び（ｂ）の後の繰り返しにおいて、前記新たな連立方程式は、現在の連立方程式となることと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記補助方程式を特定すること（１６８；２１１）は、前記変数の、ステップ（ａ）及び（ｂ）の前の繰り返しからの前記推定値に応じてなされる
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記補助方程式を特定することは、
・ステップ（ａ）及び（ｂ）の前の繰り返しの間に推定された、前記第１の変数の前記値に基づいて、前記ステップ（ａ）及び（ｂ）の前の繰り返しの間に、前記第１の変数における変化量の大きさの代表である大きさを算出すること（２１２）と、
・前記算出された大きさを、予め定められた閾値と比較して（２１４）、前記ステップ（ａ）及び（ｂ）の前の繰り返しの間に前記第１の変数が変化したかどうかを確認することと、
・前記予め定められた閾値が横切られた場合に、等式の関係によって、前記第１の変数の前記値を定数値と結び付ける新たな補助方程式を構築すること（２１４）であって、前記定数値は、前記第１の変数の値が変化しないと確認された間に、前記ステップ（ａ）及び（ｂ）の前の繰り返しのときに推定される、前記第１の変数の少なくとも１つの値の関数であり、ステップ（ｄ）で前記新たな補助方程式を使用することと、
・前記予め定められた閾値が横切られない場合に、前記新たな補助方程式を構築しないことと
を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
（ｃ）のステップは、
・前記磁力計のネットワークの前に現在ある前記移動磁気物体の顕著な特徴を取得すること（１７０）と、
・前記取得された顕著な特徴を、データベースに予め記録された選択条件と比較すること（１７２）であって、前記データベースは、等式の関係によって、前記現在の連立方程式からの変数を項と結び付ける少なくとも１つの補助方程式における前記選択条件と関連し、前記項は、前記現在の連立方程式からの１つ又は複数の他の変数と、又は定数値との間の予め定義された関係である、比較することと、
・前記取得された顕著な特徴が前記予め記録された選択条件の１つに対応する場合のみに、ステップ（ｄ）で、前記対応する選択条件に関する前記補助方程式を使用することと
を含む請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記顕著な特徴を取得することは、前記現在の連立方程式を使用して推定された前記変数の前記値に基づいて、前記顕著な特徴を取得すること（１７０）を含む
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、
・前記現在の連立方程式を用いて推定エラーを算出すること（１９８）であって、前記推定エラーは、
・各磁気物体の前記磁気モーメントの前記位置、前記向き及び前記大きさが、ステップ（ａ）及び（ｂ）の繰り返しのときに前記現在の連立方程式を用いて推定されたものと等しい場合の、前記磁力計からの前記測定結果の推定値と、
・同じステップ（ａ）及び（ｂ）の繰り返しのときに、ステップ（ａ）において得られる前記磁力計からの測定結果と
の間の差分を代表することと、
・前記算出された推定エラーが予め定められた閾値を横切る場合に、
・ステップ（ｄ）で以前用いられた前記補助方程式の少なくとも１つを選択して（２０２）、前記現在の連立方程式を取得することと、
・前記現在の連立方程式において、前記選択された補助方程式からの前記項を、前記項が置き換わる前記変数と置き換えて（２０２）、前記値が推定される必要がある変数の数が前記現在の連立方程式よりも大きい新たな連立方程式を取得し、前記ステップ（ａ）及び（ｂ）の後の繰り返しにおいて前記現在の連立方程式に代わりに前記新たな連立方程式を使用することと、
・前記算出された推定エラーが前記予め定められた閾値を横切らない場合に、前記ステップ（ａ）及び（ｂ）の後の繰り返しにおいて前記現在の連立方程式の使用を維持することと
を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの補助方程式を選択することは、
・ステップ（ｄ）で以前に使用された少なくとも２つの補助方程式を選択して、前記現在の連立方程式を取得することと、
・前記選択された補助方程式それぞれについて、現在の連立方程式において、前記選択された補助方程式からの項を前記項が置き換わる前記変数に置き換えて、第３又は第４の異なる連立方程式を取得することであって、前記第４及び第３の連立方程式は、推定される必要がある前記値について、前記現在の連立方程式よりも大きい数の前記変数を有することと、
・前記第３及び第４の連立方程式を用いて前記推定エラーを算出することと、
・初期に選択されたもののうち、前記算出された推定エラーを最小化する前記補助方程式を選択することと
を含む
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
命令が電子コンピュータによって実行されるときに、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法を実行するための命令を有することを特徴とする情報記録媒体（３４）。
【請求項９】
移動磁気物体を探知する装置であって、前記装置は、
・磁力計のネットワークであって、前記磁力計のそれぞれの間の既知の距離を保つために、自由度なしに互いに機械的に接続されたＮ個の三軸磁力計（Ｍｉｊ）を有し、Ｎは、５以上の整数である、磁力計のネットワークと、
・処理ユニット（３０）であって、
（ａ）前記磁力計のネットワークの前記磁力計それぞれから、測定結果を取得すること、
（ｂ）前記磁力計からの前記測定結果に基づいて、前記ネットワークの三軸磁力計からの各測定結果に変数を結びつける現在の連立方程式を解くことによって、複数の前記変数の値を推定することであって、各変数は、磁気物体の永久磁石の磁気モーメントの位置、方向、又は大きさに対応する、推定することと
・様々な連続した瞬間における各変数の推定値を取得するのに間に合う（in time）ように、その連続した瞬間でステップ（ａ）及び（ｂ）を繰り返すことと、
が可能である処理ユニット（３０）と
を有し、
前記処理ユニット（３０）は、さらに、
（ｃ）前記磁力計のネットワークの前にある前記移動物体に基づいて、等式の関係によって、前記現在の連立方程式からの第１の変数を項（term）と結び付ける補助方程式を特定することであって、前記項は、前記現在の連立方程式からの１つ又は複数の他の変数と、又は定数値との間の予め定義された関係である、特定することと、
（ｄ）前記現在の連立方程式において、前記第１の変数を、（ｃ）のステップで特定された当該第１の変数と等しい項に置き換えて、推定される必要のある値についての変数の数が前記現在の連立方程式よりも小さい新たな連立方程式を取得することと、
（ｅ）ステップ（ａ）及び（ｂ）の後の繰り返しにおいて前記現在の連立方程式の代わりに前記新たな連立方程式を使用することであって、これにより、前記ステップ（ａ）及び（ｂ）の後の繰り返しにおいて、前記新たな連立方程式は、現在の連立方程式となることと
が可能であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力計のネットワークの前に（before a network of magnetometers）ある移動磁気物体（mobile magnetic objects）を探知（locating；位置特定）する方法及び装置に関する。本発明は、さらに、上記方法を実現する情報記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
仏国特許出願公開ＦＲ２９８８８６２（特許文献１）及びＦＲ２９８８８７４（特許文献２）は、磁力計のネットワークの前にある移動磁気物体を探知する方法を開示する。この磁力計のネットワークは、上記磁力計のそれぞれの間の既知の間隔を保つために、何らの自由度もなく、互いに機械的に接続されたＮ個の三軸磁力計を有する。ここで、Ｎは、５以上の整数である。この既知の方法は、以下のことを含む。
（ａ）磁力計それぞれによって、それぞれの測定軸に沿って磁場の大きさ（amplitude）を測定する。
（ｂ）磁力計からの測定結果に基づいて、そのネットワークの三軸磁力計からの各測定結果に変数を結びつける現在の（current）連立方程式（system of equations）を解くことによって、複数の変数の値を推定（estimate）する。各変数は、磁気物体の永久磁石の磁気モーメントの位置（position）、方向（orientation）、又は大きさ（amplitude）に対応する。
様々な連続した瞬間における各変数の推定値を取得するのに間に合う（in time）ように、その連続した瞬間で（ａ）及び（ｂ）のステップを繰り返す。
【０００３】
これらの方法は、特によく機能する。特に、これらの方法は、多数の異なる移動磁気物体を探知することができる。さらに、これらの方法は、互いに機械的に独立した複数の移動磁気物体を同時に探知することもできる。これらの能力に起因して、これらの方法は、「柔軟である（flexible）」と言われる。
【０００４】
しかしながら、同時に探知される移動磁気物体の数が増大した場合、移動磁気物体それぞれの探知の精度は減少する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２９８８８６２号明細書
【特許文献２】仏国特許出願公開第２９８８８７４号明細書
【特許文献３】米国特許第７９３２７１８号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／０９５１１５号明細書
【特許文献５】仏国特許出願公開第２９５２４５０号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００２／１７１４２７号明細書
【特許文献７】英国特許出願公開第２３１０９３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、これらの既知の移動磁気物体を探知する方法の精度を改良することであって、特に、同時に探知される移動磁気物体の数が増大した場合に、これらの方法の柔軟性を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、例えば請求項１にかかる方法に関する。
【０００８】
出願人は、ステップ（ｂ）で使用された連立方程式における変数の数を削減することで、移動磁気物体の推定された位置及び指向性の推定されるノイズを減少させることが可能となることを見出した。したがって、これは、移動磁気物体の位置の精度の改良につながる。しかしながら、これによって、この方法の柔軟性も減少する。
【０００９】
この方法の柔軟性を損なうことなく変数の数を削減するために、上述した方法は、まず、多くの独立した変数を有する連立方程式を使用する。次に、磁力計のネットワークの前に提示された移動物体に応じて、現在の連立方程式からのいくつかの変数同士を結び付け、又は現在の連立方程式からの１つの変数を一定値と結び付ける補助方程式を特定する。これらの補助方程式は、現在の連立方程式の変数の数を削減するために用いられる。したがって、これらの方法は、自動的及び動的に、探知されることが必要な移動磁気物体に応じて連立方程式の変数の数を適応させる。これによって、位置の精度を改良しつつ、上記方法の柔軟性を維持することが可能となる。
【００１０】
さらに、ステップ（ｂ）において推定すべき値についての変数の数が少ない場合、この探知方法は、より高速となる。
【００１１】
上記方法は、予め定められた連立方程式の大多数のストレージを必要とせず、むしろ、単に、元々の連立方程式及び補助方程式のストレージを必要とする。
【００１２】
最後に、推定すべき変数の数を削減することによって、この方法のロバスト性を増加させる。
【００１３】
上記方法の実施形態は、従属項の１つ以上の特徴を有してもよい。
【００１４】
さらに、上記探知方法の実施形態は、以下の効果を奏する。
・補助方程式を特定するために前もって推定された値を使用することによって、磁気物体を探知するため、及び補助方程式を選択するために磁力計を用いることができる。
・変数の１つにおいて変化量（variation）が不足しているときに、変数が一定値と等しい補助方程式を構築することによって、上記変数の可能な挙動について事前に記録された知識を用いる目的でなく、推定すべき変数の数を削減させることができる。
・変数について見出された最大の変化量（variation）に基づいて判定される、変数が変化するかを判定するための閾値を用いることによって、この方法の精度を増加させることが可能となる。
・移動物体の顕著な特徴を事前に記録された選択された条件と比較することによって補助方程式を特定することは、移動磁気物体の可能な動作について予め定められた知識ベースを考慮することによって変数の数の制限を推定することを可能にする。
・磁力計のネットワークによってなされた測定結果に基づいて顕著な特徴を取得することによって、移動磁気物体の探知に使用されるものと同じ磁力計を用いることによって補助方程式を特定することが可能となる。
・推定エラー（estimation error）がある閾値を超える場合に現在の連立方程式に変数を再追加することによって、移動磁気物体の変化又は移動磁気物体の使用の変化に、当該方法を自動的に適用することが可能となる。
・変数が連立方程式に存在しない場合及び変数が連立方程式に存在する場合に、算出された推定エラーに基づいて現在の連立方程式に再導入されるべき変数を選択することによって、変数が連立方程式に再導入されるたびにエラーを系統的に（systematic）減少させることが可能となる。
【００１５】
本発明は、さらに、これらの命令が電子計算機によって実行される場合に、上記方法の実行のための命令を有する情報記録媒体に関する。
【００１６】
最後に、本発明は、請求項９にかかる、移動磁気物体を探知する装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明は、限定しない単なる例示の目的で添付された実施形態を読み、及び以下の図面を参照することで、よりよく理解されよう。
【図１】電気機器の制御を可能にするマン／マシンインタフェースの概略図である。
【図２】図１に示したマン／マシンインタフェースに実装された磁力計のネットワークの平面図における部分図である。
【図３】図１に示したインタフェースに使用され得るスライダの縦断面における概略図である。
【図４】図１に示したインタフェースに使用され得るボタンの縦断面における概略図である。
【図５】図１に示したインタフェースに使用されるデータベースの概略図である。
【図６】図１に示したマン／マシンインタフェースを使用する電気機器を制御する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上記図面において、同じ参照符号は、同じ要素を示すために使用される。
【００１９】
以下の本実施形態で、当業者に周知の特徴及び機能は、詳細に記載されない。
【００２０】
図１は、電気機器４の制御を可能にするマン／マシンインタフェース２を示す。この場合において、電気機器は、スクリーンと、このスクリーン上のイメージのディスプレイを制御することが可能な制御部５とを有する。
【００２１】
この場合において、インタフェース２の動作は、制御部５がビデオゲームコンソールである場合について示されている。例示の目的で、制御部５は、スクリーン上のフィギュア６の動作を制御する。しかしながら、インタフェース２は、この実施形態の最後で説明するように、多数の他のアプリケーションで使用され得る。
【００２２】
インタフェース２は、以下で「ユーザ」と呼ばれる人間によって手動で直接作動され得る複数の器具（utensil）を有する。上記器具のそれぞれは、少なくとも１つの磁気物体を有する。この場合において、各磁気物体は、永久磁石である。図１を簡素化するために、１つの器具１０のみがこの図に示されている。インタフェース２の他の器具は、図３及び図４を参照して示される。インタフェース２は、同様に、各永久磁石を探知するためのデバイス１２を有する。
【００２３】
本実施の形態において、インタフェース２の構成を変更するために、デバイス１２に対して何らの自由度なしに固定されている直交基準座標系（orthogonal reference frame）Ｒｍにおいて、各器具が、ユーザの手によって直接、自由に、移動され得る。この場合において、基準座標系ＲｍのＸ方向及びＹ方向は水平であり、Ｚ方向は垂直である。この目的のために（To this end）、各器具は、１キログラム未満であり、好ましくは２００ｇ未満である。各器具の寸法は、各器具がユーザの片手で握られ移動され得るように十分に小さい。
【００２４】
本実施の形態において、器具１０は、レバー１４、永久磁石１６及びサポート１８を有する。レバー１４は、ユーザによって容易に握られ得るグリップを形成する矩形形状を有している。これは、長手軸（longitudinal axis）１７に沿って伸びている。レバー１４は、ジョイスティックとして使用されることが意図されている。この目的のために、レバー１４の下端は、ボールジョイント１９を用いてサポート１８に固定されている。器具１０が使用中である場合に、基準座標系Ｒｍにおいて、ボールジョイント１９の位置を静止させるように、サポート１８は、平面に固定され又は平面上に載るように意図されている下端が平坦な面を備えている。したがって、レバー１４は、ボールジョイント１９の回転中心の周りにユーザによって自由に傾斜し得る。したがって、使用中に、レバー１４の回転自由度は３を示す。
【００２５】
例として、レバー１４、サポート１８及びボールジョイント１９は、全て、非磁性材料、つまり、デバイス１２によって測定され得る磁気特性を何ら示さない材料で形成される。この材料は、例えば、プラスチックである。レバー１４のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸についての位置は、磁石１６の位置に基づいて探知される。磁石１６は、外部磁場が存在しない状況であってもゼロでない磁気モーメントを示す。
【００２６】
本実施の形態では、典型的には、各磁石の保磁力（coercive magnetic field）は、１００Ａｍ−１又は５００Ａｍ−１を超える。例として、磁石は、強磁性体又はフェリ磁性体で形成されている。各永久磁石の強さは、典型的には０．０１Ａｍ２又は０．１ｍ２を超える。
【００２７】
磁石１６は、レバー１４に対して何らの自由度なしに固定される。磁石１６の磁気モーメントの方向は、この場合、レバー１４の長手軸１７に一致する。図１及び以降の図において、磁石の磁気モーメントの方向は、矢印によって示される。上記磁石の最も大きな長さは、以下のＬによって示される。
【００２８】
レバー１４が使用されるとき、磁石１６の座標は、ベクトル関係式（vectorial relationship）Ｐ＋Ｒｄ＊（Ｍ／||Ｍ||）＝Ｐ０によって互いに関係付けられる。ここで、
・Ｐ０は、基準座標系Ｒｍにおける器具１０のボールジョイント１９の回転中心の位置を示す（coding）ベクトルである。
・Ｐは、基準座標系Ｒｍにおける磁石１６の幾何学的中心の位置を示す（coding）ベクトルである。
・Ｍは、磁石１６の磁気モーメントである。
・||Ｍ||は、磁気モーメントＭの大きさ（amplitude）である。
・Ｒｄは、ボールジョイント１９の回転中心から磁石１６の幾何学的中心を隔てる距離である。
【００２９】
このベクトル関係式に基づいて、磁石１６の磁気モーメントの位置、方向及び大きさを示す変数を互いに結び付ける３つの補助方程式を構築することができる。例として、補助方程式は、以下のように表される。
【数１】
2015122071.tif 000003
・・・（１）
【数２】
2015122071.tif 000004
・・・（２）
【数３】
2015122071.tif 000005
・・・（３）
ここで、
・Ｍｘ、Ｍｙ及びＭｚは、基準座標系ＲｍのＸ、Ｙ及びＺ軸における磁気モーメントＭの正射影である。
・Ｐｘ、Ｐｙ及びＰｚは、基準座標系ＲｍのＸ、Ｙ及びＺ軸における位置Ｐの座標である。
・Ｐｏｘ、Ｐｏｙ及びＰｏｚは、基準座標系ＲｍのＸ、Ｙ及びＺ軸における位置Ｐ０の座標である。
【００３０】
これらの方程式は、以下の事実を表している。
・磁石１６の幾何学的中心は、常に、ボールジョイント１９の回転中心及び半径Ｒｄの中心を中心とする球面上にある。
・磁石１６の磁気モーメントは、恒久的に、ボールジョイント１９の回転中心に向いている。
【００３１】
物体（オブジェクト）の幾何学的中心は、この物体の全ての点の重心であり、これらの点のそれぞれに、同じ重量を割り当てる。
【００３２】
説明を簡略化するために、以下の本実施形態では、補助方程式は、何らの自由度もなしに器具に接続される局所的基準座標系において表される。基準座標系Ｒｍに関連する局所的基準座標系の座標及び向き（orientation）を考慮することによって、基準座標系Ｒｍにおいてまさにこれらの補助方程式を表現することは、当業者の範囲内である。これは、単に、基準座標系の変更の問題である。
【００３３】
デバイス１２によって、１つ又は複数の磁石が、基準座標系Ｒｍにおいて探知され得る。この場合において、磁石の探知（location；位置特定）は、基準座標系Ｒｍにおける磁石１６の位置及び向きの決定を意味すると理解される。位置は、例えば、基準座標系Ｒｍにおける座標ｘ、ｙ及びｚの３つの変数の値によって一義的に定義される。より正確には、磁石の場合では、変数ｘ、ｙ及びｚは、磁石の幾何学的中心の座標である。磁石の磁気モーメントの向きは、２つの変数θｙ及びθｚの値によって基準座標系Ｒｍにおいて定義される。この場合、変数θｙ及びθｚは、それぞれ、基準座標系ＲｍのＹ軸及びＺ軸に関する磁石の磁気モーメントの角度である。デバイス１２は、同様に、６番目の変数Ａを決定する。変数Ａは、磁石の磁気モーメントの大きさである。
【００３４】
この目的のために、デバイス１２は、Ｎ個の三軸磁力計Ｍｉｊのネットワークを有する。図１において、波状の垂直線は、デバイス１２の一部が示されていないことを示している。
【００３５】
典型的には、Ｎは、５よりも大きく、１６又は３２よりも大きいことが好ましい。この場合において、Ｎは６４以上である。
【００３６】
本実施の形態においては、磁力計Ｍｉｊは、マトリクスを形成するように、行及び列に配列されている。この場合において、このマトリクスは、８行８列に形成されている。インデックスｉ及びｊは、それぞれ、マトリクスの行及び列を示しており、行ｉと列ｊとの交点に磁力計Ｍｉｊが存在する。図１においては、行ｉの磁力計Ｍｉ１、Ｍｉ２、Ｍｉ３、Ｍｉ４及びＭｉ８のみが示されている。磁力計Ｍｉｊ同士の位置関係を、図２を参照して、より詳細に説明する。
【００３７】
各磁力計Ｍｉｊは、他の磁力計と何らの自由度なしに固定されている。この目的のために、各磁力計Ｍｉｊは、何らの自由度なしに、剛性板２０の背面２２に固定されている。この剛性版は、磁石１６に前面２４を向けている。板２０は、剛体の非磁性材料から形成される。例として、板２０は、ガラス製である。
【００３８】
各磁力計Ｍｉｊは、面２４の前に存在する磁石によって発生する磁場の方向及び強度を測定する。この測定のために、各磁力計Ｍｉｊは、磁力計Ｍｉｊにおける磁場の、この磁力計の３つの測定軸への正射影のノルム（又は大きさ）を測定する。この場合において、これらの３つの測定軸は、互いに直交している。例として、各磁力計Ｍｉｊの測定軸は、それぞれ基準座標系のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸と平行である。磁力計Ｍｉｊの感度は、４＊１０−７Ｔである。
【００３９】
各磁力計Ｍｉｊは、情報伝達のためのバス２８を用いて、処理ユニット３０に接続されている。
【００４０】
処理ユニット３０は、各磁石について、基準座標系Ｒｍにおけるこの磁石を探知することができ、磁力計Ｍｉｊからの測定結果に基づいて、この磁気モーメントの大きさを推定することができる。この目的のために、ユニット３０は、情報記録媒体に記録されている命令を実行可能な、プログラム可能な電子コンピュータ３２を有している。したがって、ユニット３０は、さらに、コンピュータ３２によって、図６の方法を実行するために必要な命令を格納しているメモリ３４を有している。本実施の形態においては、インタフェース２で同時に使用される可能性のあるＰ個の磁気物体それぞれについて、ユニット３０は、磁力計Ｍｉｊからの測定結果それぞれを、基準座標系ＲｍにおけるＰ個の磁気物体の磁気モーメントの位置、向き及び大きさと関連付ける数学モデルＭＰを実行する。各数学モデルＭＰは、第１の変数セットがＰ個の磁気物体の位置及び向き、及びその物体の磁気モーメントの大きさを表す連立方程式の形式で表される。第２の変数セットは、磁力計Ｍｉｊからの測定結果を表す。Ｐ個の磁気物体の磁気モーメントの位置、向き及び大きさを得るために、第１の変数セットの変数が未知であり、第２の変数セットの変数の値が既知であればよい。この数学モデルは、典型的には、物理学上の磁性方程式（physical equations of magnetism）に基づいて構築される。この数学モデルは、磁力計Ｍｉｊ間の既知の距離によってパラメータ化される。この場合において、磁気物体は、永久磁石である。この数学モデルを構築するために、各永久磁石は、磁気双極子で近似される。永久磁石と磁力計Ｍｉｊとの間の距離が、２Ｌを、好ましくは３Ｌを超過していれば、この近似によって生じる誤差は、微々たるものである。ここで、Ｌは、永久磁石の最大部分の寸法である。典型的には、Ｌは、２０ｃｍ未満であり、１０ｃｍ未満または５ｃｍ未満であることが好ましい。
【００４１】
この場合において、数学モデルＭＰは、非線形である。ユニット３０は、数学モデルＭＰの解を推定するためのアルゴリズムを実行して、数学モデルＭＰを解く。例として、用いられるアルゴリズムは、「アンセンテッドカルマンフィルタ（Unscented Kalman Filter）」である。
【００４２】
各磁気物体が、その磁気モーメントの位置を識別するための３つの変数と、その磁気モーメントの向きを識別するための２つの変数と、その磁気モーメントの大きさを識別する１つの変数とによって特徴づけられる場合、Ｎ個の磁力計のネットワークによって同時に探知され得る磁気物体の最大数は、Ｎ／２よりも小さい。これにより、冗長性のある測定を行うために、個数Ｐの値は、Ｎ／２以下であり、Ｎ／５又はＮ／１０又はＮ／２０よりも小さいことが好ましい。この測定の冗長性によって、磁気物体の探知の精度が向上する。
【００４３】
本実施の形態においては、面２４の前に同時に存在する、１個、２個、３個、４個及び５個の永久磁石それぞれについて、５個の数学モデルＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４及びＭ５のみが、ユニット３０によって実行される。
【００４４】
ユニット３０は、さらに、上記電気機器４に接続されるインタフェース３６によって電気機器４にコマンドを送信することができる。
【００４５】
メモリ３４は、電気機器４の複数のコマンドルールを記録するデータベース３８をさらに有する。各コマンドルールによって、電気機器４に関連する器具の現在の状態に対応する電気機器４のコマンドを生成することができる。この目的のために、各コマンドルールは、
・電気機器４のあるコマンドを、器具の少なくとも１つの可能な状態に関連付け、
・電気機器４の他のコマンド又は電気機器４のコマンドがないことを、同じ器具の他の可能な状態に関連付ける。
【００４６】
したがって、コマンドルールは、電気機器４が、このコマンドルールに関する器具のユーザによる作動に応じてどのように機能するかを決定する。データベース３８については、図５を参照してより詳細に説明する。
【００４７】
図２は、デバイス１２の磁力計Ｍｉｊのいくつかを示す。これらの磁力計Ｍｉｊは、Ｘの方向と平行な行ｉに並んでいる。これらの磁力計は、同様に、Ｙの方向と平行な列ｊに並んで、マトリクスを形成している。行ｉ及び列ｊは、昇順に配置されている。
【００４８】
磁力計Ｍｉｊの中心は、行ｉと列ｊとの交点に位置している。磁力計の中心は、この磁力計によって磁場が測定される点に対応する。この場合において、インデックスｉ及びｊは、範囲［１；８］に属する。
【００４９】
行ｉに沿って直接に連続している２つの磁力計Ｍｉｊ及びＭｉ，ｊ＋１の中心は、既知の距離ｄｉ，ｊ，ｊ＋１だけ離れている。同様に、１つ且つ同じ列ｊに沿って直接に連続している２つの磁力計Ｍｉｊ及びＭｉ＋１，ｊの中心は、既知の距離ｄｊ，ｉ，ｉ＋１だけ離れている。
【００５０】
ここで示した特定の場合において、行ｉがいずれの行であっても、距離ｄｉ，ｊ，ｊ＋１は等しい。したがって、この距離をｄｊと表す。同様に、列ｊがいずれの列であっても、２つの磁力計の間の距離ｄｊ，ｉ，ｉ＋１は等しい。したがって、この距離をｄｉと表す。
【００５１】
この場合においては、距離ｄｉとｄｊとは、ともにｄに等しい。
【００５２】
典型的には、距離ｄは、インタフェース２の通常の使用の間に面２４の前に同時に存在する２つの磁気物体の間に存在し得る最短距離よりも短く、好ましくはこの最短距離の２倍短い。この場合において、距離ｄは、以下の場合に、１〜４ｃｍの間にある。
・永久磁石の強さが０．５Ａｍ２である。
・磁力計の感度が４＊１０−７Ｔである。
・磁力計Ｍｉｊの数が６４個である。
【００５３】
図３及び図４は、器具１０の代わりに使用され得、又はインタフェース２において器具１０と同時に使用され得る、他の器具を示す。
【００５４】
図３は、スライダ９０を示す。このスライダによって、例えば、電気機器４のパラメータの値が規定される。この目的のために、このスライダ９０は、ケース９６の上面に形成された直線状スロット９４内で並進移動可能（translationally movable）であるように設置されたスライド部材９２を有する。ユーザは、スライダ９０の状態を修正するために、スライド部材９２を手動でスライドさせることができる。スライダ９０の場合において、各状態は、スロット９４に沿った、スライド部材９２の特定の位置に対応する。
【００５５】
スロット９４に沿ったスライド部材９２の位置を測定するために、スライダ９０は、
・スライド部材９２に何らの自由度なく固定された永久磁石９８と、
・ケース９６に何らの自由度なく固定された永久磁石１００と
を備えている。
【００５６】
ケース９６に何らの自由度なく結び付けられた局所的直交基準座標系Ｒ９０が定義される。ここで、
・軸Ｘ９０は、スロット９２に平行であり、
・軸Ｙ９０は、ケース９６の底面に平行であり、
・軸Ｚ９０は、ケース９６の底面に垂直であり、
・原点は、磁石１００の幾何学的中心と一致する。
【００５７】
明確化のために、基準座標系Ｒ９０が、図３においてスライダ９０に隣接して示されている。
【００５８】
本実施の形態において、磁石９８の磁気モーメントの方向は、Ｘ９０の方向と平行である。磁石１００の磁気モーメントの方向は、Ｚ９０の方向と平行である。
【００５９】
ケース９６に関連したスライダ９２の自由度の数は、軸Ｘ９０に沿った並進自由度（translational degree of freedom）に制限されている。これらの条件では、基準座標系Ｒ９０において、磁石９８及び磁石１００の座標の間に、以下の補助方程式が存在する。
ｚ９８＝ｚ１００＋ｈ９８、及びｙ９８＝ｙ１００
ここで、
・ｘ９８、ｙ９８、ｚ９８は、磁石９８の幾何学的中心の基準座標系Ｒ９０における座標である。
・ｘ１００、ｙ１００、ｚ１００は、磁石１００の幾何学的中心の基準座標系Ｒ９０における座標である。
・ｈ９８は、器具９０の寸法の関数である既知の定数値である。
【００６０】
同様に、以下の補助方程式が存在する。
θｙ９８＝θｙ１００、及びθｚ１００＝θｚ９８＋９０°
ここで、
・θｙ９８及びθｚ９８は、磁石９８の磁気モーメントの方向と、軸ｙ９０及び軸ｚ９０との角度である。
・θｙ１００及びθｚ１００は、磁石１００の磁気モーメントの方向と、軸ｙ９０及び軸ｚ９０との角度である。
【００６１】
磁石９８及び磁石１００の磁気モーメントの大きさは、インタフェース２において一意であり、互いに異なる。
【００６２】
図４は、ボタン１１０を示す。このボタン１１０は、静止状態（図４に示す）と押下状態（pushed-in state）との間でユーザによって手動で移動され得る。典型的には、ボタン１１０は、それが押下状態に達した場合にのみ、電気機器４からの動作を開始するように意図されている。
【００６３】
このボタン１１０は、静止位置（図４に示す）と押下位置との間で、ケース１１６と一体の軸１１４に沿って並進移動され得るのみであるキー１１２を有する。図４において、軸１１４は鉛直である。静止状態及び押下状態は、それぞれ、キー１１２の静止位置及び押下位置に対応する。
【００６４】
ボタン１１０は、ボタン１１２の下部とケース１１６の上面との間に介在するバネ１１８を有する。直線状ステム１２０は、軸１１４に沿って伸びており、そのステム１２０の一端は、キー１１２に何らの自由度なく固定され、そのステムの他端は、止め具１２４に固定されている。ケース１１６の上面に形成されたオリフィス１２２の内側にスライドするように、このステム１２０が装着される。止め具１２４によって、ステム１２０の下端が、ケース１１６の内側に拘束され得る。
【００６５】
ボタン１１０がインしている状態を判定するために、ステム１２０は、このステムに何らの自由度なく固定された永久磁石１２６を有する。本実施の形態において、磁石１２６の磁気モーメントの方向は、軸１１４と一致する。同様に、他の永久磁石１２８が、ケース１１６の底部に何らの自由度なく固定されている。
【００６６】
したがって、ボタン１１０がインしている状態は、磁石１２８に関して磁石１２６の相対的な位置に基づいて確立され得る。例として、この状態は、距離ｄ１１０の値と閾値Ｓ０とに基づいて確立される。距離ｄ１１０は、磁石１２６の幾何学的中心と磁石１２８の幾何学的中心とを隔てる最短距離である。閾値Ｓ０は、押下状態を静止状態と区別するために使用される。距離ｄ１１０が閾値Ｓ０を下回る場合、これは、ボタン１１０が押下状態であることを意味する。逆に、距離ｄ１１０が閾値Ｓ０を上回る場合、これは、ボタン１１０が静止状態であることを意味する。
【００６７】
ボタン１１０に何らの自由度なく固定された局所的直交基準座標系Ｒ１１０が定義される。明確化のために、基準座標系Ｒ１１０が、図４においてボタン１１０に隣接して示されている。基準座標系Ｒ１１０の原点は、磁石１２８の幾何学的中心と一致する。基準座標系Ｒ１１０の軸Ｘ１１０及び軸Ｚ１１０は、それぞれ、磁石１２８及び磁石１２６の磁気モーメントの方向に一致する。したがって、基準座標系Ｒ１１０の軸Ｚ１１０は、軸１１４に一致する。
【００６８】
磁石１２６は、磁石１２８に関して単一の並進自由度（a single degree of translational freedom）のみを有する。これらの条件では、基準座標系Ｒ１１０において、磁石１２６及び磁石１２８の座標を互いに結び付ける、以下の補助方程式が存在する。
ｘ１２６＝ｘ１２８、ｙ１２６＝ｙ１２８、θＹ１２６＝θＹ１２８、及びθＺ１２６＝θＺ１２８＋９０°
ここで、
・ｘ１２６、ｙ１２６、ｚ１２６は、磁石１２６の幾何学的中心の基準座標系Ｒ１１０における座標である。
・ｘ１２８、ｙ１２８、ｚ１２８は、磁石１２８の幾何学的中心の基準座標系Ｒ１１０における座標である。
【００６９】
この場合において、磁石１２６及び磁石１２８は、同一である。
【００７０】
図５は、データベース３８を示す。データベース３８は、各器具Ｕｉについて、
・器具Ｕｉの顕著な特徴に基づいて、この器具Ｕｉのみを選択し、異なる磁石の配置を有しインタフェース２で使用される可能性のある他の器具を選択しないようにすることを可能にする選択条件Ｃｉと、
・予め記録されたコマンドルールＬｉと、
・この器具の磁気モーメントの座標と向きとの間に存在する予め定められた関係を定義する補助方程式の集合（ensemble）Ｅｉと
を有する。
【００７１】
各器具の顕著な特徴がその永久磁石の磁気モーメントの大きさであることが、後で仮定される。
【００７２】
好ましくは、選択条件は、器具の顕著な特徴を検証するために属している必要のある値の範囲の形で表現される。
【００７３】
条件Ｃｉが１つの永久磁石又は一対の永久磁石によって検証される場合、ルールＬｉ及び集合Ｅｉは、磁石又は一対の磁石を備えた器具と関連している。インデックス「ｉ」は、データベース３８によって条件Ｃｉに関連付けられるルールＬｉ及び集合Ｅｉを識別する。この場合において、各条件Ｃｉは、器具が備える永久磁石について推定され、この器具が現在インである状態を確立するために一般的に使用されない変数の値に関する。
【００７４】
例示の目的で、データベース３８の内容の例について説明する。
【００７５】
ルールＬ１は、変数θＹ及びθＺの値のみを有するコマンドルールである。より正確には、ルールＬ１は、角度θＹ及びθＺの各値を、電気機器４についてのそれぞれのコマンドに変換する。例として、このコマンドは、θＹ及びθＺの値によって指定される方向に移動するように、図６を促すことができる。
【００７６】
このルールＬ１は、条件Ｃ１に関する。条件Ｃ１は、以下の通りである。変数Ａの値は、Ｓ１とＳ２との間である必要がある。ここで、Ｓ１及びＳ２は、予め定義された境界値であり、磁石１６の磁気モーメントの大きさのみがこれらの境界値の間となるように定義される。したがって、このルールＬ１は、器具１０と関連していることが意図される。デバイス１２は、永久磁石の変数Ａの値がＳ１とＳ２との間であると判断した場合、このまさに磁石の角度θＹ及びθＺの値を、電気機器４についてのコマンドに変換するために、ルールＬ１を使用する。これにより、器具１０の傾きを変更することによって、電気機器４を制御することができる。このことは、磁石１６の存在が検出され得る時点から、デバイス１２に関する器具１０がいかなる位置にあっても、真であり続ける。したがって、器具１０の探知は、ユーザによって自由に選択され得、このことは、インタフェース２についての無数の可能な構成に対応する。集合Ｅ１は、図１を参照して説明した補助方程式を有している。
【００７７】
ルールＬ２は、２つの永久磁石の間の距離の値を用いて、その距離の関数として、電気機器４のパラメータを規定するためのコマンドを生成するためのコマンドルールである。このルールＬ２には、
・磁気モーメントの大きさが、磁石９８のみが上記条件を満たし得るように予め定義された境界Ｓ７１とＳ８１との間にある、永久磁石と、
・磁気モーメントの大きさが、磁石１００のみが上記条件を満たし得るように予め定義された境界値Ｓ７２とＳ８２との間にある、永久磁石と
の間の距離が測定されると規定されている。
【００７８】
上記コマンドルールは、典型的には、その距離が距離ｄ９０に対応するように、スライダ９０と関連するように設計される。この目的のために、ルールＬ２は、条件Ｃ２に関する。条件Ｃ２は、以下の通りである。永久磁石の変数Ａの値は、Ｓ７２とＳ８２との間である。
【００７９】
このような条件Ｃ２では、ルールＬ２は、スライダ９０に関する。集合Ｅ２は、図３を参照して説明した補助方程式を有している。
【００８０】
ルールＬ３は、２つの同一の永久磁石の間の最短距離のみを用いて、電気機器４についてのコマンドを生成するためのコマンドルールである。この場合において、ルールＬ３は、最短距離が距離ｄ１１０に対応するようにボタン１１０と関連していることが意図される。例として、コマンドルールＬ３は、以下の通りである。
・距離ｄ１１０が閾値Ｓ０を上回る場合、ユニット３０は、電気機器４についてのコマンドを生成しない。
・距離ｄ１１０が閾値Ｓ０以下である場合、ユニット３０は、コマンドを生成して電気機器４に送信する。
【００８１】
ルールＬ３は、条件Ｃ３に関する。この場合において、条件Ｃ３は、以下の通りである。
・２つの異なる永久磁石の変数Ａの値は、ともに、境界値Ｓ９とＳ１０との間にある。
・これらの２つの永久磁石の間の最短距離は、閾値Ｄｍａｘ１１０を下回っている。
【００８２】
境界値Ｓ９と及びＳ１０は、磁石１２６及び磁石１２８の磁気モーメントの大きさのみが上記境界値の間にあるように予め定義された定数である。閾値Ｄｍａｘ１１０の値は、距離ｄ１１０の最大可能値に等しくなるように選択される。集合Ｅ３は、図４を参照して説明した補助方程式を有している。
【００８３】
以下、図６の方法を参照して、インタフェース２の動作をより詳しく説明する。
【００８４】
この方法は、ルールＬｉ、集合Ｅｉ及び条件Ｃｉがデータベース３８に記録される間の初期化段階１４０から開始する。
【００８５】
次に、インタフェース２の構成段階１４２が行われる。この段階１４２の間に、ユーザは、器具１０、器具９０及び器具１００のうちの１つ又は複数の器具を選択する。この場合において、ユーザは、器具１０の単一のコピー、及び器具９０及び器具１００の２つのコピーのみを有するものとする。次に、ユーザは、デバイス１２の面２４上に、選択された器具を自由に置く。また、ユーザは、確実に、その得られる構成が面２４の前に５個を超える永久磁石が同時にあるということをもたらすことがないようにする。そして、マン／マシンインタフェース２が構成される。この説明の残りは、ユーザが、器具１０、器具９０及び器具１００のそれぞれの１つのコピーを面２４上に置くという特定のケースについてなされる。
【００８６】
そして、電気機器４を制御する上記インタフェース２を使用することを開始することができる。
【００８７】
磁力計Ｍｉｊが、同時に面２４の前に存在する磁石の磁場を測定する間に、ステップ１４６が開始する。
【００８８】
次に、ステップ１４８において、ユニット３０は、存在する磁石それぞれの磁気モーメントの位置、向き及び大きさを推定する基礎として、磁力計Ｍｉｊにおける測定結果を得る。
【００８９】
これについて、動作１５０の間に、ユニット３０は、磁気双極子についてのモデルＭ１の連立方程式を解く。ユニット３０は、単一の永久磁石の位置、向き及び大きさの推定値に対応する、座標ｘ１、ｙ１、ｚ１、θ１及びφ１と、大きさＡ１とのセットを取得する。
【００９０】
次に、動作１５２の間に、ユニット３０は、
・連立方程式Ｍ１に基づいて、及び動作１５０が終了するときに取得される位置、向き及び大きさに基づいて、磁力計からの測定結果の推定値と、
・ステップ１４６で得られた磁力計からの測定結果と
の間の差分の代表である推定エラーＥ１を算出する。
【００９１】
このエラーは、各磁力計について推定される。この場合において、モデルＭ１の使用に起因する全体的な推定エラーは、例えば、磁力計のそれぞれについて計算されたエラーを平均化することによって得られる。
【００９２】
そのモデルを解くために使用されるアルゴリズムがアンセンテッドカルマンフィルタまたは拡張カルマンフィルタである場合において、動作１５０における連立方程式の解を求めることによって、さらに、上記エラーＥ１の推定値が提供される。
【００９３】
ステップ１５０及びステップ１５２は、Ｐ＝１からＰ＝５についてなされる。好ましくは、ステップ１５０及びステップ１５２は、各Ｐの値について並行してなされる。
【００９４】
次に、動作１５４の間に、ユニット３０は、最小のエラーＥＰを提供するモデルＭＰを選択する。したがって、面２４の前に、単一の永久磁石のみがある場合、ユニット３０は、自動的に、モデルＭ１を選択する。対照的に、２つの永久磁石がある場合、ユニット３０は、自動的に、モデルＭ２などを選択する。この場合において、インタフェース２は、５つの永久磁石を有しているので、自動的に選択されるのはモデルＭ５である。このモデルＭ５は、３０変数を有し、それらの値は未知である。
【００９５】
このステップ１４８が終了するときに、コンピュータは、５つの磁石のそれぞれの変数ｘ、ｙ、ｚ、θＹ、θＺ及びＡの値の第１の推定値を有している。この第１の推定値は、モデルＭ５を使用した動作１５０の実行に続いて得られたものである。
【００９６】
ステップ１４８は、ステップ１４２でユーザによって生成された構成にモデルＭ５を自動的に適応させる第１の段階１６６に続く。
【００９７】
この段階１６６は、モデルＭ５において推定されるべき変数の数を減少させるために使用され得る集合Ｅｉを特定するステップ１６８から始まる。この目的のために、ステップ１６８では、コンピュータ３２は、面２４の前に存在している器具を識別する。
【００９８】
例として、動作１７０の間に、コンピュータは、面２４の前に存在する各器具の顕著な特徴を取得する。この場合において、顕著な特徴は、各永久磁石の位置、向き及び大きさの、前述の推定値に基づいて取得される。この特定のケースでは、顕著な特徴は、１つの永久磁石の推定磁気モーメントの大きさ、又は、一対の永久磁石の磁気モーメントの推定される大きさのいずれかである。例として、推定される大きさは、モデルＭ５を用いる動作１５０の実行の間に推定されるものである。
【００９９】
次に、動作１７２の間に、コンピュータ３２は、得られた各顕著な特徴を、データベース３８の条件Ｃｉと比較する。
【０１００】
得られた顕著な特徴が条件Ｃｉの１つに対応する場合、動作１７６の間に、器具が識別される。器具が識別されるたびに、この器具の識別子が、識別された器具のリストに追加される。識別された器具のリストは、さらに、識別された各器具について、データベース３８によってこの器具に関連付けられた集合Ｅｉ及びルールＬｉを含む。
【０１０１】
得られた顕著な特徴が条件Ｃｉのいずれにも対応しない場合、器具は識別されない。
【０１０２】
このようにして、ステップ１６８が終了するときに、モデルＭ５の変数の数を減少させるために使用され得る補助方程式が特定される。しかしながら、基準座標系Ｒｍにおいて表される補助方程式のそれぞれは、基準座標系Ｒｍに関する局所的基準座標系の原点の座標及び軸の向きに依存する。
【０１０３】
これにより、この方法は、識別された各器具の局所的基準座標系について、コンピュータ３２が、
・基準座標系Ｒｍにおける原点の位置、及び、必要に応じて、
・基準座標系Ｒｍの軸の向き
を特定する間、ステップ１７８において継続する。
【０１０４】
これについて、コンピュータ３２は、基準座標系Ｒｍにおける器具の永久磁石の推定された位置及び向きと、この器具の永久磁石に関する局所的基準座標系の位置に関する予め記録された情報とを使用する。
【０１０５】
例として、器具１０の場合では、基準座標系Ｒ１０の原点の位置は、磁石１６の推定位置をその磁気モーメントの方向における距離Ｒｄの基準座標系Ｒｍで平行移動することによって、及び面２４に近づけるように移動することによって、決定される。
【０１０６】
器具９０の場合では、基準座標系Ｒｍにおける基準座標系Ｒ９０の原点の位置は、永久磁石１００の幾何学的中心の推定位置に等しい。軸Ｚ９０及びＸ９０の向きは、それぞれ、磁石１００及び磁石９８の磁気モーメントの推定方向に等しい。
【０１０７】
同様に、コンピュータ３２は、局所的基準座標系Ｒ１１０の位置及び向きを決定する。
【０１０８】
ステップ１７８が終了するときに、特定された補助方程式のそれぞれは、モデルＭ５の第１の変数と項（term）との間の等式（equality）を表している。この項の値は、第１の変数とは異なるモデルＭ５の１つ又は複数の他の変数によって表現される。典型的には、モデルＭ５のこれらの他の変数は、同じ器具の永久磁石の位置及び向きを示す変数である。
【０１０９】
次に、各補助方程式について、ステップ１８０において、コンピュータ３２は、モデルＭ５の現在の連立方程式において、第１の変数を、それと等しい項に置き換える。したがって、ステップ１８０の終わりで、現在の連立方程式よりも推定すべき変数が少ない新たな連立方程式、つまりＭ５ｃと表記される新たな現在のモデルが提供される。次のステップでは、モデルＭ５ｃの連立方程式は、現在の連立方程式となる。
【０１１０】
より正確には、初期のモデルＭ５は、５個の永久磁石について、これらの永久磁石の間に存在し得る機械的な関係を考慮せずに、同時に探知することを可能にする、一般的なモデルである。したがって、このモデルＭ５は、推定すべき３０の変数を持つ連立方程式である。ステップ１８０の実行に続いて、新たなモデルＭ５Ｃは、面２４上に現在配置された器具に依存している特定のモデルである。モデルＭ５Ｃは、特に、互いに関連する永久磁石の移動の自由度の数を制限する機械的な関係を考慮する。したがって、モデルＭ５Ｃにおいては、モデルＭ５よりも、推定されるべき変数が少ない。例として、この場合には、モデルＭ５Ｃは、３０の変数の代わりに、推定すべき１９個の変数のみを有する。その理由は、器具１０、器具９０及び器具１１０が基準座標系Ｒｍにおいて不動であるか否かを判定しこれらの磁気モーメントを定数に置き換える前に、器具１０の３つの補助方程式及び器具９０及び器具１１０それぞれの４つの補助方程式を用いることによって、現在の連立方程式を単純化することができるからである。
【０１１１】
その後、交換した変数が、特定された補助方程式及びモデルＭ５Ｃの変数について推定された値に基づいて、直接計算される。
【０１１２】
この方法は、磁力計Ｍｉｊが、存在する磁場を測定する間、ステップ１９０を継続する。
【０１１３】
ステップ１９２において、コンピュータ３２は、これらの測定結果を取得する。
【０１１４】
ステップ１９４において、コンピュータ３２は、モデルＭ５Ｃの連立方程式を解くことによって、各永久磁石の位置及び向きを推定する。例として、これらの連立方程式は、動作１５０について上述したように解かれる。
【０１１５】
ステップ１９６において、コンピュータ３２は、同様に、モデルＭ５Ｃの使用に関連した現在の推定エラー（current estimation error）Ｅｅｒｒを算出する。推定エラーＥｅｒｒは、使用されるモデルがモデルＭ５Ｃであることを除いて、動作１５０で説明したように算出される。
【０１１６】
次に、ステップ１９８において、エラーＥｅｒｒが、予め定められた閾値Ｓｅｒｒと比較される。エラーＥｅｒｒがこの閾値Ｓｅｒｒを下回る場合、コンピュータ３２は、ステップ２００に進む。
【０１１７】
ステップ２００において、選択されたルールＬｉ、及びステップ１９４で推定された位置及び向きが、電気機器４に送信される１又は複数のコマンドを生成するために使用される。次に、ステップ２００が終了するときに、本方法はステップ１９０に戻る。
【０１１８】
エラーＥｅｒｒが閾値Ｓｅｒｒを上回る場合、手順は、１つ又は複数の変数を現在のモデルＭ５Ｃに再導入して上記エラーＥｅｒｒを減少させるステップ２０２に続く。
【０１１９】
ステップ２０２は、多数の異なる方法で実行され得る。これは、エラーＥｅｒｒを制限するように、１つ又は複数の変数を現在のモデルに再導入するための多数の方法があるからである。例として、第１の方法は、体系的にステップ１４６に戻ることを含む。この場合において、エラーＥｅｒｒが閾値Ｓｅｒｒを超えるたびに、ステップ１４６からの全てのステップが繰り返される。この方法は、モデルＭ１からモデルＭ５の変数の全てが再導入され得るという利点を有している。また、実装が簡単である。
【０１２０】
第２の方法は、それらが現在のモデルから除外された逆の順序で、連続的に変数を再導入することを含む。したがって、コンピュータ３２は、１つ又は複数の変数を含む新たな連立方程式を取得するように、現在の連立方程式に、最後に除外された変数を再導入する。次に、この新たな連立方程式は、ステップ１９２からステップ１９８の後続の実施において使用される。この第２の方法は、ステップ１４８、及びモデルを自動的に適応させる段階１６６を、体系的に繰り返す必要がないという利点を有する。この方法の別の利点は、固定された最後の変数が、変更される可能性が最も高いということである。
【０１２１】
第３の方法は、現在のモデルに各変数を再導入すること試しに行い、エラーＥｅｒｒを減少させることができる変数のみを再導入することを含む。このための一例として、コンピュータ３２は、まず、現在の連立方程式に第１の変数を再導入し、次に、このようにして得られた新たな連立方程式で算出されたエラーＥｅｒｒが、ステップ１９６の最後の繰り返しについて得られたものを下回っているか否かを検証する。エラーが減少した場合、この変数が選択される。一方、エラーが変更されない場合、又は、逆にエラーが増加する場合、この変数が選択されない。このように、コンピュータ３２は、連続して、現在のモデルＭ５Ｃの変数のそれぞれをテストする。次に、コンピュータ３２は、選択された全ての変数を、現在のモデルＭ５Ｃに再導入する。
【０１２２】
第２の方法又は第３の方法の実装が、全ての変数を現在のモデルに再導入することをもたらし、それにも関わらず、エラーＥｅｒｒが閾値Ｓｅｒｒを上回る場合、方法は、ステップ１４８に戻る。その理由は、このことが、エラーＥｅｒｒの増加は、存在している永久磁石の数を変更する、面２４上の新たな器具の離脱又は追加によっておそらく引き起こされることを意味する可能性があるからである。
【０１２３】
ステップ１９６からステップ２００と並行して、ステップ２０６において、ユーザは、器具１０、器具９０及び器具１１０を操作して、電気機器４を制御する。
【０１２４】
同様に、ステップ１９６からステップ２００と並行して、コンピュータ３２は、現在のモデルを自動的に適応させる第２の段階２１０を実行する。
【０１２５】
この段階２１０は、補助方程式を特定するステップ２１１から始まる。この場合、ステップ２１１において、補助方程式は、移動物体に関する予め記録された情報に基づいて得られるわけではなく、構築される。これについて、動作２１２の間に、コンピュータ３２は、以前にＱ回ステップ１９０からステップ１９４を繰り返す過程で、モデルＭ５Ｃの各変数における変動の振幅を算出する。典型的には、Ｑは、１０より大きな整数であり、好ましくは、１００又は１０００よりも大きな整数である。例として、動作２１２に間に、コンピュータ３２は、モデルルＭ５Ｃの各変数の分散（variance）を算出する。
【０１２６】
次に、動作２１４の間に、コンピュータ３２は、算出された各分散を、予め定められたそれぞれの閾値Ｓｖａｒと比較する。例として、閾値Ｓｖａｒは、この変数について過去に測定された最大分散の一部（fraction）に等しい。例として、閾値Ｓｖａｒは、上記の測定された最大分散の１０％又は５％又は１％に等しくなるように得られる。閾値Ｓｖａｒは、予め定められた定数値であってもよい。
【０１２７】
動作２１２の間に算出された分散がこの閾値Ｓｖａｒを上回る場合、この変数の値は変化するとみなされ、新たな補助方程式が特定されたとはみなされない。
【０１２８】
逆の場合には、コンピュータ３２は、この変数をもはや変化しないとみなし、これによって、新しい補助方程式を確立することができる。この補助方程式は、上記変数と定数値との間の等式の関係である。例として、この定数値は、この変数について以前に推定された複数の値の平均値と等しくなるように、又は、単に上記変数について最後に推定された値と等しくなるように得られる。
【０１２９】
次に、ステップ２１６において、定数とみなされる変数は、モデルＭ５Ｃにおいて、この定数の値に置き換えられる。そして、現在の連立方程式よりもさらに少ない変数を持つ、新たな連立方程式が得られる。そして、この新たな連立方程式は、ステップ１９０からステップ１９８の後続の実行のために使用される。このようにして、以前の現在の連立方程式を置き換える。
【０１３０】
したがって、段階２１０によって、現在のモデルが、ユーザによって使用される器具の自由度が実際には必要でないという事実を利用することによって適合され得る。このように構成された補助方程式は、器具及び既に特定された補助方程式のリストに追加される。段階２１０の間で除去されるこれらの変数は、ステップ２０２において連立方程式に再導入され得る。
【０１３１】
ユーザがインタフェース２を再設定することを所望する場合、段階１４２に戻る。この段階１４２の新たな実行の間に、ユーザは、たとえば、
・器具の取り外し又は追加によって、および／または
・器具を移動させることによって、
インタフェース２の構成を変更することができる。
【０１３２】
したがって、インタフェース２は、製造（produce）が簡単でありつつ、簡単に設定可能である。
【０１３３】
多数の他の実施形態が可能である。一例として、前面２４は必ずしも平面ではない。一例示の目的として、変形例としては、前面２４は、起伏のある形状（relief form）を有する。典型的には、この起伏のある形状は、中空のハウジングを有してもよく、この中空のハウジングは、このハウシング内に器具を入れて固定することを意図したものであってもよい。
【０１３４】
上述した器具以外の他の器具が、インタフェース２に提供されて使用され得る。例として、コミサリア  ア  レネルジ  アトミク  エ  オウ  エネルジ  アルタナティヴによって２０１３年５月７日に出願された仏国特許出願ＦＲ１３５４１６０を参照してもよい。
【０１３５】
多数の他の顕著な特徴、及び関連する選択条件が考えられる。例として、２以上のＫ個の永久磁石を器具が有している場合、器具の顕著な特徴は、
・互いに関連するＫ個の永久磁石の相対位置と、
・互いに関連するＫ個の永久磁石の磁気モーメントの向きと、
・互いに関連するＫ個の永久磁石の磁気モーメントの大きさ、又は磁気モーメントの相対的な大きさと、
からなるグループから選択される。
【０１３６】
顕著な特徴が、同じ器具の別の永久磁石の位置に関する器具の永久磁石の位置である場合、この器具に関連する集合Ｅｉを選択するために、磁気モーメントの大きさを使用する必要はない。
【０１３７】
器具が１つしか永久磁石を有しない場合、器具の顕著な特徴は、その永久磁石の磁気モーメントの大きさである。
【０１３８】
顕著な特徴は、基準座標系Ｒｍにおける永久磁石の位置であってもよい。この場合、選択条件は、この永久磁石が基準座標系Ｒｍにおける予め定義された領域の内側に位置されるか否かを検証する。そうである場合、コマンドルールおよび補助方程式の集合は、上記器具に関連している。さらに、磁石の位置が、予め定義された容積内に位置するのではなく、基準座標系Ｒｍの固定点に、又はその位置がその器具とは異なる別の永久磁石によって定義される点に関する、特定の位置にあるかを検証する条件を定義することも可能である。
【０１３９】
顕著な特徴は、基準座標系Ｒｍの基準軸、例えば垂直に対する永久磁石の磁気モーメントの傾きであってもよい。この場合、選択条件は、器具の永久磁石の磁気モーメントの推定傾斜が、予め定められた範囲の値であるかをテストする。そうである場合、コンピュータは、その選択条件に関連付けられている補助方程式の集合Ｅｉを、現在の連立方程式の変数の数の減少を可能にするものとみなす。
【０１４０】
物体の顕著な特徴の取得は、上述したものとは異なって実施され得る。一例として、各物体は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグを備えている。この場合、デバイス１２は、さらに、ＲＦＩＤタグリーダを有する。したがって、器具がデバイス１２の前に提示されたとき、器具は、そのＲＦＩＤタグに含まれる上記器具の識別子の読み取りに基づいて識別される。次に、識別子は、事前に記録されたデータベースから、上記器具に関連する集合Ｅｉを選択するために使用される。まさにこの識別子は、上記器具で使用されるコマンドルールを選択するために使用され得る。したがって、顕著な特徴は、磁力計Ｍｉｊからの測定結果に基づいて得られた特徴である必要はない。
【０１４１】
顕著な特徴の取得も、自動である必要はない。例示の目的として、変形例としては、ユーザは、マン／マシンインタフェースによって追加または削除された物体の識別子を示す。
【０１４２】
インタフェースが同じ器具のちょうど１つ又は複数の同一のコピーを有する実施形態では、選択条件は省略され得る。その理由は、この場合、各器具に関連付けられた補助方程式の集合Ｅｉが常に同じであるということである。そして、データベース３８は、ただ１度の記録を含み得る。これは、永久磁石の数をカウントするのに全く十分である。
【０１４３】
データベース３８は、集合Ｅｉに加えて、コマンドルールのＬｉを含む必要はない。例示として、データベース３８が条件Ｃｉ及び集合Ｅｉを含み、別のデータベースが条件Ｃ’ｉとルールＬｉを含む。この場合、条件Ｃｉ及び条件Ｃ’ｉは、同じである必要はない。このように、集合Ｅｉは、必ずしも体系的に同じコマンドルールに関連付けられていない。
【０１４４】
面２４の前に同時に存在する永久磁石の数Ｐが既知である場合、この制御方法は、このＰ個の永久磁石の磁気モーメントの位置、向き及び大きさを決定するためにちょうど対応するモデルＭＰを使用することによって、簡略化され得る。例として、永久磁石の数Ｐは、構成段階の間に、ユーザによって入力される。したがって、ステップ１４８は、簡略化され得る。
【０１４５】
インタフェース２の構成の変更は、ユーザによって直接手動で行われる必要はない。別の変形例では、インタフェースは、インタフェースの構成を変更可能にする電気アクチュエータを有する。一例として、この目的のために、ユーザが自分でその器具のそれぞれを操作する必要がないように、器具の動作、又はこの器具の別の器具との交換は、電動される。
【０１４６】
前面２４に対して配置され得る器具のロケーション（location；位置特定）の数を制限することが可能である。この目的のために、インタフェース２は、複数のロケーションを有し、これらの複数のロケーションは、ある数の器具がこのロケーションに固定されることを防止し、逆に、他の異なる器具がこのロケーションに固定されることを許可するキーを、それぞれ備える。
【０１４７】
モデルＭＰを構築するために使用される近似（approximation）は、四次又はこれより大きな近似であってもよい。これは、磁性方程式（magnetism equation）が、双極子近似に対応する次数（order）よりも大きな次数に近似されるということである。
【０１４８】
多くの異なる方法が、磁気物体の位置及び向きを特定するために使用され得る。例として、米国特許ＵＳ６２６９３２４に記載された方法が使用され得る。これらの方法は、カルマンフィルタを使用する必要はない。例として、米国特許出願公開ＵＳ２００２／１７１４２７Ａ１又は米国特許ＵＳ６２６３２３０Ｂ１に記載された方法が可能である。
【０１４９】
磁力計ネットワークの磁力計は、列及び行に配列される必要はない。これらは、他のパターンでも配置され得る。例として、磁力計は、平面にメッシュされた各三角形または六角形のメッシュの各頂点に配置される。
【０１５０】
互いに関連する磁力計の配置は、ランダム又は不規則であってもよい。したがって、ネットワーク内の２つの直接連続した磁力計の間の距離は、２つの直接連続した磁力計の全てのペアについて同じではない。例として、ネットワークのある領域における磁力計の密度は、他の箇所よりも高くてもよい。ある領域内の密度を増加させることによって、この領域での測定精度を高めることができる。
【０１５１】
磁力計のネットワークは、空間内の３つの同一直線上でない方向に伸張し得る。これらの条件では、磁力計は、３次元の容積の内部に分布している。
【０１５２】
磁力計の数Ｎは、同様に、６４又は９０以上であってもよい。
【０１５３】
磁力計のネットワークにおける磁力計の全ては、互いに同一である必要はない。変形例として、全ての磁力計が同じ感度を有しているわけではない。
【０１５４】
電気機器４は、人間の行動に応じて制御される必要がある電気機器の任意のタイプで置き換えられ得る。一例として、制御機器は、ロボット又は工作機械等であってもよい。
【０１５５】
ここで説明する全ての実施の形態において、永久磁石は、継続的に電力が供給されず、地球の磁場等の外部の継続的な磁場の存在下で磁気モーメントを取得する磁気物体に置換され得る。一例として、永久磁石は、軟磁性材料の一部に置換される。保磁場が１０又は１Ａｍ−１より小さい場合、磁性材料は軟磁性であるとみなされる。このようなものは、地球の磁場と軟磁性材料のピースとの間の相互作用によって生成された磁気モーメントを示す。
【０１５６】
図６の方法の多くの他の実施の形態が可能である。一例として、１つ又は複数の段階１６６又は２１０の１つ又は他方が省略される。
【０１５７】
動作２１２の間に分散を計算するために使用される測定結果の数は、スライディングタイムウィンドウ（sliding time window）の持続時間の関数であってもよい。典型的には、上記スライディングタイムウィンドウ内でなされる測定結果のみが、分散を計算するために考慮される。
【図１】
2015122071.tif 000006
【図２】
2015122071.tif 000007
【図３】
2015122071.tif 000008
【図４】
2015122071.tif 000009
【図５】
2015122071.tif 000010
【図６】
2015122071.tif 000011
【外国語明細書】
2015122071000001.pdf