(57)【要約】本発明は、磁場破壊材料の存在下で磁気ロケータを補償する方法に関し、送信磁場を放出する少なくとも１つのコイルを含む送信器（１０）と、少なくとも１つの受信機コイルと、各受信機コイル内の送信磁場によって誘導された受信磁場の複数の測定値Ｉｐｉを提供する装置とを備える受信器（２０）と、それ自体が測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準（Ｃ）の関数として測定値の予測Ｈｉを計算することにより、受信機の位置（Ｐ）および／または配向（Ｑ）を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット（２５）と、を備える。本発明は、式Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉに従って、測定値Ｉｐｉと破壊モデルＨｐｉとの間の差である予測Ｈｉによって規定された初期値からの連続的な反復によって誤差Ｅｉが計算されることを特徴とする。破壊モデルＨｐｉはＨｐｉ＝Ηｉ＋Ρｉ（αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（βωｉ）を満たし、（Ｉ）パラメータβはすべての測定値Ｉｐｉで同じであり、計算は基準Ｃを最小化するように実行される。【選択図】図８
2021503598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの磁場破壊材料の存在下における磁気ロケータの補償方法であって、前記磁気ロケータが、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つ（Ｎｅ）の送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）と、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）に接続され、少なくとも１つの送信信号を生成する少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）が前記少なくとも１つの発電機から送信された前記送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３、…）を送信する、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つ（Ｎｒ）の受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）と、前記少なくとも１つの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）に接続され、それぞれの前記受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）において前記送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３、…）によってそれぞれ誘導された受信磁場（Ｂｒ１１、Ｂｒ２１、Ｂｒ３１；Ｂｒ１２、Ｂｒ２２、Ｂｒ３２；Ｂｒ１３、Ｂｒ２３、Ｂｒ３３、…）の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するような方法で供給する測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が前記測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準（Ｃ）の関数として前記測定値の予測Ｈｉを計算することにより、前記受信機の位置（Ｐ）および／または配向（Ｑ）を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット（２５）と、
を備え、
前記誤差Ｅｉは、前記測定値Ｉｐｉと前記測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、前記予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算され、
前記測定値の前記破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000085
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料（３）によって前記測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは前記乱れの強度であり、αｉは前記磁場破壊材料（３）によって引き起こされる位相シフト角であり、βは前記磁場破壊材料（３）のパラメータであり、
前記パラメータβはすべての前記測定値Ｉｐｉについて同一であり、
前記計算は、前記基準（Ｃ）を最小化するような方法で実行され、
各々の前記反復において、
前記予測Ｈｉは、前記所定の初期値で初期化され、
次いで、前記パラメータβがその座標上でベクトルＡ．β―Ｂを最小化するために、Δｉ、および前記破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000086
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算され、
Ａは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000087
で形成されるベクトルであり、
Ｂは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ
2021503598.tif 000088
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000089
次いで、前記誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000090
に従って前記基準Ｃが計算され、
次いで、前記基準Ｃに対応する前記予測Ｈｉが前記フィールドモデルによって計算され、
この計算された予測Ｈｉは、前記計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される
ことを特徴とする、補償方法。
【請求項２】
少なくとも１つの磁場破壊材料の存在下における磁気ロケータの補償方法であって、前記磁気ロケータは、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つ（Ｎｅ）の送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）と、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）に接続され、少なくとも１つの送信信号を生成する少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）が前記少なくとも１つの発電機から送信された前記送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３、…）を送信する、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つ（Ｎｒ）の受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）と、前記少なくとも１つの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）に接続され、それぞれの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）において前記送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３、…）によってそれぞれ誘導された受信磁場（Ｂｒ１１、Ｂｒ２１、Ｂｒ３１；Ｂｒ１２、Ｂｒ２２、Ｂｒ３２；Ｂｒ１３、Ｂｒ２３、Ｂｒ３３、…）の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するような方法で供給する測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が前記測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準（Ｃ）の関数として前記測定値の予測Ｈｉを計算することにより、前記受信機の位置（Ｐ）および／または配向（Ｑ）を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット（２５）と、
を備え、
前記誤差Ｅｉは、前記測定値Ｉｐｉと前記測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、前記予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算され、
前記測定値の前記破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000091
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料（３）によって前記測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは前記乱れの強度であり、αｉは前記磁場破壊材料（３）によって引き起こされる位相シフト角であり、βは前記磁場破壊材料（３）のパラメータであり、
前記パラメータβはすべての前記測定値Ｉｐｉについて同一であり、
前記計算は、前記基準（Ｃ）を最小化するような方法で実行され、
各々の前記反復において、
前記予測Ｈｉは、前記所定の初期値で初期化され、
次いで、Δｉ、前記パラメータβ、および前記破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000092
2021503598.tif 000093
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算され、
Ａは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000094
で形成されるベクトルであり、
Ｂは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000095
で形成されるベクトルであり、ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000096
次いで、前記誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000097
に従って前記基準Ｃが計算され、
次いで、前記基準Ｃに対応する前記予測Ｈｉが前記フィールドモデルによって計算され、
この計算された予測Ｈｉは、前記計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される
ことを特徴とする、補償方法。
【請求項３】
少なくとも１つの磁場破壊材料の存在下における磁気ロケータの補償方法であって、前記磁気ロケータが、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つ（Ｎｅ）の送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）と、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）に接続され、少なくとも１つの送信信号を生成する少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）が前記少なくとも１つの発電機から送信された前記送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３、…）を送信する、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つ（Ｎｒ）の受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）と、前記少なくとも１つの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）に接続され、それぞれの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）において前記送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３、…）によってそれぞれ誘導された受信磁場（Ｂｒ１１、Ｂｒ２１、Ｂｒ３１；Ｂｒ１２、Ｂｒ２２、Ｂｒ３２；Ｂｒ１３、Ｂｒ２３、Ｂｒ３３、…）の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するような方法で供給する測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が前記測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準（Ｃ）の関数として前記測定値の予測Ｈｉを計算することにより、前記受信機の位置（Ｐ）および／または配向（Ｑ）を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット（２５）と、
を備え、
前記誤差Ｅｉは、前記測定値Ｉｐｉと前記測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、前記予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算され、
前記測定値の前記破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000098
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料（３）によって前記測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは前記乱れの強度であり、αｉは前記磁場破壊材料（３）によって引き起こされる位相シフト角であり、βは前記磁場破壊材料（３）のパラメータであり、
前記パラメータβはすべての前記測定値Ｉｐｉについて同一であり、
前記計算は、前記基準（Ｃ）を最小化するような方法で実行され、
各々の前記反復において、
前記予測Ｈｉは、前記所定の初期値で初期化され、
次いで、前記パラメータβがその座標上でベクトルＡ’．β＋Ｂ’を最小化するために、Δｉ、および前記破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000099
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算され、
Ａ’は、その座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000100
で形成されるベクトルであり、
Ｂ’は、その座標がそれぞれ
2021503598.tif 000101
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000102
次いで、前記誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000103
に従って前記基準Ｃが計算され、
次いで、前記基準Ｃに対応する前記予測Ｈｉが前記フィールドモデルによって計算され、
この計算された予測Ｈｉは、前記計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される
ことを特徴とする、補償方法。
【請求項４】
少なくとも１つの磁場破壊材料の存在下における磁気ロケータの補償方法であって、前記磁気ロケータが、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つ（Ｎｅ）の送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）と、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）に接続され、少なくとも１つの送信信号を生成する少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）が前記少なくとも１つの発電機から送信された前記送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３、…）を送信する、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つ（Ｎｒ）の受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）と、前記少なくとも１つの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）に接続され、それぞれの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…）において前記送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３、…）によってそれぞれ誘導された受信磁場（Ｂｒ１１、Ｂｒ２１、Ｂｒ３１；Ｂｒ１２、Ｂｒ２２、Ｂｒ３２；Ｂｒ１３、Ｂｒ２３、Ｂｒ３３、…）の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するような方法で供給する測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が前記測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準（Ｃ）の関数として前記測定値の予測Ｈｉを計算することにより、前記受信機の位置（Ｐ）および／または配向（Ｑ）を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット（２５）と、
を備え、
前記誤差Ｅｉは、前記測定値Ｉｐｉと前記測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、前記予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算され、
前記測定値の前記破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000104
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料（３）によって前記測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは前記乱れの強度であり、αｉは前記磁場破壊材料（３）によって引き起こされる位相シフト角であり、βは前記磁場破壊材料（３）のパラメータであり、
前記パラメータβはすべての前記測定値Ｉｐｉについて同一であり、
前記計算は、前記基準（Ｃ）を最小化するような方法で実行され、
各々の前記反復において、
前記予測Ｈｉは、前記所定の初期値で初期化され、
次いで、Δｉ、前記パラメータβ、および前記破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000105
2021503598.tif 000106
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算され、
Ａ’は、その座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000107
で形成されるベクトルであり、
Ｂ’は、その座標がそれぞれ
2021503598.tif 000108
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000109
次いで、前記誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000110
に従って前記基準Ｃが計算され、
次いで、前記基準Ｃに対応する前記予測Ｈｉが前記フィールドモデルによって計算され、
この計算された予測Ｈｉは、前記計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される
ことを特徴とする、補償方法。
【請求項５】
前記基準（Ｃ）の関数として前記測定値の前記予測Ｈｉを計算することによって前記受信機の位置（Ｐ）や方向（Ｑ）を計算できる前記フィールドモデルは、レーベンバーグ・マーカート最小化アルゴリズムを使用することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の補償方法。
【請求項６】
前記決定された周波数ωｉが互いに分離していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の補償方法。
【請求項７】
前記送信機（１０）は、複数の送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）をそれぞれ送信する複数（Ｎｅ）の送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）を備え、
前記測定装置は、各々の前記受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に関して、前記受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）における前記複数の送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）によってそれぞれ誘導される複数の受信磁場（Ｂｒ１１、Ｂｒ２１、Ｂｒ３１；Ｂｒ１２、Ｂｒ２２、Ｂｒ３２；Ｂｒ１３、Ｂｒ２３、Ｂｒ３３）を測定するとともに、１〜Ｎの範囲であるｉの測定値Ｉｐｉを形成する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の補償方法。
【請求項８】
前記ロケータ（１）は、Ｋ個の異なる周波数ωｊｋで送信する送信機コイルとＪ個の受信機コイルとを備え、前記測定装置は、１〜Ｊの範囲のインデックスｊおよび１〜Ｋの範囲のインデックスｋの測定値Ｉｐｊｋを提供し、
前記処理ユニット（２５）は、
2021503598.tif 000111
2021503598.tif 000112
2021503598.tif 000113
として、
2021503598.tif 000114
および
2021503598.tif 000115
を計算し、
Ｈｊｋは前記予測、ρｊは前記破壊の強度、Ｈｐｊｋは前記破壊モデル、Ｈｐｊｋ−Ｉｐｊｋ＝０であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の補償方法。
【請求項９】
前記ロケータ（１）は、Ｋ個の異なる周波数ωｊｋｌで送信するＬ個の送信機コイルまたはＬ個の送信機（１０）と、Ｊ個の受信機コイルとを含み、
前記測定装置は、１〜Ｊの範囲のインデックスｊと、１〜Ｋの範囲のインデックスｋと、１〜Ｌの範囲のインデックスｌとに関する測定値Ｉｐｊｋｌを提供し、
前記処理ユニット（２５）は、
2021503598.tif 000116
2021503598.tif 000117
2021503598.tif 000118
として
2021503598.tif 000119
2021503598.tif 000120
を計算し、
Ｈｊｋｌは前記予測であり、ρｊｌは前記破壊の強度であり、Ｈｐｊｋｌは前記破壊モデルであり、Ｈｐｊｋｌ−Ｉｐｊｋｌ＝０である
ことを特徴とする、請求項１〜８にいずれか一項に記載の補償方法。
【請求項１０】
磁気ロケータ（１）であって、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つ（Ｎｅ）の送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）と、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）に接続され、少なくとも１つの送信信号を生成可能な少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）が前記少なくとも１つの発電機から送信された前記送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）を送信できる、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つ（Ｎｒ）の受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）と、前記少なくとも１つの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に接続され得、それぞれの前記受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）において前記送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）によってそれぞれ誘導された受信磁場（Ｂｒ１１、Ｂｒ２１、Ｂｒ３１；Ｂｒ１２、Ｂｒ２２、Ｂｒ３２；Ｂｒ１３、Ｂｒ２３、Ｂｒ３３）の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するために供給可能な測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が前記測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準（Ｃ）の関数として前記測定値の予測Ｈｉを計算することにより、前記受信機の位置（Ｐ）および／または配向（Ｑ）を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット（２５）と、
を備え、
前記処理ユニット（２５）は、前記誤差Ｅｉが、前記測定値Ｉｐｉと前記測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、前記予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算されるように構成されており、
前記測定値の前記破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000121
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料（３）によって前記測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは前記乱れの強度であり、αｉは前記磁場破壊材料（３）によって引き起こされる位相シフト角であり、βは前記磁場破壊材料（３）のパラメータであり、
前記パラメータβはすべての前記測定値Ｉｐｉについて同一であり、
前記処理ユニット（２５）は、前記計算が、前記基準（Ｃ）を最小化するような方法で実行されるように構成されており、
前記処理ユニット（２５）は、各々の前記反復において、
前記予測Ｈｉが、前記所定の初期値で初期化されるステップと、
次いで、前記パラメータβがその座標上でベクトルＡ．β―Ｂを最小化するために、Δｉ、および前記破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000122
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算されるステップであって、
Ａは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000123
で形成されるベクトルであり、
Ｂは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ
2021503598.tif 000124
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000125
次いで、前記誤差Ｅｉが計算されるステップと、
次いで、次式
2021503598.tif 000126
に従って前記基準Ｃが計算されるステップと、
次いで、前記基準Ｃに対応する前記予測Ｈｉが前記フィールドモデルによって計算されるステップと、
この計算された予測Ｈｉが、前記計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用されるステップと、
を実行するように構成されている
ことを特徴とする、磁気ロケータ（１）。
【請求項１１】
磁気ロケータ（１）であって、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つ（Ｎｅ）の送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）と、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）に接続され、少なくとも１つの送信信号を生成可能な少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）が前記少なくとも１つの発電機から送信された前記送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）を送信できる、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つ（Ｎｒ）の受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）と、前記少なくとも１つの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に接続され得、それぞれの前記受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）において前記送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）によってそれぞれ誘導された受信磁場（Ｂｒ１１、Ｂｒ２１、Ｂｒ３１；Ｂｒ１２、Ｂｒ２２、Ｂｒ３２；Ｂｒ１３、Ｂｒ２３、Ｂｒ３３）の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するために供給可能な測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が前記測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準（Ｃ）の関数として前記測定値の予測Ｈｉを計算することにより、前記受信機の位置（Ｐ）および／または配向（Ｑ）を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット（２５）と、
を備え、
前記処理ユニット（２５）は、前記誤差Ｅｉが、前記測定値Ｉｐｉと前記測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、前記予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算され、
前記測定値の前記破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000127
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料（３）によって前記測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは前記乱れの強度であり、αｉは前記磁場破壊材料（３）によって引き起こされる位相シフト角であり、βは前記磁場破壊材料（３）のパラメータであり、
前記パラメータβはすべての前記測定値Ｉｐｉについて同一であり、
前記処理ユニット（２５）は、前記計算が、前記基準（Ｃ）を最小化するような方法で実行されるように構成されており、
前記処理ユニット（２５）は、各々の前記反復において、
前記予測Ｈｉが、前記所定の初期値で初期化されるステップと、
次いで、Δｉ、前記パラメータβ、および前記破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000128
2021503598.tif 000129
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算されるステップであって、
Ａは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000130
で形成されるベクトルであり、
Ｂは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ
2021503598.tif 000131
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000132
次いで、前記誤差Ｅｉが計算されるステップと、
次いで、次式
2021503598.tif 000133
に従って前記基準Ｃが計算されるステップと、
次いで、前記基準Ｃに対応する前記予測Ｈｉが前記フィールドモデルによって計算されるステップと、
この計算された予測Ｈｉが、前記計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用されるステップと、
を実行するように構成されている
ことを特徴とする、磁気ロケータ（１）。
【請求項１２】
磁気ロケータ（１）であって、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つ（Ｎｅ）の送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）と、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）に接続され、少なくとも１つの送信信号を生成可能な少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）が前記少なくとも１つの発電機から送信された前記送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）を送信できる、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つ（Ｎｒ）の受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）と、前記少なくとも１つの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に接続され得、それぞれの前記受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）において前記送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）によってそれぞれ誘導された受信磁場（Ｂｒ１１、Ｂｒ２１、Ｂｒ３１；Ｂｒ１２、Ｂｒ２２、Ｂｒ３２；Ｂｒ１３、Ｂｒ２３、Ｂｒ３３）の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するために供給可能な測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が前記測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準（Ｃ）の関数として前記測定値の予測Ｈｉを計算することにより、前記受信機の位置（Ｐ）および／または配向（Ｑ）を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット（２５）と、
を備え、
前記処理ユニット（２５）は、前記誤差Ｅｉが、前記測定値Ｉｐｉと前記測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、前記予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算されるように構成されており、
前記測定値の前記破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000134
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料（３）によって前記測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは前記乱れの強度であり、αｉは前記磁場破壊材料（３）によって引き起こされる位相シフト角であり、βは前記磁場破壊材料（３）のパラメータであり、
前記パラメータβはすべての前記測定値Ｉｐｉについて同一であり、
前記処理ユニット（２５）は、前記計算が、前記基準（Ｃ）を最小化するような方法で実行されるように構成されており、
前記処理ユニット（２５）は、各々の前記反復において、
前記予測Ｈｉが、前記所定の初期値で初期化されるステップと、
次いで、前記パラメータβがその座標上でベクトルＡ’．β＋Ｂ’を最小化するために、Δｉ、および前記破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000135
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算されるステップであって、
Ａ’は、その座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000136
で形成されるベクトルであり、
Ｂ’は、その座標がそれぞれ
2021503598.tif 000137
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000138
次いで、前記誤差Ｅｉが計算されるステップと、
次いで、次式
2021503598.tif 000139
に従って前記基準Ｃが計算されるステップと、
次いで、前記基準Ｃに対応する前記予測Ｈｉが前記フィールドモデルによって計算されるステップと、
この計算された予測Ｈｉは、前記計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用されるステップと、
を実行するように構成されている
ことを特徴とする、磁気ロケータ（１）。
【請求項１３】
磁気ロケータ（１）であって、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つ（Ｎｅ）の送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）と、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）に接続され、少なくとも１つの送信信号を生成可能な少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、前記少なくとも１つの送信機コイル（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）が前記少なくとも１つの発電機から送信された前記送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）を送信できる、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つ（Ｎｒ）の受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）と、前記少なくとも１つの受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に接続され得、それぞれの前記受信機コイル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）において前記送信磁場（Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３）によってそれぞれ誘導された受信磁場（Ｂｒ１１、Ｂｒ２１、Ｂｒ３１；Ｂｒ１２、Ｂｒ２２、Ｂｒ３２；Ｂｒ１３、Ｂｒ２３、Ｂｒ３３）の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するために供給可能な測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が前記測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準（Ｃ）の関数として前記測定値の予測Ｈｉを計算することにより、前記受信機の位置（Ｐ）および／または配向（Ｑ）を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット（２５）と、
を備え、
前記処理ユニット（２５）は、前記誤差Ｅｉが、前記測定値Ｉｐｉと前記測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、前記予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算されるように構成されており、
前記測定値の前記破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000140
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料（３）によって前記測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは前記乱れの強度であり、αｉは前記磁場破壊材料（３）によって引き起こされる位相シフト角であり、βは前記磁場破壊材料（３）のパラメータであり、
前記パラメータβはすべての前記測定値Ｉｐｉについて同一であり、
前記処理ユニット（２５）は、前記計算が、前記基準（Ｃ）を最小化するような方法で実行されるように構成されており、
前記処理ユニット（２５）は、各々の前記反復において、
前記予測Ｈｉが、前記所定の初期値で初期化されるステップと、
次いで、前記パラメータβ、Δｉ、および前記破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000141
2021503598.tif 000142
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算されるステップであって、
Ａ’は、その座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000143
で形成されるベクトルであり、
Ｂ’は、その座標がそれぞれ
2021503598.tif 000144
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000145
次いで、前記誤差Ｅｉが計算されるステップと、
次いで、次式
2021503598.tif 000146
に従って前記基準Ｃが計算されるステップと、
次いで、前記基準Ｃに対応する前記予測Ｈｉが前記フィールドモデルによって計算されるステップと、
この計算された予測Ｈｉは、前記計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用されるステップと、
を実行するように構成されている
ことを特徴とする、磁気ロケータ（１）。
【請求項１４】
前記基準（Ｃ）の関数として前記測定値の前記予測Ｈｉを計算することによって前記受信機の位置（Ｐ）や方向（Ｑ）を計算できる前記フィールドモデルは、レーベンバーグ・マーカート最小化アルゴリズムを使用することを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の磁気ロケータ（１）。
【請求項１５】
計算機で実行されるときに、請求項１〜９のいずれか一項に記載の少なくとも１つの磁場破壊材料の存在下で磁気ロケータを補償する方法を実施するためのコード命令を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの破壊材料の存在下における磁気ロケータの補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ロケータは一般に、互いにしっかりと接続された１つまたは複数の送信機コイルを有する送信装置、いわゆる送信機と、互いにしっかりと接続された１つまたは複数の受信機コイルを有する受信装置、いわゆる受信機とを備えている。送信機コイルによって送信された磁場と受信機コイルによって測定された磁場との共同分析により、処理装置によって送信装置に対する受信装置の位置および／または向きを決定することができる。この処理ユニットは、測定に関して計算された誤差の最小化の基準の関数として測定の予測を計算することによって受信機の位置および／または方向を計算することを可能にするフィールドモデルを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、送信機と受信機との間の磁場破壊材料が存在する可能性があることである。特に、特定の導電性材料は、これらの材料が磁場に置かれると渦電流を発生させる可能性がある。この導電性材料を循環する渦電流は、破壊的な磁場を生成する。
【０００４】
したがって、破壊材料が存在すると、処理ユニットによる予測の計算において誤差が発生する。
【０００５】
本発明は、少なくとも１つの破壊材料の存在下で磁気ロケータを補償する方法および装置を提案することによりこの問題を解決することを目的とし、それにより、材料によって引き起こされる破壊的な磁場にもかかわらず、可能な限りその実際の位置および／またはその実際の向きに応じて受信機の正しい位置および／または方向を計算することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため、本発明の第１の主題は、少なくとも１つの磁場破壊材料の存在下における磁気ロケータの補償方法であって、磁気ロケータが、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つの送信機コイルと、少なくとも１つの送信機コイルに接続され、少なくとも１つの送信信号を生成する少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、少なくとも１つの送信機コイルが少なくとも１つの発電機から送信された送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場を送信する、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つの受信機コイルと、少なくとも１つの受信機コイルに接続され、それぞれの受信機コイルにおいて送信磁場によってそれぞれ誘導された受信磁場の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するような方法で供給する測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準の関数として測定値の予測Ｈｉを計算することにより、受信機の位置および／または配向を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニットと、
を備え、
誤差Ｅｉは、測定値Ｉｐｉと測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算され、
測定値の破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000003
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料によって測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは乱れの強度であり、αｉは磁場破壊材料によって引き起こされる位相シフト角であり、βは磁場破壊材料のパラメータであり、
パラメータβはすべての測定値Ｉｐｉについて同一であり、
計算は、基準を最小化するような方法で実行される。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、基準の関数として測定の予測Ｈｉを計算することによって受信機の位置および／または方向を計算するために使用されるフィールドモデルは、レーベンバーグ・マーカート最小化アルゴリズムを使用する。
【０００８】
いくつかの第１の実施形態を以下に説明する。各実施形態について、以下に記載される以下のステップは、各反復において実行される。
【０００９】
本発明の第１の実施形態によれば、各々の反復において、
予測Ｈｉは、所定の初期値で初期化され、
次いで、パラメータβがその座標上でベクトルＡ．β―Ｂを最小化するために、Δｉ、および破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000004
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算され、
Ａは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000005
で形成されるベクトルであり、
Ｂは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ
2021503598.tif 000006
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000007
次いで、誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000008
に従って基準Ｃが計算され、
次いで、基準Ｃに対応する予測Ｈｉがフィールドモデルによって計算され、
この計算された予測Ｈｉは、計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される。
【００１０】
本発明の別の第１の実施形態によれば、各々の反復において、
予測Ｈｉは、所定の初期値で初期化され、
次いで、Δｉ、パラメータβ、および破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000009
2021503598.tif 000010
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算され、
Ａは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000011
で形成されるベクトルであり、
Ｂは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000012
で形成されるベクトルであり、ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000013
次いで、誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000014
に従って基準Ｃが計算され、
次いで、基準Ｃに対応する予測Ｈｉを計算するためにフィールドモデルが使用され、
この計算された予測Ｈｉは、計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される。
【００１１】
いくつかの第２の実施形態を以下に説明する。
【００１２】
本発明の第２の実施形態によれば、各々の反復において、
予測Ｈｉは、所定の初期値で初期化され、
次いで、パラメータβがその座標上でベクトルＡ’．β＋Ｂ’を最小化するために、Δｉ、および破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000015
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算され、
Ａ’は、その座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000016
で形成されるベクトルであり、
Ｂ’は、その座標がそれぞれ
2021503598.tif 000017
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000018
次いで、誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000019
に従って基準Ｃが計算され、
次いで、基準Ｃに対応する予測Ｈｉがフィールドモデルによって計算され、
この計算された予測Ｈｉは、計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される。
【００１３】
本発明の別の第２の実施形態によれば、各々の反復において、
予測Ｈｉは、所定の初期値で初期化され、
次いで、Δｉ、パラメータβ、および破壊モデルＨｐｉが次式
2021503598.tif 000020
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算され、
Ａ’は、その座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000021
で形成されるベクトルであり、
Ｂ’は、その座標がそれぞれ
2021503598.tif 000022
で形成されるベクトルであり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000023
次いで、誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000024
に従って基準Ｃが計算され、
次いで、基準Ｃに対応する予測Ｈｉがフィールドモデルによって計算され、
この計算された予測Ｈｉは、計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される。
【００１４】
いくつかの第３の実施形態を以下に説明する。
【００１５】
本発明の第３の実施形態によれば、各々の反復において、
予測Ｈｉは、所定の初期値で初期化され、
パラメータβは、レーベンバーグ・マーカート最小化アルゴリズムの状態変数として追加され、
次いで、Δｉが次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってＨｉおよびＩｐｉの関数として計算され、
Δｉは次の連立方程式
2021503598.tif 000025
および
2021503598.tif 000026
の解であり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000027
次いで、誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000028
に従って基準Ｃが計算され、
次いで、基準Ｃに対応する予測Ｈｉがフィールドモデルによって計算され、
この計算された予測Ｈｉは、計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される。
【００１６】
本発明の別の第３の実施形態によれば、各々の反復において、
予測Ｈｉは、所定の初期値で初期化され、
パラメータβはレーベンバーグ・マーカート最小化アルゴリズムの状態変数として追加され、
次に、次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従ってΔｉがＨｉおよびＩｐｉおよびβの関数としてその座標上でベクトルＣ．Δ−Ｄを最小化するものとして計算され、
ΔはΔｉを座標とするベクトルΔであり、
Ｄは、その第１座標および第２座標がそれぞれ
2021503598.tif 000029
によって形成されるベクトルであり、
Ｃは、他の場所でΔｉにそれぞれ対応する係数として、
2021503598.tif 000030
および係数０を有する行列であり、
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000031
次いで、誤差Ｅｉが計算され、
次いで、次式
2021503598.tif 000032
に従って基準Ｃが計算され、
次いで、基準Ｃに対応する予測Ｈｉがフィールドモデルを用いて計算され、
この計算された予測Ｈｉは、計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで、続く反復で使用される。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、決定された周波数ωｉは互いに分離している。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、送信機は、複数の送信磁場をそれぞれ送信する複数の送信機コイルを備え、
測定装置は、各々の受信機コイルに関して、受信機コイルにおける複数の送信磁場によってそれぞれ誘導される複数の受信磁場を測定するとともに、１〜Ｎの範囲であるｉの測定値Ｉｐｉを形成する。
【００１９】
本発明の他の実施形態によれば、ロケータは、Ｋ個の異なる周波数ωｊｋで送信する送信機コイルとＪ個の受信機コイルとを備え、測定装置は、１〜Ｊの範囲のインデックスｊおよび１〜Ｋの範囲のインデックスｋの測定値Ｉｐｊｋを提供し、
処理ユニットは、
2021503598.tif 000033
として、
2021503598.tif 000034
および
2021503598.tif 000035
を計算し、
Ｈｊｋは予測、ρｊは破壊の強度、Ｈｐｊｋは破壊モデル、Ｈｐｊｋ−Ｉｐｊｋ＝０である。
【００２０】
本発明の他の実施形態によれば、ロケータは、Ｋ個の異なる周波数ωｊｋｌで送信するＬ個の送信機コイルまたはＬ個の送信機と、Ｊ個の受信機コイルとを含み、測定装置は、１〜Ｊの範囲のインデックスｊと、１〜Ｋの範囲のインデックスｋと、１〜Ｌの範囲のインデックスｌとに関する測定値Ｉｐｊｋｌを提供し、
処理ユニットは、
2021503598.tif 000036
として
2021503598.tif 000037
および
2021503598.tif 000038
を計算し、
Ｈｊｋｌは予測であり、ρｊｌは破壊の強度であり、Ｈｐｊｋｌは破壊モデルであり、Ｈｐｊｋｌ−Ｉｐｊｋｌ＝０である。
【００２１】
本発明の第２の主題は、磁気ロケータであって、
少なくとも１つの送信機であって、少なくとも１つの送信機コイルと、少なくとも１つの送信機コイルに接続され、少なくとも１つの送信信号を生成可能な少なくとも１つの発電機と、を含み、これにより、少なくとも１つの送信機コイルが少なくとも１つの発電機から送信された送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで送信磁場を送信できる、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、少なくとも１つの受信機コイルと、少なくとも１つの受信機コイルに接続され得、それぞれの受信機コイルにおいて送信磁場によってそれぞれ誘導された受信磁場の少なくとも１つの測定値Ｉｐｉを、１〜Ｎの範囲のｉに関する複数の測定値Ｉｐｉを提供するために供給可能な測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準の関数として測定値の予測Ｈｉを計算することにより、受信機の位置および／または配向を計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニットと、
を備え、
処理ユニットは、誤差Ｅｉが、測定値Ｉｐｉと測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算されるように構成されており、
測定値の破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000039
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料によって測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは乱れの強度であり、αｉは磁場破壊材料によって引き起こされる位相シフト角であり、βは磁場破壊材料のパラメータであり、
パラメータβはすべての測定値Ｉｐｉについて同一であり、
処理ユニットは、計算が、基準を最小化するような方法で実行されるように構成されている。
【００２２】
ロケータは、いくつかの実施形態に従って生成されてもよく、処理ユニットは、各反復において、方法の上記の各実施形態のステップをそれぞれ実装するように構成される。
【００２３】
本発明の第３の主題は、コンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムが計算機で実行されるとき、上記のように、少なくとも１つの磁場破壊材料の存在下で磁気ロケータを補償する方法を実装するためのコード命令を含むコンピュータプログラムである。
【００２４】
本発明は、添付の図面を参照して非限定的な例としてのみ与えられる以下の説明を読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態による磁気ロケータのモジュール式ブロック図を概略的に表す。
【図２】磁場破壊材料を概略的に表す。
【図３】３つの異なる材料の３つの磁気相図を模式的に表す。
【図４】３つの異なる材料の３つの磁気相図を模式的に表す。
【図５】３つの異なる材料の３つの磁気相図を模式的に表す。
【図６】本発明の実施形態に従って使用される、破壊された測定および破壊モデルＨｐｉを表すフレネル図である。
【図７】本発明の実施形態に従って使用される、破壊された測定および破壊モデルＨｐｉを表すフレネル図である。
【図８】本発明の実施形態によるロケータの処理ユニットのモジュール式ブロック図である。
【図９】第１のアルゴリズムを使用する、図８によるロケータの処理ユニットのモジュール式ブロック図である。
【図１０】第２のアルゴリズムを使用する、図８によるロケータの処理ユニットのモジュール式ブロック図である。
【図１１】第３のアルゴリズムを使用する、図８によるロケータの処理ユニットのモジュール式ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下は、図を参照した、磁気ロケータの補償方法および磁気ロケータの補償装置の説明である。
【００２７】
図１では、磁気ロケータ１または磁気ロケーションのための装置１は、１つまたは複数の送信機１０と、１つまたは複数の受信機２０とを備えている。
【００２８】
送信機１０は、１つの送信機コイルまたは複数（数Ｎｅ）の送信機コイル、例えばＥ１、Ｅ２、Ｅ３、および送信機コイルＥ１、Ｅ２、Ｅ３に接続され、それぞれの送信信号で送信機コイルを制御する、少なくとも１つの送信信号の生成器または複数の生成器、例えば１０１、１０２、１０３を含む。送信機コイルは、既知の位置を占め、既知の向きを有し、且つ、例えば別々の軸線に沿って向けることができるように、送信機１０の同一の機械的支持体にしっかりと取り付けられる。送信機１０は、例えば、既知の位置および既知の向きを有する。ここで、非限定的な例として、送信機１０が３つの別個の軸線に沿って、例えば正規直交基準フレームの３つの軸線に沿って向けられた３つの送信機コイルＥ１、Ｅ２、Ｅ３を備えるシステムの場合を考える。コイルＥ１、Ｅ２、Ｅ３のそれぞれの磁気モーメントのこれらの３つの軸線は、巻線の軸線に直交するコイルの場合、コイルの巻線の軸線と同一線上にあり得る。しかしながら、コイルが９０°ではない場合、例えば４５°である場合、３つの軸線はそれらとは異なり得る。送信機コイルＥ１、Ｅ２、Ｅ３の端子間に電圧がかかると、トランスミッタコイルＥ１、Ｅ２、Ｅ３に電流が循環し、そこを流れる電流に比例した磁場Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３が生成され、そしてその形状はコイルの特徴（向き、磁気モーメント、形状など）に依存する。電圧源は、例えば、電流の生成を駆動する送信機コイルＥ１、Ｅ２、Ｅ３の端子間に電圧をかけるための発電機１０１、１０２、１０３として使用されてもよい。
【００２９】
各発電機１０１、１０２、１０３が始動され、それぞれ送信機コイルＥ１、Ｅ２、Ｅ３に接続されると、各送信機コイルＥ１、Ｅ２、Ｅ３は、発電機１０１、１０２、１０３によって送られる送信信号に応答して送信磁場Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３をそれぞれ送信する。送信信号および送信磁場Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３はそれぞれ、例えば正弦波であり、例えば定められた周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３をそれぞれ有する。定められた周波数は、互いに同一であっても、互いに異なっていてもよい。定められた周波数は、例えば、１００Ｈｚ〜５０ｋＨｚであり得る。
【００３０】
受信機２０は、１つの受信機コイルまたはいくつかの（数Ｎｒ）受信機コイル、例えばＲ１、Ｒ２、Ｒ３、および受信機コイルＲ１、Ｒ２、Ｒ３に接続される測定装置２１を備えている。受信機コイルの数Ｎｒは、送信機コイルの数Ｎｅと異なっていても等しくてもよい。受信機コイルは、受信機１２０の１つの同じ機械的支持体にしっかりと取り付けられており、例えば、別個の軸線に沿って向けられてもよい。受信機２０は、例えば、既知の位置および既知の向きを有する。ここでは、例として、受信機２０が３つの別個の軸線に沿って、例えば正規直交基準系の３つの軸線に沿って向けられた３つの受信機コイルＲ１、Ｒ２、Ｒ３を備えるシステムの場合を考える。コイルＲ１、Ｒ２、Ｒ３のそれぞれの磁気モーメントのこれらの３つの軸線は、巻線の軸線に直交するコイルの場合には、コイルの巻線の軸線と同一線上にあり得る。しかしながら、コイルが９０°でない場合、例えば４５°である場合、３つの軸線はそれらとは異なり得る。可変磁場が存在する場合、磁場の磁束の変化に比例する電圧（測定値）が受信機コイルに現れる。たとえば電圧計または他の同様の手段を使用して受信機コイルの端子間の電圧を測定することによって、またはたとえば電流計または他の同様の手段によって受信機コイルを流れる電流（測定値）を測定することによって、特に受信機コイルの磁気モーメントを含む受信機コイルの特徴が既知であるという条件で、受信機コイルが受ける磁場を決定することができる。
【００３１】
測定装置２４は、各受信機コイルＲ１、Ｒ２、Ｒ３について、複数の送信磁場Ｂｅ１、Ｂｅ２、Ｂｅ３によってそれぞれ誘導され、１〜Ｎの範囲のｉについて測定値Ｉｐｉと呼ばれる複数の受信磁場を測定し、例えば、この目的のため、それぞれ受信機コイルＲ１、Ｒ２、Ｒ３に接続されている測定モジュール２１、２２、２３を含む。Ｎ＝Ｎｒ．Ｎｅ個の送信機コイルおよび受信機コイルの対があり得、それにより、測定装置２４によってＮ回の測定値Ｉｐｉを構成することが可能になる。一実施形態によれば、Ｎは１よりも大きい。測定値Ｉｐｉは、例えば、それぞれが利得および位相を有する複素数である。測定値Ｉｐｉは、例えば、測定装置２４の復調出力に供給される。送信信号が決定された周波数の正弦波である場合、対応する測定値Ｉｐｉも同じ決定された周波数の正弦波である。したがって、図１の例では、測定装置２１は、受信機コイルＲ１に接続された測定モジュール２１を介して：
送信機コイルＥ１の送信磁場Ｂｅ１によって受信機コイルＲ１に誘導される受信磁場Ｂｒ１１（Ｅ１→Ｒ１と表記）、
送信機コイルＥ２の送信磁場Ｂｅ２によって受信機コイルＲ１に誘導される受信磁場Ｂｒ２１（Ｅ２→Ｒ１と表記）、
送信機コイルＥ１の送信磁場Ｂｅ３によって受信機コイルＲ１に誘導される受信磁場Ｂｒ３１（Ｅ３→Ｒ１と表記）、
を測定する。
【００３２】
測定装置２１は、受信機コイルＲ２に接続された測定モジュール２３を介して：
送信機コイルＥ１の送信磁場Ｂｅ１によって受信機コイルＲ２に誘導される受信磁場Ｂｒ１２（Ｅ１→Ｒ２と表記）、
送信機コイルＥ２の送信磁場Ｂｅ２によって受信機コイルＲ２に誘導される受信磁場Ｂｒ２２（Ｅ２→Ｒ２と表記）、
送信機コイルＥ１の送信磁場Ｂｅ３によって受信機コイルＲ２に誘導される受信磁場Ｂｒ３２（Ｅ３→Ｒ２と表記）、
を測定する。
【００３３】
測定装置２１は、受信機コイルＲ３に接続された測定モジュール２２用に、
送信機コイルＥ１の送信磁場Ｂｅ１によって受信機コイルＲ３に誘導される受信磁場Ｂｒ１３（Ｅ１→Ｒ３と表記）、
送信機コイルＥ２の送信磁場Ｂｅ２によって受信機コイルＲ３に誘導される受信磁場Ｂｒ２３（Ｅ２→Ｒ３と表記）、
送信機コイルＥ１の送信磁場Ｂｅ３によって受信機コイルＲ３に誘導される受信磁場Ｂｒ３３（Ｅ３→Ｒ３と表示）、
を測定する。
【００３４】
送信機１０および受信機２０は、一方で送信装置１０の発生器１０１、１０２、１０３に接続され、他方で受信装置２０の測定装置２４に接続される処理ユニット２５（例えば、マイクロプロセッサを備えることができる）に接続されている。処理ユニット２５は、送信された送信信号および受信された測定値Ｉｐｉを処理するように構成され、したがって、これらの送信された送信信号およびこれらの測定値Ｉｐｉから、送信機１０に対する受信機２０の位置Ｐおよび向きＱを検索することを可能にする。処理ユニット２５は、送信機コイルに印加される送信信号の特徴に関する情報、ならびに受信機コイルを通って流れる信号の特徴に関する情報（受信機コイルによる受信磁場、したがって測定値Ｉｐｉを表す）を受信する。処理ユニット２５は、送信機コイルに印加される送信信号の特徴に関する情報、ならびに受信機コイルを通って流れる信号の特徴に関する情報（受信機コイルによる受信磁場、したがって測定値Ｉｐｉを表す）を受信する。処理ユニット２５は、受信機コイルによって感知された受信磁場の強度および位相に基づき、例えば、レーベンバーグ・マーカート（Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ）型の最小化アルゴリズムを使用して、すべての送信機コイルに対するすべての受信機コイルの位置Ｐおよび向きＱの空間座標を決定し、測定された磁場（受信磁場または測定値Ｉｐｉ）と、送信機と受信機とに関する事前の知識に基づいてモデル化された理論的な磁場との間の誤差を最小限に抑えることを可能にする。
【００３５】
磁場破壊材料３は、送信機１０の送信機コイルと受信機２０の受信機コイルとが例示されている図２に示すように、ロケータ１の近く、例えば送信機１０と受信機２０との間、またはそれらの近くに存在し得る。破壊材料３は、例えば導電性材料、例えば金属であってよい。可変磁場内に配置されたあらゆる導電性材料３は、図２の電流ループＣＦで表されるように、導電性材料３に渦電流を発生させる。次に、この導体３を循環する渦電流ＣＦは、破壊的な磁場を発生させ、その位相は、導体３のインピーダンスに依存する。しかし、この位相は、所定の周波数に対して一定である。破壊材料３は、例えば、人工股関節の大腿骨頭、人工股関節の大腿骨ステム、例えば、銅製の金属板、別の金属コイル（送信機コイルおよび受信機コイル以外）などまたはその他の、人工金属であってもよい。
【００３６】
かく乱物質により誘導された磁場が送信機の信号と同相でない場合、かく乱を検出し、部分的にそれを補償することができる。概説された方法は、単一の妨害波を補償することを可能にするが、信号の位相の妨害を補償しない。
【００３７】
状況は、図３、図４、および図５の３つの相図（横軸の磁場の実部Ｒｅ、縦軸の磁場の虚部Ｉｍ）で要約でき、Ｂｐは、破壊なしの初期磁場（たとえば、送信磁場Ｂｅ１またはＢｅ２またはＢｅ３）、Ｂｓは磁場破壊材料３の渦電流ＣＦによって送信される磁場、Ｂｃは結果として生じる磁場であり、ＢｐとＢｓとの合計に等しくなる。
【００３８】
図３において、強磁性材料（例えばフェライトなど）の場合、材料は、渦電流がなく、初期磁場Ｂｐと結果の磁場Ｂｃとの間に位相シフトがない強磁性破壊を生成する。
【００３９】
図４において、（例えば、銅および／または銀および／またはアルミニウム板のような）導電性である磁場破壊材料３の場合、材料３によって誘導される渦電流ＣＦは、初期磁場Ｂｐを低減し、位相シフトを導入する効果を有する二次磁場Ｂｓを生成する。結果として生じる磁場Ｂｃは位相シフトされ、初期磁場Ｂｐに対して振幅が小さくなる。
【００４０】
図５において、比較的低周波数に対する混合された（強磁性と導電性の両方の）磁場破壊材料３の場合、強磁性の性質は、結果として生じる磁場Ｂｃの振幅が初期磁場Ｂｐよりも大きいことを意味する。材料３によって同時に誘導される渦電流ＣＦは、位相シフトを引き起こす。周波数が増加すると、強磁性の影響が減少し、材料３ＣＦによって誘導される渦電流ＣＦの影響が増加し、結果として生じる磁場Ｂｃの振幅がますます減少し、位相シフトが増加し、次いで材料３に固有の法則に従って減少する。
【００４１】
本発明は、材料３により誘導される渦電流ＣＦによる破壊Ｂｓを補償することを可能にする。強磁性破壊はゼロであると仮定される。
【００４２】
磁場破壊材料３は、送信機コイルに対して空間内の特定の位置にある導電性金属物体であり得る。これは、金属オブジェクトが移動すると、特徴が異なる新しいかく乱物質を構成することを意味する。
【００４３】
磁気ロケータ１は、以下に説明する磁場破壊材料３の存在を補償する方法を実施する。
【００４４】
図８において、ロケータ１は、測定値の予測Ｈｉを測定値Ｉｐｉに関して計算された誤差Ｅｉの最小化の基準Ｃの関数として計算することにより、受信機２０の位置Ｐおよび／または方向Ｑを計算することを可能にする場をモデル化するモジュール２６を含む処理ユニット２５を含む。このモジュール２６は、例えば、予測Ｈｉを計算するためのカルマンフィルタを含み得る。モジュール２６は、妨害が存在しない場合、および受信機２０の位置Ｐおよび／または向きＱの関数としてＮ個の測定値を予測するロケータ１の物理モデルを破棄して予測Ｈｉを提供する。モジュール２６は、位置Ｐおよび／または向きＱ（またはセンサＰ、Ｑの状態）を検索し、基準Ｃを検証する予測Ｈｉを計算する。基準Ｃは、モジュール２６によって予測Ｈｉと測定値Ｉｐｉとの間の偏差（たとえば、Ｌ２の意味での誤差のノルムである場合があり、１〜Ｎの範囲のｉの誤差Ｅｉの二乗の合計）を表すものと見なされる。基準Ｃは、例えばＬ２の意味で採用される誤差Ｅｉのノルムとして計算できる。一実施形態によれば、基準Ｃは、１〜Ｎの範囲のｉにわたる誤差Ｅｉの二乗の合計であるとして計算することができる。一実施形態によれば、基準Ｃは、以下の式
2021503598.tif 000040
に従って計算することができる。
【００４５】
一実施形態によれば、誤差Ｅｉは、次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って、測定値Ｉｐｉと測定値の乱されたモデルＨｐｉとの間の差であるとして、誤差計算モジュール２７によって計算される。
【００４６】
ある瞬間に、１〜Ｎの範囲のｉについて、モデル２６からのＮ個の複素測定値ＩｐｉとＮ個の複素予測値Ｈｉとがある。これらの各測定値Ｉｐｉは、特定の周波数または角周波数（周波数に２πを掛けたものに等しい）で行われ、ωｉの下に書き込まれる。
【００４７】
測定値Ｉｐｉは、例えば、これらの測定値Ｉｐｉを座標として有するベクトルＩｐ、すなわち、
2021503598.tif 000041
に記憶される。
【００４８】
予測Ｈｉは、例えば、これらの予測Ｈｉを座標として有するベクトルＨ（Ｐ、Ｑ）、すなわち、
2021503598.tif 000042
に記憶される。
【００４９】
渦電流Ｐｉ＝０による磁場破壊材料３が存在しない場合、モデル２６は適切に調整されていると仮定され、また時間ｔの関数として、式Ｈｉ（ｔ）＝Ｉｉ（ｔ）＋εｉ（εｉは無視できる）（テキストの残りの部分ではεｉ＝０）に従って測定値に正確に従っていると仮定される（そして、磁場破壊材料３が存在しない場合、Ｉｉと呼ばれる）。
【００５０】
磁場破壊材料３が存在する場合、無視できない破壊Ｐｉが測定値Ｉｉに追加され、これによりＩｐｉ＝Ｉｉ＋Ｐｉが得られ、破壊モデルＨｐｉはＨｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉに等しくなる。図６は、破壊されていない測定値Ｉｉに対する破壊された測定値Ｉｐｉを表すフレネル図である。図７は、破壊モデルＨｐｉに対する破壊されていない予測Ｈｉを表すフレネル図である。
【００５１】
それ自体が正確な測定値Ｉｐｉには補正は行われないが、破壊Ｐｉは、破壊モデルＨｐｉを計算して、基準Ｃが最小になるようにモデル化される。一実施形態によれば、処理ユニット２５は、測定値Ｉｐｉに関して計算された誤差Ｅｉの最小化の基準Ｃを計算するためのモジュール２９を備える。一実施形態によれば、
2021503598.tif 000043
である。
【００５２】
一実施形態によれば、磁場破壊材料３に特有のパラメータβの関数として、例えばパラメータβの関数としてのみ、測定値Ｉｐｉへの予測Ｈｉの投影を破壊モデルＨｐｉとして計算する。この投影により、渦電流による磁場破壊材料３の影響を低減することができる。
【００５３】
一実施形態によれば、基準Ｃ＝ＥＴ．ＥはＥ＝Ｉｐ−Ｈｐ（Ｈ、Ｉｐ、β）を用いて最小化される。
【００５４】
ベクトルＨｐ（Ｈ、Ｉｐ、β）は、ＨのＩｐへの投影関数であり、ベクトルＨ（Ｐ、Ｑ）およびベクトルＩｐの関数として計算される。
【００５５】
ベクトルＨｐ（Ｈ、Ｉｐ、β）は、１〜Ｎまでの範囲のｉについて、この破壊モデルＨｐｉを座標として有している。つまり、
2021503598.tif 000044
である。
【００５６】
測定の破壊されたモデルＨｐｉは、以下の式
2021503598.tif 000045
Ｉｉ＝Ｈｉ＝Ｉｐｉ−Ｐｉ
による測定値Ｉｐｉおよび予測Ｈｉに基づいて破壊モデルを計算するモジュール２８によって計算され、
Ｐｉは磁場破壊材料３によって測定値Ｉｐｉに対して行われた破壊であり、ρｉは破壊Ｐｉの強度であり、αｉは破壊Ｐｉ中の磁場破壊材料３によって生じる位相シフト角度である。
【００５７】
位相シフト角αｉは、式
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）
に従って、磁場破壊材料３の特徴的な関係によって関係付けられ、
βは磁場破壊材料３の特性パラメータである。
【００５８】
パラメータβは、すべての測定値Ｉｐｉで同一であると計算され、妨害物質３をモデル化するインダクタンスＬｐと妨害物質３をモデル化する抵抗Ｒｐとの比を表し、破壊物質３のインピーダンスはＺｐ＝Ｒｐ＋ｊ．Ｌｐ．ωｉである。
【００５９】
破壊Ｐｉおよび／または破壊Ｐｉの強度ρｉおよび／または位相シフト角αｉおよび／またはパラメータβおよび／または破壊モデルＨｐｉは、誤差Ｅｉを最小化するような方法で計算される。
【００６０】
ベクトル投影関数Ｈｐ（Ｈ、Ｉｐ、β）は、パラメータβを特定するためにモデル化される。
【００６１】
ｉが１〜Ｎの範囲の場合、Ｎ個の方程式が解かれる。
【００６２】
Ｉｉ＝ＨｉおよびＩｐｉ＝Ｈｐｉとすると、これにより
Ｈｉ＋Ｐｉ−Ｉｐｉ＝０
が得られ、次いで、投影されたモデルベクトルＨｐが取得され、その座標は次の方程式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））
2021503598.tif 000046
で与えられるＨｐｉであり、
Δｉは投影距離と呼ばれる。
【００６３】
破壊Ｐｉおよび／または破壊Ｐｉの強度ρｉおよび／または位相シフト角αｉおよび／またはパラメータβおよび／または破壊モデルＨｐｉおよび／または投影距離Δｉは、処理ユニット２５によって、図８〜図１１のいずれかによる連続的な反復を使用する計算方法によって計算され得る。例えば、一実施形態によれば、各反復において、
モジュール２６の予測Ｈｉは、所定の値で初期化され、
次いで、モジュール２８を使用して、説明した計算方法またはアルゴリズムの１つによって、破壊されたモデルＨｐｉを、ＨｉとＩｐｉの関数として、たとえば次式
2021503598.tif 000047
2021503598.tif 000048
Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））、
に従って計算し、
次いで、モジュール２７を使用して、式Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉに従って誤差Ｅｉを計算し、
次いで、式
2021503598.tif 000049
に従って、または式
2021503598.tif 000050
に従って、モジュール２９を使用して基準Ｃを計算し、
次いで、モジュール２６のモデルを使用して、モデルの、例えばレーベンバーグ・マーカート型の最小化アルゴリズムを使用して、基準Ｃに対応する予測Ｈｉを計算する。この最小化アルゴリズムは、モジュール２６を介して、基準Ｃによる測定値Ｈｉと測定値Ｉｐｉとの間の予測Ｈｉの間の偏差を最小にする受信機２０の位置Ｐおよび／または方向Ｑを検索する。モデル２６によってこのように計算された予測Ｈｉは、次の反復に使用される。反復は、例えば、計算された基準Ｃが所定の非ゼロの正の境界η未満になるまで継続される。
【００６４】
破壊物質３が送信機１０および／または受信機２０に対して移動している場合、パラメータβは、破壊物質３の移動の関数として時間とともに変化する。
【００６５】
処理ユニット２５の各モジュール２６、２７、２８、２９および／または方法の各ステップは、例えば１つまたは複数の計算機、１つまたは複数のコンピュータ、１つまたは複数のマイクロプロセッサおよび１つ以上のコンピュータプログラムなどの計算手段によって実装することができる。コンピュータプログラムは、補償方法を実施するためのコード命令を含む。
【００６６】
一実施形態によれば、磁気ロケータ１は、
少なくとも１つの送信機１０であって、複数（Ｎｅ）の送信機コイルと、送信機コイルに接続され、少なくとも１つの送信信号を生成可能な発電機と、を含み、これにより、各々の送信機コイルが、発電機から送信された送信信号に応じて、少なくとも１つの既定の周波数ωｉで少なくとも１つの送信磁場を送信できる、少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機であって、１つまたはそれ以上（Ｎｒ）の受信機コイルと、少なくとも１つの受信機コイルに接続され得、それぞれの受信機コイルにおいて複数の送信磁場によってそれぞれ誘導された、１〜Ｎの範囲のｉに関する測定値Ｉｐｉと呼ばれる複数の受信磁場を測定可能な測定装置と、を含む、少なくとも１つの受信機と、
それ自体が測定値Ｉｐｉに関して計算される誤差Ｅｉの関数として計算された基準Ｃの関数として測定値の予測Ｈｉを計算することにより、受信機の位置Ｐおよび／または配向Ｑを計算することを可能にするフィールドモデルを含む処理ユニット２５と、
を備え、
処理ユニット２５は、誤差Ｅｉが、測定値Ｉｐｉと測定値の破壊モデルＨｐｉとの差として、予測Ｈｉの初期の規定値から次式
Ｅｉ＝Ｉｐｉ−Ｈｐｉ
に従って連続した反復によって計算されるように構成されており、
測定値の破壊モデルＨｐｉは次式
Ｈｐｉ＝Ｈｉ＋Ｐｉ、
2021503598.tif 000051
αｉ＝−ａｒｃｔａｎ（β．ωｉ）、
を検証し、
Ｐｉは磁場破壊材料３によって測定値Ｉｐｉに加えられた乱れであり、ρｉは乱れの強度であり、αｉは磁場破壊材料３によって引き起こされる位相シフト角であり、βは磁場破壊材料３のパラメータであり、
パラメータβはすべての測定値Ｉｐｉについて同一であり、
処理ユニット２５は、計算が、基準Ｃを最小化するような方法で実行されるように構成されている。
【００６７】
処理ユニット２５は、このように磁場破壊材料３の存在を補償するように構成される。
【００６８】
磁気ロケータ１は、このように、その処理ユニット２５に、磁場破壊材料３の存在を補償するための手段を備える。
【００６９】
以下は、図９を参照して、計算を実行するための第１のアルゴリズムの説明である。
【００７０】
一実施形態によれば、式Ｈｉ−Ｉｐｉ＋Δｉ．Ｈｉ．（ｊ＋β．ωｉ））＝０の場合、実数部と虚数部に２つの方程式系が得られる。これにより、Δｉとβの一意の解、つまり解
2021503598.tif 000052
および
2021503598.tif 000053
が得られる。
【００７１】
一実施形態によれば、第１の計算アルゴリズムＡは、Ｈｐｉを与える前述の式から得られる、以下の連立方程式
2021503598.tif 000054
および
2021503598.tif 000055
の解であるとして計算されるようにβを準備する。
ｉは１〜Ｎの範囲であり、
2021503598.tif 000056
【００７２】
一実施形態によれば、この第１の計算アルゴリズムＡは、その座標にわたってベクトルＡ．β−Ｂを最小化するものとして計算されるパラメータβを準備することができ、ここで、
Ａは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000057
で形成されるベクトルであり、
Ｂは、その第１の座標および第２の座標がそれぞれ
2021503598.tif 000058
で形成されるベクトルである。
【００７３】
一実施形態では、パラメータβは、１〜Ｎの範囲のｉについて、ベクトルＡ．β−Ｂの座標の二乗の合計を最小化するものとして計算することができる。
【００７４】
別の実施形態では、パラメータβは、ベクトル方程式Ａ．β＝Ｂに対する最小解であるとして、
2021503598.tif 000059
により計算することができる。
【００７５】
演算子Ｔは転置を示す。
【００７６】
別の実施形態では、Ｗと表される重み付け行列は、
Ｗ＝Ｐ．Ｉとして、
（Ｗ．Ａ）．β＝（Ｗ．Ｂ）、
およびＰ＝（ｐ１、ｐ２、ｐ３、…、ｐＮ）
のように使用される。
【００７７】
パラメータβは次のように計算できる。
2021503598.tif 000060
【００７８】
たとえば、ｐｉはＨｉのノルムの累乗に等しくすることができる。
2021503598.tif 000061
【００７９】
したがって、ｋが大きいほど、小さい測定値に対して大きい測定値が考慮される。ｋ＝２は良い妥協案のようである。このことは、誤った位相につながるベクトルＡとＢの座標の小さな値を回避し、βの推定において、それらはより頻繁に拒否される可能性がある。
【００８０】
一実施形態では、この第１の計算アルゴリズムＡは、
式、
2021503598.tif 000062
に従ってΔｉを計算するステップと、
式
2021503598.tif 000063
または
2021503598.tif 000064
に従ってβを計算するステップと、
図９に示すように、式、Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））に従ってＨｐｉ、を計算するステップと、
によって実装することができる。
【００８１】
以下は、図１０を参照した、第２の計算アルゴリズムの説明である。
【００８２】
一実施形態によれば、式
Ｈｉ−Ｉｐｉ＋Δｉ．Ｈｉ．（ｊ＋β．ωｉ））＝０の場合、
実数部と虚数部で２つの方程式系を取得し、Δｉとβの一意の解、つまり
2021503598.tif 000065
が得られる。
【００８３】
一実施形態によれば、第２の計算アルゴリズムＢは、以下の方程式
2021503598.tif 000066
の解であるとして計算されるようにβを準備し、
ｉは１〜Ｎの範囲である。
【００８４】
一実施形態によれば、この第２の計算アルゴリズムＢは、その座標にわたってベクトルＡ’．β＋Ｂ’を最小化するものとして計算されるパラメータβを準備することができ、
Ａ’は、その座標がそれぞれ、
2021503598.tif 000067
で形成されるベクトルであり、
Ｂ’は、その座標がそれぞれ
2021503598.tif 000068
で形成されるベクトルである。
【００８５】
一実施形態では、パラメータβは、１〜Ｎまでの範囲のｉについて、ベクトルＡ’．β＋Ｂ’の座標の二乗の合計を最小化するものとして計算することができる。
【００８６】
別の実施形態では、パラメータβは、ベクトル方程式Ａ’．β＝−Ｂ’に対する最小解であるとして、
2021503598.tif 000069
により計算することができる。
【００８７】
一実施形態では、この第２の計算アルゴリズムＢは、
上記の座標に従ってベクトルＡ’とＢ’を計算するステップと、
前述の重み付け行列Ｗが使用される場合、
式
2021503598.tif 000070
または式
2021503598.tif 000071
に従ってβを計算するステップと、
図１０に示すように、式
2021503598.tif 000072
に従ってΔｉを計算し、式Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））に従ってＨｐｉを計算するステップと、
によって実装することができる。
【００８８】
以下は、図１１を参照した、第３の計算アルゴリズムＣの説明である。
【００８９】
一実施形態によれば、式
Ｈｉ−Ｉｐｉ＋Δｉ．Ｈｉ．（ｊ＋β．ωｉ））＝０の場合、
実数部と虚数部で２つの連立方程式、すなわち、
2021503598.tif 000073
および
2021503598.tif 000074
が得られる。
【００９０】
一実施形態によれば、第３の計算アルゴリズムＣは、この方程式系の解であるとして計算されるβを準備する。例えば、逆解を生成するレーベンバーグ・マーカートアルゴリズムも、パラメータβを状態変数として計算する。
【００９１】
一実施形態によれば、この第３の計算アルゴリズムＣは、その座標にわたってベクトルＣ．Δ−Ｄを最小化することとして計算される座標としてΔｉを有するベクトルΔを準備することができ、ここで、
Ｄは、その第１座標および第２座標がそれぞれ
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によって形成されるベクトルであり、
Ｃは、他の場所でΔｉにそれぞれ対応する係数として、
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を有する行列であり、つまり、ベクトルＣ．Δ−Ｄは、
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に等しい。
【００９２】
別の実施形態では、パラメータβは、ベクトル方程式Ｃ．Δ＝Ｄの解であるとして計算することができる。例えば、Ｃの疑似逆行列である行列Ｃ＋が計算され、ベクトルΔが、
Δ＝Ｃ＋．Ｄ．
と計算される。
【００９３】
一実施形態では、この第３の計算アルゴリズムＣは、
レーベンバーグ・マーカートアルゴリズムによってパラメータβを推定するステップと、
行列ＣとベクトルＤとを計算し、例えば、Δ＝Ｃ＋．ＤによりベクトルΔを計算して、方程式Ｃ．Δ＝Ｄを検証するステップと、
図１１に示すように、式Ｈｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））に従ってＨｐｉを計算するステップと、
によって実装することができる。
【００９４】
以下は、本発明による補償方法および装置の変形例の説明である。この変形によれば、各送信機コイルはいくつかの周波数を送信する。したがって、送信機コイル軸ごとにいくつかの周波数が送信される。したがって、磁場破壊材料３は、いくつかの磁場破壊材料３を構成し、投影距離は、異なる周波数に対してリンクされていると考えることができる。例えば、Ｋが２以上でＪが２以上であるＫ個の異なる周波数で送信する送信機コイルおよびＪが２以上であるロケータｌを考えることが可能である。これは、Ｎ＝Ｋ．Ｊ個の測定値Ｉｐｉを与える。これにより、次の形式のＮ個の方程式が得られる。
Ｉｐｉ＝Ｈｉ．（１＋Δｉ．（ｊ＋β．ωｉ））
【００９５】
［１、Ｎ］に属するインデックスｉを、［１、Ｊ］に属する２つのインデックスｊと［１、Ｋ］に属するｋとに分解することができる。上記の方程式は、次のようになる。
Ｉｐｊｋ＝Ｈｊｋ．（１＋Δｊｋ．（ｊ＋β．ωｊｋ））
【００９６】
当業者に知られているように、すべての方程式において、インデックスに現れない文字ｊは複素数であり、その二乗は−１に等しい。
【００９７】
変数の変更は、
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と設定され、ρｊはｊのみに依存する。
【００９８】
最小化される方程式は次のようになる。
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【００９９】
これにより、Ｊ＋１の未知数を最小化する２ＪＫの連立方程式が得られる。
【０１００】
一実施形態によれば、２．Ｊ．Ｋ≧Ｊ＋１である。
【０１０１】
２つずつ解決すると、次のようになる。
2021503598.tif 000080
【０１０２】
最小二乗解は、
2021503598.tif 000081
および
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次のように表される。
【０１０３】
Ｌが２以上のＬ個の送信機１０が存在する場合、［１、Ｌ］に属する第３のインデックスｌがあり、以下の式
2021503598.tif 000083
および
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に従って、送信機１０ｌごとに１つのパラメータβ１が検索される。
【０１０４】
この場合、Ｌ（Ｊ＋１）の未知数に対して２ＪＫＬの測定がある。一実施形態によれば、２．Ｊ．Ｋ．Ｌ≧Ｌ．（Ｊ＋１）である。
【０１０５】
軸あたりの周波数の数を増やしても、未知数の数は増えず、冗長性が増えることがわかる。
【０１０６】
もちろん、上記の可能性、実施形態、特徴、変形、および例は、互いに組み合わせることができ、または互いに独立して選択することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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