(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の方向である第一方向、前記第一方向と交差する第二方向及び第三方向のうち、前記第一方向に移動する磁性体の磁気モーメントによる磁界を検出可能な磁気検出装置であって、
前記磁界の前記第一方向の成分である第一磁界成分を測定可能な第一磁気センサと、
前記第一磁気センサと近接又は一体であって、前記磁界の前記第二方向の成分である第二磁界成分、及び、前記磁界の前記第三方向の成分である第三磁界成分の少なくとも何れか一方を含む可能磁界成分を測定可能な第二磁気センサと、
制御部と、
前記制御部により実行されるプログラムを記憶した記憶部と、
を備え、
前記制御部は、
前記記憶部に記憶した前記プログラムを実行することにより、
前記第一方向に移動する前記磁性体が前記第一磁気センサに最も近接したときの前記磁性体の位置である最近接位置を通過した時機を検出する最近接検知処理と、
前記時機に前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分、及び、前記第二磁気センサが測定した前記可能磁界成分を取得する最近接時成分取得処理と、
前記第一磁気センサの位置から所定距離離れた所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得する定位置時成分取得処理と、
前記最近接時成分取得処理及び前記定位置時成分取得処理の夫々で取得した前記第一磁界成分に基づいて、前記磁性体と前記第一磁気センサとの前記第三方向の距離である第三方向距離を推定する距離推定処理と、
前記距離推定処理で推定した前記第三方向距離、及び、前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記可能磁界成分の少なくとも一方に基づいて、前記磁気モーメントの大きさを推定する磁気モーメント量推定処理と、
を実行することを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記可能磁界成分に基づき、前記磁気モーメントの姿勢角を推定する姿勢角推定処理を更に実行し、
前記磁気モーメント量推定処理において、更に前記姿勢角推定処理で推定した前記姿勢角に基づいて、前記磁気モーメントの大きさを推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記可能磁界成分は、前記第二磁界成分及び前記第三磁界成分を含み、
前記制御部は、
前記姿勢角推定処理において、
前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記第二磁界成分に基づいて、前記姿勢角の前記第三方向を軸とした回転方向の成分である第一回転角を推定し、
前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記第三磁界成分に基づいて、前記姿勢角の前記第二方向を軸とした回転方向の成分である第二回転角を推定し、
前記磁気モーメント量推定処理において、
前記姿勢角推定処理で推定した前記第一回転角と、前記距離推定処理で推定した前記第三方向距離と、前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記第二磁界成分の何れかと、に基づいて、前記磁気モーメントの前記第一方向と前記第二方向とを含む平面に投影した成分である第一磁気モーメント成分を推定し、
前記姿勢角推定処理で推定した前記第二回転角と、前記距離推定処理で推定した前記第三方向距離と、前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記第三磁界成分の何れかと、に基づいて、前記磁気モーメントの前記第一方向と前記第三方向とを含む平面に投影した成分である第二磁気モーメント成分を推定し、
前記第一磁気モーメント成分及び前記第二磁気モーメント成分に基づいて前記磁気モーメントの大きさを推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記磁気モーメント量推定処理で推定された前記磁気モーメントの大きさが予め決められた閾値以上の大きさの場合、前記磁性体が武器であると判断する武器判断処理を更に実行することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の磁気検出装置。
【請求項５】
二つの前記第一磁気センサを備え、
二つの前記第一磁気センサは互いに前記第一方向に前記所定距離離れて設けられ、
前記制御部は、
前記定位置時成分取得処理において、
前記最近接時成分取得処理で一方の前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得した場合に他方の前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を、前記所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分として取得する
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の磁気検出装置。
【請求項６】
前記磁性体の前記第一方向の移動速度を推定する速度推定部を更に備え、
前記制御部は、
前記定位置時成分取得処理において、
前記速度推定部により推定された前記移動速度及び前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分に基づいて前記所定位置を決定し、前記所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得する
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の磁気検出装置。
【請求項７】
特定の方向である第一方向、前記第一方向と交差する第二方向及び第三方向のうち、前記第一方向に移動する磁性体と、第一磁気センサ及び前記第一磁気センサと近接又は一体である第二磁気センサの少なくとも一方との距離を、前記第一磁気センサ及び前記第二磁気センサを用いて推定する検出方法であって、
前記第一磁気センサは、磁界の前記第一方向の成分である第一磁界成分を測定可能であり、
前記第二磁気センサは、前記磁界の前記第二方向の成分である第二磁界成分、及び、前記磁界の前記第三方向の成分である第三磁界成分の少なくとも何れか一方を含む可能磁界成分を測定可能であり、
前記第一方向に移動する前記磁性体が前記第一磁気センサに最も近接したときの前記磁性体の位置である最近接位置を通過した時機を検出する最近接検知工程と、
前記時機に前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分、及び、前記第二磁気センサが測定した前記可能磁界成分を取得する最近接時成分取得工程と、
前記最近接位置から前記第一方向に所定距離離れた前記磁性体の位置である所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得する定位置時成分取得工程と、
前記最近接時成分取得工程及び前記定位置時成分取得工程の夫々で取得した前記第一磁界成分に基づいて、前記磁性体と前記第一磁気センサとの前記第三方向の距離である第三方向距離を推定する距離推定工程と、
前記距離推定工程で推定した前記第三方向距離、及び、前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記可能磁界成分の少なくとも一方に基づいて、磁気モーメントの大きさを推定する磁気モーメント量推定工程と、
を含むことを特徴とする検出方法。
【請求項８】
前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記可能磁界成分に基づき、前記磁性体の前記磁気モーメントの姿勢角を推定する姿勢角推定工程を更に含み、
前記磁気モーメント量推定工程において、更に前記姿勢角推定工程で推定した前記姿勢角に基づいて、前記磁気モーメントの大きさを推定する
ことを特徴とする請求項７に記載の検出方法。
【請求項９】
前記可能磁界成分は、前記第二磁界成分及び前記第三磁界成分を含み、
前記姿勢角推定工程において、
前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記第二磁界成分に基づいて前記姿勢角の前記第三方向を軸とした回転方向の成分である第一回転角と、
前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記第三磁界成分に基づいて前記姿勢角の前記第二方向を軸とした回転方向の成分である第二回転角とを推定し、
前記磁気モーメント量推定工程において、
前記姿勢角推定工程で推定した前記第一回転角と、前記距離推定工程で推定した前記第三方向距離と、前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記第二磁界成分の何れかと、に基づいて、前記磁気モーメントの前記第一方向と前記第二方向とを含む平面に投影した成分である第一磁気モーメント成分を推定し、
前記姿勢角推定工程で推定した前記第二回転角と、前記距離推定工程で推定した前記第三方向距離と、前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記第三磁界成分の何れかと、に基づいて、前記磁気モーメントの前記第一方向と前記第三方向とを含む平面に投影した成分である第二磁気モーメント成分を推定し、
前記第一磁気モーメント成分及び前記第二磁気モーメント成分に基づいて前記磁気モーメントの大きさを推定する
ことを特徴とする請求項８に記載の検出方法。
【請求項１０】
前記磁気モーメント量推定工程で推定された前記磁気モーメントの大きさが予め決められた閾値以上の大きさの場合、前記磁性体が武器であると判断する武器判断工程を更に含んだことを特徴とする請求項７から９の何れかに記載の検出方法。
【請求項１１】
前記定位置時成分取得工程において、
互いに前記所定距離離れた二つの前記第一磁気センサを用いて、
前記最近接時成分取得工程で一方の前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得した場合に他方の前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を、前記所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分として取得する
ことを特徴とする請求項７から１０の何れかに記載の検出方法。
【請求項１２】
前記定位置時成分取得工程において、
前記第一方向に移動する前記磁性体が移動する移動速度を推定可能な速度推定部が推定した前記移動速度及び前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分に基づいて前記所定位置を決定し、前記所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得する
ことを特徴とする請求項７から１１の何れかに記載の検出方法。
【請求項１３】
請求項７から１２の何れかに記載の前記検出方法をコンピュータに実行させる為の検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気検出装置、検出方法、及び検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、磁性体の磁気モーメントに基づき武器を検出可能なセキュリティーシステムを開示する。セキュリティーシステムは周囲磁場を検出する磁気センサを備える。武器は磁気モーメントが大きい強磁性体である場合が多く、武器の磁気モーメントは日用品の磁気モーメントと比較して大きい。磁性体による周囲磁場を磁気センサが検出した場合、セキュリティーシステムは検出した周囲磁場の大きさに基づき警報信号を発する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１９−５１２０８８号公報
【発明の概要】
【０００４】
磁気モーメントが形成する周囲磁場の大きさは磁性体と磁気センサとの距離に依存し、磁性体と磁気センサとの距離に対する逆べき乗則に従う。即ち、磁気センサの測定値は、磁気センサから遠い距離にある強磁性体と、磁気センサから近い距離にある磁気モーメントが小さな物体とで同じになり得る。特許文献１に記載のセキュリティーシステムでは磁性体の位置を推定できない。故に、物理的な障害物により磁性体と磁気センサとの距離を制限しなければ、磁気モーメントが大きい武器か、磁気モーメントが小さい日用品かを区別することができなかった。また磁気モーメントが大きい武器も、距離が離れると磁場が減衰することから、武器としての判定を見逃す事態も容易に想定し得るものである。尚ここで述べる磁気モーメントが形成する磁界とは、必ずしも磁石のような磁化した磁性体が加える磁界だけではなく、軟磁性体、強磁性体が周囲磁界の磁力線を取り込んだ磁気モーメントによって形成される磁界も、同様に取り扱えるものであり、銃やナイフなどの武器類は主に強磁性体、すなわち鉄類で構成されているものは後者が主である。
【０００５】
本発明の目的は、磁性体の磁気モーメントの大きさを精度よく推定可能な磁気検出装置、検出方法、及び検出プログラムを提供することである。
【０００６】
本発明の第一態様に係る磁気検出装置は、特定の方向である第一方向、前記第一方向と交差する第二方向及び第三方向のうち、前記第一方向に移動する磁性体の磁気モーメントによる磁界を検出可能な磁気検出装置であって、前記磁界の前記第一方向の成分である第一磁界成分を測定可能な第一磁気センサと、前記第一磁気センサと近接又は一体であって、前記磁界の前記第二方向の成分である第二磁界成分、及び、前記磁界の前記第三方向の成分である第三磁界成分の少なくとも何れか一方を含む可能磁界成分を測定可能な第二磁気センサと、制御部と、前記制御部により実行されるプログラムを記憶した記憶部と、を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶した前記プログラムを実行することにより、前記第一方向に移動する前記磁性体が前記第一磁気センサに最も近接したときの前記磁性体の位置である最近接位置を通過した時機を検出する最近接検知処理と、前記時機に前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分、及び、前記第二磁気センサが測定した前記可能磁界成分を取得する最近接時成分取得処理と、前記第一磁気センサの位置から所定距離離れた所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得する定位置時成分取得処理と、前記最近接時成分取得処理及び前記定位置時成分取得処理の夫々で取得した前記第一磁界成分に基づいて、前記磁性体と前記第一磁気センサとの前記第三方向の距離である第三方向距離を推定する距離推定処理と、前記距離推定処理で推定した前記第三方向距離、及び、前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記可能磁界成分の少なくとも一方に基づいて、前記磁気モーメントの大きさを推定する磁気モーメント量推定処理と、を実行することを特徴とする。磁気検出装置は、磁界を測定可能なセンサを用いて第三方向距離を推定できるので、第三方向距離に基づき磁性体の磁気モーメントの大きさを精度良く推定できる。
【０００７】
第一態様において、前記制御部は、前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記可能磁界成分に基づき、前記磁気モーメントの姿勢角を推定する姿勢角推定処理を更に実行し、前記磁気モーメント量推定処理において、更に前記姿勢角推定処理で推定した前記姿勢角に基づいて、前記磁気モーメントの大きさを推定してもよい。この場合、磁気検出装置は、推定された姿勢角及び第三方向距離に基づいて磁気モーメントの大きさを推定する。よって、磁気検出装置は、磁性体の磁気モーメントの大きさを精度良く推定できる。
【０００８】
第一態様において、前記可能磁界成分は、前記第二磁界成分及び前記第三磁界成分を含み、前記制御部は、前記姿勢角推定処理において、前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記第二磁界成分に基づいて、前記姿勢角の前記第三方向を軸とした回転方向の成分である第一回転角を推定し、前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記第三磁界成分に基づいて、前記姿勢角の前記第二方向を軸とした回転方向の成分である第二回転角を推定し、前記磁気モーメント量推定処理において、前記姿勢角推定処理で推定した前記第一回転角と、前記距離推定処理で推定した前記第三方向距離と、前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記第二磁界成分の何れかと、に基づいて、前記磁気モーメントの前記第一方向と前記第二方向とを含む平面に投影した成分である第一磁気モーメント成分を推定し、前記姿勢角推定処理で推定した前記第二回転角と、前記距離推定処理で推定した前記第三方向距離と、前記最近接時成分取得処理で取得した前記第一磁界成分及び前記第三磁界成分の何れかと、に基づいて、前記磁気モーメントの前記第一方向と前記第三方向とを含む平面に投影した成分である第二磁気モーメント成分を推定し、前記第一磁気モーメント成分及び前記第二磁気モーメント成分に基づいて前記磁気モーメントの大きさを推定してもよい。この場合、磁気検出装置は、磁気モーメントがどのような姿勢であっても、第一磁気モーメント成分及び第二磁気モーメント成分を推定することで、磁気モーメントの姿勢を考慮した磁気モーメントの大きさを推定できる。よって、磁気検出装置は、磁性体の磁気モーメントの大きさを精度良く推定できる。
【０００９】
第一態様において、前記制御部は、前記磁気モーメント量推定処理で推定された前記磁気モーメントの大きさが予め決められた閾値以上の大きさの場合、前記磁性体が武器であると判断する武器判断処理を更に実行してもよい。この場合、磁気検出装置は、精度良く推定した磁性体の磁気モーメントの大きさに基づき、磁性体が武器であるか判断する。よって、磁気検出装置は、磁性体が武器であるかを精度よく判断できる。
【００１０】
第一態様において、二つの前記第一磁気センサを更に備え、二つの前記第一磁気センサは互いに前記第一方向に前記所定距離離れて設けられ、前記制御部は、前記定位置時成分取得処理において、前記最近接時成分取得処理で一方の前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得した場合に他方の前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を、前記所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分として取得してもよい。この場合、磁気検出装置は、所定位置が決定されるので、磁性体の位置を精度よく推定できる。
【００１１】
第一態様において、前記磁性体の前記第一方向の移動速度を推定する速度推定部を更に備え、前記制御部は、前記定位置時成分取得処理において、前記速度推定部により推定された前記移動速度及び前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分に基づいて前記所定位置を決定し、前記所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得してもよい。この場合、磁気検出装置は、所定位置が決定されるので、磁性体の位置を精度よく推定できる。
【００１２】
本発明の第二態様に係る検出方法は、特定の方向である第一方向、前記第一方向と交差する第二方向及び第三方向のうち、前記第一方向に移動する磁性体と、第一磁気センサ及び前記第一磁気センサと近接又は一体である第二磁気センサの少なくとも一方との距離を、前記第一磁気センサ及び前記第二磁気センサを用いて推定する検出方法であって、前記第一磁気センサは、磁界の前記第一方向の成分である第一磁界成分を測定可能であり、前記第二磁気センサは、前記磁界の前記第二方向の成分である第二磁界成分、及び、前記磁界の前記第三方向の成分である第三磁界成分の少なくとも何れか一方を含む可能磁界成分を測定可能であり、前記第一方向に移動する前記磁性体が前記第一磁気センサに最も近接したときの前記磁性体の位置である最近接位置を通過した時機を検出する最近接検知工程と、前記時機に前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分、及び、前記第二磁気センサが測定した前記可能磁界成分を取得する最近接時成分取得工程と、前記最近接位置から前記第一方向に所定距離離れた前記磁性体の位置である所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得する定位置時成分取得工程と、前記最近接時成分取得工程及び前記定位置時成分取得工程の夫々で取得した前記第一磁界成分に基づいて、前記磁性体と前記第一磁気センサとの前記第三方向の距離である第三方向距離を推定する距離推定工程と、前記距離推定工程で推定した前記第三方向距離、及び、前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記可能磁界成分の少なくとも一方に基づいて、磁気モーメントの大きさを推定する磁気モーメント量推定工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
第二態様において、前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記可能磁界成分に基づき、前記磁性体の前記磁気モーメントの姿勢角を推定する姿勢角推定工程を更に含み、前記磁気モーメント量推定工程において、更に前記姿勢角推定工程で推定した前記姿勢角に基づいて、前記磁気モーメントの大きさを推定してもよい。
【００１４】
第二態様において、前記可能磁界成分は、前記第二磁界成分及び前記第三磁界成分を含み、前記姿勢角推定工程において、前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記第二磁界成分に基づいて前記姿勢角の前記第三方向を軸とした回転方向の成分である第一回転角と、前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記第三磁界成分に基づいて前記姿勢角の前記第二方向を軸とした回転方向の成分である第二回転角とを推定し、前記磁気モーメント量推定工程において、前記姿勢角推定工程で推定した前記第一回転角と、前記距離推定工程で推定した前記第三方向距離と、前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記第二磁界成分の何れかと、に基づいて、前記磁気モーメントの前記第一方向と前記第二方向とを含む平面に投影した成分である第一磁気モーメント成分を推定し、前記姿勢角推定工程で推定した前記第二回転角と、前記距離推定工程で推定した前記第三方向距離と、前記最近接時成分取得工程で取得した前記第一磁界成分及び前記第三磁界成分の何れかと、に基づいて、前記磁気モーメントの前記第一方向と前記第三方向とを含む平面に投影した成分である第二磁気モーメント成分を推定し、前記第一磁気モーメント成分及び前記第二磁気モーメント成分に基づいて前記磁気モーメントの大きさを推定してもよい。
【００１５】
第二態様において、前記磁気モーメント量推定工程で推定された前記磁気モーメントの大きさが予め決められた閾値以上の大きさの場合、前記磁性体が武器であると判断する武器判断工程を更に含んでもよい。
【００１６】
第二態様において、前記定位置時成分取得工程において、互いに前記所定距離離れた二つの前記第一磁気センサを用いて、前記最近接時成分取得工程で一方の前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得した場合に他方の前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を、前記所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分として取得してもよい。
【００１７】
第二態様において、前記定位置時成分取得工程において、前記第一方向に移動する前記磁性体が移動する移動速度を推定可能な速度推定部が推定した前記移動速度及び前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分に基づいて前記所定位置を決定し、前記所定位置に前記磁性体があるときに前記第一磁気センサが測定した前記第一磁界成分を取得してもよい。
【００１８】
本発明の第三態様に係る検出プログラムは、第二態様に係る前記検出方法をコンピュータが実行する。
【００１９】
第二態様及び第三態様によれば、第一態様と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】磁気検出装置１の概要を示す図である。
【図２】磁気検出装置１の電気的構成を示す図である。
【図３】センサ部２と磁性体９０の位置の関係を示す図である。
【図４】磁性体９０の磁気モーメントの姿勢角を示す図である。
【図５】メイン処理を示すフローチャートである。
【図６】所定周期で取得される磁界のＸ方向の成分の絶対値における時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜磁気検出装置１の概要＞
本発明に係る磁気検出装置１の一実施形態について、図面を参照して説明する。磁気検出装置１は、磁性体９０の位置、及び、磁性体９０の磁気モーメントの大きさを推定可能な装置である。図１に示すように、磁気検出装置１は、センサ部２、及び、制御部３を備える。制御部３は水平方向に延びる略直方体形状である。センサ部２は、制御部３上面から上方に延びる略直方体形状である。センサ部２は、複数の表示部６を備える。複数の表示部６は、点灯または点滅可能であり、センサ部２の表面に上下方向に並んで設けてある。磁気検出装置１は、ネットワーク９９を介して、ディスプレイ２１を備える汎用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２０、点灯または点滅可能な警告灯３０、監視カメラ４０等と通信可能である。
【００２２】
＜磁気検出装置１の電気的構成＞
図２に示すように、センサ部２は、磁気センサＰ（１）、Ｐ（２）・・・Ｐ（ｎ）（ｎは自然数）（総称して「磁気センサＰ」という。）、及び、磁気センサＱ（１）、Ｑ（２）・・・Ｑ（ｎ）（総称して「磁気センサＱ」という。）を備える。磁気センサＰ、Ｑは、例えば、アモルファス磁性ワイヤの磁気インピーダンス効果（Magneto-Impedance element  ＭＩ効果）を利用した周知のＭＩセンサである。
【００２３】
磁気センサＰ、Ｑは、磁界における特定の方向の成分の大きさを選択的に測定可能である。磁気センサＰ、Ｑは、測定可能な磁界の成分の方向が夫々直交する三つのセンサを有する三軸センサ（三次元センサ）である。本実施形態において、磁気センサＰ、Ｑが測定可能な磁界の成分の方向は、相互に直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向である。Ｙ方向は上下方向と平行である。Ｘ方向及びＺ方向は、水平方向と平行である。磁性体９０は、Ｘ方向に沿って移動する。磁気センサＰ、Ｑは、測定した磁界の各方向の成分の大きさを示す値（以下、「測定値」という。）を示す信号を、制御部３に出力する。
【００２４】
磁気センサＰ（１）、Ｐ（２）・・・Ｐ（ｎ）は、Ｙ方向に等間隔に並ぶ。磁気センサＱ（１）、Ｑ（２）・・・Ｑ（ｎ）は、Ｙ方向に等間隔に並ぶ。磁気センサＰ（ｊ）（ｊは１以上、ｎ以下の自然数）と、磁気センサＱ（ｊ）とは、Ｘ方向に所定の間隔をあけて並ぶ。磁気センサＰ（ｊ）と、磁気センサＱ（ｊ）との距離を、Δと表記する。
【００２５】
制御部３は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、記憶装置１４、通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）１５、及び、入出力インターフェース（入出力Ｉ／Ｆ）１６を備える。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、記憶装置１４、及び、通信Ｉ／Ｆ１５は、データバス１７を介して入出力Ｉ／Ｆ１６に電気的に接続する。ＣＰＵ１１は、磁気検出装置１の制御を司る。ＣＰＵ１１は、記憶装置１４が記憶するプログラムに基づき、メイン処理（図５参照）を実行する。メイン処理では、磁気センサＰ、Ｑが出力する信号が示す測定値（以下、「磁気センサＰ、Ｑが検出する測定値」と言い換える。）に基づき、磁性体９０の位置、及び、磁性体９０の磁気モーメントの大きさを推定する。ＲＯＭ１２は、後述の閾値等の各種パラメータを記憶する。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１の演算結果、ポインタ、カウンタ、後述の測定値テーブル等を一時的に記憶する。記憶装置１４は不揮発性であり、各種プログラム等を記憶する。通信Ｉ／Ｆ１５は、ネットワーク９９を介して、ＰＣ２０、警告灯３０、及び、監視カメラ４０と通信する為のインターフェース素子である。入出力Ｉ／Ｆ１６は、センサ部２に電気的に接続する。
【００２６】
＜座標系＞
磁気検出装置１において、磁気センサＰ（１）、Ｐ（２）・・・Ｐ（ｎ）、及び、磁気センサＱ（１）、Ｑ（２）・・・Ｑ（ｎ）から対象センサ及び補償センサが選定される。対象センサは、磁性体９０からの距離が最も短い磁気センサである。補償センサは、対象センサからＸ方向に距離Δ離れた磁気センサである。磁気検出装置１は、対象センサ及び補償センサを用いて、磁性体９０の位置、及び、磁性体９０の磁気モーメントの大きさを推定する。以下説明では、対象センサを磁気センサＰ（ｊ）とし、補償センサを磁気センサＱ（ｊ）とする。
【００２７】
図３（Ａ）に示すように、磁性体９０の位置を示すための座標系の原点Ｏは、対象センサ（磁気センサＰ（ｊ））の位置とする。磁性体９０は原点ＯからＸ方向に距離ｘ、Ｙ方向に距離ｙ、Ｚ方向に距離ｚ離れた座標（ｘ，ｙ，ｚ）にあるとする。Ｙ方向に並ぶ磁気センサＰ（１）、Ｐ（２）・・・Ｐ（ｎ）のうち、磁性体９０とのＹ方向の距離が最も短いのは、磁気センサＰ（ｊ）である。本実施形態において、距離ｙ＝０とする。図３（Ｂ）に示すように、Ｘ方向に沿って移動する磁性体９０が磁気センサＰ（ｊ）に最も近接したとき、距離ｘ＝０となる。距離ｘ＝０、距離ｙ＝０となる場合の磁性体９０の位置を、「最近接位置」という。
【００２８】
＜姿勢角＞
磁性体９０は、所定の姿勢でＸ方向に移動する。磁性体９０は、Ｙ方向を軸に回転角θ、及び、Ｚ方向を軸に回転角φで傾斜する。回転角θ、φで傾斜した姿勢を姿勢角という。本実施形態において、図４に示すように、磁性体９０の磁気モーメントの姿勢角は、磁性体９０の姿勢角と略等しいとする。磁気モーメントベクトルを、ｍ´と表記する。磁気モーメントベクトルｍ´のＸＹ平面に投影した成分（以下、「磁気モーメントＸＹ成分」という。）を、ｍ１´と表記する。磁気モーメントベクトルｍ´のＸＺ平面に投影した成分（以下、「磁気モーメントＸＺ成分」という。）を、ｍ２´と表記する。
【００２９】
＜磁性体９０の位置の推定方法＞
磁性体９０の位置の推定方法について説明する。磁性体９０が持つ磁気モーメントが作る三次元空間の磁場分布は、式（１）で示される。なお、磁性体９０が持つ磁気モーメントが作る磁束密度ベクトルを、Ｂと表記する。磁性体９０が持つ磁気モーメントからの距離ベクトルを、ｒ´と表記する。距離ベクトルｒ´の大きさ（以下、「磁性体９０が持つ磁気モーメントからの距離」という。）を、ｒと表記する。
【数１】
0006739130.tif 000002
【００３０】
座標系の原点Ｏを対象センサの位置とし、磁性体９０は原点ＯからＸ方向に距離ｘ、Ｙ方向に距離ｙ、Ｚ方向に距離ｚ離れた座標（ｘ，ｙ，ｚ）にあるとする。上記の通り、磁性体９０と対象センサとのＹ方向の距離ｙ＝０である。磁性体９０が座標（ｘ，０，ｚ）にある場合を想定する。磁気モーメントＸＹ成分ｍ１´が作る三次元空間の磁場分布のうち、Ｘ方向の成分の大きさとＹ方向の成分の大きさは、式（２）（３）で示される。なお、対象センサが検出する磁束密度ベクトルＢのＸ方向の成分の大きさを、ＢＸと表記する。対象センサが検出する磁束密度ベクトルＢのＹ方向の成分の大きさを、ＢＹと表記する。磁気モーメントＸＹ成分ｍ１´の大きさを、ｍ１と表記する。磁気モーメントＸＹ成分ｍ１´は、ｍ１´＝ｍ１（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ，０）であり、磁性体９０が持つ磁気モーメントから対象センサまでの距離ｒは、ｒ＝（ｘ２＋ｚ２）１／２である。
【数２】
0006739130.tif 000003
【数３】
0006739130.tif 000004
【００３１】
式（２）により、磁束密度ベクトルＢのＸ方向の成分の大きさＢＸが最大となるのは磁性体９０が最近接位置にあるとき（座標（０，０，ｚ））である。磁性体９０が最近接位置にある場合の磁束密度ベクトルＢの、Ｘ方向の成分の大きさとＹ方向の成分の大きさは、式（２）（３）に基づき、式（４）（５）で示される。磁性体９０が最近接位置にある場合の対象センサが検出する磁束密度ベクトルＢのＸ方向の成分の大きさを、ＢＸ０と表記する。磁性体９０が最近接位置にある場合の対象センサが検出する磁束密度ベクトルＢのＹ方向の成分の大きさを、ＢＹ０と表記する。
【数４】
0006739130.tif 000005
【数５】
0006739130.tif 000006
【００３２】
式（２）（４）により、ＢＸをＢＸ０により規格化した場合、式（６）で示される。
【数６】
0006739130.tif 000007
【００３３】
最近接位置（座標（０，０，ｚ））からＸ方向に距離Δ離れた磁性体９０の位置（座標（Δ，０，ｚ））を、所定位置という。所定位置にある磁性体９０が持つ磁気モーメントからの距離ｒは、ｒ＝（Δ２＋ｚ２）１／２である。磁性体９０が所定位置にある場合の磁束密度ベクトルＢのＸ方向の成分を、ＢＸΔと表記する。ＢＸΔをＢＸ０により規格化したＢＸΔ／ＢＸ０を、Ｒと表記する。式（６）において、右辺第二項が右辺第一項よりも極めて小さいとして無視することによって、距離ｚは、式（７）で示される。
【数７】
0006739130.tif 000008
また距離ｚは、式（７）の計算以外の方法で求めることができる。例えば磁性体９０が最近接位置にある場合の磁束密度ベクトルであるベクトルＢ０と磁性体９０が所定位置にある場合の磁束密度ベクトルであるベクトルＢΔとがなす角度を計算し、三角法で距離ｚを求めることも可能である。
【００３４】
式（７）等により、距離Δの大きさが既知であれば、磁性体９０が最近接位置にあるときの磁束密度ベクトルＢのＸ方向の成分ＢＸ０、及び、磁性体９０が所定位置にあるときの磁束密度ベクトルのＸ方向の成分ＢＸΔから、距離ｚを推定できる。なお、説明は省略するが、同様の方法によって磁気モーメントＸＺ成分ｍ２´が作る磁束密度ベクトルから、同じ結果、式（７）を得ることができる。
【００３５】
＜距離Δを決定する為の方法＞
距離Δを決定する為の方法を三つ例示する。第一の方法は次の通りである。磁界のＸ方向の成分を測定可能な磁気センサがＸ方向に二つ並べられる。このときの、二つの磁気センサのＸ方向の間隔を距離Δの大きさとする。磁性体９０が二つの磁気センサのうち一方の磁気センサに対する最近接位置にあるとき、一方の磁気センサの測定値はＢＸ０を示す。このとき、磁性体９０は、二つの磁気センサのうち他方の磁気センサに対して所定位置にある。他方の磁気センサの測定値はＢＸΔである。よって、式（７）等により、距離ｚを推定できる。
【００３６】
第二の方法は次の通りである。磁界のＸ方向の成分を測定可能な磁気センサがＸ方向に二つ並べられる。二つの磁気センサの夫々の測定値の時間変化が記憶される。二つの磁気センサのうち一方の磁気センサの測定値が最大を示したときと、二つの磁気センサのうち他方の磁気センサの測定値が最大を示したときとの時間差から、磁性体９０の移動速度が推算される。一方の磁気センサの測定値が最大を示したときから所定時間経過したときの磁性体９０の位置が所定位置とされ、所定時間と推算された磁性体９０の移動速度から距離Δが決定される。これにより、一方の磁気センサにおける、最大値であるＢＸ０と、ＢＸ０を示したときから所定時間経過後の測定値であるＢＸΔとに基づき、式（７）等により、距離ｚを推定できる。
【００３７】
第三の方法は次の通りである。磁界のＸ方向の成分を測定可能な磁気センサの周囲に、二つのフォトインタラプタがＸ方向に並べられる。フォトインタラプタは、対向する発光部と受光部とを備える。Ｘ方向に移動する磁性体９０が発光部と受光部との間を通過すると、フォトインタラプタは信号を出力する。二つのフォトインタラプタのうち一方が信号を出力したときと、二つのフォトインタラプタのうち他方が信号を出力したときとの時間差から、磁性体９０の移動速度が推算される。磁気センサの測定値の時間変化が記憶される。磁気センサの測定値が最大値を示したときから所定時間経過したときの磁性体９０の位置が所定位置とされ、当該所定時間と推算された磁性体９０の移動速度から距離Δが決定される。これにより、磁気センサにおける、最大値であるＢＸ０と、ＢＸ０を示したときから所定時間経過後の測定値であるＢＸΔとに基づき、式（７）等により、距離ｚを推定できる。
【００３８】
＜距離ｚに基づく磁気モーメントの大きさの推定方法＞
磁気モーメントベクトルｍ´の大きさの推定方法について説明する。以下、磁気モーメントベクトルｍ´の大きさを、単に磁気モーメントの大きさという。姿勢角がθ＝９０度、φ＝０度である場合、式（１）により、磁気モーメントベクトルｍ´と距離ベクトルｒ´とがなす角が９０度であるので、磁束密度ベクトルＢは、式（８）で示される。
【数８】
0006739130.tif 000009
【００３９】
式（８）において、磁性体９０が最近接位置にある場合、ｒ＝ｚとなる。この場合に、式（８）により、磁束密度ベクトルＢのＸ方向の成分、Ｙ方向の成分、及び、Ｚ方向の成分の夫々の大きさが分かれば、磁気モーメントベクトルｍ´のＸ方向の成分、Ｙ方向の成分、及び、Ｚ方向の成分の夫々の大きさを推定できる。磁気モーメントベクトルｍ´の各方向の成分の大きさに基づいて、磁気モーメントの大きさを推定できる。例えば、磁気モーメントベクトルｍ´の各方向の成分の大きさを二乗し、足しあわせた和の平方根から、磁気モーメントの大きさを推定できる。
【００４０】
＜姿勢角の推定方法＞
式（８）において、θ＝９０度、φ＝０度としているが、磁性体９０の磁気モーメントの姿勢角はこれに限定されない。磁気モーメントの姿勢角の推定方法について説明する。磁性体９０が最近接位置にあるとき、姿勢角の成分である回転角θは、式（４）（５）より、式（９）で示される。
【数９】
0006739130.tif 000010
【００４１】
姿勢角の成分である回転角φについても同様に推定される。磁性体９０の磁気モーメントＸＺ成分ｍ２´が作る三次元空間の磁場分布のうち、Ｘ方向の成分の大きさとＺ方向の成分の大きさは、式（１０）（１１）で示される。なお、対象センサが検出する磁束密度ベクトルＢのＺ方向の成分の大きさを、ＢＺと表記する。磁気モーメントＸＺ成分ｍ２´の大きさを、ｍ２と表記する。磁気モーメントＸＺ成分は、ｍ２´＝ｍ２（ｃｏｓφ，０，ｓｉｎφ）である。
【数１０】
0006739130.tif 000011
【数１１】
0006739130.tif 000012
【００４２】
式（１０）により、ＢＸが最大となるのは、磁性体９０が最近接位置にあるときである。磁性体９０が最近接位置にある場合の磁束密度ベクトルＢの、Ｘ方向の成分の大きさとＺ方向の成分の大きさは、式（１０）（１１）に基づき、式（１２）（１３）で示される。磁性体９０が最近接位置にある場合の対象センサが検出する磁束密度ベクトルＢのＺ方向の成分の大きさを、ＢＺ０と表記する。
【数１２】
0006739130.tif 000013
【数１３】
0006739130.tif 000014
【００４３】
磁性体９０が最近接位置にあるとき、磁性体９０が持つ磁気モーメントからの距離ｒは、ｒ＝ｚである。これにより、姿勢角の成分である回転角φは、式（１２）（１３）によって、式（１４）で示される。
【数１４】
0006739130.tif 000015
【００４４】
＜磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１の推定方法＞
磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１の推定方法について説明する。式（４）（５）により、磁性体９０が最近接位置にある場合、磁束密度ベクトルＢのＸ方向の成分の大きさＢＸ０、Ｙ方向の成分の大きさＢＹ０の夫々の絶対値は、式（１５）（１６）で示される。
【数１５】
0006739130.tif 000016
【数１６】
0006739130.tif 000017
【００４５】
ａ＝ａｂｓ（ｔａｎθ）とすると、ｃｏｓθ及びｓｉｎθの夫々の絶対値は、式（１７）（１８）で示される。
【数１７】
0006739130.tif 000018
【数１８】
0006739130.tif 000019
【００４６】
式（７）等で推定された距離ｚ、及び、式（９）で推定された回転角θに基づいて、式（１５）又は式（１６）により、磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１を推定できる。本実施形態において、磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１の推定には式（１５）及び式（１６）のうち推定精度が良い一方が用いられる。式（１５）（１６）は、ａｂｓ（ｃｏｓθ）が用いられるか、又はａｂｓ（ｓｉｎθ）が用いられるかという点で異なる。ａｂｓ（ｃｏｓθ）及びａｂｓ（ｓｉｎθ）のうち大きい方に基づいて推定されることにより、磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１を精度よく推定できる。
【００４７】
ａｂｓ（ｓｉｎθ）＜ａｂｓ（ｃｏｓθ）の場合、式（１５）（１７）により、磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１は、式（１９）で示される。
【数１９】
0006739130.tif 000020
【００４８】
ａｂｓ（ｃｏｓθ）＜ａｂｓ（ｓｉｎθ）の場合、式（１６）（１８）により、磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１は、式（２０）で示される。
【数２０】
0006739130.tif 000021
【００４９】
＜磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２の推定方法＞
磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２の推定方法について説明する。式（１２）（１３）により、磁性体９０が最近接位置にある場合、磁束密度ベクトルＢのＸ方向の成分の大きさＢＸ０、Ｚ方向の成分の大きさＢＺ０の夫々の絶対値は、式（２１）（２２）で示される。
【数２１】
0006739130.tif 000022
【数２２】
0006739130.tif 000023
【００５０】
ｂ＝ａｂｓ（ｔａｎφ）とすると、ｃｏｓφ及びｓｉｎφの夫々の絶対値は、式（２３）（２４）で示される。
【数２３】
0006739130.tif 000024
【数２４】
0006739130.tif 000025
【００５１】
式（７）等で推定された距離ｚ、及び、式（１４）で推定された回転角φに基づいて、式（２１）又は式（２２）により磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２を推定できる。磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１の推定と同様に、ａｂｓ（ｃｏｓφ）及びａｂｓ（ｓｉｎφ）のうち大きい方に基づいて推定することにより、磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２を精度よく推定できる。
【００５２】
ａｂｓ（ｓｉｎφ）＜ａｂｓ（ｃｏｓφ）の場合、式（２１）（２３）により、磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２は、式（２５）で示される。
【数２５】
0006739130.tif 000026
【００５３】
ａｂｓ（ｃｏｓφ）＜ａｂｓ（ｓｉｎφ）の場合、式（２２）（２４）により、磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２は、式（２６）で示される。
【数２６】
0006739130.tif 000027
【００５４】
＜姿勢角を考慮した磁気モーメントの大きさの推定方法＞
磁性体９０の磁気モーメントの大きさの推定方法について説明する。磁気モーメントの大きさを、ｍと表記する。磁気モーメントの大きさｍは、磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１と磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２とを合成した値である。磁気モーメントの大きさｍは、式（２７）で示される。
【数２７】
0006739130.tif 000028
【００５５】
＜メイン処理＞
図５を参照し、メイン処理について説明する。メイン処理は、磁性体９０の位置、及び、磁性体９０の磁気モーメントの大きさの推定を開始するための指示が磁気検出装置１に入力された場合、記憶装置１４に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１が実行することによって開始される。
【００５６】
ＣＰＵ１１は、磁気センサＰ、Ｑが夫々検出する測定値を、所定周期で、繰り返し取得し、ＲＡＭ１３に記憶する（Ｓ１）。各々の測定値には、Ｘ方向の測定値、Ｙ方向の測定値、及び、Ｚ方向の測定値が含まれる。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に記憶された複数の測定値に対してノイズ除去処理を実行する（Ｓ２）。ノイズ除去処理は、複数の測定値に含まれる磁性体９０以外の物体による環境磁界を除去する為の処理である。本実施形態では、ノイズ除去処理においてローパスフィルタ及びハイパスフィルタが使用され、環境磁界が除去される。
【００５７】
ＣＰＵ１１は、磁性体９０を検知したか判断する（Ｓ３）。Ｓ３において、ＣＰＵ１１は、Ｓ２で環境磁界が除去された複数の測定値の何れかが、予め決められた閾値以上であるか判定する。以下、Ｓ２で環境磁界が除去された複数の測定値を、「複数の分析値」という。各分析値には、Ｘ方向の測定値に対応するＸ方向の分析値、Ｙ方向の測定値に対応するＹ方向の分析値、及び、Ｚ方向の測定値に対応するＺ方向の分析値が含まれる。磁気センサＰ、Ｑに対応する複数の分析値が全て閾値より小さい場合、ＣＰＵ１１は磁性体９０を検知していないとして（Ｓ３：ＮＯ）、処理をＳ１に戻す。磁気センサＰ、Ｑに対応する複数の分析値の何れかが閾値以上である場合、ＣＰＵ１１は磁性体９０を検知したとして（Ｓ３：ＹＥＳ）、処理をＳ４に移行する。
【００５８】
ＣＰＵ１１は、センサ決定処理を実行する（Ｓ４）。Ｓ４において、ＣＰＵ１１は、磁気センサＰ、Ｑの中から、対象センサと補償センサを決定する。ＣＰＵ１１は、磁気センサＰ（１）、Ｐ（２）・・・Ｐ（ｎ）のうちで、Ｙ方向の分析値の絶対値が最大となる磁気センサＰを選定する。Ｙ方向の分析値の絶対値が最大となる磁気センサＰが磁気センサＰ（ｊ）である場合、磁気センサＰ（ｊ）と磁気センサＱ（ｊ）のＸ方向の分析値の絶対値の大小を比較する。ＣＰＵ１１は、Ｘ方向の分析値の絶対値の大きい方を対象センサに決定し、小さい方を補償センサに決定する。
【００５９】
ＣＰＵ１１は、磁性体９０が対象センサに対する最近接位置を通過したか判断する（Ｓ５）。式（２）（１０）により、磁性体９０が最近接位置にあるとき、磁性体９０が作る磁界のＸ方向の成分の絶対値が最大となる。換言すると、磁性体９０が最近接位置にあるとき、Ｘ方向の分析値の絶対値が最大となる。図６は、対象センサが検出したＸ方向の分析値の絶対値の時間変化を示すグラフである。グラフにおいて、Ｘ方向の分析値の絶対値が極大値となる時機が、磁性体９０が最近接位置に位置する時機ｔ０とされる。対象センサにおいてＸ方向の分析値の絶対値における時間変化に極大値がない場合、ＣＰＵ１１は磁性体９０が最近接位置を通過していないとして（Ｓ５：ＮＯ）、処理をＳ１に戻す。対象センサにおいてＸ方向の分析値の絶対値における時間変化に極大値がある場合、ＣＰＵ１１は磁性体９０が最近接位置を通過したとして（Ｓ５：ＹＥＳ）、処理をＳ６に移行する。
【００６０】
ＣＰＵ１１は、最近接時成分取得処理を実行する（Ｓ６）。最近接時成分取得処理において、磁性体９０が対象センサに対して最近接位置にあるとき（時機ｔ０）に対象センサが検出する分析値が取得される。ＣＰＵ１１は、処理をＳ７に移行する。
【００６１】
ＣＰＵ１１は、定位置時成分取得処理を実行する（Ｓ７）。定位置時成分取得処理において、磁性体９０が補償センサに対して所定位置にあるときに補償センサが検出する分析値が取得される。対象センサと補償センサとは、Ｘ方向に距離Δ離れて配置される。上記した距離Δを決定する為の第一の方法により対象センサが最近接時成分を検出したとき、磁性体９０は補償センサに対して所定位置にある。即ち、定位置時成分取得処理（Ｓ７）において、時機ｔ０に補償センサが検出する分析値が取得される。ＣＰＵ１１は、処理をＳ８に移行する。
【００６２】
ＣＰＵ１１は、位置推定処理を実行する（Ｓ８）。位置推定処理では、Ｓ６で取得された最近接時成分のＸ方向の分析値、Ｓ７で取得された定位置時成分のＸ方向の分析値、及び、ＲＯＭ１２に記憶された距離Δが、式（６）に代入される。ＣＰＵ１１は、各値が代入された式（６）を変形し、式（７）を導出する。これによって、ＣＰＵ１１は距離ｚを推定する。ＣＰＵ１１は、処理をＳ９に移行する。またｚは前述の三角法を用いてもよい。
【００６３】
ＣＰＵ１１は、姿勢角推定処理を実行する（Ｓ９）。姿勢角推定処理では、Ｓ６で取得された最近接時成分のＸ方向の分析値、Ｙ方向の分析値、及び、Ｚ方向の分析値のうちの二つが、式（９）（１４）に代入される。これによって、ＣＰＵ１１は回転角θ、φを夫々推定する。ＣＰＵ１１は、処理をＳ１０に移行する。
【００６４】
ＣＰＵ１１は、磁気モーメント量推定処理を実行する（Ｓ１０）。磁気モーメント量推定処理では以下の処理が実行される。Ｓ６で取得された最近接時成分のＸ方向の分析値、Ｙ方向の分析値、Ｓ８で推定された距離ｚ、及び、Ｓ９で推定された回転角θが、式（１５）から式（１８）に代入される。各値が代入された式（１５）から式（１８）により、式（１９）（２０）が導出される。回転角θに基づき、式（１９）（２０）の一方から磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１が推定される。Ｓ６で取得された最近接時成分のＸ方向の分析値、Ｚ方向の分析値、Ｓ８で推定された距離ｚ、及び、Ｓ９で推定された回転角φが、式（２１）から式（２４）に代入される。各値が代入された式（２１）から式（２４）により、式（２５）（２６）が導出される。回転角φに基づき、式（２５）（２６）の一方から磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２が推定される。推定された磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１、及び、磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２が、式（２７）に代入される。これによって、磁気モーメントの大きさｍが推定される。
【００６５】
ＣＰＵ１１は、推定された磁気モーメントの大きさｍに基づき、磁性体９０が武器であるか判断する（Ｓ１１）。磁極の強さをｑ、磁極間距離をｄと夫々表記すると、磁気モーメントの大きさｍはｍ＝ｑｄとなる。武器の磁極間距離ｄは、武器ではない物体（例えば、日用品に含まれる磁石等）の磁極間距離ｄと比して大きい。よって、武器の磁気モーメントの大きさｍは、武器ではない物体の磁気モーメントの大きさｍと比して大きい。Ｓ１１において、推定された磁気モーメントの大きさｍが予め決められた閾値以上である場合、ＣＰＵ１１は磁性体９０が武器であると判断する。Ｓ１１において、推定された磁気モーメントの大きさｍが予め決められた閾値よりも小さい場合、ＣＰＵ１１は磁性体９０が武器でないと判断する。
【００６６】
磁性体９０が武器でないと判断された場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は処理をＳ１に戻す。磁性体９０が武器であると判断された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は警告信号を出力する（Ｓ１２）。警告信号は表示部６、及び、通信Ｉ／Ｆ１５を介して、ＰＣ２０、警告灯３０、監視カメラ４０等に出力される。表示部６は警告信号の受信に応じて、点灯または点滅する。ＰＣ２０は警告信号の受信に応じて、例えば磁気検出装置１の近くに武器があることを通知する通知画面を、ディスプレイ２１に表示する。警告灯３０は警告信号の受信に応じて点滅する。監視カメラ４０は警告信号の受信に応じて、例えばＳ８で推定された位置を撮影する。ＣＰＵ１１は処理をＳ１に戻す。ＣＰＵ１１はＳ１からＳ１２を繰り返し実行する。
【００６７】
＜本実施形態の主たる作用、効果＞
以上のように、磁気検出装置１は磁気センサＰ、Ｑを備える。磁気センサＰ、Ｑは、三つのセンサを有する三軸センサであり、夫々、磁界のＸ方向の成分、Ｙ方向の成分、Ｚ方向の成分の夫々の大きさを選択的に測定可能である。磁気検出装置１のＣＰＵ１１は、磁性体９０が対象センサに対する最近接位置を通過した時機ｔ０を検出する（Ｓ５）。ＣＰＵ１１は、時機ｔ０で対象センサにより検出されたＸ方向の分析値、Ｙ方向の分析値、及び、Ｚ方向の分析値を夫々取得する（Ｓ６）。ＣＰＵ１１は、時機ｔ０で補償センサにより検出されたＸ方向の分析値を取得する（Ｓ７）。ＣＰＵ１１は、Ｓ６で取得されたＸ方向の分析値、及び、Ｓ７で取得されたＸ方向の分析値に基づいて、距離ｚを推定する（Ｓ８）。ＣＰＵ１１は、Ｓ６で取得されたＸ方向の分析値、Ｙ方向の分析値、及び、Ｚ方向の分析値の何れか、及び、Ｓ８で推定された距離ｚに基づいて、磁気モーメントの大きさｍを推定する（Ｓ１０）。よって、磁気検出装置１は、磁性体９０の磁気モーメントの大きさｍを精度良く推定できる。
【００６８】
ＣＰＵ１１は、Ｓ６で取得されたＸ方向の分析値、Ｙ方向の分析値、及び、Ｚ方向の分析値のうちの二つに基づいて、姿勢角の成分である回転角θ、φを夫々推定する（Ｓ９）。ＣＰＵ１１は、Ｓ６で取得されたＸ方向の分析値、Ｙ方向の分析値、及び、Ｚ方向の分析値の何れか、Ｓ８で推定された距離ｚ、及び、Ｓ９で推定された回転角θ及び回転角φの少なくとも一方に基づいて、磁気モーメントの大きさｍを推定する（Ｓ１０）。この場合、磁気検出装置１は、推定された磁性体９０の位置及び姿勢角に基づいて磁気モーメントの大きさｍを推定する。よって、磁気検出装置１は、磁性体９０の磁気モーメントの大きさｍを精度良く推定できる。
【００６９】
ＣＰＵ１１は、Ｓ９において、回転角θ、φを夫々推定する。ＣＰＵ１１は、Ｓ１０において、Ｓ６で取得されたＸ方向の分析値、及び、Ｙ方向の分析値の何れか一方、Ｓ８で推定された距離ｚ、及び、Ｓ９で推定された回転角θに基づいて、磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１を推定する。ＣＰＵ１１は、Ｓ１０において、Ｓ６で取得されたＸ方向の分析値、及びＺ方向の分析値の何れか一方、Ｓ８で推定された距離ｚ、及び、Ｓ９で推定された回転角φに基づいて、磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２を推定する。ＣＰＵ１１は、Ｓ１０において、推定された磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１、及び磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２に基づいて、磁気モーメントの大きさｍを推定する。
【００７０】
ＣＰＵ１１は、推定された磁気モーメントの大きさｍに基づいて、磁性体９０が武器であるか判断する（Ｓ１１）。この場合、磁気検出装置１は、精度良く推定した磁性体９０の磁気モーメントの大きさに基づき、磁性体９０が武器であるか判断する。よって、磁気検出装置１は、磁性体９０が武器であるかを精度よく判断できる。
【００７１】
磁気センサＰ（ｊ）と磁気センサＱ（ｊ）とは、Ｘ方向に所定の距離Δをあけて並ぶ。ＣＰＵ１１は、対象センサが時機ｔ０で検出したＸ方向の分析値、Ｙ方向の分析値、及びＺ方向の分析値を夫々取得した場合に（Ｓ６）、補償センサが時機ｔ０で検出したＸ方向の分析値を取得する（Ｓ７）。この場合、磁性体９０の補償センサに対する所定位置が決定されるので、磁性体９０の位置を精度よく推定できる。
【００７２】
＜その他＞
Ｘ方向は、本発明の「第一方向」の一例である。Ｙ方向は、本発明の「第二方向」の一例である。Ｚ方向は、本発明の「第三方向」の一例である。磁気センサＰ、Ｑが夫々有する三つのセンサのうち、磁界のＸ方向の成分の大きさを測定可能なセンサは、本発明の「第一磁気センサ」の一例である。磁気センサＰ、Ｑが夫々有する三つのセンサのうち、磁界のＹ方向の成分、Ｚ方向の成分の大きさを夫々測定可能な二つのセンサは、本発明の「第二磁気センサ」の一例である。距離（Δ２＋ｚ２）１／２は、本発明の「所定距離」の一例である。距離ｚは、本発明の「第三方向距離」の一例である。回転角θは、本発明の「第一回転角」の一例である。回転角φは、本発明の「第二回転角」の一例である。磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１は、本発明の「第一磁気モーメント成分」の一例である。磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２は、本発明の「第二磁気モーメント成分」の一例である。ＣＰＵ１１が実行するＳ１１は、本発明の「武器判断処理」の一例である。
【００７３】
＜変形例＞
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。磁気検出装置１は、センサ部２と制御部３が別体となった構造を有していてもよい。この場合、制御部３はＰＣやワークステーション等のコンピュータシステムでもよい。
【００７４】
磁気センサＰ、Ｑの数は限定されない。Ｙ方向に配列される磁気センサＰ、Ｑの間隔は等間隔でなくてもよい。磁気センサＰ（ｊ）と磁気センサＱ（ｊ）の間隔は、所定の距離Δでなくてもよい。磁気センサＰ、Ｑは、ＭＩセンサに限定されず、磁界の特定方向の成分の大きさを選択的に検出可能な他の磁気センサであってもよい。磁気センサＰ、Ｑは、三つのセンサを有する三軸センサではなく、二つのセンサを有する二軸センサであってもよい。磁気センサＰ、Ｑのうち一方は、磁界のＸ方向の成分のみを測定可能であってもよい。この場合、磁界のＸ方向の成分のみを測定可能な一方の磁気センサを補償センサ、他方の磁気センサを対象センサとしてもよい。磁性体９０の位置、及び、磁気モーメントの推定が行われる場合において、対象センサ、補償センサ以外の磁気センサＰ、Ｑの分析値が参照されてもよい。
【００７５】
磁気センサＰ、Ｑは、測定可能な磁界の成分の方向が夫々直交しなくてもよい。磁界の各方向の成分の大きさは、磁気センサＰ、Ｑを構成する複数のセンサの測定値に基づいて検出されてもよい。磁性体９０の移動方向は、Ｘ方向に沿った方向に限定されず、任意の方向であってもよい。この場合、磁気検出装置１は、磁性体９０の移動方向のうちＸ方向に沿った成分に基づき、磁性体９０の位置、及び、磁性体９０の磁気モーメントの大きさｍを推定できる。
【００７６】
メイン処理を実行させる為の指令を含むプログラムは、ＣＰＵ１１がプログラムを実行する前に記憶装置１４に記憶すればよい。プログラムの取得方法、取得経路及びプログラムを記憶する機器の各々は、適宜変更されてもよい。ＣＰＵ１１が実行するプログラムは、ケーブル又は無線通信を介して、他の装置から受信され、不揮発性メモリ等の記憶装置に記憶されてもよい。他の装置は、例えば、ネットワーク９９を介して接続されるサーバを含む。
【００７７】
メイン処理の各ステップの一部又は全部は、他の電子機器（例えば、ＡＳＩＣ）が実行してもよい。メイン処理の各ステップは、必要に応じて順序の変更、ステップの省略、及び、追加ができる。制御部３上で稼動しているオペレーティングシステム（ＯＳ）等が、ＣＰＵ１１からの指令によりメイン処理の一部又は全部を行う態様も、本発明の範囲に含まれる。例えば、メイン処理に以下の変更が適宜加えられてもよい。
【００７８】
Ｓ２が省略され、磁気センサＰ、Ｑにより検出された測定値から磁性体９０の位置、及び、磁性体９０の磁気モーメントの大きさが推定されてもよい。Ｓ３、Ｓ４は省略されてもよい。この場合、Ｓ５において極大値を示した磁気センサのうちで、極大値が最大となる磁気センサが対象センサとなる。磁気センサＰ、Ｑの一方を対象センサ、他方を補償センサと予め決定されてもよい。この場合、Ｓ４における処理が簡略化される。
【００７９】
Ｓ５において、磁性体９０が対象センサに対する最近接位置を通過したかの判断は、上記実施形態に限定されない。例えば、磁気検出装置１は動画を撮影可能なカメラを備えてもよい。カメラにより撮影された動画における磁性体９０の移動の軌跡から、最近接位置を通過したかが判断されてもよい。
【００８０】
Ｓ６での定位置時成分は、別の方法で取得されてもよい。例えば、距離Δを決定する方法として例示された第二の方法、又は第三の方法が用いられてもよい。第二の方法、及び、第三の方法では、磁性体９０の移動速度が推定され、推定された移動速度に基づいて所定位置が決定される。第三の方法が用いられる場合、磁気検出装置１は、磁性体９０の移動速度を推定する為の二つのフォトインタラプタを備え、磁気センサＰ、Ｑの一方を備えなくてもよい。この場合、二つのフォトインタラプタは、本発明の「速度推定部」の一例である。尚、第三の方法が用いられる場合、磁性体９０の移動速度を推定する為に、二つのフォトインタラプタではなく、レーダーによる速度計測器等が用いられてもよい。
【００８１】
座標系は上記実施形態に限定されない。例えば、Ｙ方向において、地面の位置をｙ＝０としてもよい。Ｓ８において、距離ｚ以外に距離ｘ、距離ｙが推定されてもよい。距離ｘは、例えば距離Δを決定する方法として例示された第二の方法、又は第三の方法で磁性体９０の移動速度が推定され、推定された移動速度に基づいて推定されてもよい。例えば磁気検出装置１が地面に設置された場合、夫々の磁気センサの地面からの高さの情報が予めＲＯＭ１２に記憶されてもよい。距離ｙは、対象センサの地面からの高さの情報に基づいて推定されてもよい。距離ｘ、ｙ、ｚの情報がＳ１２で出力される警告信号に含められてもよい。この場合、例えば、ＰＣ２０のディスプレイ２１に磁性体９０の位置の情報が表示され、推定された磁性体９０の位置が監視カメラ４０により撮影されてもよい。
【００８２】
Ｓ９において、回転角θ、φの何れか一方のみが推定されてもよい。Ｓ１０において、磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１、及び、磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２の何れか一方のみが推定されてもよい。また、Ｓ１０において、磁性体９０が最近接位置にある場合（ｒ＝ｚ）に取得された最近接時成分に基づき、式（８）により、磁気モーメントの大きさｍを推定してもよい。この場合、Ｓ９は省略されてもよい。磁気モーメントの大きさｍの推定は上記実施形態に限定されない。例えば、磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１、及び、磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２のうち大きい一方が、磁気モーメントの大きさｍとされてもよい。磁気モーメントＸＹ成分の大きさｍ１と、磁気モーメントＸＺ成分の大きさｍ２との相加平均、又は相乗平均であってもよい。Ｓ１１、Ｓ１２は省略されてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１          ：磁気検出装置
４、５      ：磁気センサ
１１        ：ＣＰＵ
【要約】
磁気検出装置は、磁界のＸ方向の成分の大きさを測定可能な磁気センサを備える。磁気検出装置は、Ｘ方向に移動する磁性体が最近接位置を通過した時機を検出したか判断する（Ｓ５）。磁気検出装置は、磁性体が最近接位置を通過した時機に磁気センサが測定した、磁界のＸ方向の成分、Ｙ方向の成分、及び、Ｚ方向の成分を取得する（Ｓ６）。磁気検出装置は、磁性体が所定位置にあるときに磁気センサが測定した、磁界のＸ方向の成分を取得する（Ｓ７）。磁気検出装置は、Ｓ６で取得された磁界のＸ方向の成分、及びＳ７で取得された磁界のＸ方向の成分に基づいて、距離ｚを推定する（Ｓ８）。磁気検出装置は、Ｓ６で取得された磁界のＸ方向の成分、Ｙ方向の成分、及び、Ｚ方向の成分の何れか、及び、Ｓ８で推定された距離ｚに基づいて、磁気モーメントの大きさｍを推定する（Ｓ１０）。【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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