(57)【要約】  強磁性物体検出器の感知領域そばを移動するがその中を通らない浮遊強磁性物体の影響を補償する装置が提供される。強磁性物体検出器は、複数のセンサ信号を生成するタイプのものであり、各センサ信号は、感知領域を通って移動する真正の強磁性物体の存在により影響を受けるが、浮遊物体の存在による影響も受けやすい。装置は、複数のセンサ信号を受信するための入力と、受信した信号を分析して、信号の各々の中に実質的に同じ時間変動成分があるかどうか判定するための第１の手段とを含む。装置はさらに、時間変動成分の寄与を除いた複数の信号が、各々又は集合的に、所与の有意レベルを下回るかどうか判定するための第２の手段も含む。装置はさらに、第１及び第２の手段からのそれぞれの判定が両方とも肯定であった場合に、受信した信号が、浮遊物体に関連し、かつ感知領域の中を通過して移動する真正な強磁性物体には関連しない可能性があることを示すための第３の手段を含む。【選択図】図１
2012522211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性物体検出器の感知領域のそばを移動するがその中を通らない浮遊強磁性物体の影響を補償する装置であって、前記強磁性物体検出器が、複数のセンサ信号を生成するようになっており、前記各センサ信号は、前記感知領域を通って移動する真正の強磁性物体の存在により影響を受けるが、前記浮遊物体の存在による影響も受けやすく、前記装置が、前記複数のセンサ信号を受信するための入力と、前記受信した信号を分析して、前記信号の各々の中に実質的に同じ時間変動成分があるかどうか判定するための第１の手段と、前記時間変動成分の寄与を除いた前記複数の信号が、各々又は集合的に、所与の有意レベルを下回るかどうか判定するための第２の手段と、前記第１及び第２の手段によるそれぞれの判定が両方とも肯定であった場合に、前記受信した信号が、前記浮遊物体に関連し、かつ前記感知領域を通って移動する真正な強磁性物体には関連しない可能性が高いことを示すための第３の手段とを含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１の手段が、前記複数のセンサ信号で構成されるベクトルの支配的成分を判定するための手段を含み、前記センサ信号が、複数の時間サンプルと、さらに前記支配的成分に対応する係数ベクトルとを含み、前記第１の手段によりなされる判定が、所定の近さの尺度に従って、前記係数ベクトルが、すべてが１のベクトルに十分に近いと判定される場合にのみ肯定となることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記所定の近さの尺度が、前記係数ベクトルと前記単位ベクトルとの間の角度に依存することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記係数ベクトルが、前記角度が３０°より小さい場合に十分に近いと判定されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記係数ベクトルが、前記角度が２５°より小さい場合に十分に近いと判定されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記係数ベクトルが、前記角度が１０°より小さい場合に十分に近いと判定されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の手段が、副次的成分すなわち前記支配的成分以外の成分の全電力を計算するための手段を含み、前記第２の手段によりなされる前記判定が、前記副次的電力が所定の閾値より低いと判定された場合にのみ肯定となることを特徴とする請求項２から請求項６までのいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記センサ信号のベクトルが、
【数１】
2012522211.tif 000017
として表され、ここでｎはセンサの数であり、ｓiは、センサｉ由来のＴサンプルの１×Ｔベクトルであり、ここで、Ｓの前記支配的成分に対応する前記係数ベクトルは、１×ｎベクトルであるｖで表され、前記副次的成分のベクトルが、
【数２】
2012522211.tif 000018
に従って求められ、ここでＰは、
【数３】
2012522211.tif 000019
により与えられる射影行列であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記副次的電力が、
【数４】
2012522211.tif 000020
に従って計算されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記単位ベクトルの各成分が、
【数５】
2012522211.tif 000021
であり、ここでｎはセンサの数であることを特徴とする請求項２から請求項９までのいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
請求項３に従属する場合に、前記角度が
【数６】
2012522211.tif 000022
として求められ、ここでｖは前記係数ベクトルであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記方法が、前記センサの利得及び／又はアラインメントにおける変動を考慮して行われることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
強磁性物体検出器と、前記請求項のいずれかに記載の装置とを含むことを特徴とする、システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムを含むことを特徴とする、磁気共鳴イメージング・スキャナ。
【請求項１５】
強磁性物体検出器の感知領域のそばを移動するがその中を通らない浮遊強磁性物体の影響を補償する方法であって、前記強磁性物体検出器は、複数のセンサ信号を生成するようになっており、前記各センサ信号は、前記感知領域を通って移動する真正の強磁性物体の存在により影響を受けるが、前記浮遊物体の存在による影響も受けやすく、前記方法が、前記複数のセンサ信号を受信するステップと、前記受信した信号を分析して、前記信号の各々の中に実質的に同じ時間変動成分があるかどうか判定するステップと、前記時間変動成分の寄与を除いた前記複数の信号が、各々又は集合的に、所与の有意レベルを下回るかどうか判定する第２の手段と、前記第１及び第２の手段によるそれぞれの判定が両方とも肯定であった場合に、前記受信した信号が、前記浮遊物体に関連し、かつ前記感知領域を通って移動する真正な強磁性物体には関連しない可能性が高いことを示すステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載された方法を実行する装置を制御するためのプログラム。
【請求項１７】
キャリア媒体上で搬送されることを特徴とする、請求項１６に記載のプログラム。
【請求項１８】
前記キャリア媒体が格納媒体であることを特徴とする、請求項１７に記載のプログラム。
【請求項１９】
前記キャリア媒体が伝送媒体であることを特徴とする、請求項１７に記載のプログラム。
【請求項２０】
請求項１６から請求項１９のいずれかに記載のプログラムを含むことを特徴とする格納媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強磁性物体の検出に関連する装置及び方法に関し、特に、限定するものではないが、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャナの近傍における強磁性物体の検出に関連する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているもののようなフェロガード（Ｆｅｒｒｏｇｕａｒｄ）型センサは、例えば、ＭＲＩ設備の入口において又はセキュリティの目的で、「ポータル」（感知領域）を通過する強磁性物質を検出するように設計されている。センサは、人又は機器がポータルを通過し、かつ同時にセンサにおいて磁気信号が検出された場合に警報を発する。
【０００３】
人が、なんら強磁性脅威物質を帯びずにポータルを通ったとしても、干渉する磁気信号が同時に存在する場合には、それによって警報が発せられてしまうことがある。（ａ）誤警報は、人々のセンサに対する信頼度を低下させ、警報が本物であったときにそれを無視する傾向を強める結果となり、かつ（ｂ）干渉は、警報を発するのに値するだけ十分に大きい強磁性物品が、実際にそのときにポータルを通っているかどうかセンサが検出することを不可能にするので、誤警報は望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００４／０４４６２０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この誤警報問題に対する解決法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、強磁性物体検出器の感知領域のそばを移動するがその中を通らない浮遊強磁性物体の影響を補償する装置が提供され、強磁性物体検出器は、複数のセンサ信号を生成するようになっており、各センサ信号は、感知領域を通って移動する真正の強磁性物体の存在により影響を受けるが、浮遊物体の存在による影響も受けやすく、装置は、複数のセンサ信号を受信するための入力と、受信した信号を分析して、信号の各々の中に実質的に同じ時間変動成分があるかどうか判定するための第１の手段と、時間変動成分の寄与を除いた複数の信号が、各々又は集合的に、所与の有意レベルより低いかどうか判定するための第２の手段と、第１及び第２の手段からのそれぞれの判定が両方とも肯定であった場合に、受信した信号が、浮遊物体に関連し、かつ感知領域を通って移動する真正な強磁性物体には関連しない可能性が高いことを示すための第３の手段とを含む。
【０００７】
第１の手段は、複数のセンサ信号で構成されるベクトルの支配的成分（ｄｏｍｉｎａｎｔ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を判定するための手段を含むことができ、各センサ信号は、複数の時間サンプルと、さらに支配的成分に対応する係数ベクトルとを含み、第１の手段によりなされる判定は、所定の近さの尺度に従って、係数ベクトルが、すべてが１のベクトルに十分に近いと判定される場合にのみ肯定となる。
【０００８】
所定の近さの尺度は、係数ベクトルと単位ベクトルとの間の角度に依存するものとすることができる。
【０００９】
係数ベクトルは、角度が３０°より小さい場合に十分に近いと判定されるものとすることができる。代替的に、係数ベクトルは、角度が２５°より小さい場合に十分に近いと判定されるものとすることができる。代替的な実施形態において、係数ベクトルは、角度が１０°より小さい場合に十分に近いと判定されるものとすることができる。
【００１０】
第２の手段は、副次的成分（ｓｕｂ−ｄｏｍｉｎａｎｔ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）すなわち支配的成分以外の成分の全電力（ｔｏｔａｌ  ｐｏｗｅｒ）を計算するための手段を含むものとすることができ、第２の手段によりなされる判定は、副次的電力が所定の閾値より低いと判定された場合にのみ肯定となる。
【００１１】
センサ信号のベクトルは
【数１】
2012522211.tif 000003
として表すことができ、ここでｎはセンサの数であり、ｓiは、センサｉ由来のＴサンプルの１×Ｔベクトルであり、ここで、Ｓの支配的成分に対応する係数ベクトルは、１×ｎベクトルであるｖにより表され、副次的成分のベクトルは、
【数２】
2012522211.tif 000004
に従って求められ、ここでＰは、
【数３】
2012522211.tif 000005
により与えられる射影行列である。
【００１２】
副次的電力は
【数４】
2012522211.tif 000006
に従って計算することができる。
【００１３】
好ましくは、単位ベクトルの各成分は
【数５】
2012522211.tif 000007
であり、ここでｎはセンサの数である。
【００１４】
係数ベクトルと単位ベクトルとの間の角度は
【数６】
2012522211.tif 000008
として求めることができ、ここでｖは係数ベクトルである。
【００１５】
本方法は、センサの利得及び／又はアラインメントにおける変動を考慮して行うことができる。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、強磁性物体検出器と本発明の第１の態様による装置とを含むシステムが提供される。
【００１７】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第２の態様によるシステムを含む磁気共鳴イメージング・スキャナが提供される。
【００１８】
本発明の第４の態様によれば、強磁性物体検出器の感知領域のそばを移動するがその中を通らない浮遊強磁性物体の影響を補償する方法が提供され、強磁性物体検出器は、複数のセンサ信号を生成するようになっており、各センサ信号は、感知領域を通って移動する真正の強磁性物体の存在により影響を受けるが、浮遊物体の存在による影響も受けやすく、本方法は、複数のセンサ信号を受信するステップと、受信した信号を分析して、信号の各々の中に実質的に同じ時間変動成分があるかどうか判定するステップと、時間変動成分の寄与を除いた複数の信号が、各々又は集合的に、所与の有意レベルを下回るかどうか判定するための第２の手段と、第１及び第２の手段によるそれぞれの判定が両方とも肯定であった場合に、受信した信号が、浮遊物に関連し、かつ感知領域を通って移動する本物の強磁性物体には関連しない可能性が高いことを示すステップとを含む。
【００１９】
本発明の第５の態様によれば、本発明の第４の態様による方法を実行する装置を制御するためのプログラム、又は、装置にロードされると、該装置が本発明の第１の態様による装置となるようにするプログラムが提供される。プログラムは、キャリア媒体上で搬送されるものとすることができる。キャリア媒体は、格納媒体とすることができる。キャリアは、伝送媒体とすることができる。
【００２０】
本発明の第６の態様によれば、本発明の第５の態様によるプログラムによってプログラムされる装置が提供される。
【００２１】
本発明の第７の態様によれば、本発明の第５の態様によるプログラムを含む格納媒体が提供される。
【００２２】
本発明の実施形態は、干渉物体が実際にポータルを通るどの物体よりもセンサから遠くにあるということに基づいて、センサにおける信号が遠い物体にのみ対応する場合を検出することを目的とする。本方法が、遠くの源に由来する信号が存在し、かつ近くの源由来の信号は存在しないと判定した場合には、警報は抑止される。換言すれば、遠方界（ｆａｒ−ｆｉｅｌｄ）信号の検出に対しては、本発明を具現する方法は、フェロガード・システムが警報を発することを防止することを目的とすべきであるが、しかしながら、近傍界（ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ）信号及び遠方界信号の両方が存在する場合には、通常通りに警報を発することが可能となるべきである。これは、誤警報の数を減らす効果を有することになろう。
【００２３】
本発明を具現するシステムの目的は、偽陰性のレベルをまったく（又はわずかにしか）増大させずに、偽陽性のレベルを低下させることである。この点に関して、「偽陽性」は、センサの近く（「近く」は、典型的には、約２又は３メートル以内）に実際には鉄の物体がないときにシステムが警報を発することであり、一方、「偽陰性」は、センサの近くに鉄の物体があるときに警報を発しないことである。
【００２４】
すべての遠方界信号を検出することが理想的ではあるが、偽陰性を回避することが必要条件なので、本発明の実施形態は、遠方界信号のうちのいくつかはだけは検出することになりそうである。特に、同時に生じた２つ又はそれ以上の遠方界信号がセンサにおいて生成する信号は、可能性のある近傍界源から容易に区別できないことがあるので、これらの信号は、遠方界信号として検出されないことがある。
【００２５】
ここで、例として添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を具現する方法により行われるステップを示す、概略的なフロー図である。
【図２ａ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ１）。
【図２ｂ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ１）。
【図２ｃ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ１）。
【図３ａ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ２）。
【図３ｂ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ２）。
【図３ｃ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ２）。
【図４ａ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ３）。
【図４ｂ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ３）。
【図４ｃ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ３）。
【図５ａ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ５）。
【図５ｂ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ５）。
【図５ｃ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ５）。
【図６ａ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ８）。
【図６ｂ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ８）。
【図６ｃ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ８）。
【図７ａ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ９）。
【図７ｂ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ９）。
【図７ｃ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ９）。
【図８ａ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ１０）。
【図８ｂ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ１０）。
【図８ｃ】本発明の実施形態により実行される実験から得られた結果を示す（データセット  Ａ１０）。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
出願人は、上述の誤警報の重要な原因である干渉磁気信号の源が、誰かがフェロガード検出器の「ポータル」を通るのと同時にそのポータルのそばを通るがその中は通らない、移動する強磁性物体であることを確認した。このような干渉源の例は、（ａ）廊下で移動するスチールの車椅子、車輪付き担架、台車、及びガスシリンダ、並びに（ｂ）ポータルの下方又は建物の外の車又はその他の車両である。これらの干渉磁気信号を考慮した解決法を提供することが望ましい。
【００２８】
本発明の実施形態の詳細な説明に進む前に、フェロガード・システムの全般的な目的が何であるかについて考察し、次いで本発明の実施形態に関して提案される全般的な手法を考察することが有用である。
【００２９】
フェロガード・システムの第１の目的は、システムにより保護されるドアを通って移動する特定のサイズより大きいすべての鉄の物体を検出し、警報を作動させることである。
【００３０】
フェロガード・システムの第２の目的は、他の源により生じた信号（偽陽性）に基づく警報を発しないようにすることである。
【００３１】
これら２つの目的が対立した場合には、偽陽性の方が偽陰性よりはるかに好ましい。
【００３２】
本発明の実施形態は、特に、検出器に遠方界信号をもたらす、検出器から遠くにある物体により生じる偽陽性を減らすことを目的とする。遠方界信号は一般に、十分な程度まで特徴付けることができないため、こうした信号を除去する技術を考案するのは簡単ではない。
【００３３】
むしろ、本発明の実施形態は、信号から遠方界の干渉源を除去することを求めるのではなく、その代わりに、こうした干渉源がセンサに作用している場合を検出することを目的とする。このような検出が生じた場合には、システムは警報を発するべきではない。この結果として、遠方界源と近傍界源の両方が動作しているときは、このような検出は生じるべきではない。幾つかの遠方界信号が、近傍界信号から区別できないような状態でセンサに影響を与えている場合にも、このような検出は生じるべきではない。
【００３４】
このような方法は、遠方界信号により生じたすべての偽陽性を実際に除去するわけではなく、１つより多くの遠方界信号が存在する場合には機能しないことがある。これは、多数の遠方界による偽陽性をカバーする可能性があるので、これらを除去することは、遠方界排除能力をもたないシステムに対する大幅な改善になると考えられる。
【００３５】
本発明の実施形態に採用される手法は、（ａ）２つより多くの磁気センサを組み合わせて用いること（公知のシステムは、「ポータル」の両側で一対のセンサを用いるが、これらの対は互いに独立に動作する）と、（ｂ）複合多重センサ信号が、ほぼ完全に遠方源に起因するものであるかどうか（すなわち、近傍源に対応する信号をまったく含まないかどうか）判定するアルゴリズムを用いることを中心に展開する。
【００３６】
多重磁気センサをグラジオメータとして用いることは、既に知られている（最も単純な例は、２つの磁気センサの出力間の差をとることである）。本質的に、これは、十分に離れた源からの信号を相殺することを可能にする（この場合、２つのセンサが等しい利得を有するように較正されているものと仮定すると、２つのセンサにおける信号は同一であると期待することができる）。さらにセンサを追加して、追加の勾配測定を与えることができる（磁界を完全に特定するためには９つの異なる勾配値が必要である）。勾配信号は、源からの距離の関数として、「全磁界（ｔｏｔａｌ  ｆｉｅｌｄ）」信号よりはるかに急速に減衰するので、したがって、グラジオメータは、遠い物体よりも近い物体に対してより大きい感度を有することは、よくわかる。
【００３７】
しかしながら、本発明の実施形態において採用される手法はまったく異なるものであり、多重センサをグラジオメータとしては用いないことが明らかとなろう。
【００３８】
今回提案されるシステムにおいて遠方界の排除を達成する主な方法は、２つのセンサ出力の差を取る（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉｎｇ）ことである。これは、単一センサの場合のおよそｒ-3の距離減衰を、差を取った結果についてｒ-4の減衰まで小さくする。これは、ある種の遠方界信号に対しては有用であるが、他の信号は、この方法が役に立たないほど強力である。特に、５メートル又はそれ以上の範囲で移動する車およびその種のものは、差を取った信号に対してさえ、かなり大きい摂動を生じさせる。
【００３９】
ここで図１を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。本発明の実施形態による装置もまた、図１に示された機能の各々を実行するように適合された対応するブロックの組により、図１から推論することができる。
【００４０】
本実施形態は、遠方界信号は通常は４つのセンサすべてにおいて同様の信号を生成するという理論を基にして、４つのすべてのフェロガード・センサの出力を用いる。これは、４つのセンサすべてが実質的に同じアラインメントを有することを必要とする。（４つのセンサを用いることは必須ではなく、３つ又はそれ以上のセンサを用いる必要があるのみであることが理解されよう。以下で詳述するように、センサのアラインメント等における何らかの差異を補償するために、較正技術を用いることも可能である。）
【００４１】
ここで説明される方法は、測定されモデル化された信号を除去するためのフィルタリング及び干渉相殺といった、本明細書以外のところで説明されたいずれかの単一センサ技術を適用した後で実施されることが想定される。したがって、本明細書において「センサ出力」について言及されている場合、これは、一般に、なんらかの単一センサ処理技術が適用された後のセンサ出力を意味するものとして解釈されるべきである。
【００４２】
提案される方法は、図１のフロー図で概略的に示されるように、５つのステップで構成される。これらのステップをまず簡単に説明し、その後さらに詳細に説明する。
【００４３】
ステップＳ１において、４つのセンサ出力を組み合わせることにより、支配的成分が見いだされる。
【００４４】
ステップＳ２において、この支配的成分の影響が除去された後の４つの信号における全電力が見いだされる。
【００４５】
ステップＳ３において、残った全電力がノイズフロアを有意に上回るかどうかが判定される。
【００４６】
ステップＳ３において「はい」であった場合には、信号は遠方界ではないか、又は１つより多い遠方界信号が存在するかのいずれかであるので、システムは、通常通り警報を発することになる。
【００４７】
ステップＳ３において「いいえ」であった場合には、支配的成分を生成する係数ベクトルが単位ベクトル［０．５  ０．５  ０．５  ０．５］にどれだけ（角度で）近いかが考察され、この角度の計算がステップＳ４で行われる。
【００４８】
ステップＳ５において、この角度がゼロに近いかどうか判定される。ステップＳ５において「はい」であった場合には、センサは、単一の遠方界信号を受信していると仮定され、システムは警報を発しないことになる。ステップＳ５において「いいえ」であった場合には、信号はおそらくは小さい近傍界信号であり、システムは通常通りアラームを発することになる。
【００４９】
ここで、これらのステップの各々を順次、さらに詳細に考察する。
【００５０】
図１のステップＳ１（「支配的成分を計算する」）に関して、本発明の実施形態による方法において、単一の遠方界信号は、すべてのフェロガード・センサ上でほぼ同一の応答を生じさせるものと仮定されるが、ただし、以下の特定の条件に従うものとする。
・センサはすべて、所与の磁界強度に対して同じ電圧応答を有するように較正される。
・センサはすべて、同じ磁界成分を測定するように、同じ方向にアラインメントされる
・すべてのセンサに対して同じ単一センサ技術（フィルタリング、干渉相殺）が同じ方法で適用されている（ただし、異なる干渉相殺係数を用いることは可能である）
【００５１】
これら３つの条件が与えられると、単一の遠方界源は、各センサ上で同一の応答を生じることになる。複数の遠方界応答も、各センサ上で同一の応答を与えるであろう。しかしながら、何らかの補償又は較正技術が採用されると仮定すると、上述の条件のうちの少なくとも１つは緩和することができる。このことは、以下で詳述する。
【００５２】
源は、移動して近傍界に入ってくると、異なるセンサ上で異なる振幅の応答を生じさせる。したがって、移動する源（例えば通過する車）は、範囲が変化する場合に、異なるセンサ上で、時間変動する異なる関数を生成することになる（ただし、これが遠方界において開始又は終了する場合には、関数の始まり又は終わりは同一になる）。
【００５３】
源が移動してセンサにもっと近づくと、源から異なるセンサへのベクトルは有意に異なるものとなるので、異なるセンサ上で大いに異なる関数を観察することができる。
【００５４】
小さい源がセンサのうちの１つの近く（かつ、ノイズフロアを有意に上回る示度を示さない程度に十分に他のセンサから遠く）を通過する場合には、これは、そのセンサ上のみで応答関数を生成する。
【００５５】
本発明の実施形態は、これら４つの事例のうちの第１の事例（遠方界源）を検出することを目的とする。これが存在する唯一の信号である場合には、小さいデータブロックに対して主成分分析（特異値分解）を行うことにより、
・対応する大きい特異値を有する支配的成分が１つだけ存在する
・他の特異値はノイズフロアと同様である
・支配的成分に対応する係数ベクトルは、［０．５  ０．５  ０．５  ０．５］ベクトルに近い（すなわち、すべての４つのセンサからの等しい寄与から成る）
ことが明らかになるはずである。
【００５６】
支配的成分及びその係数ベクトルを計算するために、広範囲の異なるアルゴリズムを用いることができる。完全な特異値分解は必要ではなく、それゆえ有意に速い技術を用いることができることに留意されたい。１つの好適な技術は、べき乗法を共共分散行列に適用することであり、これは最初に支配的固有ベクトルを抽出し、これが必要とされる係数ベクトルとなる。
【００５７】
図１のステップＳ２（「副次的電力を計算する」）に関して、支配的成分の寄与が除去された後のセンサ信号における電力を計算する処理が実行される。これは、センサ入力のブロックの単純な代数変換により行うことができる。
【００５８】
センサ入力のブロックは、
【数７】
2012522211.tif 000009
で表され、ｓ1は、例えば、センサ１由来のデータブロックにおけるＴサンプルの１×Ｔ行ベクトルである。Ｓの支配的成分に対応する係数ベクトルは、１×ｎベクトルであるｖで表され、ｎはセンサの数である（本実施形態においては４）。支配的成分の寄与が除去された信号は、
【数８】
2012522211.tif 000010
により与えられる射影行列Ｐを用いて計算することができ、
【数９】
2012522211.tif 000011
である。
【００５９】
全副次的電力は、クリーンにされた（ｃｌｅａｎｅｄ）信号の共分散行列のトレースにより与えられる。
【数１０】
2012522211.tif 000012
【００６０】
データ行列がノイズのみからなる場合には、この全副次的電力は、背景ノイズ電力のおよそ３倍（ｎ−１）倍になることに注意されたい。
【００６１】
ここで図１のステップＳ３（「副次的電力を比較する」）を参照すると、この処理段階は、前のステップで計算された副次的電力を用いて、データブロック内で単なる単一信号の影響よりも大きな影響が生じているかどうか判断する。このことは、単純な閾値の比較により行われ、副次的電力が特定の閾値を上回る場合には、データブロックは、１つより多くの信号を含むか、又は複雑な、それゆえ単純に遠方界信号とすることはできない信号を含むかのいずれかである。したがって、閾値を越えている場合には、フェロガード・システムは通常通りに警報を発することになり、この技術の残りの処理を行う必要はない。
【００６２】
閾値を越えていない場合には、センサに対して単一の支配的信号効果を与え得る異なる種類の信号間の区別を行うための、さらなる処理が必要になり得る。
【００６３】
好適な閾値レベルを決めるのは、以下の事柄を想定される考慮事項とする複雑な判断である。
閾値は、センサのノイズ統計に基づくものとすることができるので、センサがノイズだけを受信している場合には、閾値を超えることは決して（又はごく稀にしか）ない。
閾値を高くすると、より近くの「遠方界信号」が、フェロガード・システムにおける誤警報の原因として（おそらくは）排除されることが許容される。これは、遠方界信号が移動してセンサに近付くにつれて、それらの信号が副次的信号に寄与する電力の量が増大するためである。
閾値が高すぎると、遠方界信号及び近傍界信号が存在する事例を、警報の源として可能な排除について、通過させて前に進めてしまうことがある。これが、その後の処理によって検出されない場合には、これは、偽陰性（本発明者らはこれを回避しようと努力している）を引き起こすことになる。
【００６４】
この決定において使用するための１つの可能な値は、システムがその意図される動作環境に設置されたときに４つのノイズ・チャンネルの合計によって達成される最大値の約４倍である。もっと小さい値が好ましい場合もあり得るが、それが、特定の状況において偽陰性の問題を引き起こすかどうか判定するために、評価が行われるべきである。
【００６５】
図１のステップＳ４（「角度のモジュラスを計算する」）に関しては、単一の支配的成分が存在すると仮定して、このセクションは、この成分が遠方界信号由来のものであるかどうか判定しようとする。これは、支配的成分を生成した係数ベクトルｖを調べ、これが遠方界信号により生成される理論ベクトルと角度においてどれだけ近いか評価することによって行われる。
【００６６】
理論的には、遠方界信号は、各センサに対して等しい影響を与えるので、ベクトルは
【数１１】
2012522211.tif 000013
となり、ここでｎはセンサの数である。信号が遠方界の寄与により生じたものであるならば、支配的成分ベクトルｖはこれに近くなるが、源が移動してセンサに近付くにつれて、遠くのセンサよりも近くのセンサ上でより強い応答を生成し始める。このベクトルが単位ベクトルにどれだけ近いかを測定する簡単な方法は、それらの間の角度
【数１２】
2012522211.tif 000014
を調べることである。
【００６７】
これは、ｖが単位ベクトルとなるように正規化することを必要とすることに注意されたい。これは、周知の標準的な手順である。
【００６８】
この解析は、すべてのフラックスゲート・センサが磁界の同じ成分を測定するようにアラインメントされ、かつ同じ方向を有する場合にのみ正確である。センサのうちのいくつかが１８０度回転された（変更された）方向を有する場合には、逆向きのセンサに対応するベクトルの項を−１で置き換える必要がある。センサのアラインメントが異なる場合には、結果として、ここで説明される技術の性能は低下する。
【００６９】
図１のステップＳ５（「角度のモジュラスを比較する」）に関して、処理の最終段階は、前のステップで計算された角度のモジュラスを特定の閾値と比較することである。角度のモジュラスがこの閾値より低い場合には、支配的信号は、おそらくは単一の遠方界源に由来するものであろうと考えられるので、したがってフェロガード・システムは警報を発しない。しかしながら、この角度のモジュラスが閾値より高い場合には、支配的信号はもっと近い信号、おそらくは単一のセンサの近くの小さい信号又はその種のものに由来する可能性が高い。
【００７０】
閾値のための理にかなった値の決定は、関連する用途に依存し、大きすぎる値は偽陰性をもたらすことがあり、一方、小さすぎる値は偽陽性をもたらすことがある。１つの可能な値は、２５度である。実験的には、これは上手く機能するように思われ、小さい単一センサ応答を容易に無視し、かつ遠方界信号の大部分を捕捉するが、これは、直面する個別のシナリオを考慮にいれて修正することができる。これについての好適な値に対するさらなるコメントは、後述する。
【００７１】
ここで、ある研究施設で収集した１０組の異なるデータセットから選択したものに対して、提案する技術を適用した結果を考察する。これらの結果を調べることの目的は、（ａ）この技術の偽陰性を回避する能力を実証すること、（ｂ）この技術の偽陽性を減らす能力を実証すること、（ｃ）「警報許可」の結果が返された場合に２つの判断のうちのどちらが用いられたか示し、２つの判断の相対的重要度が判るようにすること、（ｄ）本技術がおそらく「警報不許可」を返すべきであるのに、それを返さない信号の種類を考察すること、（ｅ）判断におけるパラメータの変更の効果を考察すること、及び（ｆ）この技術を用いることと、係数ベクトル［０．５、０．５、０．５、０．５］により生成される「全磁界信号」を除去する代替技術を用いることを比較することである。
【００７２】
考察される１０組のデータセットは、そのほとんどがノイズに過ぎない約２０００秒に相当するデータからなる。そのうちの約３００秒に相当する部分が「信号」を含み、すなわち、ノイズレベルを上回るので既存のフェロガード・システムが警報を発する、何らかの信号が存在する。これらの信号は、事象が生じた時点をマークするデータ内のフラグを用いて、３つの組に分類することができる。
・近傍界信号：フラグは、何か（通常、鉄）を持ってフェロガード・センサを通過しようとした時点をマークする。この各事例は、１秒から６秒に相当する「信号」で構成される（持続時間は主として信号の強度に依存する）。
・遠方界信号：いくつかのフラグは、フェロガード・センサが設置されている部屋の外の道路を車両が通過した時点をマーキングする。これらは、最も近づいたときに５メートルから７メートルの距離にあったので、それ自体として遠方界信号になる近さである。
・近傍界及び遠方界信号：ところどころのフラグは、車両が通り過ぎるのと同時に近傍界信号が生成され、従って近傍界信号及び遠方界信号の両方が同時にデータ内に存在した時点をマークする。これは稀であり、データの０．３％にしか生じなかった。
【００７３】
本方法は、次いで、データの各区間を「警報許可」と「警報不許可」に分類する。以下の表は、各組が、これら２つの警報状態間でどのように区分けされたかを示す。
【表１】
2012522211.tif 000015
【００７４】
太い点線の枠線内の上記セルは、これらのテストにおいて、本方法がまったく偽陰性を生じさせなかったことを示す。近傍界信号の事例においては、これを裏付ける１７９個のサンプルがあるので、この事例では偽陰性の率が低いことを確信することができる。近傍界＋遠方界信号の事例ではサンプルが数個しかないため、信頼性のレベルはより低い。
【００７５】
太い実線の枠線内の上記セルは、可能な１２３個の事例のうちの１５個の事例で、遠方界信号が警報を生じさせたことを示す。このことは、誤警報率が８８％減少したことを示すが、設置の制限があるので、実施における同様の減少を意味するわけではない。テストでは、誤警報信号は１種類のみ、すなわち、最も接近したときに５メートルから７メートルで通過する車両（様々なサイズ及び速度を有する）であった。このことからすべての可能な遠方界信号に一般化することは、難しい。
【００７６】
全体として、これらの結果は、確かに、本方法が偽陽性の排除における優れた改善を提供することを示唆する。
【００７７】
種々のデータセットの各々の結果をここで順番に考察する。図２から図８までの各々は、３つの部分（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に分けられ、これらの３つの部分は以下の通りのデータを示す。
（ａ）各センサにおける元のデータ
（ｂ）元のデータから支配的成分（全磁界成分とも呼ばれ、係数ベクトル［０．５  ０．５  ０．５  ０．５］により生成される）が除去されたもの
（ｃ）元のデータから支配的成分が差し引かれたものであるが、「警報不許可」信号が作動しているときには常に結果がゼロに設定されたもの
【００７８】
ドットは、（ａ）「警報不許可」信号が作動したとき、（ｂ）図１のステップＳ３が、副次的成分の電力が大きすぎることを示したために「警報許可」信号が作動したとき、及び（ｃ）図１のステップＳ５が、角度のモジュラスが大きすぎることを示したために「警報許可」信号が作動したときを示す。
【００７９】
上述の「フラグ」は、図２から図８において、上述のドットの領域内に配置された垂直線により示され、これらのフラグのうちの幾つかと関連付けられた事象又は物体は、各図における上下２つのプロットの間に配置された表示により示される。
【００８０】
図及び以下の説明において、「Ｒ」は「右」又は「右手」の省略形であり、同様に「Ｌ」は「左」又は「左手」の省略形である。
【００８１】
データセットＡ１は、フェロガードのポータルを通過する物品によるデータのみを含み、明白な遠方界信号は含まない。このデータセットについての結果は、図２ａから図２ｃに示される。グラフは、元のデータ（図２ａ）と全磁界成分が除去されたデータ（図２ｂ）との間には非常に小さい差異があることを示す一方、遠方界検出後のデータ（図２ｃ）は元のデータとほぼ完全に同一であることを示す。
【００８２】
「警報不許可」信号の方法が誤って作動した唯一の例外は、データセットの両端においてである。これは、これらのテストにおけるフィルタの実施方式に起因するものであり、その結果として、最初と最後のブロックが同様の信号を含むことになり、そのため検出器により遠方界信号として処理される。このことは、現実のシステムにおいては問題にならないであろう。
【００８３】
信号が存在しない場合、アルゴリズム挙動における決定要因は、角度が大きすぎるということである。このことが予期される理由は、副次的電力の閾値の値が大きいということが、ノイズのみが存在する場合に判定基準が満たされることが予期されることを意味するからである。それゆえ、この方法が正しく動作するためには、角度の判定基準が重要であり、これらの事例においては、これは通常、「警報許可」応答を返す。
【００８４】
これに対する例外は、鉄物体由来の有意な信号を含むデータ区間である。これらの場合、決定要因は「警報許可」応答を返す、副次的信号電力のテストである。これは、ドアを通過する大きい鉄物体が単一支配的成分よりも大きなものを生成すること、したがって決定プロセスが予期された通りに機能していることを確証する。
【００８５】
データセットＡ２は、フェロガードのポータルを通過する、より多くの物品を含む。このデータセットについての結果は、図３ａから図３ｃに示される。これは、車及びバンが設置場所の近くの道路を（車両が道路のどちら側を通ったかに応じて、５ｍから７ｍの距離で）通過した区間を含む。Ａ１のデータセットの場合と同様に、本技術は、ポータルを通過する物体を含むデータのすべての区間に対して正しい判定、すなわち「警報許可」を行った。
【００８６】
車がセンサを通過した付近のデータの区間は、理解を助けるために非常に有用である。この車の信号の大きさは、このデータセットにおいては、ポータルを通過する物体によって生成された信号の大きさよりも大きい（ただし、他のデータセットにおいて観察された物体によって発生する信号のうちのいくつかとは同様の大きさである）。全磁界成分の除去は、この大きさを相当減少させたが、この信号を考慮から除外するのに十分なほどではない。残った信号は、警報を発することが望まれる物品であるポケットの中のかみそりによって生成された信号よりも大きい。このことは、全磁界の除去が、すべての遠方界信号を除去するものではないことを示す。
【００８７】
対照的に、提案される遠方界検出方法は、車を明らかに遠方界信号として検出し、１秒間の持続時間で５ブロックにわたって「警報を発しない」という判断を正しく返した。
【００８８】
バンが施設のそばを通過したデータの最後の区間もまた示唆に富み、バンによって発生した信号は車によって発生した信号よりも約５倍大きく、かつ約２倍の長さにわたって検出可能である。その最初の２秒間及び最後の３秒間は、遠方界検出アルゴリズムにより検出され、「警報を発しない」判定が返される。しかしながら、中央の４秒間は、副次的電力が大きすぎるので、遠方界信号としては検出されない。したがって、データのこれらの区間は除去されず、フェロガード・システムは、これに対して潜在的に警報を発し得る。
【００８９】
このことは、提案される検出アルゴリズムの限界、すなわちバンがセンサの近くを通過する場合は遠方界に入らないので除去されないことを示すので、有用である。角度への依存をより高めて、副次的電力への依存をより小さくすることにより（これは、閾値を調整することにより達成される）、アルゴリズムの別の変形態様が、より良くバンの信号を遠方界として検出することができるようにすることが可能である。しかしながら、これは、検出力を高めることと、偽陰性のリスクを高めることとの間でのトレードオフとなる。
【００９０】
データセットＡ３は、フェロガードのポータルを通過する、より多くの幾つかの物品と、不明な原因を有する１つの不明な信号を含む。このデータセットについての結果は、図４ａから図４ｃに示される。最も弱い信号（Ｒポケットの中の鍵）は、どのセンサ上でも目立った信号を生じさせることはほとんどないことは注目に値する。右下センサは人の右ポケットに最も近いセンサであるため、これは、おそらく右下センサ上でわずかな変化を生じさせるであろうことが予期される。
【００９１】
対照的に、電源ユニット（ＰＳＵ）は、車信号のうちの幾つかに匹敵する電力の、はるかに大きい信号を生成する。当然のことながら、これは、副次的信号電力が検出アルゴリズムにおける閾値を上回ることを保証するのに十分なほど大きい。
【００９２】
このデータセットは、別の組の物体を含み、遠方界検出アルゴリズムは、これを、遠方界の源に由来するものではないと正しく判定する。本発明者らは今や、そのすべてがアルゴリズムによって遠方界としては検出されない広範囲の異なる信号電力及び位置を入手しているので、これは有用である。
【００９３】
このデータセットには、１５秒間の不明信号のバーストが存在する。これは、ノイズレベルが上昇したかのように見える。遠方界検出アルゴリズムは、これが単一の単純な遠方界信号であることを示唆しない。
【００９４】
データセットＡ４は、ここでは説明しない（これは小さく、２つの異なる種類の物体、すなわち、硬貨とはさみしか含まない）。データセットＡ５は、３種類の物体と、車がそばを通過する２つの出来事とを含む。このデータセットについての結果は、図５ａから図５ｃに示される。ヘアピンは、生成する信号が小さすぎて検出されない物体の組の最も良い例である。ハンマーは、非常に大きい信号を生成するが、ペンチは、左下のセンサ上でしか検知できない、驚くほど小さい信号を生成する。
【００９５】
データセットＡ５には、２つの車の信号が存在する。これらは両方とも、その持続時間全体にわたって、遠方界検出アルゴリズムにより首尾よく検出される。このことは、これらの２つの信号のうちの１つが、全体として遠方界として分類されなかったバンの信号と強度が同様であるという事実にかかわらない。このことは、バンの方がより分散された源であること、又は、より速い車よりもわずかに高い磁力を有することに起因し得る（バンの信号は９秒間にわたって検出可能であり、強い車の信号は６秒間にわたって検出可能であった）。
【００９６】
このデータセットにおける車の信号の抑止は非常に良好であり、遠方界検出アルゴリズムが非常に効果的に機能していることを例証する。
【００９７】
データセットＡ６は、遠方界検出アルゴリズムにより全てが抑止される、持続時間が６秒間の単一の弱い車の信号と、フェロガードのポータルを通る、抑止されない一組のねじ回しの動きとを含む。
【００９８】
データセットＡ７は、注目されるデータを含まない。
【００９９】
データセットＡ８は、フェロガード・センサを通過する二組の物体と、２つの車信号とを含む。このデータセットについての結果は、図６ａから図６ｃに示される。第１の物体はスパナであり、特に最も近いセンサ上に非常に大きい信号を生成する。大きい信号を生成するにもかかわらず、これは、アルゴリズムによって、正しく、遠方界信号としては検出されない。第２の「物体」は、ＭＲＩ室の規則を完璧に忘れた人が装着しそうな小さい物体の一揃えの組（鍵、電話、定期券、財布、腕時計及び靴）である。これらはスパナよりも小さい信号を生成するが、有意であり、有意な副次的電力を生成するので、したがって、これらもやはり、アルゴリズムによって、正しく、遠方界信号として分類されない。このことは、本技術が、複数の空間的に離間した近傍界信号を見誤って（遠方界としての誤って分類することにより）偽陰性をもたらすことがないことを例証する。
【０１００】
２つの車信号は両方共かなり明白である。しかしながら、一方は主として、フィルタが安定することが見込まれる前のデータの初期区間に入っている。この信号のテールは、遠方界検出アルゴリズムにより首尾よく除去される。第２の車信号は、「普通の持ち物（ｎｏｒｍａｌ  ｓｔａｆｆ）」の近傍界信号のうちの１つとほぼ同時である。興味深いことに、この結果として車信号は遠方界信号として分類されないことになり、そのためアルゴリズムは期待通りに警報を発する。しかしながら、車信号は「普通の持ち物」信号よりも大きいため、車信号のテール（１秒に値する）は、車信号として検出され、警報を発するための考慮事項から除外される。このこともまた、提案するアルゴリズムが、偽陰性が導入されることを回避するけれども、可能であれば偽陽性のレベルを低下させることを例証する。
【０１０１】
データセットＡ９は、フェロガード・センサを通過するブラの１２の例を含む。このデータセットの結果は図７ａから図７ｃに示される。これらのすべては、個々のセンサ上で十分に検出される大きい信号を生成する。これは、４つの車の信号も含む。
車の信号のうちの２つは、電力がかなり低く（１つは特にそうである）、ブラがセンサを通過した時点の付近では生じない。これら２つは、遠方界検出器により効果的に検出された。
第１の車信号は非常に強く、副次的電力が高すぎるので、その最も接近する区間が遠方界ではないものとして検出される前に検知された。このことは、２秒間の区間は遠方界としてフラグは立てられないが、それに先行する１秒間と後に続く３秒間は遠方界としてフラグが立てられることを意味する。この車信号の終端部はブラ信号と同時になり、アルゴリズムはこれを首尾よく検出し、警報を許可する。
第３の車信号は、ブラ信号とほぼ全く同時に生じる（図７ａから図７ｃにおいて車＋ブラと表示された領域により示される）。（大きい）車信号の最初と最後の数秒間は、アルゴリズムにより遠方界として検出され無視されるが、信号の残り（中央の５秒間）は「警報許可」としてマークされる。このことは、近傍界及び遠方界信号の両方が存在する場合には警報を許可する、本技術の能力を例証する。
【０１０２】
データセットＡ１０は、センサ設備から約５メートルから７メートル離れて道路を移動する車及び他の車両の幾つかの例を含む。このデータセットについての結果は、図８ａから図８ｃに示される。フラグ時間は、ここでは正確であると考えるべきではない（レコーダが、道路への直接的な照準線を有していなかったため）。
【０１０３】
これらの車両信号のうちの幾つかは、遠方界検出器がその信号の最接近点の部分を遠方界として検出しないほど大きい。しかしながら、すべての事例において、信号の初期及び後期区間は、遠方界として正しく分類される。車の信号については、２つの小さい部分（それぞれ１秒間）だけが遠方界として検出されない。しかしながら、非常に大きいトラックの信号は、遠方界として検出されない５秒間の区間を有する。このことは、以下の２つの理由のため、おそらく妥当である。
信号の全体としてのサイズ。これは副次的電力をより大きくしそうである。
分散された源のサイズ。６メートルの範囲にわたって分散されており、トラックを点源として理にかなったモデル化をすることは決してできない。その代わりトラックは６０度又は同様の角度に拡がった分散源となる。
【０１０４】
このデータセットは、遠方界検出アルゴリズムの能力（車信号については、２５秒間は遠方界としてマークし、そのようにマークしなかったのは２秒間だけであった）と、その弱点（トラック信号の５秒間は、２つの３秒間の遠方界区間間に挟まれているとはいえ、遠方界ではないと示される）の両方を示すのに好適である。
【０１０５】
データセットＡ１１はＡ１０と同様であるが、より多くの車信号を含む。これは、遠方界アルゴリズムが大きな信号を遠方界として分類しない事例は含まない。
【０１０６】
要約すれば、本発明の実施形態は、フェロガード・システムにおいて遠方界信号により生じる偽陽性のレベルを低下させる方法を提供する。遠方界信号を正しく判定することは難しく、かつ偽陰性の増加を最小にすることが必要とされるので、遠方界が誘発する偽陽性が現実的にこの方法により完全に排除されるわけではない。しかしながら、収集されたデータセットにおいて８８％という、優れた低下のレベルが例証された。
【０１０７】
様々な閾値についての示唆を提案したが、実際の配置のシナリオにおいて最も有効となるであろう閾値を確認するためにはさらなる研究が必要とされ得る。特に、近傍界信号及び遠方界信号の両方を同時に含むデータセットを検討することは、どの値が好適であるかの判定に役立つであろう。
【０１０８】
用いられるブロックのサイズは変更することが可能であり、これは、特定の用途に適しするような方式で行うことができることが理解されるであろう。オーバラップするブロックを用いることも可能であり、４つより多くの、アラインメントされたフラックスゲート・センサを含むことも可能である。
【０１０９】
説明してきたように、本方法は、３つの量、すなわち支配的成分ベクトル（ｖ）、全副次的電力（ｐcleaned）及び角度φの計算を必要とする。これらの量を計算する有利な代替的方法は、
・センサからの信号の平均を取り、
・各々の個別の信号をこの平均信号に対して回帰し（すなわち、前者の後者に対する最小二乗誤差適合を求める）、これを達成するのに必要な換算係数、及び最良適合の結果生じる残差を計算する、
ことである。
【０１１０】
４つの換算係数（それぞれ、各センサ信号に対応する）が一緒になって、必要とされる支配的成分ベクトル（ｖ）を形成し、全副次的電力（ｐcleaned）は、上記の計算における残差の合計として得られる。
【０１１１】
ｃｏｓ（φ）と数学的に等価である
【数１３】
2012522211.tif 000016
を計算し、次にその量の値をテストして所与の閾値より大きいかどうか判定することにより、角度φ自体を計算することと、次にそのモジュラスをテストしてそれが所与の閾値より小さいかどうかを判定することとを回避することが、さらに有利である。
【０１１２】
これらの代替的なアルゴリズムは、必要な計算が少ない点で有利である。これらは、オーバラップしたブロックに基づく計算を用いるか、又は「ローリング」（すなわちサンプル毎の）計算を用いるかのいずれかにより、簡便かつ効率良く実施することができる。後者（ローリング）手法においては、ブロック平均は平滑化フィルタの使用で置き換えられる。これらは周知の技術である。
【０１１３】
上述の場合において、センサはすべて、所与の磁界強度に対して同じ電圧応答を有するように較正されていると仮定した。このような較正は、装置を組み立てる前に個々のセンサに適用することができる。代替的に、これを、組み立てられた装置に適用される較正プロセスによって行うことも可能であり、その場合、例えば、多数の既知の位置に磁気源が連続して配置され、源に対するすべてのセンサの応答が同時に測定される。このような手順は、センサが互いに十分な精度でアラインメントされたかどうかも示すことになる。さらなる選択肢は、センサの電圧応答を、適応的に較正することである。これを行うための１つの方法は、遠方界源のみが存在すると主アルゴリズムが判定したすべての期間にわたって（換言すれば、アルゴリズムによって「警報不許可」信号が設定されるすべての期間にわたって）、センサ応答の記録をとることである。このような多くの記録を平均することにより、センサのそれぞれの応答の平均が得られる。真の遠方界源に対しては、これらの応答は等しくなるはずである。したがって、平均応答におけるどのような不均等も、不正確な較正に起因するものである仮定することができ、センサ応答を均等にするのに必要とされる利得の調整を計算することができる。次にこの調整をそれぞれのセンサに適用することができ、それによりセンサを較正することができる。このプロセスは、作動中に連続して適用することができる。
【０１１４】
上述のブロック又は構成要素の１つ又はそれ以上の動作は、デバイス又は装置上で動作するプログラムにより制御することができることが理解されるであろう。そのような動作プログラムは、コンピュータ可読媒体上に格納されることもでき、又は、例えば、インターネットのウェブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号のような信号として具体化することもできる。添付の特許請求の範囲は、動作プログラム自体をカバーするものとして、又はキャリア上の記録として、又は信号として、又は任意のその他の形態として解釈されるべきである。
【図１】
2012522211.tif 000023
【図２ａ】
2012522211.tif 000024
【図２ｂ】
2012522211.tif 000025
【図２ｃ】
2012522211.tif 000026
【図３ａ】
2012522211.tif 000027
【図３ｂ】
2012522211.tif 000028
【図３ｃ】
2012522211.tif 000029
【図４ａ】
2012522211.tif 000030
【図４ｂ】
2012522211.tif 000031
【図４ｃ】
2012522211.tif 000032
【図５ａ】
2012522211.tif 000033
【図５ｂ】
2012522211.tif 000034
【図５ｃ】
2012522211.tif 000035
【図６ａ】
2012522211.tif 000036
【図６ｂ】
2012522211.tif 000037
【図６ｃ】
2012522211.tif 000038
【図７ａ】
2012522211.tif 000039
【図７ｂ】
2012522211.tif 000040
【図７ｃ】
2012522211.tif 000041
【図８ａ】
2012522211.tif 000042
【図８ｂ】
2012522211.tif 000043
【図８ｃ】
2012522211.tif 000044
【国際調査報告】
2012522211.tif 000045
2012522211.tif 000046