WO2014135421A1 - Procede de reconnaissance automatique d'un objet magnetique - Google Patents

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WO2014135421A1
WO2014135421A1 PCT/EP2014/053773 EP2014053773W WO2014135421A1 WO 2014135421 A1 WO2014135421 A1 WO 2014135421A1 EP 2014053773 W EP2014053773 W EP 2014053773W WO 2014135421 A1 WO2014135421 A1 WO 2014135421A1
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WO
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magnetic
magnetometers
magnetometer
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difference
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Application number
PCT/EP2014/053773
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Tristan HAUTSON
Rabeb ALOUI
Saifeddine ALOUI
Timothée Jobert
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Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0094—Sensor arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/0206—Three-component magnetometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/10—Plotting field distribution ; Measuring field distribution
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/081—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices the magnetic field is produced by the objects or geological structures

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for automatic recognition of a magnetic object.
  • the invention also relates to an information recording medium for implementing this method.
  • magnetic object is meant an object having one or more magnetic parts made of a magnetic material.
  • the same magnetic piece is usually a single block of magnetic material.
  • a magnetic material is a material that has magnetic properties measurable by an automatic magnetic object recognition apparatus.
  • the invention therefore relates to a method of automatic recognition of a magnetic object according to claim 1.
  • Embodiments of this method may include one or more of the features of the dependent claims.
  • magnetometers array in which the magnetometers are distributed along at least two non-parallel directions makes it possible to improve the recognition of the magnetic objects.
  • the invention also relates to an information recording medium according to claim 8.
  • the invention also relates to an apparatus for recognizing a magnetic object according to claim 9.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of an identification system comprising an object to be recognized and an apparatus for automatic recognition of magnetic objects;
  • FIG. 2 is a schematic and partial illustration of a magnetometer array used in the recognition apparatus of the system of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic illustration of a database used in the recognition apparatus of the system of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a flowchart of a method for automatic recognition of a magnetic object using the system of FIG. 1.
  • Figure 1 shows a system 2 identification.
  • the system 2 comprises a magnetic object 4 to be recognized and an apparatus 6 for automatic recognition of magnetic objects.
  • the object 4 is movable directly by the hand of a human being.
  • the object 4 generally weighs less than 10 kg and preferably less than 1 kg or 250 g.
  • the dimensions of the object 4 are small enough that it can be grasped and moved by one hand of a user.
  • the object 4 comprises at least one magnetic piece, that is to say made of a magnetic material.
  • This magnetic piece is capable of deforming the field lines of the Earth's magnetic field.
  • the magnetic material has a relative static permeability ⁇ ⁇ different from one.
  • it is a ferromagnetic or ferrimagnetic material.
  • a magnetic object may comprise a single magnetic piece or, on the contrary, several separate magnetic pieces integral with each other.
  • the different magnetic parts can be mechanically fixed to each other without any degree of freedom or, on the contrary, with one or more degrees of freedom.
  • Each of these magnetic pieces can acquire a magnetization, and therefore have a non-zero magnetic moment, only in the presence of an external magnetic field such as the Earth's magnetic field or, conversely, present a permanent magnetization.
  • a permanently magnetized magnetic piece is also called a permanent magnet.
  • a permanent magnet has a non-zero magnetic moment even in the absence of an external magnetic field.
  • the permanent magnet is made of a magnetic material whose coercive magnetic field is greater than 100 A.nrr 1 or 500 A.nrr 1 .
  • the power of this permanent magnet may be greater than 0.01Am 2 or 0.1Am 2 .
  • the ratio between the powers of these permanent magnets is less than ten or five and, advantageously, less than two or 1, 5 or equal to one.
  • the object 4 essentially comprises two magnetic pieces 10 and 12 immobile with respect to one another. For example, they are fixed without any degree of freedom to the same frame of the object 4.
  • this frame is non-magnetic material.
  • a non-magnetic material does not have a magnetic property measurable by the apparatus 6.
  • the relative distances between the magnetic dipoles corresponding to the parts 10 and 12 and the angles between these magnetic moments are constant.
  • the number of magnetic pieces inside the object 4 and the magnetic moments of these parts are assumed to be constant.
  • the object 4 is a mobile phone.
  • the two magnetic parts 10 and 12 are formed, respectively, by the microphone and the loudspeaker of the telephone. Indeed, these parts include permanent magnets.
  • the apparatus 6 makes it possible to measure the deformed terrestrial magnetic field by the presence of the object 4.
  • the apparatus 6 comprises a network of N tri-axis magnetometers M ,,.
  • the vertical wavy lines indicate that part of the apparatus 6 has not been shown.
  • N is greater than five and preferably greater than sixteen or thirty-two.
  • N is greater than or equal to sixty-four.
  • the magnetometers M are aligned in rows and columns to form a matrix.
  • this matrix has eight rows and eight columns.
  • the indices i and j identify, respectively, the row and the column of this matrix at the intersection of which is the magnetometer M ,,.
  • Figure 1 only magnetometers MM, M I2, I3 M, M and M I4 I8 a line i are visible.
  • the position magnetometers M 1 with respect to each other is described in more detail with reference to FIG. 2.
  • Each magnetometer M is fixed without any degree of freedom to other magnetometers.
  • the magnetometers M are fixed without any degree of freedom on a rear face 22 of a rigid horizontal plate 20.
  • This rigid plate has a front face 24 facing the object 4.
  • the plate 20 is made of a rigid non-magnetic material.
  • the plate 20 is made of glass.
  • the plate 20 also has on its front face a device 26 for assisting the placement of the object 4.
  • This device 26 helps the user to position and hold the object 4 in a predetermined position relative to to magnetometers Mij.
  • the device 26 is for example a template of the object. This template has a drawing on the face 24 of the periphery of the object 4 or a recessed impression of the object 4.
  • Each magnetometer M measures the direction and the amplitude of the magnetic field generated or disturbed by the object 4.
  • each magnetometer Mi measures the norm of the orthogonal projection of the magnetic field at the level of this magnetometer M ,, on three axes of measurement of this magnetometer.
  • these three measurement axes are orthogonal to each other.
  • the measurement axes of each of the magnetometers M 1; are, respectively, parallel to the X, Y and Z directions of an orthogonal reference XYZ.
  • the XYZ mark is fixed without any degree of freedom to the apparatus 6.
  • the X and Y directions are horizontal and the Z direction is vertical.
  • b3 ⁇ 4 the vector whose coordinates are formed by the measurements xy, yy and Zij, where Xij, Vij and Zy are the measurements of the magnetometer M Vi on its measurement axes parallel, respectively, to the directions X, Y and Z
  • the sensitivity of the magnetometer M is for example equal to or less than 4 * 10 "7 T.
  • Each magnetometer M is connected via an information transmission bus 28 to a processing unit 30.
  • the processing unit 30 is able to implement the method of FIG. 4.
  • the unit 30 is able to recognize the magnetic object presented before the apparatus 6 compared to a database 36 of magnetic signatures of known objects.
  • This database 36 is described in more detail with reference to FIG. 3.
  • the unit 30 comprises a programmable electronic calculator 32 capable of executing instructions recorded on an information recording medium.
  • the unit 30 thus also comprises a memory 34 containing the instructions necessary for the execution by the computer 32 of the method of FIG. 4.
  • the database 36 is stored in the memory 34.
  • FIG. 2 shows part of the magnetometers M of the apparatus 6. These magnetometers M 1 are aligned in lines i parallel to the direction X. These magnetometers are also aligned in columns j parallel to the direction Y for form a matrix. The rows i and the columns j are arranged in the order of the increasing indices.
  • the area occupied by the magnetometers network is typically less than 100 m 2 and preferably less than 5 m 2 or 1 m 2 or 50 cm 2 .
  • the center of magnetometer M is at the intersection of line i and column j.
  • the center of the magnetometer corresponds to the point where the magnetic field is measured by this magnetometer.
  • the indices i and j belong to the interval [1; 8].
  • the centers of two immediately adjacent magnetometers M ,, and ⁇ ,,, + ⁇ along a line i are separated by a known distance di, j, j + i.
  • the center of two magnetometers M ,, and M i + ij immediately consecutive along the same column j are separated by a known distance dj, i, i + i.
  • the distances di and dj are both equal to d.
  • the distance d is less than, and preferably at least twice as small as, the maximum spacing between the magnetic parts of the magnetic object to be recognized farthest from each other.
  • this distance d is therefore less than the shortest distance that separates the parts 10 and 12.
  • the distance d is between 1 and 4 cm when:
  • the power of each permanent magnet that may be contained in the object to be recognized is less than 2 Am 2 or 1 Am 2 or 0.5 Am 2 and, preferably, greater than 0.1 Am 2 or 0.2 Am 2 ,
  • the sensitivity of the magnetometers is 4 * 10 -7 T.
  • the number of magnetometers M is sixty-four.
  • FIG. 3 shows in more detail the database 36.
  • This database 36 contains the magnetic signatures of several known magnetic objects. Here it is represented as a table.
  • the database 36 For each known object, the database 36 comprises, in a column 40, an identifier "Ref" of this known object.
  • the identifier "Ref” uniquely identifies this known object among the set of known objects registered in the database 36.
  • Each identifier "Ref” is associated by the base 36 with a prerecorded magnetic signature S Re f of this object known.
  • the signature S Re f is contained in column 44.
  • the magnetic signature of an object has distinctive characteristics making it possible to identify this object among the set of known objects listed in the database 36.
  • it comprises the meeting of the vectors by measured at the same time by each magnetometers M ,,.
  • a magnetic signature of a object is therefore the set of vectors: ⁇ bu, bi 2 , ..., tu, bi, j + i, b i + i, j, b i + i, j + i, b N , N ⁇ .
  • the index "Ref” is followed by the identifier "Ij” of the magnetometer My in the case of vectors and measurements contained in the signature S Re f.
  • the index "m” is followed by the identifier "ij” of the magnetometer M y in the case of the vectors and measurements contained in the signature S m of the object to be recognized.
  • the vector by, Re f and the measurements Xij.ref designate, respectively, the vector bij and the measurement xy obtained from the magnetometer M y and contained in the signature S Re f.
  • the vector by, m and the measure Xij, m designate, respectively, the vector by and the measurement xy obtained from the magnetometer My and contained in the signature S m .
  • This process starts with a magnetic signature recording phase S S Re f of several magnetic objects known in the database.
  • the known object is placed in front of the face 24 in a predetermined position and is held stationary in this position for the duration of the next step.
  • the predetermined position is chosen so that, in it, the shortest distance between at least four of the magnetometers My and the known object is less than d ma x. d ma x is equal to
  • 0 is the permeability of the void
  • m is the magnetic moment of the magnetic object
  • - SNR is a constant equal to 6.02 db.
  • d ma x is equal to or smaller than 50 cm or 30 cm.
  • the known object is placed inside the template of the device 26.
  • it is held motionless inside this template by the sole force of gravity.
  • step 74 the magnetometers M y simultaneously measure the magnetic field in the presence of the known object.
  • step 74 is repeated several times, for example more than ten or fifty times, to obtain several measurements for each magnetometer My. Then, it is the average of these measurements for each magnetometer My which is treated during the following stages. This makes it possible to filter a part of the noise of the measurements.
  • Step 74 typically takes less than one second.
  • a step 76 the unit 30 builds the magnetic signature S Re f of the known object from the measurements made during step 74.
  • This signature S Re f comprises in particular the union of the vectors bij, Re f measured in step 74 by all the magnetometers Mij.
  • a step 78 the signature S Re f is stored in the database 36 associated with the identifier "Ref" of the known object.
  • Steps 72 to 78 are then repeated for a large number of known objects different from each other in order to populate the database 36. Steps 72 to 78 may also be repeated for the same object known but placed in a different position vis-à-vis the magnetometers M ,,. Indeed, the presence of the device 26 limits the number of possible positions of the object with respect to magnetometers M ,, but does not necessarily prohibit several predetermined positions for the same object.
  • a mobile phone it can be arranged inside the template with its screen facing the face 24 or turned away from the face 24. It can also be arranged at the inside of the template with its microphone located on the left or on the right. Thus, the template allows four predetermined positions for a mobile phone.
  • the signatures of the following objects are recorded in the database 36 during phase 70:
  • the database 36 Once the database 36 has been populated with several magnetic signatures of known objects, it then proceeds to a phase 100 of automatic recognition of an unknown object.
  • the unknown object is chosen among the objects whose signatures were recorded during the phase 70. Subsequently, it is assumed that this unknown object is the object 4.
  • Phase 100 begins with three identical steps 102 to 106, respectively, in steps 72 to 76 except that it is the unknown object that is placed in front of face 24. At the end of step 106, is the signature S m of the object 4 that is obtained.
  • the unit 30 calculates a gap E between the signature S m a signature S Re f pre-recorded in the database 36.
  • the difference E is representative the resemblance between the signatures S m and S Re f.
  • each magnetic signature is recorded in a file in the format of a matrix image.
  • the format used is the format known as "bitmap".
  • each magnetometer M is likened to a sensor for measuring the equivalent of a "color”, the "color” here being the measurements xy, y ,, and z of the magnetometer M ,,. More precisely :
  • Y, Z correspond to the position of the pixel in the image
  • the measurements xy, yy and zy of the magnetometer Mi coding the color of the pixel for example, in an RGB (Red Green Blue) coding.
  • each pair of indices "ij" is associated with the coordinates ay, by and Cy of the magnetometer M y in the XYZ coordinate system.
  • each file containing a magnetic signature in a matrix image format is called "magnetic image”.
  • the files containing the signatures S m or S Re f are designated, respectively, by images L and l Re f.
  • each pixel Py corresponds to a respective magnet magnet My. From the moment when the signatures S m and S Re f are recorded in the format of a matrix image, it is possible to use the same known algorithms used in image processing to calculate the correlation between the files L and l Ref and therefore between the signatures S m and S Re f, and also the minimum distance E between these signatures. These algorithms are therefore not described here in detail.
  • the unit 30 applies a transformation to the image L to obtain a transformed image I t which minimizes the value of the difference E.
  • this transformation is a composition of translations and rotations.
  • the translations applied to the pixels of the image l m are translations parallel to the XY plane.
  • the rotations applied to the pixels of the image L are rotations around an axis parallel to the direction Z or rotations of 180 ° with respect to an axis belonging to the plane XY.
  • the distance E is for example calculated using one of the following formulas:
  • the value of the difference E is the value obtained with the transformation of the image 1 m which minimizes this difference.
  • step 1 10 the difference E is compared to a predetermined threshold Li. If the difference E is greater than the threshold I_i, the steps 108 and 1 10 are repeated with a new signature S Re f. If on the other hand, steps 108 and 110 have already been executed for all the signatures S re f contained in the database 36, without the object 4 being able to be recognized, then the process stops, and the unit 30 indicates that the object 4 has not been recognized.
  • the unit 30 communicates this information to a software module responsible for executing a specific operation in response to the recognition of the object 4.
  • this software module communicates the identifier " Ref "of the object recognized to a human being via a human-machine interface.
  • This software module can also automatically trigger an action in response to the recognition of this object such as, for example, the control of an external electronic device.
  • the magnetic parts of the object to be recognized can participate in the operation of this object. This is for example the case when the magnetic parts are the permanent magnets of the speaker and the microphone of a mobile phone.
  • the magnetic parts can also be added to the object to be recognized in order to allow its recognition by the device 6. For example, different permanent magnets are added to utensils normally free of magnetic parts, such as a pencil and an eraser. Therefore, the device 6 can recognize them.
  • the magnetometers may have more than three measurement axes. However, even when a magnetometer has more than three measurement axes, this magnetometer is also called a "tri-axis" magnetometer because it comprises at least three non-collinear measurement axes.
  • the distance between the magnetometers does not need to be known. It suffices that it is constant so that the recognition of the magnetic object can be implemented.
  • the magnetometers M are not necessarily arranged in the same plane.
  • the magnetometers are arranged in a three-space dimensions. In this space, the position of each magnetometer is identified by the coordinates ay, you previously defined and in addition by a coordinate C y along the direction Z of the X, Y, Z coordinate. In this variant, the value of the coordinate Cy is not the same for all magnetometers. Conversely, in an extremely simplified case, all the magnetometers of the array are aligned along the same rectilinear axis.
  • the device 26 for positioning the magnetic object to be recognized is omitted.
  • this device 26 can be replaced by a more powerful help device, for example comprising mechanical keys which allow the positioning of the object to be recognized only in one predetermined positions or a magnetic signature S Re f of the same object has already been prerecorded in the database 36.
  • the recording phase 70 may be performed differently.
  • the signatures S Re f are constructed from measurements provided by a device other than the device 6. In this case, this other device has the same matrix of magnetometers My.
  • the magnetic signature of an object comprises only the vectors by whose amplitude exceeds a predetermined threshold, for example, several times higher than the ambient noise level.
  • the magnetic signature of an object may change depending on its state of use. For example, the amplitude of one of the magnetic moments of the object may vary over time between a state in which the object 4 is powered or switched on and a state in which the object 4 is off or not powered. .
  • one solution is to record in the database 36 a first magnetic signature of the object when it is lit and a second signature when it is off. Thus, in addition to recognizing the object, it also indicates whether it is off or on.
  • the measurements of the magnetometers can be recorded at first. Then, steps 76, 78 or 104 to 112 are performed later at a time when the magnetic object is no longer present in front of the face 24 of the magnetometer array.
  • the execution of the method of FIG. 4 can be distributed over several electronic computers. For example, steps 108 to 112 are performed by a programmable electronic calculator separate from the computer that executes only steps 102 to 106. The processing unit 30 then comprises all of these computers.
  • Step 108 may be performed differently. For example, it is the image l Re f which is transformed and not the image l m .
  • Step 108 can be simplified if the magnetic object to be recognized is always placed in one of the predetermined positions where a signature S Re f has been recorded in the database 36. In this case, it is possible to directly calculate the value of the difference E using one of the relationships (1), (2), or (3) without trying to adjust at best the image L to the image l Re f.
  • a filtering of the recognition results can be added.
  • the phase 100 is repeated several times for the same object to be recognized.
  • the object is considered recognized only if the same object has been recognized at the end of more than 50% or 80% of the iterations of phase 100.
  • the value of the threshold Li may be a constant independent of the results of the preceding steps, or on the contrary, be predetermined according to the previous iterations of steps 108 and 1 10.
  • the value of the threshold Li is replaced by the value the difference E each time the value of this difference is smaller than that of the threshold Li.
  • the object that is recognized systematically corresponds to that for which the value of the difference E is minimal.

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Abstract

Ce procédé de reconnaissance automatique d'un objet magnétique comporte : a) le maintien (102) immobile de l'objet magnétique devant un réseau de magnétomètres, b) la mesure (104) par chaque magnétomètre d'un vecteur bi,m dont chaque coordonnée représente la valeur du champ magnétique projeté sur un axe respectif de mesure du magnétomètre, une réunion de vecteurs bi,m mesurés en même temps formant une signature magnétique mesurée Sm de cet objet, c) le calcul (108) d'un écart E entre la signature magnétique Sm mesurée lors de l'étape b) et une signature magnétique préenregistrée SRef d'un objet magnétique connu, d) la comparaison (110) de l'écart E calculé lors de l'étape c) à un seuil prédéterminé et la reconnaissance (112) de l'objet magnétique si l'écart E est inférieur ou égal à ce seuil prédéterminé, et sinon, l'absence de reconnaissance de l'objet magnétique.

Description

PROCEDE DE RECONNAISSANCE AUTOMATIQUE D'UN OBJET MAGNETIQUE
[001 ] L'invention concerne un procédé et un appareil de reconnaissance automatique d'un objet magnétique. L'invention concerne également un support d'enregistrement d'informations pour la mise en œuvre de ce procédé.
[002] Ici, par « objet magnétique », on désigne un objet comportant une ou plusieurs pièces magnétiques réalisées dans un matériau magnétique. Une même pièce magnétique est généralement un seul bloc de matériau magnétique. Un matériau magnétique est un matériau qui présente des propriétés magnétiques mesurables par un appareil de reconnaissance automatique d'objet magnétique.
[003] Il existe de nombreuses situations où il est souhaitable de pouvoir reconnaître automatiquement un objet. Par exemple, cela peut être utile pour modifier le fonctionnement d'une machine, tel qu'un robot, ou pour déclencher automatiquement une action en fonction de l'objet reconnu. Par ailleurs, un grand nombre d'objets comporte déjà des pièces magnétiques. Il est aussi très facile d'ajouter une pièce magnétique, comme par exemple un aimant permanent, à n'importe quel objet.
[004] De l'état de la technique est connu de US6841994B1 et FR2952450A1 .
[005] L'invention a donc pour objet un procédé de reconnaissance automatique d'un objet magnétique conforme à la revendication 1 .
[006] L'utilisation d'un réseau de magnétomètres séparés les uns des autres par une distance inférieure à l'écartement maximal entre les parties magnétiques de l'objet magnétique les plus éloignées permet de mesurer une signature magnétique très précise de cet objet. Ce procédé est alors particulièrement efficace pour reconnaître l'objet magnétique car il permet de distinguer des objets magnétiques qui se ressemblent. Par exemple, des résultats expérimentaux montrent que ce procédé permet de reconnaître et de distinguer un téléphone iPhone5® d'un téléphone iPhone4 ® sans apporter aucune modification à ces téléphones portables.
[007] Les modes de réalisation de ce procédé peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques des revendications dépendantes.
[008] Ces modes de réalisation du procédé présentent en outre les avantages suivants :
- le maintien de l'objet magnétique à une distance inférieure à la distance d max définie ci-dessus et, de préférence inférieure à 50 cm, permet d'améliorer très nettement la reconnaissance de l'objet magnétique ;
- la rotation ou la translation de la signature Sm ou SRef pour trouver la valeur minimale de l'écart E permet de rendre le procédé de reconnaissance plus robuste vis-à-vis d'erreurs de positionnement de l'objet magnétique à reconnaître par rapport à la position prédéterminée dans laquelle la signature de l'objet connu a été enregistrée ;
- utiliser un réseau de magnétomètres dans lequel la distance fixe entre deux magnétomètres immédiatement consécutifs est inférieure à l'écartement maximal entre les deux parties magnétiques les plus éloignées de l'objet magnétique permet d'améliorer encore plus la précision de la mesure lors de l'étape c) et donc la reconnaissance de l'objet magnétique ;
- utiliser un réseau de magnétomètres dans lequel les magnétomètres sont répartis le long d'au moins deux directions non parallèles permet d'améliorer la reconnaissance des objets magnétiques.
[009] L'invention a également pour objet un support d'enregistrement d'informations conforme à la revendication 8.
[0010] L'invention a également pour objet un appareil de reconnaissance d'un objet magnétique conforme à la revendication 9.
[0011] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faîte en se référant aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 est une illustration schématique d'un système d'identification comportant un objet à reconnaître et un appareil de reconnaissance automatique d'objets magnétiques ;
- la figure 2 est une illustration schématique et partielle d'un réseau de magnétomètres utilisé dans l'appareil de reconnaissance du système de la figure 1 ;
- la figure 3 est une illustration schématique d'une base de données utilisée dans l'appareil de reconnaissance du système de la figure 1 ;
- la figure 4 est un organigramme d'un procédé de reconnaissance automatique d'un objet magnétique à l'aide du système de la figure 1 .
[0012] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.
[0013] Dans la suite de cette description, les caractéristiques et les fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail.
[0014] La figure 1 représente un système 2 d'identification. Le système 2 comporte un objet magnétique 4 à reconnaître et un appareil 6 de reconnaissance automatique d'objets magnétiques.
[0015] Typiquement, l'objet 4 est déplaçable directement par la main d'un être humain. A cet effet, l'objet 4 pèse généralement moins de 10 kg et, de préférence, moins de 1 kg ou 250 g. Par exemple, les dimensions de l'objet 4 sont suffisamment réduites pour qu'il puisse être saisi et déplacé par une seule main d'un utilisateur.
[0016] L'objet 4 comporte au moins une pièce magnétique, c'est-à-dire réalisée dans un matériau magnétique. Cette pièce magnétique est capable de déformer les lignes de champ du champ magnétique terrestre. Ici, le matériau magnétique a une perméabilité relative statique μΓ différente de un. De préférence, il s'agit d'un matériau ferromagnétique ou ferrimagnétique.
[0017] Un objet magnétique peut comporter une seule pièce magnétique ou, au contraire, plusieurs pièces magnétiques distinctes solidaires les unes des autres. Les différentes pièces magnétiques peuvent être mécaniquement fixées les unes aux autres sans aucun degré de liberté ou, au contraire, avec un ou plusieurs degrés de liberté. Chacune de ces pièces magnétiques peut acquérir une aimantation, et donc présenter un moment magnétique non nul, uniquement en présence d'un champ magnétique extérieur tel que le champ magnétique terrestre ou, au contraire, présenter une aimantation permanente. Une pièce magnétique aimantée de façon permanente est aussi appelée un aimant permanent. Un aimant permanent présente un moment magnétique non nul même en absence de champ magnétique extérieur. Typiquement, l'aimant permanent est réalisé dans un matériau magnétique dont le champ magnétique coercitif est supérieur à 100 A.nrr1 ou à 500 A.nrr1. La puissance de cet aimant permanent peut être supérieure à 0,01A.m2 ou 0,1A.m2. Lorsque l'objet magnétique comporte plusieurs aimants permanents, il est également préférable que le rapport entre les puissances de ces aimants permanents soit inférieur à dix ou cinq et, avantageusement, inférieur à deux ou 1 ,5 ou égal à un.
[0018] Ici, l'objet 4 comporte essentiellement deux pièces magnétiques 10 et 12 immobiles l'une par rapport à l'autre. Par exemple, elles sont fixées sans aucun degré de liberté à un même châssis de l'objet 4. Ici, ce châssis est en matériau non- magnétique. Un matériau non-magnétique ne présente pas de propriété magnétique mesurable par l'appareil 6.
[0019] Étant donné que les pièces magnétiques 10 et 12 sont fixes dans l'objet 4, les distances relatives entre les dipôles magnétiques correspondant aux pièces 10 et 12 ainsi que les angles entre ces moments magnétiques sont constants. De même, dans ce mode de réalisation, le nombre de pièces magnétiques à l'intérieur de l'objet 4 et les moments magnétiques de ces pièces sont supposés constant.
[0020] Ici, l'objet 4 est un téléphone portable. Dans le cas d'un téléphone portable, les deux pièces magnétiques 10 et 12 sont formées, respectivement, par le microphone et le haut-parleur du téléphone. En effet, ces pièces comportent des aimants permanents.
[0021 ] L'appareil 6 permet de mesurer le champ magnétique terrestre déformé par la présence de l'objet 4. A cet effet, l'appareil 6 comporte un réseau de N magnétomètres tri-axes M,,. Sur la figure 1 , les traits ondulés verticaux indiquent qu'une partie de l'appareil 6 n'a pas été représentée.
[0022] Typiquement, N est supérieur à cinq et, de préférence, supérieur à seize ou trente-deux. Ici, N est supérieur ou égal à soixante-quatre.
[0023] Dans ce mode de réalisation, les magnétomètres M,, sont alignés en lignes et en colonnes pour former une matrice. Ici, cette matrice comporte huit lignes et huit colonnes. Les indices i et j identifient, respectivement, la ligne et la colonne de cette matrice à l'intersection de laquelle se trouve le magnétomètre M,,. Sur la figure 1 , seuls les magnétomètres MM , MI2, MI3, MI4 et MI8 d'une ligne i sont visibles. La position des magnétomètres M,, les uns par rapport aux autres est décrite plus en détail en référence à la figure 2.
[0024] Chaque magnétomètre M,, est fixé sans aucun degré de liberté aux autres magnétomètres. A cet effet, les magnétomètres M,, sont fixés sans aucun degré de liberté sur une face arrière 22 d'une plaque rigide 20 horizontale. Cette plaque rigide présente une face avant 24 tournée vers l'objet 4. La plaque 20 est réalisée dans un matériau non magnétique rigide. Par exemple, la plaque 20 est en verre.
[0025] De préférence la plaque 20 comporte aussi sur sa face avant un dispositif 26 d'aide au placement de l'objet 4. Ce dispositif 26 aide l'utilisateur à positionner et à maintenir l'objet 4 dans une position prédéterminée par rapport aux magnétomètres Mij. Le dispositif 26 est par exemple un gabarit de l'objet. Ce gabarit comporte un dessin sur la face 24 du pourtour de l'objet 4 ou une empreinte en creux de l'objet 4.
[0026] Chaque magnétomètre M,, mesure la direction et l'amplitude du champ magnétique généré ou perturbé par l'objet 4. Pour cela, chaque magnétomètre Mi, mesure la norme de la projection orthogonale du champ magnétique au niveau de ce magnétomètre M,, sur trois axes de mesure de ce magnétomètre. Ici, ces trois axes de mesure sont orthogonaux entre eux. Par exemple, les axes de mesure de chacun des magnétomètres M,; sont, respectivement, parallèles aux directions X, Y et Z d'un repère orthogonal XYZ. Le repère XYZ est fixé sans aucun degré de liberté à l'appareil 6. Ici, les directions X et Y sont horizontales et la direction Z est verticale. Ici, on note b¾ le vecteur dont les coordonnées sont formées par les mesures xy, yy et Zij, où Xij, Vij et Zy sont les mesures du magnétomètre MVi sur ses axes de mesure parallèles, respectivement, aux directions X, Y et Z
[0027] La sensibilité du magnétomètre M est par exemple égale ou inférieure à 4*10"7T.
[0028] Chaque magnétomètre M,, est raccordé par l'intermédiaire d'un bus 28 de transmission d'informations à une unité de traitement 30.
[0029] L'unité de traitement 30 est apte à mettre en œuvre le procédé de la figure 4. En particulier, à partir des mesures des magnétomètres M,;, l'unité 30 est capable de reconnaître l'objet magnétique présenté devant l'appareil 6 par comparaison à une base de données 36 de signatures magnétiques d'objets connus. Cette base de données 36 est décrite plus en détail en référence à la figure 3. A cet effet, l'unité 30 comporte un calculateur électronique 32 programmable apte à exécuter des instructions enregistrées sur un support d'enregistrement d'informations. L'unité 30 comporte donc aussi une mémoire 34 contenant les instructions nécessaires pour l'exécution par le calculateur 32 du procédé de la figure 4. La base de données 36 est enregistrée dans la mémoire 34.
[0030] La figure 2 représente une partie des magnétomètres M de l'appareil 6. Ces magnétomètres M,, sont alignés en lignes i parallèles à la direction X. Ces magnétomètres sont également alignés en colonnes j parallèles à la direction Y pour former une matrice. Les lignes i et les colonnes j sont disposées dans l'ordre des indices croissants.
[0031 ] La surface occupée par le réseau de magnétomètres est typiquement inférieure à 100 m2 et, de préférence, inférieure à 5 m2 ou 1 m2 ou 50 cm2.
[0032] Le centre du magnétomètre M,, se trouve à l'intersection de la ligne i et de la colonne j. Le centre du magnétomètre correspond au point où le champ magnétique est mesuré par ce magnétomètre. Ici, les indices i et j appartiennent à l'intervalle [1 ; 8].
[0033] Les centres de deux magnétomètres M,, et Μ,,,+ι immédiatement consécutifs le long d'une ligne i sont séparés par une distance connue di,j,j+i . De façon similaire, le centre de deux magnétomètres M,, et Mi+ij immédiatement consécutifs le long d'une même colonne j sont séparés par une distance connue dj,i,i+i .
[0034] Dans le cas particulier décrit ici, quelle que soit la ligne i, la distance di,j,j+i est la même. Cette distance est donc notée dj. De façon similaire, quelle que soit la colonne j, la distance dj,i,i+i entre deux magnétomètres est la même. Cette distance est donc notée di.
[0035] Ici, les distances di et dj sont toutes les deux égales à d.
[0036] La distance d est inférieure à, et de préférence au moins deux fois plus petite que, l'écartement maximal entre les parties magnétiques de l'objet magnétique à reconnaître les plus éloignées l'une de l'autre. Ici, cette distance d est donc inférieure à la distance la plus courte qui sépare les pièces 10 et 12.
[0037] Typiquement, la distance d est comprise entre 1 et 4 cm lorsque :
- la puissance de chaque aimant permanent susceptible d'être contenu dans l'objet à reconnaître est inférieure de 2 A.m2 ou 1 A.m2 ou 0,5 A.m2 et, de préférence, supérieure à 0,1 A.m2 ou 0,2 A.m2,
- la sensibilité des magnétomètres est de 4*10"7T, et
- le nombre de magnétomètres M,, est de soixante-quatre.
[0038] La figure 3 représente plus en détail la base de données 36. Cette base de données 36 contient les signatures magnétiques de plusieurs objets magnétiques connus. Ici, elle est représentée sous la forme d'une table.
[0039] Pour chaque objet connu, la base de données 36 comporte, dans une colonne 40, un identifiant « Ref » de cet objet connu. L'identifiant « Ref » identifie de façon unique cet objet connu parmi l'ensemble des objets connus enregistrés dans la base de données 36. Chaque identifiant « Ref » est associé par la base 36 à une signature magnétique préenregistrée SRef de cet objet connu. La signature SRef est contenue dans la colonne 44.
[0040] La signature magnétique d'un objet comporte des caractéristiques distinctives permettant d'identifier cet objet parmi l'ensemble des objets connus répertoriés dans la base de données 36. Ici, elle comporte la réunion des vecteurs by mesurés en même temps par chacun des magnétomètres M,,. Une signature magnétique d'un objet est donc l'ensemble des vecteurs : {bu, bi2, ... , t u, bi,j+i , bi+i, j, bi+i,j+i , bN,N}. Par la suite pour distinguer les vecteurs et les mesures contenus dans la signature d'un objet connu « Ref » de ceux contenus dans la signature d'un objet à reconnaître, on fait suivre, de l'indice « Ref », l'identifiant « ij » du magnétomètre My dans le cas des vecteurs et mesures contenus dans la signature SRef. A l'inverse, on fait suivre par l'indice « m », l'identifiant « ij » du magnétomètre M y dans le cas des vecteurs et mesures contenus dans la signature Sm de l'objet à reconnaître. Ainsi, avec ces notations, le vecteur by,Ref et la mesures Xij.ref désignent, respectivement, le vecteur bij et la mesure xy obtenus à partir du magnétomètre M y et contenus dans la signature SRef. Le vecteur by,m et la mesure Xij,m désignent, respectivement, le vecteur by et la mesure xy obtenus à partir du magnétomètre My et contenus dans la signature Sm.
[0041 ] Le fonctionnement du système 2 va maintenant être décrit en référence au procédé de la figure 4.
[0042] Ce procédé débute par une phase 70 d'enregistrement de signatures magnétiques SRef de plusieurs objets magnétiques connus dans la base de données
36 et d'association à chacune de ces signatures d'un identifiant d'objet connu.
[0043] Pour cela, par exemple, lors d'une étape 72, on place l'objet connu devant la face 24 dans une position prédéterminée et on le maintient immobile dans cette position pendant toute la durée de l'étape suivante. La position prédéterminée est choisi de manière à ce que, dans celle-ci, la distance la plus courte entre au moins quatre des magnétomètres My et l'objet connu soit inférieure à dmax. dmax est égal à
[μ0Γη/4πσ10(3ΝΚ/2Τ3, où :
- σ est l'écart-type du bruit des magnétomètres,
- 0 est la perméabilité du vide,
- m est le moment magnétique de l'objet magnétique, et
- SNR est une constante égale à 6,02 db.
[0044] Typiquement, pour les objets que l'on cherche à reconnaître, d max est égal ou plus petit que 50 cm ou 30 cm.
[0045] A cet effet, l'objet connu est posé à l'intérieur du gabarit du dispositif 26. Par exemple, il est maintenu immobile à l'intérieur de ce gabarit par la seule force de gravité.
[0046] Ensuite, lors d'une étape 74, les magnétomètres M y mesurent simultanément le champ magnétique en présence de l'objet connu. De préférence, l'étape 74 est réitérée plusieurs fois, par exemple plus de dix ou cinquante fois, pour obtenir plusieurs mesures pour chaque magnétomètre My. Ensuite, c'est la moyenne de ces mesures pour chaque magnétomètre My qui est traitée lors des étapes suivantes. Cela permet de filtrer une partie du bruit des mesures. L'étape 74 dure typiquement moins d'une seconde.
[0047] Lors d'une étape 76, l'unité 30 construit la signature magnétique SRef de l'objet connu à partir des mesures réalisées lors de l'étape 74. Cette signature SRef comporte notamment la réunion des vecteurs bij,Ref mesurés lors de l'étape 74 par tous les magnétomètres Mij.
[0048] Lors d'une étape 78, la signature SRef est enregistrée dans la base de données 36 associée à l'identifiant « Ref » de l'objet connu.
[0049] Les étapes 72 à 78 sont ensuite réitérées pour un grand nombre d'objets connus différents les uns des autres afin de peupler la base de données 36. Les étapes 72 à 78 peuvent aussi être réitérées pour le même objet connu mais placé dans une position différente vis-à-vis des magnétomètres M,,. En effet, la présence du dispositif 26 limite le nombre de positions possibles de l'objet par rapport aux magnétomètres M,, mais n'interdit pas nécessairement plusieurs positions prédéterminées pour le même objet. Par exemple, dans le cas d'un téléphone portable celui-ci peut être disposé à l'intérieur du gabarit avec son écran tourné vers la face 24 ou tournée à l'opposé de la face 24. Il peut aussi être disposé à l'intérieur du gabarit avec son microphone situé à gauche ou à droite. Ainsi, le gabarit autorise quatre positions prédéterminées pour un téléphone portable. Toutefois, il n'est pas systématiquement nécessaire d'enregistrer une signature SRef pour chaque position prédéterminée possible de l'objet connu. En effet, comme expliqué ci-dessous, il est possible de reconnaître un objet même si celui-ci n'est pas placé exactement dans la même position prédéterminée que celle utilisée pour relever la signature SRef.
[0050] A titre d'exemple, les signatures des objets suivants sont enregistrées dans la base de données 36 lors de la phase 70 :
- l'objet 4,
- un téléphone portable d'une autre marque que celle de l'objet 4,
- une agrafeuse,
- un tournevis,
- un stylo équipé d'au moins un aimant permanent,
- un pinceau équipé d'un aimant permanent de puissance supérieure à celle de l'aimant du stylo,
- une ampoule, et
- un ordinateur portable.
[0051 ] Une fois que la base de données 36 a été peuplée de plusieurs signatures magnétiques d'objets connus, on procède alors à une phase 100 de reconnaissance automatique d'un objet inconnu. L'objet inconnu est choisi parmi les objets dont les signatures ont été enregistrées lors de la phase 70. Par la suite, on suppose que cet objet inconnu est l'objet 4.
[0052] La phase 100 débute par trois étapes 102 à 106 identiques, respectivement, aux étapes 72 à 76 sauf que c'est l'objet inconnu qui est placé devant la face 24. A l'issue de l'étape 106, c'est donc la signature Sm de l'objet 4 qui est obtenue.
[0053] Lors d'une étape 108, l'unité 30 calcule un écart E entre la signature Sm une signature SRef pré-enregistrée dans la base de données 36. L'écart E est représentatif de la ressemblance entre les signatures Sm et SRef. Ici, plus cette ressemblance est élevée, plus l'écart E est faible.
[0054] Dans ce mode de réalisation, les étapes suivantes sont basées sur l'analogie qui existe entre une signature magnétique construite par l'unité 30 et une image matricielle. A cet effet, chaque signature magnétique est enregistrée dans un fichier au format d'une image matricielle. Par exemple, le format utilisé est le format connu sous le terme de « bitmap ». Pour cela, chaque magnétomètre M,, est assimilé à un capteur permettant de mesurer l'équivalent d'une « couleur », la « couleur » étant ici les mesures xy, y,, et z du magnétomètre M,,. Plus précisément :
- les indices ij qui identifient la position du magnétomètre M ,, dans le repère X,
Y, Z correspondent à la position du pixel dans l'image, et
- les mesures xy, yy et zy du magnétomètre Mi, codent la couleur du pixel par exemple, dans un codage RVB (Rouge Vert Bleu).
[0055] Ici, chaque couple d'indices « ij » est associé aux coordonnées ay, by et Cy du magnétomètre M y dans le repère XYZ.
[0056] Par la suite, chaque fichier contenant une signature magnétique dans un format d'image matricielle est appelé « image magnétique ». Les fichiers contenant les signatures Sm ou SRef sont désignés, respectivement, par images L et lRef. Dans ces fichiers, chaque pixel Py correspond à un magnétomètre My respectif. A partir du moment où les signatures Sm et SRef sont enregistrées au format d'une image matricielle, il est possible d'utiliser les mêmes algorithmes connus que ceux utilisés en traitement d'images pour calculer la corrélation entre les fichiers L et lRef et donc entre les signatures Sm et SRef, et aussi l'écart minimal E entre ces signatures. Ces algorithmes ne sont donc pas décrits ici en détail .
[0057] Par exemple, l'unité 30 applique une transformation à l'image L pour obtenir une image transformée lt qui minimise la valeur de l'écart E. Typiquement, cette transformation est une composition de translations et de rotations. Par exemple, les translations appliquées aux pixels de l'image lm sont des translations parallèles au plan XY. Les rotations appliquées aux pixels de l'image L sont des rotations autour d'un axe parallèle à la direction Z ou des rotations de 180° par rapport à un axe appartenant au plan XY.
[0058] L'écart E est par exemple calculé à l'aide de l'une des formules suivantes :
Figure imgf000010_0001
N
(3) — % tcjtef I kjlef ~ fc,Re )
Figure imgf000011_0001
[0059] A l'issue de l'étape 108, la valeur de l'écart E est la valeur obtenue avec la transformation de l'image lm qui minimise cet écart. Le fait d'utiliser un algorithme qui permet de trouver la transformation qui corrèle le mieux les signatures Sm et SRef rend le procédé de reconnaissance robuste vis-à-vis des erreurs de positionnement de l'objet 4 par rapport à la position prédéterminée où la signature SRef a été enregistrée.
[0060] Ensuite, lors d'une étape 1 10, l'écart E est comparé à un seuil prédéterminé Li . Si l'écart E est supérieur au seuil l_i , les étapes 108 et 1 10 sont réitérées avec une nouvelle signature SRef. Si par contre, les étapes 108 et 110 ont déjà été exécutées pour toutes les signatures Sref contenues dans la base de données 36, sans que l'objet 4 n'ait pu être reconnu, alors le procédé s'arrête, et l'unité 30 indique que l'objet 4 n'a pas été reconnu.
[0061 ] Si l'erreur E est inférieure au seuil l_i , l'objet 4 correspond à l'objet connu « Ref ». En réponse, lors d'une étape 112, l'unité 30 communique cette information à un module logiciel chargé d'exécuter une opération spécifique en réponse à la reconnaissance de l'objet 4. Par exemple, ce module logiciel communique l'identifiant « Ref » de l'objet reconnu à un être humain par l'intermédiaire d'une interface homme-machine. Ce module logiciel peut également déclencher automatiquement une action en réponse à la reconnaissance de cet objet comme, par exemple, la commande d'un périphérique électronique extérieur.
[0062] De nombreux autres modes de réalisations sont possibles. Par exemple, les pièces magnétiques de l'objet à reconnaître peuvent participer au fonctionnement de cet objet. C'est par exemple le cas lorsque les pièces magnétiques sont les aimants permanents du haut-parleur et du microphone d'un téléphone portable. Toutefois, les pièces magnétiques peuvent aussi être ajoutées à l'objet à reconnaître en vue de permettre sa reconnaissance par l'appareil 6. Par exemple, des aimants permanents différents sont ajoutés à des ustensiles normalement dépourvus de pièce magnétique, tels qu'un crayon et à un effaceur. Dès lors, l'appareil 6 peut les reconnaître.
[0063] Les magnétomètres peuvent avoir plus de trois axes de mesure. Toutefois, même quand un magnétomètre a plus de trois axes de mesure, ce magnétomètre est ici également qualifié de magnétomètre « tri-axe » car il comporte au moins trois axes de mesure non colinéaire.
[0064] La distance entre les magnétomètres n'a pas besoin d'être connue. Il suffit qu'elle soit constante pour que la reconnaissance de l'objet magnétique puisse être mise en œuvre.
[0065] Les magnétomètres M,, ne sont pas nécessairement disposés dans un même plan. En variante, les magnétomètres sont disposés dans un espace à trois dimensions. Dans cet espace, la position de chaque magnétomètre est repérée par les coordonnées ay, t u précédemment définies et en plus par une coordonnée C y le long de la direction Z du repère X, Y, Z. Dans cette variante, la valeur de la coordonnée Cy n'est pas la même pour tous les magnétomètres. A l'inverse, dans un cas extrêmement simplifié, l'ensemble des magnétomètres du réseau sont alignés le long d'un même axe rectiligne.
[0066] En variante, le dispositif 26 d'aide au positionnement de l'objet magnétique à reconnaître est omis. A l'inverse, dans un autre mode de réalisation, ce dispositif 26 peut être remplacé par un dispositif d'aide plus performant, comportant par exemple des détrompeurs mécaniques qui n'autorisent le positionnement de l'objet à reconnaître que dans l'une des positions prédéterminées ou une signature magnétique SRef du même objet a déjà été préenregistrée dans la base de données 36.
[0067] La phase 70 d'enregistrement peut être réalisée différemment. Par exemple, les signatures SRef sont construites à partir de mesures fournies par un autre appareil que l'appareil 6. Dans ce cas, cet autre appareil comporte la même matrice de magnétomètres My.
[0068] En variante, la signature magnétique d'un objet comporte uniquement les vecteurs by dont l'amplitude dépasse un seuil prédéterminé, par exemple, plusieurs fois supérieure au niveau du bruit ambiant.
[0069] La signature magnétique d'un objet peut changer en fonction de son état d'utilisation. Par exemple, l'amplitude de l'un des moments magnétiques de l'objet peut varier au cours du temps entre un état dans lequel l'objet 4 est alimenté ou allumé et un état dans lequel l'objet 4 est éteint ou non alimenté. Dans ce cas, une solution consiste à enregistrer dans la base de données 36 une première signature magnétique de l'objet lorsqu'il est allumé et une seconde signature lorsqu'il est éteint. Ainsi, en plus de reconnaître l'objet, cela permet aussi d'indiquer s'il est éteint ou allumé.
[0070] Les mesures des magnétomètres peuvent être enregistrées dans un premier temps. Ensuite, les étapes 76, 78 ou 104 à 112 sont réalisées ultérieurement à un moment où l'objet magnétique n'est plus présent devant la face 24 du réseau de magnétomètres. De même l'exécution du procédé de la figure 4 peut être répartie sur plusieurs calculateurs électroniques. Par exemple, les étapes 108 à 112 sont exécutées par un calculateur électronique programmable distinct du calculateur qui exécute seulement les étapes 102 à 106. L'unité 30 de traitement comporte alors l'ensemble de ces calculateurs.
[0071 ] L'étape 108 peut être réalisée différemment. Par exemple, c'est l'image lRef qui est transformé et non pas l'image lm.
[0072] L'étape 108 peut être simplifiée si l'objet magnétique à reconnaître est toujours placé dans l'une des positions prédéterminées où une signature SRef a été enregistrée dans la base de données 36. Dans ce cas, il est possible de procéder directement au calcul de la valeur de l'écart E à l'aide de l'une des relations (1 ), (2), ou (3) sans essayer d'ajuster au mieux l'image L à l'image lRef.
[0073] En variante, un filtrage des résultats de reconnaissance peut être ajouté. Pour cela, la phase 100 est réitérée plusieurs fois pour le même objet à reconnaître. Lors de l'étape 1 12, l'objet est considéré comme reconnu uniquement si le même objet a été reconnu à l'issue de plus de 50 % ou 80 % des itérations de la phase 100.
[0074] La valeur du seuil Li peut être une constante indépendante des résultats des étapes précédentes, ou au contraire, être prédéterminée en fonction des itérations précédentes des étapes 108 et 1 10. Par exemple, la valeur du seuil Li est remplacée par la valeur de l'écart E à chaque fois que la valeur de cet écart est plus petite que celle du seuil Li . Dans ce cas, l'objet qui est reconnu correspond systématiquement à celui pour lequel la valeur de l'écart E est minimale.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de reconnaissance automatique d'un objet magnétique, caractérisé en ce que ce procédé comporte :
a) le maintien (102) immobile de l'objet magnétique devant un réseau de magnétomètres comportant N magnétomètres tri-axes (M,,) reliés mécaniquement les uns aux autres sans aucun degré de liberté pour conserver une distance fixe entre chacun de ces magnétomètres, où N est un nombre entier supérieur ou égal à cinq, la distance fixe entre deux magnétomètres immédiatement consécutifs étant au moins inférieure à l'écartement maximal entre les parties magnétiques de l'objet magnétique les plus éloignées l'une de l'autre,
b) lorsque l'objet magnétique est maintenu immobile devant le réseau de magnétomètres, la mesure (104) par chaque magnétomètre d'un vecteur bi,m dont chaque coordonnée représente la valeur du champ magnétique projeté sur un axe respectif de mesure du magnétomètre, une réunion de vecteurs bi,m mesurés en même temps par les magnétomètres du réseau formant une signature magnétique mesurée Sm de cet objet, où l'indice « i » est un identifiant du magnétomètre, c) le calcul (108) d'un écart E entre la signature magnétique Sm mesurée lors de l'étape b) et une signature magnétique préenregistrée SRef d'un objet magnétique connu,
d) la comparaison (110) de l'écart E calculé lors de l'étape c) à un seuil prédéterminé et la reconnaissance (112) de l'objet magnétique si l'écart E est inférieur ou égal à ce seuil prédéterminé, et sinon, l'absence de reconnaissance de l'objet magnétique.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel, lors de l'étape a), pour au moins quatre magnétomètres du réseau de magnétomètres, la distance la plus courte entre ces magnétomètres et l'objet magnétique est inférieure à dmax, dmax étant égal à [μ0Γη/4πσ10(3ΝΚ/2Τ3, où :
- σ est l'écart-type du bruit du magnétomètre,
- μ0 est la perméabilité du vide,
- m est le moment magnétique de l'objet magnétique, et
- SNR est une constante égale à 6,02 db.
3. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel, lors de l'étape a), pour au moins quatre magnétomètres du réseau de magnétomètres, la distance la plus courte entre ces magnétomètres et l'objet magnétique est inférieure à 50 cm.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel - le procédé comprend l'association (108) à chaque vecteur bi,m et à chaque vecteur bi.Ref de la signature magnétique préenregistrée, des mêmes coordonnées a b d de la position du magnétomètre « i » dans un repère XYZ fixé sans aucun degré de liberté au réseau de magnétomètres, le vecteur bi,Ref correspondant au vecteur qui serait mesuré lors de l'étape b), par le magnétomètre i, lorsque l'objet connu est maintenu immobile dans la position prédéterminée devant le réseau de magnétomètres, et
- l'étape c) comporte la transformation de l'une des signatures magnétiques choisie parmi les signatures magnétiques mesurée Sm et préenregistrée SRef par des translations et/ou des rotations appliquées aux coordonnées ah bh d associées à chacun des vecteurs bi,m ou bi,Ref de cette signature, pour obtenir une signature magnétique transformée St qui minimise l'écart entre cette signature St et l'autre des signatures magnétiques choisie parmi les signatures magnétiques mesurée Sm et préenregistrée SRef, la valeur de l'écart E calculée à l'issue de l'étape c) étant prise égale à la valeur minimale obtenue après avoir appliqué cette transformation à la signature magnétique Sm ou Sref.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, lors de l'étape c), l'écart E est calculé à partir de la différence, pour chaque magnétomètre, entre les coordonnées du vecteur bi,m et des coordonnées d'un vecteur bi,Ref de la signature magnétique préenregistrée, le vecteur bi,Ref correspondant au vecteur qui serait mesuré lors de l'étape b), par le magnétomètre i, lorsque cet objet connu est maintenu immobile dans la position prédéterminée devant le réseau de magnétomètres.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lors de l'étape a), l'objet magnétique est maintenu (102) dans la position prédéterminée devant un réseau de magnétomètres dans lequel la distance fixe entre deux magnétomètres immédiatement consécutifs est au moins deux fois plus petite que l'écartement maximal entre les deux parties magnétiques de l'objet magnétique les plus éloignées l'une de l'autre.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le réseau de magnétomètres comprend des magnétomètres répartis le long d'au moins deux directions non parallèles.
8. Support d'enregistrement d'informations, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions pour réaliser les étapes c) et d) d'un procédé de reconnaissance conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, lorsque ces instructions sont exécutées par un calculateur électronique.
9. Appareil de reconnaissance d'un objet magnétique, cet appareil comporte :
- un réseau de magnétomètres comportant N magnétomètres tri-axes (M,,) reliés mécaniquement les uns aux autres sans aucun degré de liberté pour conserver une distance fixe entre chacun de ces magnétomètres, où N est un nombre entier supérieur ou égal à cinq, chaque magnétomètre étant apte à mesurer un vecteur bi,m dont chaque coordonnée représente la valeur du champ magnétique projetée sur un axe respectif de mesure du magnétomètre, une réunion de vecteurs bi,m mesurés en même temps par les magnétomètres du réseau, formant une signature magnétique mesurée Sm de cet objet, où l'indice « i » est un identifiant du magnétomètre,
- une unité de traitement programmée pour :
• calculer un écart E entre la signature magnétique Sm mesurée et une signature magnétique préenregistrée SRef d'un objet magnétique connu, et
• comparer l'écart E calculé à un seuil prédéterminé et reconnaître l'objet magnétique si l'écart E est inférieur ou égal à ce seuil prédéterminé, et sinon, ne pas reconnaître l'objet magnétique.
10. Appareil selon la revendication 9, dans lequel l'appareil comporte un dispositif (26) de maintien de l'objet magnétique dans une position prédéterminée, ce dispositif étant au moins apte à indiquer à un être humain la position prédéterminée dans laquelle doit être placé l'objet magnétique à reconnaître.
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