JP6985007B2 - ハイブリッド移動要素、複数のハイブリッド移動要素と情報処理システムとのインターフェースをとるための方法および装置、ならびに仮想現実または拡張現実システム用アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、特にインテリジェントフロア（sols intelligents）の分野における、情報処理システムによる移動要素の位置特定（localisation）に関する。本発明は、特に、仮想現実（re'alite' virtuelle）または拡張現実（re'alite' augmente'e）の分野において応用される。本発明は、より詳細には、ハイブリッド移動要素（e'le'ment mobile hybride）、複数のハイブリッド移動要素と情報処理システムとのインターフェースをとるための装置および方法に関する。

多くの状況において、情報処理システムが移動要素の位置特定（例えば位置、向き、高度）を検出して、情報処理システムがそれ相応に反応できるようにし、かつ情報処理システムのインターフェースとしてこれらの移動要素を利用できるようにすることが必要であり得る。

本発明は、特に、例えば人間のユーザさらにはロボットが装着する移動要素の検出に関する。これらのユーザは、例えば、プレイグラウンド上または建物の内部を移動し得る。その上、これらのユーザは、振幅の大きい運動を行なう可能性があり、このため、特に位置追跡に関して特別な制約条件が課せられることになる。

振幅の大きい変位を連続的に追跡できるようにする位置特定システムが存在する。

一つの解決法は、移動要素の運動のパラメータを測定できるセンサアセンブリ（例えばジャイロスコープおよび加速度計、磁力計）として定義される慣性ユニット（centrale inertielle）を使用することである。しかしながら、実際には、回転および加速度の測定（例えばバイアス、ノイズ、スケール効果、非線形性）に影響を及ぼし、例えば考慮対象の移動要素の速度および位置などの推定の経時的ドリフト（de'rives au cours du temps）を生み出す誤差のため、動作（fonctionnement）が理想方程式から乖離する。同様に、移動要素が受ける衝撃が、慣性ユニットの測定に重大な誤差をひき起こす可能性がある。

したがって、このような解決法は、例えば仮想現実または拡張現実の利用分野などの、持続時間が数分さらには数秒を超える利用分野には適合しない。

このようなドリフトを受けないもう１つの考えられる解決法は、衛星が示す位置と既知の実際の位置との間の偏差を受信機に送信する基準固定局ネットワークを利用するディファレンシャルＧＰＳ（英語でDifferential Global Positioning System）による位置特定である。こうして受信機は、衛星により測定された疑似距離（pseudo-distances）と真の疑似距離との差を受信し、こうして自体の測定値を補正することができる。

しかしながら、このタイプの位置特定は、建物の内部に位置する移動要素の位置特定には適合しない。その上、ディファレンシャルＧＰＳの精度は、おおよそ１０センチ程度であり、これは、一部の利用分野、特に仮想現実または拡張現実の利用分野にとっては不十分であり得る。その上、この技術は、金属物体の存在に対し非常に感応性が高く、これが位置測定を狂わせる場合がある。

建物内部の要素の位置特定を可能にする他の位置特定技術、特に地上三角測量により機能する位置特定技術、例えばＵＷＢ（英語でUltra Wide Band）あるいはｉＢｅａｃｏｎが存在する。これらの技術は、原則的に、環境内、例えば建物内部に分布した受信機によって捕捉されたデータを発信することのできるビーコンを搭載した移動体の測位のために使用される。これらの受信機は、信号の伝播時間を測定することによってそれぞれにビーコンからこれらの受信機を隔てる距離を評価し、こうしてシステムは三角測量により移動体の位置を計算することができる。

これらの技術には、ビーコンの較正（calibration）を必要とするという欠点がある。その上、三角測量により計算される位置の精度はおおよそ１５ｃｍであり、これは、例えば仮想現実または拡張現実などの一部の利用分野にとって不十分であり得る。その上、使用される三角測量の方法は、複数の要素の位置特定には不適であり、システムのトラヒック渋滞の問題が急速に観察される。これらの技術は、同様に、多数の電波経路のため位置測定を著しく混乱させることになる金属要素（例えば金属構造間仕切り、金属梁さらには金属製戸棚）の存在に対して感応性を有する。これらの金属要素の存在は、位置の最終的計算の精度を大幅に低下させる（精度は１ｍ超）。

仮想現実および拡張現実の利用分野という特別な分野においては、光学手段、特にカメラに基づく位置特定解決法が存在する。

しかしながら、これらの解決法は、（例えば、環境内に配置すべきＬＥＤレール、時としてリアルタイム（en temps re'el）画像解析用の計算手段を搭載した多数のカメラ、さらにはカメラが位置を計算できるようにする赤外線標的の点在などの）特殊でかつ多くの場合非常に高コストの、したがって一般向け利用分野のためには非現実的である設備を必要とする。その上、これらの解決法は、移動要素が中を移動する環境、特に例えば靄、霧さらには低い明度により改変され得る環境の視覚的質に対して特に感応性が高い。これらの解決法は、同様に、物理的障害物、典型的には別の移動要素による光学手段の遮蔽に対しても感応性を有し、したがって、複数の移動要素の経時的追跡には不適である。

仏国特許第１０５７０１４号

本発明は、上述の問題の少なくとも１つを解決することができる。

したがって本発明の目的は、複数の移動要素と情報処理システムとのインターフェースをとる装置に関するハイブリッド移動要素（１０４、１０５、５００、６００）であって、
− 位置特定モジュールの位置を計算できるようにする電磁信号（signal e'lectromagne'tique）を発信する手段（６０６）と、
− 活性化信号を受信し、該活性化信号の少なくとも１つの情報に応じて、電磁信号を発信する手段を活性化する手段（６０２）と、を備えた少なくとも１つの位置特定モジュール（５０１）を有し、さらに、
− 位置特定モジュールと一体化した慣性ユニット（５０２、６０７）と、
− 慣性ユニットの変位に関するデータを送信するため、装置と通信する手段（５０３、６０８）と、を有することを特徴とするハイブリッド移動要素にある。

本発明に係るハイブリッド移動要素は、こうして、たとえ移動要素の一部が一時的にインターフェース装置の有効範囲外にあってそれらの位置特定モジュールが所与の時点で信号を送ることができなくても、情報処理システムとインタラクトする（interagir）のに使用可能な多数の移動要素の位置を、この情報処理システムが簡単かつ効果的に決定できるようにする。

実際、所与の位置特定モジュールと一体化した慣性ユニットを使用することによって、この位置特定モジュールが位置情報を直接計算できるようにする信号を発信することができなくても、慣性ユニットの変位データ（donne'es de de'placement）とこの位置特定モジュールが発信する信号を装置が受信できた時点で計算された以前の位置情報とから、この位置情報を計算することは可能である。このタイプの計算は、２つのタイプのデータ、すなわち位置特定モジュールから受信した信号から計算された位置情報とこのモジュールと一体化した慣性ユニットの変位データとに基づくものであることから、ハイブリッド計算と呼ばれる。

有利には、慣性ユニットの変位データから演繹され得る位置情報は、ハイブリッド移動要素が慣性ユニットに固定されている（この慣性ユニットと剛結である（rigidement lie' avec））ことから、ハイブリッド移動要素の位置を表わすものとなる。

その上、慣性ユニットと位置特定モジュールとを組合せて使用することで、慣性ユニットのデータのドリフト現象を回避することができる。

特定の一実施形態によると、ハイブリッド移動要素の通信手段（５０３、６０８）は、さらに、少なくとも位置特定モジュール位置情報を受信するように構成されている。例えば、この位置情報は、位置特定モジュールによって発信された電磁信号から装置により計算されたものである。

特定の一実施形態によると、位置のハイブリッド計算は、ハイブリッド移動要素のレベル（niveau）で実施される。

この実施形態において、ハイブリッド移動要素は、受信した位置情報および慣性ユニットの変位データからの、位置特定モジュール（５０１）の新規位置情報をハイブリッド計算する手段（６０９）をさらに有する。

通信手段（５０３、６０８）は、さらに、位置特定モジュールの新規位置情報を例えば装置に送信するように構成されている。

特定の一実施形態によると、ハイブリッド移動要素の通信手段（５０３、６０８）は、慣性ユニット（５０２）の変位データの再設定データ（donne'es de recalage）を受信するように構成され、再設定データは、位置特定モジュールにより発信された電磁信号から計算された位置情報に基づく。

これらの再設定データは、例えば、所与の時点で位置特定モジュールによって発信された電磁信号から装置により計算された位置情報である。

特定の一実施形態によると、ハイブリッド移動要素は、位置特定モジュールの活性化毎に慣性ユニットの変位データを再設定するように構成されている。この実施形態において、位置特定モジュールにより発信された電磁信号から装置により計算された各位置情報は、ハイブリッド移動要素に送られる。

信号を発信する手段は、例えば、活性化された場合に電磁場（champ e'lectromagne'tique）を発信してハイブリッド移動要素の位置および／または向きを決定できるようにするソレノイドを有する。変形形態では、信号を発信する手段は、他のあらゆる電磁場発信手段を有することができる。

ハイブリッド移動要素は、位置特定モジュールの構成要素に給電する遠隔給電手段をさらに有し得る。

例えば、ハイブリッド移動要素は、誘導により励起可能な少なくとも１つのソレノイドを有することができる。ハイブリッド移動要素は、例えばＰｏｗｅｒｃａｓｔ技術（登録商標）を用いたアンテナなどの他のあらゆる遠隔給電手段を有し得る。

ハイブリッド移動要素は、バッテリ、電池、またはコンデンサなどのエネルギ貯蔵手段を有し得る。

本発明は、同様に、複数のハイブリッド移動要素（１０４、１０５、５００、６００）と情報処理システムとのインターフェースをとる装置（１０１）であって、検出表面（２１０）を有し、
− 複数のハイブリッド移動要素のうちの各ハイブリッド移動要素に組込まれた少なくとも１つの位置特定モジュールを逐次活性化する手段（２２７）であって、所与の一時点において１つの位置特定モジュールのみを活性化することができる手段（２２７）と、
− 活性化された少なくとも１つの位置特定モジュールから少なくとも１つの電磁信号を受信する手段（２１２、２１３）と、
− 少なくとも１つの受信した電磁信号から、活性化された位置特定モジュールを有する１つのハイブリッド移動要素の検出表面に関連付けられた（associe' a`）基準座標系内における少なくとも１つの位置情報をリアルタイムに計算する手段（２２０、２３０）と、
− 少なくとも１つの位置特定モジュールの活性化中に電磁信号を受信しない場合（en l'absence de re'ception d'un signal e'lectromagne'tique lors de l'activation dudit au moins un module de localisation）、少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールと一体化された１つの慣性ユニットの変位に関するデータを受信する通信手段（２２８）と、
− 受信した変位データおよび計算された位置情報から、活性化された少なくとも１つの位置特定モジュールの新規位置情報をリアルタイムにハイブリッド計算する手段（２３０）と、を有することを特徴とする装置（１０１）を目的とする。

特定の一実施形態によると、通信手段（２２８）は、さらに、
− 受信した電磁信号から計算された位置情報をハイブリッド移動要素に送信し、
− 送信された位置情報からハイブリッド移動要素によって計算された新規位置情報を受信する、ように構成されている。

特定の一実施形態によると、装置の通信手段（２２８）は、慣性ユニットの変位データの再設定データを送信するように構成され、再設定データは、受信した電磁信号から計算された位置情報に基づく。

これらの再設定データは、例えば、所与の時点で位置特定モジュールによって発信された電磁信号から装置により計算された位置情報である。

本発明は、同様に、前述の通りの複数の装置を有する装置（１０１）において、複数の装置のうちの１つの装置は、該複数の装置の他の装置において実行中の（mis en oe&uvre）少なくとも一部の手段を制御する装置を目的としている。こうして、ハイブリッド移動要素が上を移動し得る表面のサイズを増大させることが可能である。

有利には、少なくとも１つの位置特定モジュールを逐次活性化させる手段は、位置特定モジュールの識別子を有する高周波信号を発信する手段を有し得ると考えられる。こうして装置は、特定の位置特定モジュールをその識別子に従って容易に選択することができる。

受信される信号は、電磁場であり得る。活性化された位置特定モジュールの少なくとも１つの信号を受信する手段は、同様に、１組の導体ループ（boucles conductrices）で形成された導体グリッド（grille conductrice）を有することができ、装置は、このとき、この１組の導体ループの各導体ループを逐次選択する手段を有し得る。こうして、受信した信号および選択された導体ループの特性に応じて、位置特定モジュールの位置を決定することが可能となる。

有利には、装置は、同様に、寄生信号（signaux parasites）を除去するために受信信号フィルタリング手段を有することができる。

検出表面は、例えば、面上に銀シルクスクリーン印刷（se'rigraphie argent）により導体グリッドが形成されているＰＥＴプラスチック製表面を有する。例えば、導体グリッドは、銀粒子（particules d'argent）を有する導電性インクジェット（jet d'encre conductrice）を用いた印刷によって形成されたものである。

変形形態として、検出表面は、例えば、面上に銅製トラック（des pistes en cuivre）により導体グリッドが形成されているＰＥＴプラスチック製表面を有する。別の変形形態によると、導体グリッドは、導線を用いた製織（tissage）によって形成されている。

さらに別の変形形態によると、検出表面は、例えば可撓性（souple）または剛性（rigide）の電磁受信用のＰＣＢ（アングロサクソン系用語でPrinted Circuit Boardの略号）タイプのカードを有する。

本発明は、同様に、複数のハイブリッド移動要素（１０４、１０５、５００、６００）が情報処理システムとのインターフェースをとる方法にであって、
− 複数のハイブリッド移動要素のうちの１つのハイブリッド移動要素の少なくとも１つの位置情報を獲得するステップ（４０３）であって、ハイブリッド移動要素が少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールを有し、少なくとも１つの位置情報が、ハイブリッド移動要素に一体化された少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールにより発信された少なくとも１つの電磁信号から計算され、所与の一時点において１つの位置特定モジュールのみ活性化することができるステップと、
その後、少なくとも１つの位置特定モジュールの活性化中に、電磁信号をその後受信しない場合、
− 少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールと一体化された慣性ユニットの変位に関するデータを獲得するステップ（４０５、４２２）と、
− 獲得した変位データおよび獲得した位置情報から、少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールの新規位置情報をリアルタイムにハイブリッド計算するステップ（４０７、４２４）と、を有することを特徴とする方法を目的としている。

特定の一実施形態によると、該方法は、慣性ユニットの変位データを再設定するステップ（４０６、４２３）をさらに有する。

これらのデータは、例えば、位置特定モジュールから受信された信号から計算された１つまたは複数の位置情報から計算される。

第１の実施形態によると、該方法は、獲得した位置情報を該位置情報を計算した日時（date）と共に記憶するステップ（４０４）をさらに有し、再設定するステップ（４０６）は、記憶された位置情報から実行される。

第２の実施形態によると、該方法は、少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールから来る電磁信号の受信障害（de'faut de re'ception）を示す情報を受信するステップ（４２０）をさらに有する。

この第２の実施形態において、該方法は、再設定データを受信するステップ（４２１）をさらに有することができ、再設定するステップ（４２３）は、受信した再設定データに基づいて実施される。

第２の実施形態において、該方法は、計算された新規位置情報を送信するステップ（４２５）をさらに有することができる。

したがって、これらの実施形態によると、ハイブリッド移動要素または装置は、再設定データを用いて慣性ユニットの変位データを再設定することができる。こうして、慣性ユニットを長時間使用した際または慣性ユニットが衝撃を受けた場合に時として見られる経時的ドリフトの問題は回避される。

有利には、このような方法は、さらに、少なくとも１つの位置特定モジュールの有効性検査ステップを有することができ、位置特定モジュールの逐次的活性化ステップはこの有効性検査ステップに応答して実施される。こうして、検出表面の（電磁的）有効範囲内に位置するハイブリッド移動要素の位置および／または向きのみが決定されることになる。

このような方法は、同様に、位置特定モジュールに対する有効状態または無効状態の割当てステップも有することができ、有効状態または無効状態は、位置情報に応じて決定される。

該方法は、同様に、複数の受信器の逐次的選択ステップを有することができ、少なくとも１つの信号は、複数の受信器内で選択された少なくとも１つの受信器から受信される。こうして、受信された電磁信号および選択された受信器の特性に応じて、位置特定モジュールの位置を決定することが可能であると考えられる。

本発明は、同様に、移動中のユーザに装備する仮想現実または拡張現実システムに関するアセンブリ（ensemble）において、システムが、
− ユーザが装着するように適応された、前述の通りの少なくとも１つのハイブリッド移動要素と、
− 前述の通りの少なくとも１つのインターフェース装置と、
− ユーザが装着するように適応された仮想現実または拡張現実ヘッドホンであって、ハイブリッド移動要素とヘッドホンとの相対的位置と、ハイブリッド移動要素の位置と、に応じてヘッドホンの位置を追跡できるように（de sorte a` permettre le suivi de la position du casque en fonction de la position relative de l’e'le'ment mobile hybride et du casque et de la position de l’e'le'ment mobile hybride）、ハイブリッド移動要素またはインターフェース装置に接続されている、ヘッドホンと、を有する、アセンブリを目的としている。

特定の一実施形態によると、このアセンブリは、複数の方向に磁場を発信する手段と、発信手段により発信された磁場を受信する複数の手段と、を有する磁気測位システムをさらに有し、磁気測位システムは、受信手段が受信した磁場から、発信手段を中心とする基準座標系（repe`re centre'）内の少なくとも１つの受信手段の位置を決定するように構成されている。

本発明の実施形態を有利に実行できる状況を、概略的に例示する図である。 本発明の実施形態を有利に実行できる状況を、概略的に例示する図である。 特定の一実施形態に係るインターフェース装置の一例を例示する図である。 検出表面のソレノイドと導体ループとの間の物理的結合原理を概略的に例示する図である。 図２を参照して説明されたシステムなどのシステムにより得られた測定値から、所与の１本の軸に沿って検出表面上に設置されたソレノイドの位置を決定できるようにする補間メカニズムを概略的に例示する図である。 本発明の第１の実施形態に係る装置によって実施されるステップを表わすフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド移動要素によって実施されるステップを表わすフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る装置によって実施されるステップを表わすフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るハイブリッド移動要素によって実施されるステップを表わすフローチャートである。 本発明の特定の実施形態に従って位置を決定し得るハイブリッド移動要素の実施例を概略的に例示する図である。 本発明の特定の実施形態に従って位置および向きを決定し得る、ハイブリッド移動要素の実施例を概略的に例示する図である。 図２に例示されているインターフェース装置から位置を決定することのできるハイブリッド移動要素の論理ブロックを概略的に例示する図である。 本発明に係るハイブリッド移動要素を有利に実行できる利用分野の実施例を示す図である。 本発明に係るハイブリッド移動要素を有利に実行できる利用分野の実施例を示す図である。 本発明に係るハイブリッド移動要素を有利に実行できる利用分野の実施例を示す図である。

本発明の他の利点、目的および特徴は、添付図面に照らして非限定的な例として記載される以下の詳細な説明から明らかになる。

概して、本発明は、例えば大きな振幅の運動を行なう可能性のあるユーザ（またはロボット）によって装着され同時に使用されるハイブリッド移動要素の位置（横座標（abscisse）、縦座標（ordonne'e）および／もしくは高度（altitude））並びに／または向き（ヨー（cap）、ピッチ（tangage）および／もしくはロール（roulis））を決定することを目的とする。

特に複数の実オブジェクトが、それらを情報処理システムのインターフェースとして使用できるようにするプレイボードの近くまたはその上に位置する場合、これらの実オブジェクトの位置および／または向きを検出するための解決法が存在する。例えば、仏国特許第１０５７０１４号が、このような解決法を提案している。残念なことにこの解決法は、これらのオブジェクトが検出表面の検出フィールド内、例えばこの検出表面から約１０センチメートル未満内にある場合に限ってこのような位置情報を計算することができる。

以下では、一検出器の検出有効範囲とは、内部にある発信器（e'metteur）が発信する電磁場を検出器が検出できる空間内の限定的なゾーンとして定義される。こうして、発信器が検出器の検出有効範囲から外に出た（sort）場合、検出器は、発信器により発信された電磁場を捕捉できない。

こうして、例えば検出表面アセンブリで構成されるフロア（インテリジェントフロアとも呼ばれる）上を移動するユーザが装着しているハイブリッド移動要素は、ユーザ（またはロボット）の運動によって検出表面からかなり遠く離れその有効範囲から外に出て、情報処理システムによるこのハイブリッド移動要素の追跡を継続できなくなる可能性がある。

同様に、検出表面が例えばコスト上の理由などで１つの建物の一部分しかカバーしない場合、特にハイブリッド移動要素を装着するユーザ（またはロボット）が１つの検出表面からカバーされていないゾーン内に入った場合に、このハイブリッド移動要素の位置の追跡に不連続性が存在する可能性がある。

特に、このようなハイブリッド移動要素が、大きい振幅の運動を行なう１人または複数のユーザ（またはロボット）により装着されている場合にこのようなハイブリッド移動要素の追跡を可能にするため、本発明は、自律動作（fonctionnement autonome）によって変位データを獲得することのできる慣性ユニットと一体化された少なくとも１つの位置特定モジュールと検出表面を伴う通信手段（発信／受信器）とを具備するハイブリッド移動要素を想定している。

このようなハイブリッド移動要素が検出表面の検出有効範囲の外にある場合、その位置特定モジュールの位置情報は、それにもかかわらず、位置特定モジュールと一体化した慣性ユニットの変位データから獲得することができる。このような決定様式は、慣性ユニットの変位データのみならず位置特定モジュールが検出有効範囲内にあった場合に先に計算された位置情報にも基づいていることから、位置情報のハイブリッド計算と呼ばれる。

本発明の枠内では、ハイブリッド計算のために複数の実施形態が企図されている。

第１の実施形態によると、ハイブリッド計算は検出表面のレベルで実施される。この実施形態では、慣性ユニットにより測定された変位データは、直接、通信手段を介して検出表面に送信される。このとき、新たな位置情報が、これらの変位データおよび先に計算された位置情報から、検出表面によって計算される。

第２の実施形態によると、ハイブリッド計算は、ハイブリッド移動要素のレベルで実施される。この実施形態では、検出表面は、先に計算された位置情報をハイブリッド移動要素に送る。この位置情報は、典型的には、位置特定モジュールが検出表面の検出有効範囲内にあった時に位置特定モジュールから受信した電磁信号から計算されたものである。例えば、これは、ハイブリッド移動要素が検出表面の有効範囲から外に出る前に計算された最後（最新）の（dernie`re）位置である。このとき、ハイブリッド移動要素は、受信した位置情報および慣性ユニットにより測定された変位データを用いて、新規位置情報を計算する。このハイブリッド位置は、次に、ハイブリッド移動要素上に具備された通信手段を介して送信される。

こうして、慣性ユニットの自律動作によって得られた変位データは、ハイブリッド移動要素が内蔵する位置特定モジュールが一時的に検出表面の検出有効範囲から外に出た場合でも、ハイブリッド移動要素の位置の追跡を可能にする。

その上、ハイブリッド移動要素の位置特定モジュールが検出表面の検出有効範囲内にある場合、位置特定モジュールの位置情報を一定の信頼度で計算することが可能であり、こうして、例えばこれらの信頼できる位置情報に基づいた再設定データを用いて、関連付けられた慣性ユニットの変位データを再設定することができる。

図１ａおよび図１ｂは、本発明の実施形態を実施できる情況を概略的に例示している。本発明の利用分野は、この図で示されている例に限定されない。本発明に係るハイブリッド移動要素は、実際、あらゆるタイプのオブジェクト（着用衣服、ロボット、ゲームパッドなど）に装着可能である。

詳細には、図１ａおよび１ｂは、同じ場面を表わすが、２つの異なる時点におけるものである。

この場面において、靴１０２および１０３だけが表現されているユーザは、本発明の一実施形態に適合するフロア要素１０１（またはインターフェース装置）上にいる。この例においてインターフェース装置がフロア要素であるとしても、本発明は、フロアレベルに設置されたインターフェース装置に限定されるわけではない。以下では、フロア要素１０１を基準にして説明されていることは、全て、当業者であれば、フロア以外の場所、例えば側壁または天井に設置された全てのインターフェース装置に容易に入れ替えることができる。

フロア要素１０１は、例えば、図２を参考にして説明されるハードウェアモジュールならびに検出表面を含む。この検出表面は、その構造から、およそ１０センチメートル程度の限定された検出有効範囲を有する。

フロア要素１０１のハードウェアモジュール１０１は、通信手段（発信／受信器）、例えばＷｉ Ｆｉ（登録商標）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）タイプのワイヤレス通信モジュール、あるいは、例えば２．４ＧＨｚなどのＩＳＭ（産業（Industriel）、科学（Scientifique）および医療（Me'dical）の頭字語）帯域内で通信する通信モジュールを含む。これらの通信手段は、フロア要素が実施形態に適合するハイブリッド移動要素とインタラクトすることを可能にする。

例えば、これらの通信手段は、図２を参照して説明される、ハイブリッド移動要素の位置特定モジュールがその位置の計算に有用な電磁場を発信するようこの位置特定モジュールを活性化させることのできる無線発信器に対応し得る。

フロア要素１０１のハードウェアモジュールは、さらに、中央処理装置を含む計算モジュールを含む。この処理ユニットは例えば、上述の通信手段を制御する。

この例では、各靴１０２（または１０３）は、本発明の実施形態に適合するハイブリッド移動要素１０４（または１０５）を備えている。当然のことながら、本発明は、２つのハイブリッド移動要素に限定されず、同一のフロア要素１０１がはるかに多数のハイブリッド移動要素を担当する（e＾tre pris en charge）ことができる。

これらのハイブリッド移動要素は、各々、図５および６を参考にして説明される少なくとも１つの位置特定モジュールを含んでいる。

本発明の特定の実施形態によると、ハイブリッド移動要素１０４および１０５は、さらに、各位置特定モジュールと一体化された慣性ユニットを含む。したがって、所与の慣性ユニットは、関連付けられた位置特定モジュールに対して固定されている。

このような慣性ユニットは、例えば１つまたは複数の加速計、１つまたは複数の磁力計および／または１つまたは複数のジャイロメータを含む。こうして、慣性ユニットは、一定の軸を中心とした所与の時点における回転速度、一定の軸に沿った所与の時点における加速度、さらには所与の時点における磁場の方向の推定などの変位データを獲得することを可能にする。

引き続き本発明の特定の実施形態によると、ハイブリッド移動要素１０４および１０５は、それぞれ、Ｗｉ Ｆｉ（登録商標）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）タイプの無線通信手段（図示せず）、さらには例えば２．４ＧＨｚなどのＩＳＭ（産業、科学および医療の頭字語）帯域内で通信する通信手段を含む。これらの通信手段により、ハイブリッド移動要素はフロア要素１０１の対応する通信手段とインタラクトすることができる。

例えば、これらの通信手段は、図６を参照して説明される活性化コマンド検出器である無線発信／受信器に対応し得る。

一変形形態において、これは分離された手段であり得る。例えば、慣性ユニットはこれらの通信手段を含み得る。

図１ａに表現されているように、ユーザの靴１０２および１０３がフロア要素１０１上に置かれた場合、これらの靴に装着されたハイブリッド移動要素１０４および１０５は、フロア要素１０１の検出有効範囲内にある。

したがって、ハイブリッド移動要素１０４および１０５の位置特定モジュールを逐次的に活性化させ、図３を参照しながら説明されている通り、これらの位置特定モジュールから受信した信号（磁場）に基づく計算ステップを実施することによってそれぞれの位置を決定することができる。

逆に、図１ｂに表わされるように、ユーザが自らの靴の一方、例えば靴１０２を移動させた場合、この靴が装着しているハイブリッド移動要素は、フロア要素１０１の検出有効範囲から外に出る可能性がある。

図１ｂの場合がそうであるように、ハイブリッド移動要素がフロア要素の検出有効範囲から外に出た場合、フロア要素は、活性化された位置特定モジュールによって発信された信号（磁場）を受信できず、したがってそれに基づいてこのモジュールの位置を決定することができない。

ハイブリッド移動要素が検出有効範囲から外に出る他の状況も存在し、例えば、フロア表面を不連続に被覆するフロア要素１０１などの１つまたは複数のフロア要素（インテリジェントフロア）が１つの部屋に備わっている場合がそれである。こうして、一人のユーザがフロア要素を具備していない表面上にいる場合、このユーザが装着しているハイブリッド移動要素は、ほぼ自動的に、部屋に備わっているフロア要素の有効範囲外に存在し得る。

本発明に係るハイブリッド移動要素は、有利にも、このような状況が発生した場合に、それにもかかわらずフロア要素１０１がこのハイブリッド移動要素の位置の追跡を失わないようにすることができる。

実際、以上で言及した通り、ハイブリッド移動要素は位置特定モジュールと一体化した慣性ユニットを含み、こうして、この位置特定モジュールの変位は慣性ユニットによって自律的に測定され得るようになっている。

ハイブリッド移動要素の通信手段は、フロア要素１０１の検出有効範囲内に置かれておらず、そのためハイブリッド移動要素が有効範囲外にある場合に、このようにしてフロア要素に対し慣性ユニットの変位データを送信することが可能になる。

これらの受信データから、フロア要素１０１は、活性化された位置特定モジュールが発信した電磁信号が受信され得なかったハイブリッド移動要素の位置を、図４を参照しながら説明される受信データに基づくハイブリッド計算ステップを実施することによって計算することができる。

一変形形態では、ハイブリッド移動要素の通信手段は、位置特定モジュールがフロア要素の検出有効範囲内にあった時点において発信した信号に基づいて先に計算された位置情報を、フロア要素から受信できるようにする。

この位置情報および慣性ユニットの変位データから、ハイブリッド移動要素は、図４を参照しながら説明されるように、受信信号に基づいたハイブリッド計算ステップを実施することによって、関連付けられた位置特定モジュールの位置を計算する。

図２は、特定の一実施形態に係るインターフェース装置の一例を示す。

フロア要素またはインターフェース装置は、ここでは導体グリッドを構成する行および列の形式（forme de lignes et de colonnes）をしたメッシュで構成される検出表面２１０を含む。この導体グリッドは、２本の直交する軸に沿って１組の導体ループを含む。各ループは、検出表面上に位置付けされた（位置および／または向きを計算すべき１つのハイブリッド移動要素に属する）１つのソレノイドによって誘導される電圧または電流の強度を測定できるようにするセンサである。

有利には、検出表面は、銀シルクスクリーンにより面上に導体グリッドが形成されたＰＥＴプラスチック製の表面であり得る。例えば、導体グリッドは、銀粒子を含む導電性インクジェットを用いた印刷によって形成されたものである。変形形態では、検出表面は、例えば、銅製トラックによって導体グリッドが面上に形成されているＰＥＴプラスチック製表面である。別の可能性によると、導体グリッドは、導線を用いた製織によって形成される。

変形形態では、検出表面は、可撓性または剛性の電磁受信ＰＣＢ（アングロサクソン系用語でPrinted Circuit Boardの略号）カードであり得る。

例示として、ここでは、位置２１１、すなわち、一端が接地され他方の端部が位置計算に用いられる電子構成要素に接続されているループ２１２とループ２１３との交差点に、１つのソレノイドが設置されるものと仮定されている。位置２１１にあるソレノイドが給電を受けた場合、これによりループ２１２および２１３内に誘導電流を生成し、この電流は分析され、他のループ内で誘導された電流と比較され得る。このようにして、ソレノイドとグリッドとの間の誘導結合（couplage inductif）により、かつ誘導された電流の測定により、ソレノイドの位置を決定することが可能である。

グリッドの２本の軸の各々の各ループ、つまりここではそれぞれ垂直方向および水平方向のループの各々に対して、マルチプレクサ２１４および２１５が接続されている。マルチプレクサ２１４および２１５の出力端は、それぞれ自動利得制御装置（Contro＾leurs Automatiques de Gain；ＣＡＧ）２２１および２２２、フロア要素１０１のハードウェアモジュール２２０に接続されている。

自動利得制御装置２２１および２２２の出力信号は、まず、それぞれ復調器２２３および２２４内で復調される。復調は、ソレノイドにより発信された固定周波数の倍数である交流（ＡＣ、アングロサクソン系用語でAlternating Currentの略号）成分で補完された元の正弦曲線に比例する（proportionnel a` la sinusoi：de originale）直流（ＤＣ、アングロサクソン系用語でDirect Currentの略号）信号を生成する。

一般的に実施されるスキームによると、フロア要素１０１のハードウェアモジュールのここでは２３０で表わされた計算モジュールは、ループを逐次的に活性化させるため、すなわちループｎの後にループｎ＋１を活性化させるため、マルチプレクサ２１４および２１５を制御する。最後のループに達した時点で、プロセッサは新規サイクルを開始させ、第１のループの活性化を制御する。

有利には、信号の望ましくない高調波（harmoniques inde'sirables）ならびに電磁バックグラウンドノイズ（bruit de fond e'lectromagne'tique）を削除するために、各自動利得制御装置２２１および２２２内で帯域通過フィルタリングが実行される。このフィルタリングにより、復調器２２２および２２４内で復調され、その後それぞれアナログ／デジタル変換器（Convertisseurs Analogique/Nume'rique；ＣＡＮ）２２５および２２６内でデジタル化されるマルチプレクサ２１４および２１５から来る信号の測定値を洗錬させる（affiner）ことが可能になる。

得られたデジタル値は、計算モジュールの中央処理装置（ＣＰＵ）２３０に送信されて、記憶される。例示されている通り、中央処理装置２３０は、復調器２２３および２２４を制御する。

値が記憶された後、中央処理装置は、マルチプレクサのアドレスをインクリメントして（incre'mente）、後続するループから来る信号のデジタル化の処理を行う。最後のループに到着した時点で、中央処理装置は、考慮対象の軸の第１のループの値に対応してマルチプレクサのアドレスを再度初期化する。

１サイクルの終了時点で、中央処理装置は、各軸について、ソレノイドの位置近傍の隣接ループと同数のデジタル値を記憶している。これらの値から、中央処理装置は、以下で説明する通りの補間法によりソレノイドの位置を計算する。

ここで、ループの接地が、異なるループ間に位置付けされた金属バンドによって確保され、こうしてこれらのループを電磁干渉から保護できることが観察される。１つの代替案は、導体グリッドの下に均一な接地面を配置することからなる。

その上、モジュール２１０は、ここでは、ハイブリッド移動要素の位置特定モジュールを活性化することを可能にする計算モジュールの中央処理装置２３０によって制御される無線発信器２２７を含む。例示として、中央処理装置２３０は、無線発信器２２７に対して、活性化すべき位置特定モジュールの識別子を送信する。この識別子は、コード化され、次にデジタルまたはアナログ無線信号の形で送信される。このときこの信号を受信する各位置特定モジュールは、受信した識別子を自体の識別子と比較し、それらの識別子が同一である場合活性化することができる。

モジュール２２０は、さらに、例えば無線発信器２２７と類似の通信手段２２８を含む。これらの通信手段は、活性化された位置特定モジュールがモジュール２１０の検出有効範囲外にある場合に特に有用である、位置特定モジュールと一体化した慣性ユニットの変位データを獲得するために、ハイブリッド移動要素と通信できるようにする。これらの通信手段は、同様に、中央ユニット２３０が所与のハイブリッド移動要素に対し、それが内蔵する位置特定モジュールによって発信された信号を用いて先に計算された位置情報を送ること、さらには慣性ユニットの変位データの再設定データを送ることを可能にする。変形形態では、通信手段２２８と要素２２７とを１つにすることができる。

モジュール２２０および２３０は、前述の通りのハイブリッド位置のリアルタイム計算を可能にする。

こうして、位置特定モジュールアセンブリの位置を推定するためには、各位置特定モジュールについて１回のサイクルを実施し、これらのサイクルの各々について本明細書中で説明されている実施形態に従って、ループの各組について１回のサイクルを実施することが必要である。

複数の検出表面を互いに組合わせることが可能であり、結果として得られる検出表面の表面積は、組合わされた検出表面の表面積の合計である。この目的で、１つの検出表面はマスタとみなされ、他の検出表面はスレーブとみなされる。移動要素の逐次活性化は、マスタ検出表面により管理され（ge're'e）、このマスタ検出表面は、好ましくは各スレーブ検出表面に関連付けられたハードウェアモジュールによって計算された位置を受信し、位置特定モジュールの自由角度（angles de liberte'）および座標を含む表を作成することによってこれらの位置を統合する。

図３は、図３ａおよび図３ｂで構成される。

図３ａは、ソレノイドと検出表面の導体ループとの間の誘導結合の物理的な原理を概略的に例示している。

位置および／または向きを計算すべき各々のハイブリッド移動要素は、好ましくは検出表面の方に向けられた軸を有する少なくとも１つのソレノイドを含む。

ソレノイド３００には交流電流が通り、このソレノイドは、検出表面に向かって、特にこの例においてはループ２１１に向かって伝播する電磁場を発信する。ソレノイド３００から来る電磁場を受信するループ２１１は、ソレノイド３００と結合する。このとき、３０１として記されたこのループの端子において交流信号を測定することが可能である。

ソレノイド３００とループ２１１との間の結合は、以下の関係式で表現され得る。

式中、Ｅはソレノイド３００の端子における電圧を表わし、Ｒは受信ループ２１１の端子３０１で受信した信号の電圧を表わし、Ｄはソレノイド３００と受信ループ２１１との間の距離であり、ｋはソレノイドおよび受信ループを含むシステムに固有の因子、特にソレノイドの巻回数およびループのサイズに関連する定数である。

図３ｂは、図２を参照して説明されているシステムのような１つのシステムによって得られた測定値から、所与の軸に沿って、検出表面上に設置されたソレノイドの位置を決定できるようにする補間メカニズムを概略的に示す。このメカニズムは、ハイブリッド移動要素の位置特定モジュールから受信した信号（電磁場）からのこのハイブリッド移動要素の位置の計算ステップ（図４）において利用可能である。

ここでは、横座標Ｘ３、Ｘ４およびＸ５に沿って位置付けされた垂直方向のループＢ３、Ｂ４およびＢ５の近位にソレノイドが位置するものと仮定されており、これらのループの端子において測定された電圧は、それぞれＶ３、Ｖ４およびＶ５と記されている。ソレノイドは、ここでは、ＸＳと記された横座標の１つの位置に存在している。

座標Ｘ３、Ｘ４およびＸ５は、対応するループの識別子から、フロア要素（またはインターフェース装置）の中央処理装置により獲得することができる（これらの値は、検出表面の配線図（sche'ma de routage）に従って予め定義され、好ましくは、不揮発性メモリ内に記憶される）。

図３ｂに表現された曲線部分３０２は、ループＢ３、Ｂ４およびＢ５によって測定された値から外挿された（extrapole'e）、ソレノイドと結合されたループの位置に応じたソレノイドの位置ＸＳについての電圧変動を例示する。この部分は、放物線タイプの二次関数と同一視され得る。この局所近似は、実際には、ソレノイドと導体グリッドのループとの間の電磁結合（couplage e'lectromagne'tique）現象に対応する。

以下の関係式が、この特性を例示する。

式中、ａおよびｂは定数であり、ａはゼロより小さい定数である（ａ＜０）。

その上、二次関数の仮説を考慮すると、横座標Ｘ３、Ｘ４およびＸ５間の関係は、以下の式で表現することができる。

式中、△Ｘは、横座標Ｘ３とＸ４との間および横座標Ｘ４とＸ５との間の距離を表わす。

こうして、以下の式に従って、ソレノイドの位置を補間することができる。

同じ論理によって、縦座標軸に沿ってソレノイドの位置を決定することも同様に可能である。

さらに、ソレノイドとループとの間の距離（すなわち、検出表面との関係におけるソレノイドの高度）を、以下の関係式に従って定義することができる。

したがって、距離Ｄは、検出表面の考慮対象ループの端子における電圧を表わす値Ｒの関数である。この距離は、実施された測定から外挿され得る。この距離計算の精度は、特に、値が経時的に可能なかぎり恒常でなくてはならないソレノイドによって発信される信号Ｅの安定性に関係し、そのため、バッテリ放電時に降下することのない安定した給電が位置特定モジュール内で必要となる。これは、位置特定モジュールの電圧調節装置によって確保され得る。

図４ａおよび図４ｂは、本発明の第１の実施形態に係るインターフェース装置（図４ａ）およびハイブリッド移動要素（図４ｂ）によってそれぞれ実施されるステップを表わすフローチャートである。

図４ａおよび図４ｂは、ハイブリッド移動要素の位置および／または向きを計算するために利用可能なアルゴリズムの第１の実施例を例示する。

この第１の実施例では、選択された位置特定モジュールから来る電磁信号が受信されなかった場合（すなわち、位置特定モジュールの活性化の際に電磁信号の受信が不在である場合）の位置のハイブリッド計算は、インターフェース装置内で、例えば図１に表わされているフロア要素１０１の中央処理装置によって実施される。

ここでは、図４ａを参照しながら、この第１の実施形態に係るインターフェース装置によって実施されるステップについて説明する。

第１のステップ４０１の間、ハイブリッド移動要素に内蔵された位置特定モジュールが、インターフェース装置により選択され活性化される。

実際には、インターフェース装置は、複数の識別子の中から位置特定モジュールの識別子を選択する。

例示として、インターフェース装置の中央処理装置２３０は、インターフェース装置の無線発信器２２７に対して、活性化すべき位置特定モジュールの識別子を送信する。この識別子は、デジタルまたはアナログ活性化信号の形式で位置特定モジュールアセンブリに送信されるためにコード化される。この信号を受信する各々の位置特定モジュールは、次にこの識別子を自体の識別子と比較し、これらの識別子が同一である場合には活性化され得る。この活性化は、例えば、選択された位置特定モジュールのソレノイド３００に給電を行なって、電磁場を発信させることからなる。

ステップ４０２の間、選択されたモジュールから来る信号が受信されたか否かを知るためにテストが行なわれる。

実際には、上述の通りに位置特定モジュールが選択されて活性化された場合、この位置特定モジュールは、信号、例えば電磁場を、インターフェース装置、詳細にはその検出表面２１０に宛てて発信する。

しかしながら、位置特定モジュールがインターフェース装置の検出表面２１０の検出有効範囲外にありながらこの電磁場を発信した場合、このインターフェース装置は、発信された電磁場を検出することができず、したがって、この電磁場から位置を計算することができない。ステップ４０２は、このような状況を検出することからなる。

活性化された位置特定モジュールによって発信された電磁場がステップ４０２の間に検出された場合、これは、すなわち、この位置特定モジュールがインターフェース装置の検出表面２１０の検出有効範囲内にあることを意味している。

このとき、受信された電磁場から、例えば図３ｂを参照しながら説明された通りの補間によりステップ４０３において位置情報を計算することができる。

この位置情報は、次に、インターフェース装置のメモリ内にその計算日時と関連付けて記憶される（ステップ４０４）。以下でさらに詳細に説明する通り、この位置情報ならびに関連付けられた日時は、ステップ４０３に従った位置情報の計算が不可能である時点で新規位置情報のハイブリッド計算の前にまたはこのハイブリッド計算の間に、選択されたハイブリッド移動要素の慣性ユニットから来る変位データを再設定するために使用されることになる。

ステップ４０２の間に（au cours d'une e'tape）インターフェース装置の検出表面２１０によっていかなる電磁場も検出されない場合、これは、すなわち、選択された位置特定モジュールが検出表面２１０の有効範囲外にあることを意味している。

この場合、選択された位置特定モジュールと一体化した慣性ユニットの変位データが得られる（ステップ４０５）。実際には、これらの変位データは、日時が付され、インターフェース装置の通信手段２２８（場合によって、ＨＦ発信／受信器２２７と一つになっている）を介して受信される。例えば、これらの変位データは、インターフェース装置の要求があった時に得られる。変形形態では、ハイブリッド移動要素は、目的のアプリケーション（例えば拡張現実または仮想現実）に応じて、毎秒一回または毎秒１００回、規則的にインターフェース装置に変位データを送信することができる。

上述の通り、位置特定モジュールと一体化した慣性ユニットによって測定されたこの位置特定モジュールの変位データは、例えば以下のものを含む。
− ジャイロメータにより提供される所与の時点における１つ（または複数）の回転速度、
− 加速度計により提供される所与の時点における１つ（または複数）の加速度、
− 磁力計によって提供される所与の時点における磁場の方向の１つ（または複数）の推定。

このリストは限定的なものではない。これらの変位データは異なるセンサによって獲得することができる。

オプションのステップ４０６の間に、ステップ４０５において得られた変位データは、偶発的な時間的ドリフトまたは慣性ユニットが受けた衝撃の影響を補正するように処理される。「再設定」と呼ばれるこの処理は、選択された位置特定モジュールが検出表面２１０の有効範囲内にあった間に先の一瞬において（a` un instant）発信した電磁信号からステップ４０３中に計算された１つまたは複数の位置に基づくものである。前述の通り、このような位置は、その計算日時と共に記憶される（ステップ４０４）。計算の日時およびこの厳密な時点における位置の値が分かっていることによって、それ自体に日時の入った慣性ユニットのデータを再設定することが可能になる。

例示として、インターフェース装置は、同じ位置特定モジュールの位置の連続的計算から、その位置の経時的変位を追跡し、こうしてスリップ無しの接触（contact sans glissement）を特徴づけるゼロ速度をこの位置特定モジュールが有している時点を識別することができる。これらの特定の（スリップ無しの接触の）時点は、例えばゼロと推定された速度を再度初期化することにより、慣性ユニットの変位データから計算された位置を再設定することを可能にする。

２つの位置特定モジュールを含む１つのハイブリッド移動要素は、今や、ハイブリッド移動要素の垂直軸を中心とした慣性ユニットの変位データのドリフトを補正することができるということが指摘される。

ステップ４０７の間に、インターフェース装置は、選択された位置特定モジュールの新規位置情報のハイブリッド計算を実施する。この特別な計算は、それが、一方では、ステップ４０５で得られ場合によってはステップ４０６で（必要な場合には）再設定された慣性ユニットの変位データ、また、他方では、選択された位置特定モジュールが検出有効範囲内にあるうちに先に計算された１つまたは複数の位置情報（すなわちステップ４０３によるもの）を利用することを理由として、ハイブリッド計算と呼ばれる。

当業者であれば、このハイブリッド計算（ステップ４０７）では、変位データの日時および、ステップ４０４で予め記憶された以前の位置情報の日時が考慮されることが分かる。

実際、一貫性のあるハイブリッド計算を可能にするために、ハイブリッド移動要素から受信した変位データとインターフェース装置により計算された位置情報とは同期化される。

このために、インターフェース装置は、パルス音（tops）が（そのローカルクロック（horloge locale）における）どの時点に対応するかを示しながら、規則的にこのパルス音を送ることができる。こうして、ハイブリッド移動要素は、自体が送るデータの日時、特にインターフェース装置のローカルクロックによって（dans l'horloge locale）表現された慣性ユニットの変位データの日時を決定することができる。

一変形形態では、インターフェース装置のレベルでパルス音計数器（compteur de tops）を使用し、受信した変位データにパルス音の番号（nume'ro de top）を割当てることが可能である。

別の可能性によると、ハイブリッド移動要素およびインターフェース装置のクロックを同期させるために、例えばＮＴＰ（アングロサクソン系用語でNetwork Time Protocolの頭字語）プロトコルなどのクロック同期プロトコルを使用することができる。

こうして、ハイブリッド計算４０７は、選択された位置特定モジュールのソレノイドによって発信される電磁場の不在下において、旧位置情報および変位データから瞬間位置情報を決定することを可能にする。

例示として、変位データには、位置特定モジュールの移動速度（vitesse de de'placement）Ｖ（Ｔ１）が含まれるものと仮定する。この場合、時間Ｔ１における移動モジュールの位置Ｐ（Ｔ１）のハイブリッド計算は、以下の式を応用して実施することができる、

式中、Ｐ（Ｔ１）は、時間Ｔ１において計算された位置特定モジュールの位置であり、Ｐ（Ｔ０）は、（Ｔ１より前の）時間Ｔ０において計算された位置特定モジュールの位置であり、Ｖ（Ｔ１）は、時間Ｔ１における位置特定モジュールの速度である。

この実施例は限定的なものではなく、例えば経時的に１つまたは複数の積分を含むより複雑な計算を実施することも可能である。

特に、場合によって、上述の再設定を含むこのようなハイブリッド計算は、例えば、カルマン（Kalman）フィルタ、拡張カルマン（Kalman e'tendu）フィルタ、または補完フィルタ（filtres comple'mentaires）など、当業者にとっては周知のハイブリダイゼーションアルゴリズム（algorithmes d'hybridation）に基づくことができる。

こうして、本発明は、ハイブリッド移動要素が検出表面の検出有効範囲内にあるか否かに関わらず、位置特定モジュールと一体化した慣性ユニットの変位データと、検出表面の検出有効範囲内にある場合に位置特定モジュールが発信する電磁信号と、という２つのタイプのデータから、活性化された位置特定モジュールの位置情報をリアルタイムに獲得することを可能にする（ステップ４０３またはステップ４０７）。

有利には、相補的特性を有する異なるシステムを構成する位置特定モジュールと慣性ユニットとの組合せによって、これらの各々がもつ不十分さを補うことが可能である。例えば、位置特定モジュールが発信する電磁信号からの位置特定モジュールの位置計算（ステップ４０３）は精確であり、経時的ドリフトの問題は発生しないが、この計算は、検出表面２１０の限定された検出有効範囲に依存する（subordonne'）。

慣性ユニットの方は、測定が自律的で信頼性の高い異なる物理的原理、つまり慣性に基づくもう１つの測位手段を構成する。経時的ドリフトの問題または慣性ユニットが受ける衝撃の影響は、ステップ４０３の間に計算される旧位置の使用によって、解決できる。

対応する形で、図４ｂに表わされている通り、ハイブリッド移動要素は、ステップ４０１でインターフェース装置により送られた活性化信号を受信する（ステップ４０８）。

例示として、図６に表わされているハイブリッド移動要素の無線受信器６０２は、コード化された形の位置特定モジュールの識別子を含む活性化コマンドを受信する。この信号を受信するハイブリッド移動要素は、このとき、受信した識別子を自体の１つまたは複数の位置特定モジュールの識別子と比較し、これらの識別子が同一である場合には位置特定モジュールを活性化することができる。この活性化は、例えば、選択された位置特定モジュールのソレノイド３００に対する給電を行なって、電磁場を発信するようにすることからなる。

ステップ４０９の間に、このように活性化された位置特定モジュールは、信号、例えば電磁場を発信する。しかしながら、たとえこのような信号が発信されても、これは必ずしもインターフェース装置によって受信されるわけではない。特に、位置特定モジュールが検出表面２１０の有効範囲外にある場合には、電磁信号は発信されるが、検出表面２１０によって認識されない。

ステップ４１０の間に、ハイブリッド移動要素は、慣性ユニットの変位データを送信し、これらのデータはステップ４０５の間にインターフェース装置により受信される。

実際には、図６に表わされているように、これらの変位データは、慣性ユニット６０７のセンサにより生成され、ハイブリッド移動要素の処理ユニット６０９によって収集（かつ日時記入）されて（re'cupe're'es）、通信手段６０８（場合によっては発信／受信器６０２と１つになっている）を介して送付される。変位データに割当てられる可能性のある日時は、ステップ４０４においてインターフェース装置内に記憶された位置とこれらの変位データとの同期を可能にすることを目的としている。前述の通り、この同期は、（例えばＮＴＰなどのクロック同期プロトコルの使用、規則的リズムのパルス音とインターフェース装置のクロックのリポジトリ内の対応する日時との送付などの）送付の前にインターフェース装置のクロックによって、ハイブリッド要素のレベルで変位データに日時を付けるか、またはインターフェース装置（パルス音計数器）のレベルで可能になる（cette synchronisation est permise soit par une datation des donne'es de de'placement au niveau de l'e'le'ment hybride, dans l'horloge du dispositif d'interfac,age avant envoi (envoi de tops a` rythme re'gulier et de dates correspondantes dans le re'fe'rentiel de l'horloge du dispositif d'interfac,age, utilisation de protocole de synchronisation d'horloges par exemple NTP), soit au niveau du dispositif d'interfac,age (compteur de tops）。

このステップ４１０は、目的のアプリケーション（例えば拡張現実または仮想現実）に応じて、インターフェース装置の要求があった時点で、または規則的に、例えば毎秒一回または毎秒１００回実施され得る。

図４ｃおよび図４ｄは、本発明の第２の実施形態に係るインターフェース装置（図４ｃ）およびハイブリッド移動要素（図４ｄ）によってそれぞれ実施されるステップを表わすフローチャートである。

図４ｃおよび図４ｄは、ハイブリッド移動要素の位置および／または向きを計算するために利用可能なアルゴリズムの第２の実施例を例示する。

この第２の実施例では、選択された位置特定モジュールから来る電磁信号が受信されなかった場合（すなわち、位置特定モジュールの活性化の際に電磁信号の受信が不在である場合）の位置のハイブリッド計算は、例えば図６に表わされ、慣性ユニットまたは付随する位置特定モジュールから来るデータの処理を担当する中央処理装置６０９によってインターフェース装置により選択され活性化されるハイブリッド移動要素内で実施される。

ここでは、図４ｃを参照しながらこの第２の実施形態に係るインターフェース装置によって実施されるステップについて説明する。

図４ａのステップ４０１に類似する第１のステップ４１１の間に、ハイブリッド移動要素に内蔵された位置特定モジュールが、インターフェース装置により選択され活性化される。

図４ａのステップ４０２に類似するステップ４１２の間に、選択されたモジュールから来る信号が受信されたか否かを知るためにテストが行なわれる。

実際には、上述の通りに位置特定モジュールが選択され活性化された場合、この位置特定モジュールは、信号、例えば電磁場を、インターフェース装置、詳細にはその検出表面２１０に宛てて発信する。

しかしながら、位置特定モジュールがインターフェース装置の検出表面２１０の検出有効範囲外にありながらこの電磁場を発信した場合、このインターフェース装置は発信された電磁場を検出することができず、したがって、この電磁場から位置を計算することができない。ステップ４１２は、このような状況を検出することからなる。

活性化された位置特定モジュールによって発信された電磁場がステップ４１２の間に検出された場合、これは、すなわち、この位置特定モジュールがインターフェース装置の検出表面２１０の検出有効範囲内にあることを意味している。

このとき、受信された電磁場から、例えば図３ｂを参照しながら説明した通りの補間により、図４ａのステップ４０３に類似するステップ４１３において位置情報を計算することができる。

この位置情報は、次に、インターフェース装置のメモリ内にその計算日時と関連付けて記憶される（図４ａのステップ４０４に類似するステップ４１４）。

以下でさらに詳細に説明する通り、この位置情報ならびに関連付けられた日時は、ステップ４１３に従ったインターフェース装置による位置情報の計算が不可能な時点で、新規位置情報のハイブリッド計算に先立ってかまたはこのハイブリッド計算の間に、慣性ユニットから来る変位データを再設定するためにハイブリッド移動要素により使用されることになる。

このために、インターフェース装置は、ステップ４１３で計算されステップ４１４でその日時と共に記憶された位置に基づいた再設定データを送信する。特定の一実施形態によると、これらの再設定データは、直接この位置ならびにその日時を含む。もう１つの特定の一実施形態によると、再設定データは、例えば、慣性ユニットのセンサの再初期化命令を含み、こうして、情報ユニットにより測定される次の変位データは、ステップ４１３で計算された通りのその位置との関係における位置特定モジュールの変位を表わすものとなることができる。再設定データは、変形形態として、例えば所与の時点における速度または加速度などの、インターフェース装置により計算された１つまたは複数の位置に基づく別の情報を含むことができる。

ステップ４１２の間にインターフェース装置の検出表面２１０によっていかなる電磁場も検出されない場合、これは、すなわち、選択された位置特定モジュールが検出表面２１０の有効範囲外にあることを意味している。

この場合、インターフェース装置は、ステップ４１６の間に、対応する位置特定モジュールを含むハイブリッド移動要素にその旨を知らせる。実際には、この情報は、インターフェース装置の処理ユニット２３０によって制御される通信手段２２８（場合によってはＨＦ発信／受信器２２７と１つになっている）を介して送付される。

この情報は、直接、電磁信号からインターフェース装置により計算される最後（最新）の位置であり得る。

ステップ４１５で送付される再設定データが直接位置を含むか、またはこの位置の演繹を可能にする一部の実施形態においては、ハイブリッド移動要素はすでにこの位置情報を入手しているという点に留意されたい。こうしてステップ４１６で送付される情報は、単にハイブリッド計算の開始命令で構成され得る。

ステップ４１７の間に、インターフェース装置は、ハイブリッド移動要素の位置を受信し、この位置は、この第２の実施形態におけるハイブリッド移動要素レベルで実施されるステップを表わす図４ｄを参照しながら以下でさらに詳述する通り、この実施形態ではハイブリッド移動要素により計算される。

こうして、本発明は、ハイブリッド移動要素が検出表面の検出有効範囲内にあるか否かに関わらず、位置特定モジュールと一体化した慣性ユニットの変位データと、検出表面の検出有効範囲内にある場合に位置特定モジュールが発信する電磁信号と、という２つのタイプのデータから、活性化された位置特定モジュールの位置情報をリアルタイムに獲得することを可能にする（ステップ４１３またはステップ４１７）。

対応する形で、図４ｄに表わされている通り、ハイブリッド移動要素は、ステップ４１１でインターフェース装置により送られた活性化信号を受信する（図４ｂのステップ４０８に類似するステップ４１８）。

ステップ４１１に類似するステップ４１９の間に、このように活性化された位置特定モジュールは、信号、例えば電磁場を発信する。たとえこのような信号が発信されても、これは、必ずしもインターフェース装置によって受信されるわけではないという点が喚起される。特に、位置特定モジュールが検出表面２１０の有効範囲外にある場合には、電磁信号は、発信されるが、検出表面２１０によって認識されない。

ステップ４２０の間に、インターフェース装置が待機していた電磁信号を受信しなかったことを示すインターフェース装置から来る情報が受信されたか否かを知るためにテストが実施される。先に説明した通り、この状況は、ステップ４１９でこの信号を発信する位置特定モジュールが検出表面２１０の有効範囲外に位置している場合に現われる。

例えばハイブリッド移動要素の２つのクロックパルス音の間の持続時間に等しい既定の一定時間の経過後に、このタイプの情報が全く受信されない場合、それは、ステップ４１９において位置特定モジュールにより発信された電磁信号がインターフェース装置により確かに受信されたこと（この場合、位置特定モジュールは検出表面２１０の有効範囲内に位置している）およびこの信号からインターフェース装置により位置情報が計算され得る（図４ｃのステップ４１３）ことを意味する。

ステップ４２１の間に、ハイブリッド移動要素は、インターフェース装置により送られる再設定データを受信する（図４ｃのステップ４１５）。ここで再度言及すると、これらの再設定データは、活性化された位置特定モジュールから来る受信した電磁信号を用いて計算された位置から、インターフェース装置により計算されている。

逆に、活性化された位置特定モジュールからいかなる信号も受信しなかったことを示す情報をハイブリッド移動要素が受信した場合、これは、ステップ４１９において位置特定モジュールにより発信された電磁信号が検出表面２１０に到達しなかったこと、および位置特定モジュールが検出表面２１０の有効範囲外に位置していることを意味する。

この場合、ハイブリッド移動要素は、例えば慣性ユニットに関連付けられたメモリ内でこの慣性ユニットの変位データならびにその日時を収集する（ステップ４２２）。実際には、図６に表わされている通り、慣性ユニット６０７の変位データを獲得するのは、処理ユニット６０９である。

ステップ４２１で受信した再設定データに基づいているという点を除いて図４ａのステップ４０６に類似しているステップ４２３の間に、ステップ４２２において得られた変位データは、偶発的な時間的ドリフトまたは慣性ユニットが受けた衝撃の影響を補正するようにハイブリッド移動要素によって処理される。

この再設定処理は、選択された位置特定モジュールが検出表面２１０の有効範囲内にあった間に先の一瞬において発信した電磁信号からインターフェース装置によって計算された１つまたは複数の位置に基づくものである。前述の通り、このような位置は、典型的には、付随する日時を伴う再設定データの形式で受信される。一変形実施形態によると、インターフェース装置により計算された１つの位置が、ステップ４２０において情報として受信され得る。受信された位置の計算の日時およびこの厳密な時点における位置の値が分かっていることによって、図４ａのステップ４０６を参照しながら説明されている通り、それ自体日時の入った慣性ユニットのデータを再設定することが可能になる。

図４ａのステップ４０７に類似するステップ４２４の間に、ハイブリッド移動要素は、選択された位置特定モジュールの新規位置情報のハイブリッド計算を実施する。この特別な計算は、それが一方では、ステップ４２３で再設定された慣性ユニットの変位データ、また他方では、選択された位置特定モジュールが検出有効範囲内にある（すなわち図４ｃのステップ４１３に従って）インターフェース装置により先に計算された１つまたは複数の位置情報を利用することを理由として、ハイブリッド計算と呼ばれるという点を喚起しておく。ハイブリッド計算についての詳細は、図４ａのステップ４０７を参照して先に記されており（第１の実施形態）、ここで反復することはしない。

ただし、このようなハイブリッド計算（ならびに再設定）は、例えば、カルマンフィルタ、拡張カルマンフィルタ、または補完フィルタなど、当業者にとっては周知のハイブリダイゼーションアルゴリズムに基づくことができるという点は喚起しておきたい。

したがって、この第２の実施形態においても同様に、このハイブリッド計算は、選択された位置特定モジュールにより発信される電磁場の不在下で、旧位置情報および変位データから、一瞬の位置情報を決定することを可能にする。

最後に、ハイブリッド移動要素は、ステップ４２５の間に、このように計算された位置をインターフェース装置に対し送信する。こうして、インターフェース装置は、位置特定モジュールによって発信された電磁場の検出の不在下において自体で計算できなかったにも拘らず位置情報を獲得する。

図５ａおよび５ｂは、本発明の特定の実施形態に従ってそれぞれ位置が決定され得るかまたは位置および向きが決定され得るハイブリッド移動要素の２つの実施例を概略的に示す。

図５ａに表わされたハイブリッド移動要素５００は、唯一の位置特定モジュール５０１を含む。例示されている通り、位置特定モジュールはソレノイドを含む。ソレノイドの放射軸（l'axe radial）は、有利には、フロア要素の平面と直交しており、こうして、ソレノイドの電磁放射線（rayonnement e'lectromagne'tique）が最適な形でこの表面に向かって伝播されるようになっている。

このハイブリッド移動要素５００は、さらに、位置特定モジュール５０１と一体化した慣性ユニット５０２、ならびに慣性ユニット５０２の変位に関連するデータを送るための通信手段５０３を含む。

唯一のソレノイドを含むハイブリッド移動要素５００の三次元位置は、上述の通り、本発明に従って計算され得る。実際、一体化した慣性ユニット５０２の変位データからおよび／または位置特定モジュール５０１のソレノイドにより発信された信号から、いつでもハイブリッド位置を計算することが可能である。複数の移動要素が検出表面２１０上に存在する場合、各ハイブリッド移動要素の位置は逐次的に決定される。

図５ｂに表わされているハイブリッド移動要素５００’は、独立した２つの位置特定モジュール５０１−１および５０１−２を含む。ここでもまた、例示されている通り、ソレノイドの放射軸（l’axe radial）は、有利には、検出表面の平面と直交しており、こうして、ソレノイドの電磁放射線がこの表面に向かって最適な形で伝播するようになっている。

このハイブリッド移動要素５００’は、さらに、位置特定モジュール５０１−１および５０１−２と一体化した慣性ユニット５０２’、ならびに慣性ユニット５０２’の変位に関連するデータを送るための通信手段５０３’を含む。

ハイブリッド移動要素５００’の各ソレノイド５０１−１および５０１−２は、逐次的に、互いに独立して活性化され得る。こうして、位置特定モジュールの各ソレノイド５０１−１および５０１−２の位置を決定し、ハイブリッド移動要素５００’内のそれらの位置を知ることによって、ハイブリッド移動要素５００’の位置を決定することが可能である。同様に、位置特定モジュールのソレノイド５０１−１および５０１−２の相対的位置およびハイブリッド移動要素５００’内のそれらの位置から、このハイブリッド移動要素の向きを知ることができる。ここで、検出表面の平面内の位置特定モジュールのソレノイド５０１−１および５０１−２の座標を使用することで、この平面内のハイブリッド移動要素５００’の向きを決定することができる一方、位置特定モジュールのソレノイド５０１−１および５０１−２の高度を使用することでハイブリッド移動要素５００’のピッチを計算することができる、という点を観察すべきである。

前述の通り、本発明に従って、２つのソレノイドを含むハイブリッド移動要素５００’の３次元位置および向きを計算することができる。実際、慣性ユニット５０２’の変位データからおよび／または位置特定モジュールのソレノイド５０１−１および５０１−２により逐次的に発信される信号から、いつでもハイブリッド位置を計算することが可能である。複数の移動要素が検出表面２１０上に存在する場合、各ハイブリッド移動要素の位置は逐次的に決定される。

ここで、ソレノイドを１つしか含まないハイブリッド移動要素および２つのソレノイドを含むハイブリッド移動要素は、検出表面のインテリジェンス（intelligence）が各ソレノイドを他のソレノイドとは独立して活性化できることを条件として、検出表面上で同時に使用可能であることに留意されたい。

したがって、ハイブリッド移動要素の向きの捕捉（capture）は、各ハイブリッド移動要素に少なくとも２つの位置特定モジュール（検出表面に対する垂線に沿って整列されていなくてもよい）を具備し、これらの位置特定モジュールの識別規則を定義することによって獲得することができる。

フロア要素による位置特定モジュールの逐次的活性化は、これらの位置特定モジュールを具備した複数のハイブリッド移動要素の位置および／または向きを推定できるようにする。

位置特定モジュールが、それ専用の活性化コマンドを受信した場合、この位置特定モジュールは、電磁発信を開始させる。このとき、発信中の位置特定モジュールの識別情報を知っている検出システムは、位置特定モジュールの識別子と計算された位置情報とを関連付けることができる。

こうして、各ハイブリッド移動要素について、識別子、検出表面の基準座標系内の横座標、縦座標および好ましくは高度を含む表を構築することが可能となる。

位置特定モジュールの電磁発信の逐次的活性化によって、システムにより管理されるハイブリッド移動要素アセンブリについて唯一の発信周波数を使用することが可能になる。

図６は、図２に例示されている通りのインターフェース装置から位置を決定できるハイブリッド移動要素の論理ブロックを概略的に例示する。

このようなハイブリッド移動要素は、好ましくは、その給電に関しても電磁発信制御信号の受信に関しても自律式である。

この実施例においては、図５ａにある通り、唯一の位置特定モジュールを含むハイブリッド移動要素が考慮されている。当業者であれば、本教示を（図５ｂに表わされているような）２つ以上の位置特定モジュールを含むハイブリッド移動要素に難なく適応させることができるものである。

こうして、ハイブリッド移動要素は、位置特定モジュールの構成要素全体のための電圧を供給する給電モジュール６０１ならびに、フロア要素の外部モジュールによって発信されたＨＦ信号などの信号を受信し復調して、受信した信号がこの位置特定モジュールの活性化を目的としたものか否かを決定するコマンドの受信および検出モジュール６０２を含む。先に説明した通り、このような検出は、予め記憶された識別子と受信した識別子とを比較することによって実施され得る。

ハイブリッド移動要素６００は、さらに、コマンドの受信および検出モジュールにより制御されるスイッチ６０３ならびに、スイッチ６０３により制御される選択増幅器（amplificateur se'lectif）６０４を含む。最後に、ハイブリッド移動要素６００は、好ましくは固定、安定かつ方形波周波数を生成するローカル発振器（oscillateur local）６０５、およびソレノイド６０６を含む。

ハイブリッド移動要素６００は、同様に、慣性ユニット６０７およびフロア要素１０１の通信手段２２８との通信手段６０８を含む。変形形態において、通信手段６０８は、ＨＦ受信器６０２と結合されるかまたは一体化され（confondus）、フロア要素のＨＦ発信器２２７と通信できる。

ハイブリッド移動要素は、慣性ユニット６０７の粗変位データ（donne'es de de'placement brutes）を収集し、それらをハイブリッド移動要素のメモリ（図示せず）内に記憶し、かつ通信手段６０８を介してそれらの送信を制御するように構成された処理ユニット６０９を含む。

一部の実施形態において、例えば図４ｃおよび４ｄを参照しながら説明された実施形態において、処理ユニット６０９は、前述の通りの位置情報のハイブリッド計算を実施するように構成されている。

変形形態において、慣性ユニット６０７は、このようなインテリジェンスを内蔵する、すなわち処理ユニット６０９を内蔵することができる。

選択増幅器６０４は、スイッチ６０３の位置に従って、かつローカル発振器６０５から来る信号から、ソレノイド６０６の端子において正弦波電圧を生成し、ソレノイド６０６が一定の放射出力を生成できるようにする。

複数のタイプの電源６０１を使用することができる。給電は、充電式バッテリおよび標準的制御回路から獲得することができる。給電は、同様に、バッテリおよびバッテリの使用範囲全体にわたり一定の電圧を獲得することができるようにする電圧調節器（re'gulateur de tension）から獲得することができる。この解決法は、システムが、実行されるハイブリッド移動要素の高度を計算しなければならない場合に特に有利である。

給電は、同様に、エネルギ貯蔵手段の使用と連動させた遠隔給電により間接的にも提供され得る。

この実施形態によると、専用の放射ソレノイド層が検出表面の下に設置される。これらのソレノイドには、正弦波信号が走り、各ソレノイドによって発信される出力は、その上に配置された位置特定モジュールに遠隔給電するのに充分なものである。位置特定モジュールには同様に、検出表面の下に存在するソレノイドにより発信された信号の誘導による受信のためのソレノイドも備わっている。例えば、Ｐｏｗｅｒｃａｓｔ技術（登録商標）を用いたアンテナなどの他の遠隔給電手段を使用することもできる。

エネルギ貯蔵手段は、例えば、位置特定モジュールのソレノイドから充電される大容量コンデンサを含む。コンデンサは、他のモジュールに給電するための電圧源として使用される。

代替として、エネルギ貯蔵手段は、例えばリチウム電池などの、ハイブリッド移動要素内に存在するバッテリを含む。このとき位置特定モジュールのソレノイドは、誘導電流が通ると直ちにこのバッテリを常時充電する。有利には、充電／放電保護回路（circuit de protection de charge/de'charge）をバッテリに関連付けて、バッテリがその許容可能電圧範囲内にとどまるようにする。移動要素の高度を評価しなければならない場合、電圧源は、好ましくは、給電電圧がこの電圧源を使用している間中、すなわちハイブリッド移動要素の位置および／または向きの推定期間中、恒常的に持続するように（soit constante durant）調節される。

検出表面上に位置し同時に使用されるハイブリッド移動要素は、異なるタイプの給電を使用することができる。

その上、ハイブリッド移動要素が２つ以上の位置特定モジュールを含む場合、一部の構成要素、特に電源は、一部の位置特定モジュールまたは全ての位置特定モジュールに共通であり得る。

図７は、本発明に係るハイブリッド移動要素を有利な形で使用できる一応用例を示す。

環境（environnement）７００内において、ユーザは、例えばＨＭＤ（アングロサクソン系用語でHead-Mounted Displayの略号）タイプのヘッドホン７０１を含む拡張現実または仮想現実システムを装着している。

このシステムは、例えば、ヘッドホン７０１と一体化し例えば１つまたは複数の磁力計、加速度計、ジャイロメータを内蔵する慣性ユニット７０２を含む。こうして、慣性ユニット７０２から来る変位データは、例えば６自由度などの複数の自由度に応じてヘッドホン７０１の変位を記述する（de'crire）ことを可能にする。

この実施例において、ユーザは、各々の足に、先に説明した通りのハイブリッド移動要素７０３および７０４を装着しており、先に説明した通りのフロア要素１０１に類似するフロア要素７０５上を移動する。それにもかかわらず、ここで、本発明は、フロアに設置されたインターフェース装置に限定されているわけではなく、インターフェース装置が側壁または天井に配置されているケースも同様に網羅するものであるということが喚起される。

したがって、先に説明した方法を応用することによって、フロア要素７０５の基準座標系内でユーザの２本の足の位置を追跡することが可能である。

有利にも、このようにして得られた位置データは、ヘッドホン７０１のレベルに配置され（localise'）た慣性ユニット７０２を再設定することを可能にする。

例えば、ヘッドホン７０１とフロア要素７０５との間の距離Ｄが恒常であるようにユーザが移動すると仮定すると、慣性ユニット７０２は、ユーザの足のレベルで計算される位置情報を用いて再設定され得、フロア要素の平面と直交する方向の成分は距離Ｄから変換される（translate'e）。

変形形態では、ヘッドホン７０１のレベルに、高度測定手段（気圧計またはテレメータ（te'le'me`tre））を設置することができる。これにより、たとえ高度（距離Ｄ）が経時的に変動しても、慣性ユニット７０２のデータを再設定することが可能となる。

慣性ユニット７０２の再設定は、人体に関する逆運動学モデル（mode`le de cine'matique inverse）を実装する場合、より厳密に行なうこともできる。

逆運動学は、例えば、人間のモデルについて、手または足の軌跡または位置から、脊柱、くるぶし、ひざ、首または人体の他の全ての関節のねじれを決定することを可能にする。関節座標全体を手作業で特定するのではなく、むしろ、逆運動学モデルは、骨格の運動を、その有意な成分、例えば手または足のそれぞれの軌跡、骨盤の向きなどから公式化する（formuler）ことができる。

このような逆運動学モデルが使用される場合、ハイブリッド移動要素７０３および７０４による足の位置データの知得（connaissance）ならびに慣性ユニット７０２から来るデータにより、人体を構成する異なる部分（脚、骨盤、首、頭）の位置の計算が可能になる。こうして、この逆運動学モデルのおかげで、要素７０３および７０４との関係における要素７０２のより精確な位置が得られる。

図８および９は、図７の実施形態の変形形態を示しており、これによると、ユーザの異なる人体部分の位置をより厳密に計算することが可能である。当然のことながら、本発明は、ロボットの異なる部位（membres）または他のあらゆる複雑なオブジェクト、例えば関節のある（articule'）オブジェクトの精確な位置特定に対し同様に有利に応用され得る。

図８および図９に表わされた実施例において、ユーザは、それぞれ１つの環境８００（図８）または９００（図９）内を移動する。ユーザは、それぞれ７０１（図７）に類似するヘッドホン８０１（図８）または９０１（図９）を含む拡張現実または仮想現実システムを装着している。これは、例えば、ＨＭＤ（アングロサクソン系用語でHead-Mounted-Displayの略号）タイプのヘッドホンである。

同様に、このシステムは、それぞれがヘッドホン８０１または９０１と一体化しそれぞれが７０２（図７）と類似する慣性ユニット８０２（図８）または９０２（図９）を含む。慣性ユニットは、例えば、１つまたは複数の磁力計、加速度計、ジャイロメータを内蔵する。

こうして、それぞれの慣性ユニット８０２または９０２から来る変位データは、例えば６自由度などの複数の自由度に応じて、それぞれヘッドホン８０１または９０１の変位を記述することを可能にする。

ユーザは、さらに、それぞれが７０３および７０４（図７）に類似するハイブリッド移動要素８０３および８０４（図８）または９０３および９０４（図９）のそれぞれを各足に装着しており、それぞれが７０５（図７）に類似するフロア要素８０５（図８）または９０６（図９）上を移動する。

図８の実施例において、ユーザは、さらに、ベルトに別の慣性ユニット８０８と、ヘッドホン８０１上には例えばテレメータまたは気圧計などのヘッドホン８０１の高度測定手段８０９と、を装着している。

上方を視準する（visant）テレメータは、例えば、天井とユーザの頭との間の距離を測定し、最終的には、フロア／天井間の距離が分かっているためユーザの頭の高度を計算することを可能にする。気圧計の方は、空気の圧力から高度を測定できる。

有利にも、前述の方法を応用することにより、フロア要素８０５の基準座標系内で、ハイブリッド移動要素８０３、８０４を装着したユーザの２本の足の位置を追跡することが可能である。

手段８０９によってユーザの頭の高度が分かることにより、ユーザが表面要素８０５との関係において身をかがめたりジャンプした場合などに発生するように、たとえヘッドホン８０１とフロア要素８０５との間の距離Ｄがリアルタイムに変動しても、ヘッドホンの位置を知ることができる。

慣性ユニット８０２から来るデータは、ユーザの足のレベルで計算された位置情報を用いて再設定され得、フロア要素の平面と直交する方向における成分は、動的に変動する距離Ｄから変換される。

慣性ユニット８０２の再設定は、人体に関する逆運動学モデルを実装する場合、より厳密に行なうこともできる。異なる要素８０１〜８０４、８０８および８０９は共に通信できることから、この場合、ハイブリッド移動要素８０３および８０４による足の位置データの知得ならびに慣性ユニット８０２から来るデータによって、人体を構成する異なる部分（脚、脊柱、首、頭）の位置の計算が可能になる。

こうして、慣性ユニット８０８は、体の中央の位置データを獲得することを可能にし、ひいては逆運動学モデルの精度を増大させることを理由として、さらに一層高精度の逆運動学モデルを獲得することを可能にする。

図９の実施例において、ユーザは、複数の方向（好ましくは直交する３方向）に磁場を発生する磁気発信器９０８、ならびに複数の磁気受信器（センサ）９０９、９１０および９１１で構成された磁気（定常またはパルス磁場）システムを装着している。例えば、このようなシステムは、Ｐｏｌｈｅｍｕｓ Ｆａｓｔｒａｋ（登録商標）およびＲａｚｅｒ Ｈｙｄｒａ（登録商標）の名で公知である。

発信器は、例えば、各々直交する方向で１つの磁場を発信する３つのソレノイドを含む。

図９に表わされている通り、発信器９０８は、例えば、ユーザのベルトレベルに配置される。受信器９０９は、ユーザの頭のレベル、例えばヘッドホン９０１上に配置される。（例えばハンドルである）受信器９１０および９１１は、ユーザの手の中に配置される。（要素９０８〜９１１で構成された）磁気システムは、原理的に、信頼できる決定的な形で（manie`re fiable et de'terministe）、発信器９０８の基準座標系内で、各受信器９０９、９１０および９１１の座標を獲得することを可能にする。

異なる要素９０１（ヘッドホン）、９０３（ハイブリッド移動要素）、９０４（ハイブリッド移動要素）および９０８（磁気発信器）が、共に通信する。

ハイブリッド移動要素９０３および９０４が装着された足との関係における発信器９０８の位置は、発信器９０８とフロア要素９０５との間の距離Ｄが恒常であるという仮説を立てることによって獲得することができる。こうして、フロア要素９０５の平面に直交する方向での発信器９０８の位置の成分は、単に距離Ｄから変換することにより獲得することができる。

一変形形態によると、動的高度、すなわち発信器９０８をフロア要素９０５との間の可変的距離Ｄを測定するために、発信器９０８のレベルでテレメータまたは気圧計（図８の８０９に類似するもの）を設置することが可能である。これは、特に、ユーザがフロア要素９０５との関係において身をかがめるかまたはジャンプする場合に有利である。

こうして、本発明に係る方法は、フロア要素９０５の基準座標系内の発信器９０８の位置を計算できるようにする。

さらに、発信器９０８の基準座標系内の受信器の座標を受信することで、この同じ基準座標系内の受信器９０９、９１０および９１１のそれぞれの位置を知ることができる。

有利には、説明された磁気システムを使用することにより、ユーザの手（受信器９１０および９１１）の位置をリアルタイムに知ることができ、頭（受信器９０９）の位置を知ることで、例えば図４ａのステップ４０６を参照しながら先に説明した通り、フロア要素９０５の基準座標系内の慣性ユニット９０２のデータを極めて優れた精度で再設定することができる。

当然のことながら、慣性ユニット９０２の再設定は、同様に、人体に関わる逆運動学モデルを実装する場合より厳密に行なうこともできる。この場合、ハイブリッド移動要素９０３および９０４による足の位置データの知得と、慣性ユニット９０２から来るデータおよびフロア要素９０５の基準座標系内の受信器９０９の位置と、によって、人体を構成する異なる部分（脚、脊柱、首、頭）の位置の計算が可能になる。

こうして、図８および９の実施例において、ハイブリッド移動要素（図８の８０３および８０４、図９の９０３および９０４）による足の位置データの知得と、慣性ユニット（図８の８０２および８０８、図９の９０２）および磁気システム（図９）から来るデータと、によって、人体の異なる部分（脚、脊柱、首、頭）の位置を信頼できる形で計算することが可能になる。こうして、それぞれハイブリッド移動要素８０３、８０４または９０３、９０４との関係におけるヘッドホン（８０１、９０１）ならびに他の装備のより精確な位置が得られる。

当然のことながら、特定のニーズを満たす目的で、本発明の分野の当業者ならば、前述の説明に修正を加えることができるものである。

１０１ フロア要素
１０２ 靴
１０４ ハイブリッド移動要素
２１０ 検出表面
２１１ 受信ループ
２１２ 受信ループ
２１３ 受信ループ
２１４ マルチプレクサ
２１５ マルチプレクサ
２２０ ハードウェアモジュール
２２１ 自動利得制御装置
２２２ 復調器
２２３ 復調器
２２７ 無線発信器
２２８ 通信手段
２３０ 中央処理装置
３００ ソレノイド
３０１ 端子
３０２ 曲線部分
５００ ハイブリッド移動要素
５０１ 位置特定モジュール
５０２ 慣性ユニット
５０３ 通信手段
６００ ハイブリッド移動要素
６０１ 給電モジュール
６０２ コマンドの受信および検出モジュール
６０３ スイッチ
６０４ 選択増幅器
６０５ ローカル発振器
６０６ ソレノイド
６０７ 慣性ユニット
６０８ 通信手段
６０９ 中央処理装置
７０１ ヘッドホン
７０２ 慣性ユニット
７０３ ハイブリッド移動要素
７０５ フロア要素
８００ 環境
８０１ ヘッドホン
８０２ 慣性ユニット
８０３ ハイブリッド移動要素
８０４ ハイブリッド移動要素
８０５ フロア要素
８０８ 慣性ユニット
８０９ 高度測定手段
９０１ ヘッドホン
９０２ 慣性ユニット
９０３ ハイブリッド移動要素
９０５ フロア要素
９０８ 磁気発信器
９０９ 磁気受信器
９１０ 磁気受信器
９１１ 磁気受信器

Claims (18)

1. 複数の移動要素と情報処理システムとのインターフェースをとる装置に関するハイブリッド移動要素であって、
   − 位置特定モジュールの位置を計算できるようにする電磁信号を発信する手段と、
   − 活性化信号を受信し、該活性化信号の少なくとも１つの情報に応じて、前記電磁信号を発信する手段を活性化する手段と、を備えた少なくとも１つの位置特定モジュールを有し、さらに、
   − 前記位置特定モジュールと一体化した慣性測定ユニットと、
   − 前記慣性測定ユニットの変位データを送信するため、前記装置と通信する手段と、を有し、
   前記通信する手段は、前記慣性測定ユニットの変位データを再設定する再設定データを受信するように構成され、
   前記再設定データは、前記位置特定モジュールが発信した電磁信号から計算された位置情報に基づく、ことを特徴とするハイブリッド移動要素。
2. 前記通信する手段は、さらに、前記位置特定モジュールの少なくとも１つの位置情報を受信するように構成されている、請求項１に記載のハイブリッド移動要素。
3. 前記受信した位置情報および前記慣性測定ユニットの変位データに基づいて、前記位置特定モジュールの新規位置情報をハイブリッド計算する手段をさらに有する、請求項２に記載のハイブリッド移動要素。
4. 前記通信する手段が、前記位置特定モジュールの前記新規位置情報を送信するようにさらに構成されている、請求項３に記載のハイブリッド移動要素。
5. 前記位置特定モジュールの活性化毎に前記慣性測定ユニットの変位データを再設定するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハイブリッド移動要素。
6. 前記位置特定モジュールの構成要素に給電する遠隔給電手段をさらに有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド移動要素。
7. エネルギ貯蔵手段をさらに有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハイブリッド移動要素。
8. 複数のハイブリッド移動要素と情報処理システムとのインターフェースをとる装置であって、検出表面を有し、
   − 前記複数のハイブリッド移動要素のうちの各ハイブリッド移動要素に組込まれた少なくとも１つの位置特定モジュールを逐次活性化する手段であって、特定の一時点において１つの位置特定モジュールのみを活性化することができる手段と、
   − 前記活性化された少なくとも１つの位置特定モジュールから少なくとも１つの電磁信号を受信する手段と、
   − 前記少なくとも１つの受信した電磁信号から、前記活性化された位置特定モジュールを有するハイブリッド移動要素の前記検出表面に関連付けられた基準座標系内における少なくとも１つの位置情報をリアルタイムに計算する手段と、
   − 前記少なくとも１つの位置特定モジュールの前記活性化中に電磁信号を受信しない場合、前記少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールと一体化された１つの慣性測定ユニットの変位データを受信する通信手段と、
   − 前記受信した変位データおよび前記計算された位置情報から、前記活性化された少なくとも１つの位置特定モジュールの新規位置情報をリアルタイムにハイブリッド計算する手段と、を有し、
   前記通信手段は、前記慣性測定ユニットの前記変位データを再設定する再設定データを送信するようにさらに構成され、
   前記再設定データは、受信した電磁信号から計算された位置情報に基づく、ことを特徴とする装置。
9. 前記通信手段は、
   − 前記受信した電磁信号から計算された前記位置情報を前記ハイブリッド移動要素に送信し、
   − 前記送信した位置情報から前記ハイブリッド移動要素によって計算された前記新規位置情報を受信する、ようにさらに構成されている、請求項８に記載の装置。
10. 請求項８または９に記載の複数の装置を有する装置において、前記複数の装置のうちの１つの装置は、該複数の装置の他の装置において実行中の少なくとも一部の手段を制御する、装置。
11. 複数のハイブリッド移動要素が情報処理システムとのインターフェースをとる方法であって、
    − 前記複数のハイブリッド移動要素のうちの１つのハイブリッド移動要素の少なくとも１つの位置情報を獲得するステップであって、前記ハイブリッド移動要素が少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールを有し、前記少なくとも１つの位置情報が、前記ハイブリッド移動要素に組込まれた前記少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールにより発信された少なくとも１つの電磁信号から計算され、特定の時点において１つの位置特定モジュールのみ活性化することができるステップと、
    前記少なくとも１つの位置特定モジュールの活性化中に、電磁信号をその後受信しない場合、
    − 前記少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールと一体化された慣性測定ユニットの変位データを獲得し、前記慣性測定ユニットの変位データを再設定する再設定データを受信するステップであって、前記再設定データは、受信した電磁信号から計算された位置情報に基づくステップと、
    − 前記獲得した変位データおよび前記獲得した位置情報から、前記少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールの新規位置情報をリアルタイムにハイブリッド計算するステップと、を有することを特徴とする方法。
12. 前記慣性測定ユニットの変位データを再設定するステップをさらに有する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記獲得した位置情報を該位置情報を計算した日時と共に記憶するステップをさらに有し、
    前記再設定するステップは、前記記憶された位置情報を基にして実行される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つの活性化された位置特定モジュールから来る電磁信号の受信障害を示す情報を受信するステップをさらに有する、請求項１２に記載の方法。
15. 前記再設定するステップは、前記受信した再設定データを基にして実行される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記計算された新規位置情報を送信するステップをさらに有する、請求項１５に記載の方法。
17. 移動中のユーザに装備するように適応された仮想現実または拡張現実システムに関するアセンブリであって、前記システムが、
    − ユーザが装着するように構成された、請求項１〜７のいずれか一項に記載の少なくとも１つのハイブリッド移動要素と、
    − 請求項８〜１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つのインターフェースをとる装置と、
    − ユーザが装着するように適応されたヘッドマウントディスプレイ（Head-Mounted Display；ＨＭＤ）タイプの仮想現実または拡張現実ヘッドホンであって、前記ハイブリッド移動要素と前記ヘッドホンとの相対的位置と、前記ハイブリッド移動要素の位置と、に応じて前記ヘッドホンの位置を追跡できるように、前記ハイブリッド移動要素または前記インターフェースをとる装置に接続される、ヘッドホンと、を有する、アセンブリ。
18. 複数の方向に磁場を発信する手段と、前記発信する手段により発信された前記磁場を受信する複数の手段と、を有する磁気測位システムをさらに有し、
    前記磁気測位システムが、前記発信する手段を中心とする基準座標系内の前記複数の受信する手段のうち少なくとも１つの受信する手段の位置を、前記少なくとも１つの受信する手段が受信した磁場に基づいて決定するように構成されている、請求項１７に記載のアセンブリ。

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