(57)【要約】      （修正有）【課題】堅牢な水中ビークルのためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】堅牢な水中ビークルは、複数の細隙を含むカーボンファイバ船首によって保護されたブレーズドソナーアレイを含み得る。複数の細隙は、有意な保護をソナーアレイに提供する一方、同時に、１つ以上のトランスデューサが、ソナー信号を２次元平面において伝送することを可能にする。【選択図】図１
2020147280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中ビークルであって、
カーボンファイバ船首であって、前記カーボンファイバ船首は、複数の細隙を含む、カーボンファイバ船首と、
複数のトランスデューサを備えているブレーズドソナーアレイであって、前記ブレーズドソナーアレイは、前記複数の細隙のうちの少なくとも１つを通して伝送するように整列させられている、ブレーズドソナーアレイと
を備えている、水中ビークル。
【請求項２】
前記複数のトランスデューサは、前記カーボンファイバ船首の湾曲と実質的に平行であるように向けられている、請求項１に記載の水中ビークル。
【請求項３】
前記複数のトランスデューサは、ソナー信号を２次元平面において伝送するように向けられている、請求項２に記載の水中ビークル。
【請求項４】
前記複数のトランスデューサのうちの少なくとも２つは、実質的に放物線形状に向けられている、請求項１に記載の水中ビークル。
【請求項５】
前記複数のトランスデューサのうちの少なくとも第１のものは、前記複数のトランスデューサのうちの少なくとも第２のものと直交するように向けられている、請求項１に記載の水中ビークル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６１／７９２，７０８号（２０１３年３月１５日出願）の利益を主張し、上記出願の内容は、その全体が参照により本明細書に引用される。
【背景技術】
【０００２】
水中ビークルは、典型的には、ビークルから船体の周囲の流動場の中に突出する作動式フィンを使用して制御される。ビークル上のフィンが、ビークルと異なる速度で移動する異物と接触する場合、ビークルの慣性は、フィン、連結、および作動システム上に生じる非常に高い力を発生させ得る。ビークルの構造の中へのこれらの力の伝達を防止し、フィンを駆動するアクチュエータへの損傷を制限するために、作動システムとフィンとの間の力制限連結器に対する必要性がある。
【０００３】
さらに、水中ビークルの船体は、典型的には、別個の複数の区分で設計および製造される。別個の船体区分は、典型的には、接着剤または留め具によって船体に結合される金属リングによって接合される。しかしながら、複合材から作製される船体区分は、概して、鋭角ならびに金属に対応することができず、典型的には、魚雷上で使用される台形断面のバンドクランプの使用を困難にする。さらに、水中ビークルは、概して、水と密度が類似するように作られているため、任意の節約された重量は、より大きい浮揚性、より大きい積荷体積、ならびにより低い製造および動作コストにつながり得る。したがって、これらの船体界面は、軽量、低コスト、強固、かつ比較的に堅い接合幾何学形状を伴う堅牢な水中ビークルを設計する機会を提示する。
【０００４】
前方監視ソナーレイはまた、水中ビークルの堅牢性を増加させる機会を提示する。ほとんどの前方監視ソナーは、ビークルの正面に不安定に設置され、多くの場合、衝突の場合、破壊される。さらに、正面搭載ソナーアレイは、典型的には、平面形状の船首区分をもたらし、ソナーを損傷にさらし得る。さらに、ビークルの流体力学的挙動は、多くの場合、平面船首形状およびソナーの制約（平面アレイを収容するための平面ボックス等）に起因して妨害される。したがって、正面に面したソナーアレイのための改良された保護を伴う、堅牢な水中ビークルを設計する必要性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
堅牢な水中ビークルのためのシステムおよび方法が、本明細書に説明される。一側面によると、船体と、船体に接続されている作動システムと、ビークルを操向するように構成されているフィンとを備えている水中ビークルが、説明される。フィンは、力制限連結器を使用して、作動システムに接続され得る。いくつかの実施形態では、力制限連結器は、閾値力を受けると、作動システムから離脱するように構成され得る。力制限連結器は、青銅、真鍮、プラスチック、または任意の他の好適な材料から作製され得る。
【０００６】
いくつかの実施形態では、力制限連結器は、少なくとも１つの円周方向切り欠きを伴う中空ロッドを備え得る。円周方向切り欠きは、所定の力閾値でまたはそれを上回ると、破壊および破断するように設計され得る。
【０００７】
代替実施形態では、力制限連結器は、フランジを伴う円錐台を備え得、力制限連結器は、フランジと円錐台との交差部に沿って、切り込み線を含み得る。切り込み線は、所定の力閾値でまたはそれを上回ると、破壊、断裂、または破断するように設計され得る。力制限連結器はさらに、作動システムに取り付けられた中空円錐台を備え得、フランジを伴う円錐台と中空円錐台とは、軸方向に整列させられる。フランジを伴う円錐台は、軸方向力を受けると、中空円錐台に押し込まれるように構成され得る。いくつかの実施形態では、フィンは、力制限連結器を分離および再接続するように設計される。
【０００８】
いくつかの実施形態では、力制限連結器は、接着剤、留め具、一体型ヒンジ、または任意の他の好適なコネクタを使用して、フィンおよび／または作動システムに取り付けられ得る。力制限連結器は、作動システムに対する屈曲および回転において剛であり得るが、閾値力を受けると、フィンおよび／または作動システムから破壊、破断、断裂、または分離するように設計され得る。閾値力は、作動システム等の水中ビークルの構成要素の損傷閾値を下回るように設計され得る。
【０００９】
別の側面によると、第１の軸方向強度部材を含む第１の船体区分と、第１の軸方向強度部材に隣接して整列させられている、第１の船体区分に接続されている第１の耐圧面と、第２の軸方向強度部材を含む第２の船体区分と、第２の軸方向強度部材に隣接して整列させられている、第１の船体区分に接続されている第２の耐圧面と、ねじ山付きターンバックルとを備えている水中ビークルが、説明される。ねじ山付きターンバックルは、第１および第２の軸方向強度部材と嵌合するように構成され得る。ねじ山付きターンバックルは、第１および第２の船体区分を一緒に規定の予荷重張力まで引っ張るように構成され得る。いくつかの実施形態では、軸方向強度部材は、カーボンファイバから成る。
【００１０】
別の側面によると、カーボンファイバ船首であって、カーボンファイバ船首は、複数の細隙を含む、カーボンファイバ船首と、複数のトランスデューサを備えているブレーズドソナーアレイとを備えている水中ビークルが、説明される。ブレーズドソナーアレイは、複数の細隙のうちの少なくとも１つを通して伝送するように整列させられ得る。いくつかの実施形態では、複数のトランスデューサは、カーボンファイバ船首の湾曲と実質的に平行であるように向けられ、複数のトランスデューサのうちの少なくとも２つは、放物線形状に、またはそれに対して接線方向に向けられ得る。いくつかの実施形態では、複数のトランスデューサは、ソナー信号を２次元平面において伝送するように向けられ得る。いくつかの実施形態では、トランスデューサのうちの少なくとも１つは、別のトランスデューサに直交するように向けられ得る。例えば、１つのトランスデューサは、水平に向けられ得、別のトランスデューサは、垂直に向けられ得る。別の実施形態では、トランスデューサは、ビークルの中心線である共通交線を伴う画像面に対して向けられ得る。
【００１１】
本発明の他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と関連して検討される、以下の発明を実施するための形態の検証に応じて、明白となるであろう。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
水中ビークルであって、
船体と、
前記船体に接続されている作動システムと、
前記ビークルを操向するように構成されているフィンであって、前記フィンは、力制限連結器を使用して、前記作動システムに接続されている、フィンと
を備えている、水中ビークル。
（項目２）
前記力制限連結器は、閾値力を受けると、前記作動システムから離脱するように構成されている、項目１に記載の水中ビークル。
（項目３）
前記力制限連結器は、少なくとも１つの円周方向切り欠きを伴う中空ロッドを備えている、項目１に記載の水中ビークル。
（項目４）
前記力制限連結器は、青銅から作製されている、項目３に記載の水中ビークル。
（項目５）
前記力制限連結器は、フランジを伴う円錐台を備え、前記力制限連結器は、前記フランジと前記円錐台との交差部に沿って、切り込み線を含む、項目１に記載の水中ビークル。
（項目６）
前記力制限連結器は、プラスチックから作製されている、項目５に記載の水中ビークル。
（項目７）
前記作動システムに取り付けられた中空円錐台をさらに備え、前記フランジを伴う円錐台と前記中空円錐台とは、軸方向に整列させられ、前記フランジを伴う円錐台は、軸方向力を受けると、前記中空円錐台に押し込まれるように構成されている、項目５に記載の水中ビークル。
（項目８）
前記力制限連結器は、接着剤を使用して前記フィンに取り付けられている、項目１に記載の水中ビークル。
（項目９）
前記力制限連結器は、留め具を使用して前記フィンに取り付けられている、項目１に記載の水中ビークル。
（項目１０）
前記力制限連結器は、前記作動システムに対する屈曲および回転において剛である、項目１に記載の水中ビークル。
（項目１１）
前記閾値力は、前記水中ビークル内に含まれている構成要素の損傷閾値を下回る、項目１に記載の水中ビークル。
（項目１２）
前記構成要素は、前記作動システムである、項目１１に記載の水中ビークル。
（項目１３）
水中ビークルであって、
第１の軸方向強度部材を含む第１の船体区分と、
前記第１の軸方向強度部材に隣接して整列させられている、前記第１の船体区分に接続されている第１の耐圧面と、
第２の軸方向強度部材を含む第２の船体区分と、
前記第２の軸方向強度部材に隣接して整列させられている、前記第１の船体区分に接続されている第２の耐圧面と、
ねじ山付きターンバックルであって、前記ねじ山付きターンバックルは、前記第１および第２の軸方向強度部材と嵌合するように構成されている、ねじ山付きターンバックルと
を備えている、水中ビークル。
（項目１４）
前記軸方向強度部材は、カーボンファイバ、ファイバガラス、石英、Ｋｅｖｌａｒ、グラフェンから成る群からの少なくとも１つの材料から構成されている、項目１３に記載の水中ビークル。
（項目１５）
前記ねじ山付きターンバックルは、前記第１および第２の船体区分を一緒に規定の予荷重張力まで引っ張るように構成され得る、項目１３に記載の水中ビークル。
（項目１６）
水中ビークルであって、
カーボンファイバ船首であって、前記カーボンファイバ船首は、複数の細隙を含む、カーボンファイバ船首と、
複数のトランスデューサを備えているブレーズドソナーアレイであって、前記ブレーズドソナーアレイは、前記複数の細隙のうちの少なくとも１つを通して伝送するように整列させられている、ブレーズドソナーアレイと
を備えている、水中ビークル。
（項目１７）
前記複数のトランスデューサは、前記カーボンファイバ船首の湾曲と実質的に平行であるように向けられている、項目１６に記載の水中ビークル。
（項目１８）
前記複数のトランスデューサは、ソナー信号を２次元平面において伝送するように向けられている、項目１７に記載の水中ビークル。
（項目１９）
前記複数のトランスデューサのうちの少なくとも２つは、実質的に放物線形状に向けられている、項目１６に記載の水中ビークル。
（項目２０）
前記複数のトランスデューサのうちの少なくとも第１のものは、前記複数のトランスデューサのうちの少なくとも第２のものと直交するように向けられている、項目１１に記載の水中ビークル。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本明細書に説明されるシステムおよび方法は、添付の請求項に記載される。しかしながら、説明の目的のために、いくつかの例証的実施形態は、以下の図に記載される。
【図１】図１は、本開示の例証的実施形態による、例示的遠隔ビークルを描写する、ブロック図である。
【図２】図２は、本開示に説明されるシステムおよび方法の少なくとも一部を実装するための例示的コンピュータシステムのブロック図である。
【図３】図３は、力制限連結器の例証的実施形態を描写する。
【図４】図４は、一例証的実施形態による、力制限連結器を使用して取り付けられるフィンを伴うビークルを描写する。
【図５Ａ】図５ＡおよびＢは、力制限連結器の一例証的実施形態を描写する。
【図５Ｂ】図５ＡおよびＢは、力制限連結器の一例証的実施形態を描写する。
【図６】図６は、一例証的実施形態による、力制限連結器を使用して取り付けられるフィンを伴うビークルを描写する。
【図７Ａ】図７Ａ−Ｃは、一例証的実施形態による、ターンバックルを使用して接続される２つの船体区分を伴うビークルを描写する。
【図７Ｂ】図７Ａ−Ｃは、一例証的実施形態による、ターンバックルを使用して接続される２つの船体区分を伴うビークルを描写する。
【図７Ｃ】図７Ａ−Ｃは、一例証的実施形態による、ターンバックルを使用して接続される２つの船体区分を伴うビークルを描写する。
【図８Ａ】図８Ａ−Ｃは、一例証的実施形態による、ブレーズドソナーアレイのための細隙を伴うビークルの船首区分を描写する。
【図８Ｂ】図８Ａ−Ｃは、一例証的実施形態による、ブレーズドソナーアレイのための細隙を伴うビークルの船首区分を描写する。
【図８Ｃ】図８Ａ−Ｃは、一例証的実施形態による、ブレーズドソナーアレイのための細隙を伴うビークルの船首区分を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の全体的な理解を提供するために、ある例証的実施形態を説明する。しかしながら、本明細書で説明されるシステムおよび方法は、他の好適な用途のために適合および修正され得、そのような他の追加および修正は、その範囲から逸脱しないであろうことが、当業者によって理解されるであろう。
【００１４】
堅牢な水中ビークル（ｖｅｈｉｃｌｅ）のためのシステムおよび方法が、本明細書に説明される。一側面によると、フィンを水中ビークルのアクチュエータシステムに接続し得る力制限連結器が、説明される。潜在的損傷力のビークルの構造の中への伝達を防止し、フィンを駆動するアクチュエータの損傷を制限するために、力制限連結器は、所定の閾値を上回る力を受けると、水中ビークルから分離し得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、力制限連結器は、切り欠き付き真鍮管を備え得る。別の実施形態では、力制限連結器は、切れ目付きプラスチックディスクを備え得る。いずれの場合も、連結器は、脆性破壊が生じるまで、回転および屈曲において剛であり、フィンは、通常動作における設計された流体力学荷重より高いが、他の構成要素の損傷閾値を下回る、制御された力で破断することが可能である。真鍮管は、中空ボアを伴う六角形ロッドであり得、ロッドは、フィン内のポケットの中と、アクチュエータからの駆動シャフトの中とに留まるか、またはそこに結合される。フィンとアクチュエータとの間の管は、応力収集を生成させるために、円周方向に切り欠きが付けられ得る。切り欠きの直径および鋭さは、所望の曲げ荷重において、破壊、したがって、強度の損失を生じさせるように設計され得る。フィンはまた、力制限連結器を分離し、それに再び取り付くように設計され得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、力制限連結器は、フランジを伴う円錐台を備え得る。力制限連結器は、単一材料部品から機械加工され、接着剤または留め具によって、フィンに取り付けられ得る。オフセットされた嵌合式中空円錐台が、アクチュエータに取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、フィン側円錐のフランジは、応力集中を生成するために、フランジ上に切り込み線を有し得る。切り込み線の深さおよび鋭さは、所定の力でまたはそれを上回ると、破壊、断裂、または破断を生じさせるように設計され得る。フランジは、一体型ヒンジ、留め具、または任意の他の好適なコネクタを用いて、アクチュエータ側に留められ得る。曲げ応力下、円錐は、切り込み線において断裂または破壊することによって、フランジから破断し得る。そのような実施形態では、非常に大きな直径の切れ目リングは、破断点直前までのフィン取り付きを比較的に剛にし得る。例えば、破断に先立った外径におけるわずかなたわみは、フィンの角度に非常にわずかな変化しか生成しないであろう。この幾何学形状はまた、円錐が、それらの間に軸方向に間隙が存在するように製造されることを可能にし得る。そのような実施形態では、軸方向衝撃は、フィン側円錐をアクチュエータ側円錐の中に押し、フランジを解放させ得る。フィンの外側端が、軸に対してある傾きを伴って設計される場合、フィンは、フランジが破断させられると、軌道から外れて枢動し、アクチュエータに対して軸方向に伝達される力を低減し、損傷を防止し得る。
【００１７】
別の側面によると、ねじ山付きターンバックルを使用して第２の船体区分に接続される第１の船体区分を備えている、堅牢な水中ビークルが、説明される。いくつかの実施形態では、軸方向強度部材は、カーボンファイバ複合材から成り得、複合材船体外装に接合され得る。軸方向強度部材はまた、カーボンファイバ、ファイバガラス、石英、Ｋｅｖｌａｒ、グラフェン、あるいは任意の他の高強度および／または異方性材料から成り得る。軸方向強度部材は、それらをターンバックルに接合するピンを収容するための小穴を伴う、端部を有し得る。いくつかの実施形態では、各船体区分は、その隣接する区分に当接する耐圧面を有し得る。いくつかの実施形態では、各接合部における２つの区分のうちの一方は、組立を誘導するためのテーパ状縁部を有し、接合部における剪断を支持し得る。船体区分はまた、船体が円形断面である場合、接合の回転整列を指示するための特徴を有し得る。
【００１８】
ターンバックルへのアクセスは、複合材外装内における開口部の生成によって、船体の外側から提供され得る。これらの開口部は、軸方向強度部材、ターンバックル、および／またはその接合ピンの端部を露出し得る。開口部は、ビークルが動作時、フェアリング部品で覆われ得る。いくつかの実施形態では、接合ピンは、ターンバックルが、完全にねじを緩めることなしに区分から分離されることが可能なように、除去され得る。ピンは、ターンバックルに張力がかかっていないとき、フラップまたはタブによって保持され得る。いくつかの実施形態では、ターンバックルは、区分を規定の予荷重張力まで軸方向に一緒に引っ張り、堅く接合されたビークル船体を生成し得る。
【００１９】
いくつかの実施形態では、構造剛性および据え付けのための隔壁が、船体複合材構造内に含まれ、内部構成要素が、隔壁を有していない側の分離された区分の中に軸方向に装填され得るように、接合部の片側または他側に偏らされることができる。この構成は、装填され得る構成要素のサイズを有意に増加させ、低製造コストおよび船体内の構成要素の高パッキング効率につながり得る。
【００２０】
別の側面によると、堅牢な水中ビークルは、ブレーズド（ｂｌａｚｅｄ）ソナーアレイ、ノンブレースド（ｎｏｎ−ｂｌａｚｅｄ）アレイソナー、または斜視（ｓｕｑｕｉｎｔｅｄ）ソナー等のソナーアレイを含み得る。古典的ブレーズドアレイは、長方形のゴム製ブーツの内側の一対のステーブ（また、本明細書では、トランスデューサとも称される）から成る。ほとんどの前方監視ソナーは、ビークルの正面に不安定に設置され、多くの場合、衝突の場合、破壊される。さらに、正面搭載ソナーアレイは、典型的には、平面形状の船首区分をもたらし、ソナーを損傷にさらし得る。さらに、ビークルの流体力学的挙動は、多くの場合、平面船首形状およびソナーの制約（平面アレイを収容するための平面ボックス等）に起因して妨害される。
【００２１】
しかしながら、ブレーズドアレイソナーは、典型的には、舷側では、動作しない。それらは、ある範囲の斜視角（ｓｑｕｉｎｔ  ａｎｇｌｅ）にわたって、伝送および受信するように設計される。ブレーズドアレイステーブはまた、ある程度の柔軟性を伴って設置され得る。いくつかの実施形態では、前方視ブレーズドソナーアレイは、ステーブが、略放物線に配列されるように、ステーブをビークルの側面に沿って並べるように位置付けられ得る。アレイは、アレイを狭い細隙を伴うカーボンファイバ船首の背後に隠すことによって保護され得る。放物線に設置されることによって、配列は、平坦平面形状より、低抵抗船首とより適合可能である。また、アレイを積層するのではなく、端々で配列することによって、船首内の孔は、より長く、かつ狭くなり、大きな物体がアレイに衝撃を及ぼすことをより困難にする。いくつかの実施形態では、ステーブは、複数の平面において撮像するように配列され得る。いくつかの実施形態では、ステーブは、水平平面および垂直スライスを撮像するように構成され得る。細隙は、有意な保護をソナーアレイに提供するために十分に狭い一方、同時に、各ステーブが２次元平面において撮像するための十分な空間を可能にし得る。細隙は、ゴルフボール、またはいくつかの実施形態では、フジツボに覆われたゴルフボールより小さくあり得る。
【００２２】
図１は、本開示の例証的実施形態による、例証的遠隔操作ビークルを描写する、ブロック図である。システム１００は、ソナー信号を送信および受信するためのソナーユニット１１０と、受信（または反射）信号を調節するためのプリプロセッサ１２０と、パルス圧縮およびビーム形成を行うための整合フィルタ１３０とを含む。システム１００は、高周波数（約１００ｋＨｚよりも大きい）ソナー信号を使用して、ナビゲートすることを可能にするように構成される。そのようなＨＦ航行を可能にするために、システム１００は、見通し角誤差を補償するため、および位相誤差を補正するための信号補正器１４０を含む。システム１００はまた、受信された画像を地図とコヒーレントに相関させるための信号検出器１５０も含む。いくつかの実施形態では、システム１００は、搭載された航行コントローラ１７０、モータコントローラ１８０、およびセンサコントローラ１９０を含む。航行コントローラ１７０は、ＧＰＳ／ＲＦリンク１７２（利用可能であるとき）、加速度計１７４、ジャイロスコープ、およびコンパス１７６から航行パラメータを受信するように構成され得る。モータコントローラ１８０は、ビークルを操縦するための複数のモータ１８２、１８４、および１８６を制御するように構成され得る。センサコントローラ１９０は、バッテリモニタ１７２、温度センサ１９４、および圧力センサ１９６から測定値を受信し得る。システム１００はさらに、ソナー測定値ならびに他の航行およびセンサパラメータに基づいて航行パラメータを決定するため、およびビークルの移動を制御するためにハブとしての機能を果たし得る、中央制御ユニット（ＣＣＵ）１６０を含む。
【００２３】
水面または水中ビークルとの関連で、ＣＣＵ１６０は、位置（緯度および経度）、速度（任意の方向）、方角、機首方位、加速度、および高度等の航行パラメータを決定し得る。ＣＣＵ１６０は、航跡に沿った方向（前方および後方）、航跡を横断する方向（左舷および右舷）、および垂直方向（上および下）に沿った運動を制御するために、これらの航行パラメータを使用し得る。ＣＣＵ１６０は、ビークルの向きを変える（ｙａｗ）、ビークルを傾ける（ピッチ）、ビークルを転がす（ｒｏｌｌ）、または別様にビークルを回転させる（ｒｏｔａｔｅ）ように運動を制御するために、これらの航行パラメータを使用し得る。水中動作中、自律型無人潜水機（ＡＵＶ）等のビークルは、ソナーユニット１１０において高周波数実開口ソナー画像または信号を受信し得、次いで、画像または信号は、地形の合成開口ソナー（ＳＡＳ）地図に対して処理され、フィルタにかけられ、補正され、相関させられ得る。相関を使用して、次いで、ＣＣＵは、地形をナビゲートすることを支援するために、高精度および他の航行パラメータを用いてＡＵＶの位置を決定し得る。精度は、ＳＡＳ地図および／または獲得されたソナー画像の信号および空間帯域幅によって決定され得る。ある実施形態では、正方画素を伴う事前ＳＡＳ地図とのソナー画像の少なくともほぼ完璧な重複があると仮定し、類似要素サイズおよび帯域幅を有する単一のチャネルを用いて再取得が行われたと仮定し、かつ見通し角補償の損失がほとんどまたは全くないと仮定すると、エンベロープは、要素サイズの約２分の１であろう。その結果として、ある実施形態では、エンベロープのピークは、波長の約１／１００までを含む高精度で識別され得る。例えば、分解能は、レンジ方向において、２．５ｃｍ未満、または１ｃｍ未満、あるいは約０．１ｍｍ未満および約０．１ｍｍであり得る。
【００２４】
上述のように、システム１００は、音響信号を伝送および受信するためのソナーユニット１１０を含む。ソナーユニットは、一列に配列される、１つ以上の伝送要素またはプロジェクタと複数の受信要素とを有するトランスデューサアレイ１１２を含む。ある実施形態では、トランスデューサアレイ１１２は、別個のプロジェクタおよび受信機を含む。トランスデューサアレイ１１２は、ＳＡＳモード（進路要図またはスポットライトモードのいずれか）で、または実開口モードで動作するように構成され得る。ある実施形態では、トランスデューサアレイ１１２は、マルチビーム音波発信機、サイドスキャンソナー、またはセクタスキャンソナーとして動作するように構成される。伝送要素および受信要素は、所望に応じて、サイズ決定および成形され得、本開示の範囲から逸脱することなく、所望に応じて、任意の構成で、および任意の間隔を用いて配列され得る。トランスデューサアレイ１１２の数、サイズ、配列、および動作は、地形に高周波の音波を当て、地形または物体の高分解能画像を生成するように選択および制御され得る。アレイ１１２の一実施例は、１２３/４インチビークルに搭載された５ｃｍ要素を伴う１６チャネルアレイを含
む。
【００２５】
ソナーユニット１１０はさらに、トランスデューサから受信される電気信号を受信および処理するための受信機１１４と、電気信号をトランスデューサに送信するための伝送機１１６とを含む。ソナーユニット１１０はさらに、開始および終了を含む伝送機の動作、およびピングの周波数を制御するための伝送機コントローラ１１８を含む。
【００２６】
受信機１１４によって受信される信号は、調節および補償のためにプリプロセッサに送信される。特に、プリプロセッサ１２０は、異常値を排除するため、およびハイドロホン変動を推定して補償するためのフィルタ調節器１２２を含む。プリプロセッサはさらに、ビークルの運動を推定、および補償するためのドップラ補償器１２４を含む。前処理された信号は、整合フィルタ１３０に送信される。
【００２７】
整合フィルタ１３０は、レンジ内で整合フィルタリングを行うためのパルス圧縮器１３２と、方位角において整合フィルタリングを行い、それにより、方向推定を行うためのビームフォーマ１３４とを含む。
【００２８】
信号補正器１４０は、見通し角の差異を補償するようにソナー画像を調整するための見通し角補償器１４２を含む。典型的には、ソナーが点散乱体の集合を撮像する場合、画像は観測角とともに変化する。例えば、固定高度および機首方位で動作し、海底経路を観測するＳＡＳシステムは、異なるレンジで異なる画像を生成するであろう。同様に、固定水平レンジで作製されるＳＡＳ画像は、高度が変化させられた場合に変化するであろう。そのような場合において、画像の変化は、見通し角の変化によるものであろう。見通し角補償器１４２は、見通し角不変画像を生成するように構成される。１つのそのような見通し角補償器が、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｇｒａｚｉｎｇ  Ａｎｇｌｅ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」と題された米国特許出願第１２／８０２，４５４号で説明され、その内容は、それらの全体で参照することにより本明細書に組み込まれる。
【００２９】
信号補正器１４０は、レンジ変動位相誤差を補正するための位相誤差補正器１４４を含む。概して、位相誤差補正器１４４は、画像をより小さい断片に分け、各断片は、実質的に一定の位相誤差を有する。次いで、位相誤差が、より小さい断片の各々について推定および補正され得る。
【００３０】
システム１００はさらに、信号相関器１５２および記憶装置１５４を有する、信号検出器１５０を含む。信号検出器１５０は、潜在的な標的を検出し、検出された物体の位置および速度を推定し、標的またはパターン認識を行うように構成され得る。一実施形態では、記憶装置１５４は、１つ以上の以前に取得されたＳＡＳ画像、実開口画像、または任意の他の好適なソナー画像を含み得る、地図記憶部を含み得る。信号相関器１５２は、信号補正器１４０から取得される受信および処理された画像を、地図記憶部１５４からの１つ以上の事前画像と比較するように構成され得る。
【００３１】
システム１００は、本開示から逸脱することなく、図示されていない他の構成要素を含み得る。例えば、システム１００は、データロギングおよび記憶エンジンを含み得る。ある実施形態では、データロギングおよび記憶エンジンは、科学的データを記憶するために使用され得、次いで、データは、航行システムを支援するための後処理で使用され得る。システム１００は、システム１００の１つ以上の特徴へのアクセスを制御するため、および１つ以上の特徴の使用を認可するためのセキュリティエンジンを含み得る。セキュリティエンジンは、アクセスを制御するための好適な暗号化プロトコルおよび／またはセキュリティキーおよび／またはドングルを伴って構成され得る。例えば、セキュリティエンジンは、地図記憶部１５４に記憶された１つ以上の地図を保護するために使用され得る。地図記憶部１５４の中の１つ以上の地図へのアクセスは、適切なライセンス、権限、または許可を有する、ある個人または実体に限定され得る。セキュリティエンジンは、これらの個人または実体が権限を与えられたことを確認すると、これらの個人または実体に１つ以上の地図へのアクセスを選択的に許可し得る。セキュリティエンジンは、限定されないが、航行コントローラ１７０、モータコントローラ１８０、センサコントローラ１９０、伝送機コントローラ１１８、およびＣＣＵ１６０を含む、システム１００の他の構成要素へのアクセスを制御するように構成され得る。
【００３２】
概して、トランスデューサ１１２を除いて、システム１００の種々の構成要素が、図２のコンピュータシステム２００等のコンピュータシステムで実装され得る。より具体的には、図２は、本開示の例証的実施形態による、ネットワークにアクセスする汎用コンピュータの機能ブロック図である。本願で説明されるホログラフィック航行システムおよび方法は、図２のシステム２００を使用して実装され得る。
【００３３】
例示的なシステム２００は、プロセッサ２０２と、メモリ２０８と、相互接続バス２１８とを含む。プロセッサ２０２は、マルチプロセッサシステムとしてコンピュータシステム２００を構成するための単一のマイクロプロセッサまたは複数のマイクロプロセッサを含み得る。メモリ２０８は、例証的に、メインメモリおよび読み取り専用メモリを含む。システム２００はまた、例えば、種々のディスクドライブ、テープドライブ等を有する、大容量記憶デバイス２１０も含む。メインメモリ２０８はまた、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）および高速キャッシュメモリも含む。動作および使用中、メインメモリ２０８は、メインメモリ２０８に記憶されたデータ（例えば、地形のモデル）を処理するときにプロセッサ２０２による実行のための命令の少なくとも複数部分を記憶する。
【００３４】
いくつかの実施形態では、システム２００はまた、ネットワーク２１６を介したデータ通信のためのインターフェース２１２として、一例として示される、通信のための１つ以上の入出力インターフェースを含み得る。データインターフェース２１２は、モデム、イーサネット（登録商標）カード、または任意の他の好適なデータ通信デバイスであり得る。データインターフェース２１２は、直接的に、または別の外部インターフェースを通してのいずれかで、イントラネット、インターネット、またはＩｎｔｅｒｎｅｔ等のネットワーク２１６への比較的高速のリンクを提供し得る。ネットワーク２１６への通信リンクは、例えば、光学、有線、または無線（例えば、衛星または８０２．１１Ｗｉ−Ｆｉまたはセルラーネットワークを介した）リンク等の任意の好適なリンクであり得る。いくつかの実施形態では、通信は、音響モデムを介して起こり得る。例えば、ＡＵＶに対して、通信は、そのようなモデムを介して起こり得る。代替として、システム２００は、ネットワーク２１６を介したウェブベースの通信が可能なメインフレームまたは他の種類のホストコンピュータシステムを含み得る。
【００３５】
いくつかの実施形態では、システム２００はまた、好適な入出力ポートも含み、または、プログラミングおよび／またはデータ入力、読み出し、または操作目的でローカルユーザインターフェースとしての機能を果たす、ローカルディスプレイ２０４およびユーザインターフェース２０６（例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーン）等と相互接続するための相互接続バス２１８を使用し得る。代替として、サーバ運営人員が、ネットワーク２１６を介して、遠隔端末デバイス（図に示されていない）からシステム２００を制御および／またはプログラムするために本システムと相互作用し得る。
【００３６】
いくつかの実施形態では、システムは、１つ以上のコヒーレントセンサ（例えば、ソナー、レーダ、光学アンテナ等）２１４に連結される、航行コントローラ１７０等のプロセッサを必要とする。地形のモデルに対応するデータおよび／またはそのモデルに関連付けられるホログラフィック地図に対応するデータは、メモリ２０８または大容量記憶装置２１０に記憶され得、かつプロセッサ２０２によって読み出され得る。プロセッサ２０２は、本願で説明される方法のうちのいずれか、例えば、見通し角補償または高周波数ホログラフィック航行を行うように、これらのメモリデバイスに記憶された命令を実行し得る。
【００３７】
本システムは、情報を表示するためのディスプレイ２０４と、前述のデータの少なくとも一部分を記憶するためのメモリ２０８（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュ等）と、前述のデータの少なくとも一部分を記憶するための大容量記憶デバイス２１０（例えば、ソリッドステートドライブ）とを含み得る。任意の一式の前述の構成要素が、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２１２を介してネットワーク２１６に連結され得る。前述の構成要素の各々は、相互接続バス２１８を介して通信し得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、システムは、１つ以上のコヒーレントセンサ（例えば、ソナー、レーダ、光学アンテナ等）２１４に連結される、プロセッサを要求する。ソナーアレイ２１４は、他の構成要素の中でもとりわけ、伝送機、受信アレイ、受信要素、および／または関連位相中心／仮想要素を伴う仮想アレイを含み得る。
【００３９】
地形のモデルに対応するデータ、モデルに関連付けられたホログラフィック地図に対応するデータ、および見通し角補償のためのプロセスは、プロセッサ２０２によって行われ得る。本システムは、情報を表示するためのディスプレイ２０４と、前述のデータの少なくとも一部分を記憶するためのメモリ２０８（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュ等）と、前述のデータの少なくとも一部分を記憶するための大容量記憶デバイス２１０（例えば、ソリッドステートドライブ）とを含み得る。任意の一式の前述の構成要素が、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２１２を介してネットワーク２１６に連結され得る。前述の構成要素の各々は、相互接続バス２１８を介して通信し得る。
【００４０】
動作中、プロセッサ２０２は、センサ２１４に対する位置推定、センサ２１４からの波形または画像、および地形、例えば、海底のモデルに対応するデータを受信する。いくつかの実施形態では、そのような位置推定は、受信されなくてもよく、プロセッサ２０２によって行われるプロセスは、この情報なしで継続する。随意に、プロセッサ２０２は、航行情報および／または高度情報を受信し得、プロセッサ２０２は、コヒーレント画像回転アルゴリズムを行い得る。システムプロセッサ２０２からの出力は、ビークルが移動する必要がある位置を含む。
【００４１】
システム２００に含まれる構成要素は、典型的には、サーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、ネットワーク端末、携帯用デバイス、および同等物等として使用される汎用コンピュータシステムで見出される。実際、これらの構成要素は、当技術分野で周知である、そのようなコンピュータ構成要素の広いカテゴリを表すことを目的としている。
【００４２】
本発明のシステムおよび方法に関与する方法は、不揮発性コンピュータ使用可能および／または読み取り可能な媒体を含む、コンピュータプログラム製品で具現化され得ることが、当業者に明白であろう。例えば、そのようなコンピュータ使用可能媒体は、その上に記憶されたコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有する、ＣＤ  ＲＯＭディスク、従来のＲＯＭデバイス、またはランダムアクセスメモリ、ハードドライブデバイスまたはコンピュータディスケット、フラッシュメモリ、ＤＶＤ、または任意の類似デジタルメモリ媒体等の読み取り専用メモリデバイスから成り得る。
【００４３】
随意に、本システムは、慣性航行システム、ドップラセンサ、高度計、ホログラフィック地図のデータ投入部分上にセンサを固定するギンブリングシステム、全地球測位システム（ＧＰＳ）、長基線（ＬＢＬ）航行システム、超短基線（ＵＳＢＬ）航行、または任意の他の好適な航行システムを含み得る。
【００４４】
図３は、力制限連結器の一例証的実施形態を描写する。力制限連結器３００は、中空管３０２および円周方向切り欠き３０４を備え得る。
【００４５】
中空管３０２は、図３では六角形形状を有するように描写されるが、中空管３０２は、限定ではないが、長方形、円形、卵形、またはスプラインを含む、任意の好適な断面を有し得る。中空管３０２は、限定ではないが、鋼鉄、アルミニウム、真鍮、青銅、またはプラスチックを含む、任意の好適な材料から作製され得る。
【００４６】
円周方向切り欠き３０４は、中空管３０２の長さに沿った任意の場所に位置し得る。いくつかの実施形態では、中空管３０２は、２つ以上の円周方向切り欠きを有し得る。いくつかの実施形態では、切り欠きは、非円周方向経路を辿り得る。円周方向切り欠き３０４は、所定の深さ、鋭さ、および場所を有し得る。いくつかの実施形態では、円周方向切り欠き３０４は、所定の力閾値で破断するように設計され得る。所定の力閾値は、作動システムまたはビークル船体等、水中ビークルの他の構成要素の損傷閾値によって決定され得る。中空管３０２は、破断が生じるまで、屈曲および回転において比較的に剛であり得る。
【００４７】
図４は、一例証的実施形態による、力制限連結器を使用して取り付けられるフィンを伴うビークルを描写する。システム４００は、ビークル４０２、フィン４０４、力制限連結器４０６、および作動システム４０８を含む。
【００４８】
ビークル４０２は、限定ではないが、ＡＵＶ、遠隔操作ビークル（ＲＯＶ）、ブイ、無人航空機（ＵＡＶ）、自律型無人水上艇、または探索ロボットを含む、任意の好適なビークルであり得る。ビークル４０２は、フィン４０４を制御するための任意の好適な作動システムであり得る作動システム４０８を含み得る。例証的実施例として、作動システム４０８は、制御入力に従って、さまざまな角度にフィン４０４を傾斜させるためのモータまたはサーボを備え得る。フィン４０４は、ビークル４０２のための任意の好適な形状であり得る。
【００４９】
フィン４０４は、力制限連結器４０６を使用して、作動システム４０８に接続され得る。図４に描写される例証的実施例では、力制限連結器４０６は、図３に描写される力制限連結器３００である。前述のように、力制限連結器４０６は、所定の力閾値で破断するように設計され得る円周方向切り欠きを伴う、中空管を備え得る。所定の力閾値は、作動システム４０８またはビークル４０２の船体等の水中ビークルの他の構成要素の損傷閾値によって決定され得る。力制限連結器４０６は、破断が生じるまで、屈曲および回転において比較的に剛であり得る。
【００５０】
図５Ａは、力制限連結器の一例証的実施形態を描写する。力制限連結器５００は、円錐台５０２、フランジ５０４、および切り込み線５０６を含む。
【００５１】
円錐台５０２およびフランジ５０４は、同一材料から作製され、単一部品から機械加工され得る。円錐台５０２およびフランジ５０４は、限定ではないが、鋼鉄、アルミニウム、真鍮、またはプラスチックを含む、任意の好適な材料から作製され得る。
【００５２】
いくつかの実施形態では、切り込み線５０６は、円錐台５０２およびフランジ５０４の界面に機械加工され得る。代替実施形態では、切り込み線５０６は、フランジ５０４に沿った任意の円周に機械加工され得る。いくつかの実施形態では、フランジ５０４は、可変円周に２つ以上のナ切り込み線を有し得る。切り込み線５０６は、所定の深さ、鋭さ、および場所を有し得る。いくつかの実施形態では、切り込み線５０６は、所定の力閾値で破壊、断裂、破断、または分離するように設計され得る。所定の力閾値は、作動システムまたはビークル船体等、水中ビークルの他の構成要素の損傷閾値によって決定され得る。円錐台５０２および／またはフランジ５０４は、破断が生じるまで、屈曲および回転において比較的に剛であり得る。
【００５３】
図５Ｂは、力制限連結器の一例証的実施形態を描写する。力制限連結器５１０は、円錐台５１２、フランジ５１４、切り込み線５１６、中空円錐５１８、コネクタ５２０、駆動シャフト５２２、フィン５２４、およびフィン基部５２６を含む。
【００５４】
円錐台５１２、フランジ５１４、および切り込み線５１６は、実質的に、図５Ａに関連して論じられる、円錐台５０２、フランジ５０４、および切り込み線５０６と類似し得る。円錐台５１２は、接着剤または留め具等の任意の好適なコネクタを使用して、フィン５２４に取り付き得る。いくつかの実施形態では、フィン基部５２６は、フィン５２４を円錐台５１２に取り付くために使用され得る。
【００５５】
中空円錐５１８は、円錐台５１２と嵌合するように構成され得る。例えば、円錐台５１２は、内側中空円錐５１８に適合するように設計され得る。中空円錐５１８は、円錐台５１２と同一または異なる材料から作製され得る。中空円錐５１８は、駆動シャフト５２２に取り付けられ得、駆動シャフト５２２は、ビークル作動システムに取り付けられ得る。フランジ５１４は、コネクタ５２０を使用して、中空円錐５１８に留まり得る。コネクタ５２０は、一体型ヒンジ、留め具、または任意の他の好適なコネクタであり得る。いくつかの実施形態では、フランジ５１４は、コネクタ５２０を使用せずに、直接、中空円錐５１８に取り付き得る。
【００５６】
円錐台５１２および中空円錐５１８は、それらの間に軸方向間隙が存在するように位置付けられ得る。そのような実施形態では、軸方向衝撃は、円錐台５１２を中空円錐５１８の中に押し、フランジ５１４を破断させ解放し得る。フィン５２４の外側端が、軸に対してある傾きを伴って設計される場合、フィン５２４は、フランジ５１４が破断させられると、その軌道から外れて枢動し、アクチュエータに軸方向に伝達される力を低減させ、損傷を防止し得る。
【００５７】
図６は、一例証的実施形態による、力制限連結器を使用して取り付けられるフィンを伴うビークルを描写する。システム６００は、ビークル６０２、フィン６０４、力制限連結器６０６、および作動システム６０８を含む。
【００５８】
ビークル６０２は、限定ではないが、ＡＵＶ、遠隔操作ビークル（ＲＯＶ）、ブイ、無人航空機（ＵＡＶ）、自律型無人水上艇、または探索ロボットを含む、任意の好適なビークルであり得る。ビークル６０２は、フィン６０４を制御するための任意の好適な作動システムであり得る作動システム６１０を含み得る。例証的実施例として、作動システム６０８は、制御入力に従って、さまざまな角度にフィン６０４を傾斜させるためのモータまたはサーボを備え得る。フィン６０４は、ビークル６０８のための任意の好適な形状であり得る。
【００５９】
フィン６０４は、力制限連結器６０６を使用して、作動システム６１０に接続され得る。力制限連結器６０６は、実質的に、図５Ｂに描写される力制限連結器５１０と類似し得る。前述のように、力制限連結器６０６は、所定の力閾値で破断するように設計され得る切り込み線を伴うフランジを備え得る。所定の力閾値は、作動システム６０８またはビークル６０２の船体等の水中ビークルの他の構成要素の損傷閾値によって決定され得る。力制限連結器６０６は、破断が生じるまで、屈曲および回転において比較的に剛であり得る。
【００６０】
図５Ｂに関連して論じられるように、力制限連結器は、フィン６０４に取り付けられる円錐台と、アクチュエータシステム６０８に取り付けられる、オフセットされた嵌合式中空円錐台とを備え得る。そのような実施形態では、軸方向衝撃は、円錐台をアクチュエータ側の円錐の中に押し、円錐台のフランジを破断させ解放し得る。フィン６０４の外側端が、力制限連結器の軸に対してある傾きを伴って設計される場合、フィン６０４は、フランジが破断させられると、軌道から外れて枢動し、アクチュエータシステム６０８に対して軸方向に伝達される力を低減し、損傷を防止し得る。
【００６１】
図７Ａ−Ｃは、一例証的実施形態による、ターンバックルを使用して接続される２つの船体区分を伴うビークルを描写する。図７Ａは、第１の船体区分７０２、第２の船体区分７０４、ターンバックル７０６、第１の軸方向強度部材７０８、第２の軸方向強度部材７１０、およびターンバックルピンアクセス孔７１２を備えている、システム７００を描写する。
【００６２】
軸方向強度部材７０８および７１０は、カーボンファイバ複合材から成り得、複合材船体外装に接合され得る。軸方向強度部材７０８および７１０は、それらをターンバックルに接合するピンを収容するための小穴を伴う端部を有し得る。ターンバックルへのアクセスは、複合材外装内の開口部である、ターンバックルピンアクセス孔７１２を通して、船体の外側から提供され得る。アクセス孔７１２は、軸方向強度部材、ターンバックル、および／またはその接合ピンの端部を露出し得る。アクセス孔７１２は、ビークルが動作時、フェアリング部品で覆われ得る。
【００６３】
軸方向強度部材７０８および７１０は、ねじ山付きターンバックル７０６と嵌合するように構成され得る。ターンバックル７０６は、船体区分７０２および７０４を規定の予荷重張力まで軸方向に一緒に引っ張り、堅く接合されたビークル船体を生成するように構成され得る。
【００６４】
図７Ｂは、第１の船体区分７０２、第２の船体区分７０４、および重複区分７１４を含む、システム７００の上面図を描写する。図７Ｂに描写される例証的実施形態等のいくつかの実施形態では、第１の船体区分７０２は、組立を誘導するためのテーパ状縁部を有し、接合部における剪断を支持し得る。第２の船体区分７０４は、重複区分７１４内の第１の船体区分７０２のテーパ状縁部と嵌合するように設計され得る。いくつかの実施形態では、船体区分７０２または７０４のうちの１つ以上のものはまた、船体が円形断面である場合、接合の回転整列を指示するための特徴（図示せず）を有し得る。
【００６５】
図７Ｃは、第１の船体区分７０２、第２の船体区分７０４、カーボンファイバプレート７１８および７２０、およびターンバックルピン７１６を含む、システム７００の断面図を描写する。
【００６６】
ターンバックルピン７１６へのアクセスは、図７Ａに描写されるアクセス孔７１２によって提供され得る。いくつかの実施形態では、ターンバックルピン７１６は、ターンバックル７０６が、完全にねじを緩めることなしに区分７０２および７０４から分離されることが可能なように、除去され得る。ピン７１６は、ターンバックル７０６に張力がかかっていないとき、フラップまたはタブによって保持され得る。
【００６７】
いくつかの実施形態では、各船体区分７０２および７０４は、その隣接する区分に当接する、カーボンファイバプレート７１８および７２０を有し得る。プレート７１８および７２０は、ターンバックル７０６が軸方向に緊締されている場合、そのそれぞれの船体区分７０２および７０４を支持し得る。
【００６８】
図８Ａ−Ｃは、一例証的実施形態による、ブレーズドソナーアレイのための細隙を伴うビークルの船首区分を描写する。図８Ａは、船首区分８０２、水平細隙８０４、および垂直細隙８０６の正面図を含む、システム８００を描写する。
【００６９】
船首区分８０２は、カーボンファイバ、ファイバガラス、または任意の他の好適な材料から作製され得る。細隙８０４および８０６は、図８Ａでは「Ｔ」パターンに描写されるが、船首区分８０２は、任意の好適な構成において、任意の数の細隙を含み得る。細隙８０４および８０６は、船首区分８０２内に含まれる、ソナートランスデューサ（図８Ｂおよび８Ｃと関連して示される）と整列され、ソナートランスデューサが、ソナー信号を２Ｄ平面で伝送することを可能にし得る。例えば、水平細隙８０４は、そのそれぞれのソナートランスデューサが、船首区分８０２の正面の実質的水平平面を掃引することを可能にし得る一方、垂直細隙８０６は、そのそれぞれのソナートランスデューサが、船首区分８０２の正面の実質的垂直平面を掃引することを可能にし得る。このように、細隙８０４および８０６は、依然として、ソナー信号が、船首区分８０２を通過することを可能にしながら、有意な保護をソナーアレイに提供するように設計され得る。
【００７０】
図８Ｂは、船首区分８０２、水平細隙８０４、水平トランスデューサ８０８、垂直トランスデューサ８１０、水平ソナー信号８１２、および垂直ソナー信号８１４を含む、システム８００の側面図を描写する。
【００７１】
前述のように、水平細隙８０４は、水平トランスデューサ８０８が、水平ソナー信号８１２を比較的に水平平面において伝送することを可能にし得る。同様に、垂直トランスデューサ８１０は、垂直ソナー信号８１４を垂直細隙８０６（図８Ｂには図示せず）を通して伝送し得る。水平ソナー信号８１２および垂直ソナー信号８１４は、例証的実施例として、図８Ｂに描写され、ソナー掃引の実際の形状または範囲を表すことを意図するものではない。トランスデューサ８０８および８１０は、ＡＵＶまたは海洋用途における使用に対して典型的であるような、ソナー信号を伝送および受信するための任意の好適なソナー機器であり得る。トランスデューサ８０８および８１０は、ある範囲の斜視角にわたって伝送および受信するように構成され得る。
【００７２】
図８Ｃは、船首区分８０２、水平トランスデューサ８０８、垂直トランスデューサ８１０、および水平ソナー信号８１２を含む、システム８００の上面図を描写する。
【００７３】
前述のように、船首区分８０２内の細隙は、水平トランスデューサ８０８および垂直トランスデューサ８１０が、船首区分８０２を通してソナー信号を伝送および受信することを可能にし得る。水平ソナー信号８１２は、例証的実施例として図８Ｃに描写され、ソナー掃引の実際の形状または範囲を表すことを意図するものではない。いくつかの実施形態では、トランスデューサ８０８および８１０は、船首区分８０２の曲率に追従するように成形され得る。いくつかの実施形態では、水平トランスデューサ８０８および８１０は、実質的に、放物線配列に位置付けられ得る。このように、船首区分８０２内の細隙は、トランスデューサ８０８および８１０が、依然として、有意な保護をトランスデューサに提供しながら、複数の平面において撮像することを可能にし得る。
【００７４】
そのような実施形態は、一例として提供されるにすぎないことは、当業者に明白となるであろう。多数の変形例、代替、変更、および代用が、本発明を実践する当業者によって採用され得ることを理解されたい。故に、本発明は、本明細書に開示される実施形態に限定されず、法律の下で許容される限り広範に解釈される、以下の請求項から理解されるべきであることを理解されるであろう。
【図１】
2020147280.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【外国語明細書】
2020147280000001.pdf