(57)【要約】  本発明の１つの実施態様によれば、傾斜を補償するために物体の位置を調節するための方法は、物体を支持する回転可能なベースを提供するステップと、物体の位置が第一軸に対して制御され、且つ、物体が第二軸に沿って安定化されるよう、物体をベースに対して方向付けるステップを含む。物体は第二軸に沿って安定化される。物体は、第一及び第二の軸受アームを使用してベースに対して位置付けられる。第一及び第二の軸受アームは、第三軸及び第四軸に対する第一位置で、物体をベースに移動可能に結合する。第一軸受アームは、第一旋回地点で物体に結合する。第二の軸受アームは、第二旋回地点で物体に結合される。各軸受アームは、第一部分及び第二部分を含み、それらは第三軸及び第四軸とそれぞれ一致する。ベースの傾斜角が検出されるときに、第一軸を維持するために、物体は、第一及び第二の軸受アームを使用して第二位置に調節される。
2008514923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜を補償するためにセンサパッケージの位置を調節するためのシステムであって、
目標に向けられる視野に対して制御される第一位置を有し、且つ、方位軸に沿って安定化されるセンサパッケージと、
該センサパッケージを支持するよう動作可能なベースと、
仰角軸及びデロール軸に対する第一位置で前記センサパッケージを前記ベースに移動可能に結合する第一及び第二の軸受アームとを含み、
前記仰角軸は、前記視野に対して垂直であり、前記ベースは、前記方位角についての前記センサパッケージの回転を制御し、
各軸受アームは、第一部分と、第二部分とを含み、各軸受アームの前記第一部分及び前記第二部分は、互いに対して剛的に固定され、前記軸受アームが、前記センサパッケージを前記仰角軸に対してデロール角に保持するよう動作可能であるよう、前記第一部分は、前記センサパッケージに結合され、且つ、前記仰角軸と一致し、前記第二部分は、前記ベースに結合され、且つ、前記デロール軸と一致し、前記デロール角は、０度よりも大きいが９０度未満であり、前記軸受アームは、前記ベースの傾斜角度が検出されるときに視野を維持するために、前記センサパッケージを第二位置に調節するよう協働する、
システム。
【請求項２】
傾斜を補償するために物体の位置を調節するためのシステムであって、
第一軸に対して制御される第一位置を有し、且つ、第二軸に沿って安定化される物体と、
該物体を支持するよう動作可能なベースと、
前記物体を前記ベースに移動可能に結合する第一及び第二の軸受アームとを含み、
前記物体は、第三軸及び第四軸に対する第一位置で前記ベースに結合され、前記第三軸は、前記第一軸に対して垂直であり、前記ベースは、前記第二軸についての前記物体の回転を制御し、
各軸受アームは、第一部分と、第二部分とを含み、前記軸受アームが、前記第三軸に対するデロール角で前記物体を保持するよう動作可能であるよう、第一部分は、前記物体に結合され、且つ、前記第三軸と一致し、前記第二部分は、前記ベースに結合され、且つ、前記第四軸と一致し、前記デロール角は、０度よりも大きいが９０度未満であり、前記軸受アームは、前記ベースの傾斜角度が検出されるときに、前記第一軸を維持するために、前記物体を第二位置に調節するよう協働する、
システム。
【請求項３】
前記物体は、第一軸に沿って目標に向けられるよう動作可能なセンサパッケージを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記センサパッケージは、画像知覚を遂行するよう動作可能である、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
各軸受アームの前記第一部分及び前記第二部分は、互いに対して剛的に固定される、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記第一軸は、前記物体からある距離に離れて位置付けられる目標に対して垂直な視線を含み、
前記第二軸は、第一の自由度を表わす方位軸を含み、
前記第三軸は、第二の自由度を表わす仰角軸を含み、
前記第四軸は、第三の自由度を表わすデロール軸を含む、
請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記傾斜角は、前記デロール角の関数である、請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記ベースは車両に結合される、請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
前記物体を前記第二位置に調節するために、前記第一及び第二の軸受アームを調節するよう動作可能なディレクタをさらに含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ディレクタは、前記ベースの傾斜角を特定するために、全地球測位衛星情報を受信するよう動作可能である、請求項２に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ディレクタは、１つ又はそれよりも多くのジャイロスコープのシステムから受信する情報から前記ベースの傾斜角を特定するようさらに動作可能である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
傾斜を補償するために物体の位置を調節するための方法であって、
物体を支持する回転可能なベースを提供するステップを含み、
前記物体の位置が第一軸に対して制御され、且つ、前記物体が第二軸に沿って安定化されるよう、前記物体を前記ベースに対して方向付けるステップを含み、
第一及び第二の軸受アームを使用して、前記物体を前記ベースに対して位置付けるステップを含み、前記第一及び第二の軸受アームは、第三軸及び第四軸に対する第一位置で、前記物体を前記ベースに移動可能に結合し、前記第三軸は、前記第一軸に対して垂直であり、前記ベースは、前記第二軸について前記物体の回転を制御するよう動作可能であり、
前記軸受アームを使用して、前記第三軸に対して０度よりも大きく９０度未満のデロール角で前記物体を保持するステップを含み、各軸受アームは、第一部分と、第二部分とを含み、前記第一部分は、前記物体に結合され、且つ、前記第三軸と一致し、前記第二部分は、前記ベースに結合され、且つ、前記第四軸と一致し、
前記ベースの傾斜角が検出されるときに、前記第一軸を維持するために、前記第一及び第二の軸受アームを使用して、前記物体を第二位置に調節するステップとを含む、
方法。
【請求項１３】
前記物体を前記ベースに対して方向付けるステップは、センサパッケージを前記第一軸に沿って目標に方向付けるステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記センサパッケージは、画像知覚を遂行するために動作可能である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
各軸受アームの前記第一部分及び前記第二部分は、互いに対して剛的に固定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一軸は、前記物体からある距離に位置付けられる目標に対して垂直な視線を含み、
前記第二軸は、第一の自由度を表わす方位軸を含み、
前記第三軸は、第二の自由度を表わす仰角軸を含み、
前記第四軸は、第三の自由度を表わすデロール軸を含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記軸受アームは、前記デロール角に対する傾斜角の量を補償するよう動作可能である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記ベースを車両に結合するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ベースで全地球測位衛星情報を受信するステップと、
前記全地球測位衛星情報に基づいて前記ベースの傾斜角を検出するステップとをさらに含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
１つ又はそれよりも多くのジャイロスコープのシステムから情報を受信するステップと、
前記１つ又はそれよりも多くのジャイロスコープのシステムから受信された前記情報に基づいて前記ベースの傾斜角を検出するステップとをさらに含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
傾斜を補償するために物体の位置を調節するための論理であって、
当該論理は、コンピュータ読取り可能な媒体の中で具現化され、
物体の位置が第一軸に対して制御され、且つ、前記物体が第二軸に沿って安定化されるよう、回転可能なベースの上に支持される前記物体を前記ベースに対して方向付けるよう動作可能であり、
第一及び第二の軸受アームを使用して、前記物体を前記ベースに対して位置決めするよう動作可能であり、前記第一及び第二の軸受アームは、第三軸及び第四軸に対する第一位置で、前記物体を前記ベースに移動可能に結合し、前記第三軸は、前記第一軸に対して垂直であり、前記ベースは、前記第二軸について前記物体の回転を制御するよう動作可能であり、
前記軸受アームを使用して、前記第三軸に対して０度よりも大きく９０度未満のデロール角に前記物体を保持するよう動作可能であり、各軸受アームは、第一部分と、第二部分とを含み、前記第一部分は、前記物体に結合され、且つ、前記第三軸と一致し、前記第二位置は、前記ベースに結合され、且つ、前記第四軸と一致し、
前記ベースの傾斜角が検出されるときに、前記第一軸を維持するために、前記第一及び第二の軸受アームを使用して、前記物体を第二位置に調節するよう動作可能である、
論理。
【請求項２２】
傾斜を補償するために物体の位置を調節するためのシステムであって、
第一軸に対して制御され、且つ、第二軸に沿って安定化される物体と、
前記物体を支持するよう動作可能なベースと、
前記物体を前記ベースに移動可能に結合する第一及び第二の軸受アームとを含み、
前記第一軸受アームは、第一旋回地点で前記物体に結合され、前記第二軸受アームは、第二の対向する旋回地点で前記物体に結合され、前記物体は、第三軸及び第四軸に対する第一位置で前記ベースに結合され、前記第三軸は、前記第一軸に対して垂直であり、前記ベースは、前記第二軸について前記物体の回転を制御し、
各軸受アームは、第一部分と、第二部分とを含み、前記第一部分は、前記物体に結合され、且つ、前記第三軸と一致し、前記第二部分は、前記ベースに結合され、且つ、前記第四軸と一致し、前記軸受アームは、前記ベースの第一傾斜角が検出されるときに、前記第一軸を維持するために、前記物体を第二位置に調節するよう協働する、
システム。
【請求項２３】
前記物体は、前記第一軸に沿って目標に方向付けられるよう動作可能なセンサパッケージを含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記センサパッケージは、画像知覚を遂行するよう動作可能である、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
各軸受アームの前記第一部分及び前記第二部分は、互いに対して剛的に固定される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第一軸は、前記物体からある距離に位置付けられる目標に対して垂直な視線を含み、
前記第二軸は、第一の自由度を表わす方位軸を含み、
前記第三軸は、第二の自由度を表わす仰角軸を含み、
前記第四軸は、第三の自由度を表わすデロール軸を含む、
請求項２２に記載のシステム。
【請求項２７】
前記物体を前記第二位置に調節するために、前記第一及び第二の軸受アームを調節するよう動作可能なディレクタをさらに含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ディレクタは、前記ベースの傾斜角を特定するために、全地球測位衛星情報を受信するようさらに動作可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ディレクタは、１つ又はそれよりも多くのジャイロスコープのシステムから受信される情報から前記ベースの傾斜角を特定するようさらに動作可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
傾斜を補償するために物体の位置を調節するための方法であって、
物体を支持する回転可能なベースを提供するステップを含み、
前記物体の位置が第一軸に対して制御され、且つ、前記物体が第二軸に沿って安定化されるように、前記物体を前記ベースに対して方向付けるステップを含み、
第一及び第二の軸受アームを使用して、前記物体を前記ベースに対して位置決めするステップを含み、前記第一及び第二の軸受アームは、第三軸及び第四軸に対する第一位置で、前記物体を前記ベースに移動可能に結合し、前記第一の軸受アームは、第一旋回地点で前記物体に結合し、前記第二の軸受アームは、第二旋回地点で前記物体に結合し、前記第三軸は、前記第一軸に対して垂直であり、前記ベースは、前記第二軸について前記物体の回転を制御するよう動作可能であり、
前記軸受アームを使用して、前記物体を前記第三軸に対する第一位置に保持するステップを含み、各軸受アームは、第一部分と、第二部分とを含み、前記第一部分は、前記物体に結合され、且つ、前記第三軸と一致し、前記第二部分は、前記ベースに結合され、且つ、前記第四軸と一致し、
前記ベースの傾斜角が検出されるときに、前記第一軸を維持するために、前記第一及び第二の軸受アームを使用して、前記物体を第二位置に調節するステップを含む、
方法。
【請求項３１】
前記物体を前記ベースに対して方向付けるステップは、センサパッケージを前記第一軸に沿って目標に方向付けるステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記センサパッケージは、画像知覚を遂行するよう動作可能である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
各軸受アームの前記第一部分及び前記第二部分は、互いに対して剛的に固定される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記第一軸は、前記物体からある距離に位置付けられる目標に対して垂直な視線を含み、
前記第二軸は、第一の自由度を表わす方位軸を含み、
前記第三軸は、第二の自由度を表わす仰角軸を含み、
前記第四軸は、第三の自由度を表わすデロール軸を含む、
請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記ベースで全地球測位衛星情報を受信するステップと、
該全地球測位衛星情報に基づいて前記ベースの傾斜角を検出するステップとをさらに含む、
請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
１つ又はそれよりも多くのジャイロスコープのシステムから情報を受信するステップと、
前記１つ又はそれよりも多くのジャイロスコープのシステムから受信される情報に基づいて前記ベースの傾斜角を決定するステップとをさらに含む、
請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
傾斜を補償するために物体の位置を調節するための方法であっって、
物体を支持する回転可能なベースを提供するための手段を含み、
前記物体の位置が第一軸に対して制御され、且つ、前記物体が第二軸に沿って安定化されるよう、前記物体を前記ベースに対して方向付けるための手段を含み、
第一及び第二の軸受アームを使用して、前記物体を前記前記ベースに対して位置決めするための手段を含み、前記第一及び第二の軸受アームは、第三軸及び第四軸に対する第一位置で、前記物体を前記ベースに移動可能に結合し、前記第三軸は、前記第一軸に対して垂直であり、前記ベースは、前記第二軸について前記物体の回転を制御するよう動作可能であり、
前記軸受アームを使用して、前記第三軸に対して０度よりも大きく９０度未満のデロール角にある第一位置に前記物体を保持するための手段を含み、各軸受アームは、第一部分と、第二部分とを含み、前記第一部分は、前記物体に結合され、且つ、前記第三軸と一致し、前記第二部分は、前記ベースに対して結合され、且つ、前記第四軸と一致し、
前記ベースの傾斜角が掲出されるときに、前記第一軸を維持するために、前記第一及び第二の軸受アームを使用して、前記物体を第二位置に調節するための手段を含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、機構の分野に関し、より具体的には、傾斜を補償するために物体の位置を調節するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
戦闘又は他の情報収集状況において、環境又は特定目標についての場所及び他の情報を得るために、動作中の車両又は容器の上に取り付けられるセンサパッケージ又は他の物体を使用し得る。代替的に、長距離発砲又は他の目的のために目標上に照準するために、物体を使用し得る。従って、センサパッケージ又は他の物体は、特定目標と視線を構築し得る。特定目標は、センサパッケージ若しくは他の物体又は他の略水平原からある距離に配置され得る。
【０００３】
情報が得られ或いは兵器類が交戦される間、特定目標に向けられる視線が維持されなければならない。しかしながら、そのようなセンサパッケージ及び物体は、典型的には、移動する車両、航空機、又は、他の容器上に支持される。支持機械類は、地面、空、海の平坦でない表面に沿って移動するので、ピッチ、ロール、又は、高さの変化は、結果としてのセンサ又は他の物体の位置の変化が補償されないならば、特定目標又は他の水平原との視線を破壊させ得る。
【０００４】
典型的なセンサ又は他の物体は、センサパッケージ又は他の物体の位置を２つ又はそれよりも多くの軸に沿って調節するよう動作するジンバルシステムと共に取り付けられる。しかしながら、そのようなジンバルシステムにおいて、ジンバルの取付システムは、典型的には、センサパッケージ又は他の物体を取り囲み或いは少なくとも部分的に取り囲む嵩張る構造である。加えて、ジンバルによってもたらされる２つ又はそれよりも多くの自由度のそれぞれは、互いに直交し合い、且つ、他の全ての軸と無関係に動作する。取付システムは、センサパッケージ又は他の物体の位置を調節するために調節されなければならないので、特定目標との視線を維持し或いは再整列するために、多量の質量が再位置決めされなければならない。加えて、そのようなシステムは、センサパッケージ又は他の物体の視野を少なくとも部分的に遮断し、且つ／或いは、センサデータの有用性に影響を与え得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明によれば、以前に開発されたシステム及び方法に関連する不利点及び問題点を実質的に解消し或いは軽減する、物体を方向付けるための方法及びシステムが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの実施態様によれば、傾斜を補償するために物体の位置を調節するための方法は、物体を支持する回転可能なベースを提供するステップと、物体の位置が第一軸に対して制御されるよう、物体をベースに対して方向付けるステップとを含む。物体は、第二軸に沿って安定化される。物体は、第一及び第二の軸受アームを使用して、ベースに対して位置決めされる。第一及び第二の軸受アームは、第三軸及び第四軸に対する第一位置で、物体をベースに対して移動可能に結合する。第一軸受アームは、第一旋回地点で物体に結合する。第二軸受アームは、第二旋回地点で物体に結合される。各軸受アームは、第一部分と、第二部分とを含み、第一部分及び第二部分は、それぞれ第三軸及び第四軸と一致する。ベースの傾斜角が検出されるときに第一軸を維持するために、物体は、第一及び第二の軸受アームを使用して第二位置に調節される。
【０００７】
実施される具体的な機能に依存して、本発明の具体的な実施態様は、以下の技術的利点の一部又は全てを示し得るし、全く示さなくてもよい。１つの実施態様の技術的利点は、物体の位置が、傾斜を補償するよう物体を再位置決めするために、デロール軸について物体を回転することによって調節され得ることである。具体的には、特定の実施態様において、物体は、仰角軸に対して傾斜される第一位置において支持され得ることである。仰角軸とデロール軸との間の角度は９０度未満であるので、具体的な実施態様において、技術的利点は、物体が他の質量デロールよりも小さな構造の上に取り付けられることであり得る。
【０００８】
１つの実施態様のさらなる技術的利点は、物体が、カラー又は他の取り囲み取付システムによってよりもむしろ、２つの対応する旋回地点で支持されることであり得る。他の技術的利点は、カラー無し取付システムが、カラー付き取付システムよりも大幅により軽量であり且つより頑丈であることであり得る。結果的に、物体の視野を維持するために、より少ない質量が除去されなければならないことである。さらに他の技術的利点は、カラー無し取付システムが、センサデータを得るために使用され得る遮断されないセンサ表面地域を増大することであり得る。
【０００９】
他の技術的利点は、以下の図面、記載、及び、請求項から当業者に直ちに明らかである。
【００１０】
本発明のより完全な理解のために、並びに、さらなる機能及び利点のために、添付の図面と共に以下の記載が今や参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施態様及びその利点は、図１乃至５の図面を参照することによって最良に理解され、同等の番号が多様な図面の同等且つ対応する部分のために使用されている。
【００１２】
図１は、物体１２の位置を調節するためのシステム１０の１つの実施態様を例証している。例証されている実施態様において、物体１２は、例えば、本願の譲受人であるＲａｙｔｈｅｏｎによってＦｕｔｕｒｅ  Ｃｏｍｂａｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ｒａｎｇｅ  ＥＯ／ＩＲ  Ｓｅｎｓｏｒ（ＳＣＬＩＮ０００１）の名前の下で販売に供されているような、電気光学赤外センサを含み得るセンサパッケージを含む。さらなる用途は、気象踏査、監視、及び、目標捕捉（ＲＳＴＡ）電気光学センサを含み得る。よって、物体１２は、画像又は温度センサのための適切な回路構成を含み得る。加えて、物体１２は、物体１２又は他の一般的な水平原からある距離に配置される目標との視線を構築するのに適切な回路構成も含み得る。
【００１３】
画像センサが例証されているが、物体１２は、目標上に向けられ或いは照準され得る如何なる物体をも含み得る。例えば、物体１２は、特定目標に関する情報を収集するのに適切な如何なる物体をも含み得る。具体的な実施態様では、戦闘状況において物体１２を使用し得る。例えば、地上、空中、及び、海中ベースの戦闘用途において物体１２を使用し得る。しかしながら、この文書に記載されるような物体１２のために使用する例示的戦闘は、物体１２の使用のための例示的用途として提供されているに過ぎない。特定目標との視線又は他の略水平原の持続的維持を必要とする如何なる用途にも物体１２を使用し得ることが認識される。
【００１４】
多様な実施態様において、物体１２は、静止的な或いは動作中の車両、機械類、又は、他の物体によって結合され或いは支持され得る。例えば、戦闘状況では、物体１２を自動車、タンク、船、ヘリコプタ、又は、航空機に結合し得る。そのような物体は、典型的には、安定した水平進路に留まらないので、特定目標上に物体１２によって構築される視線が再構築されることが必要になり得る。例えば、物体１２を支持する車両又は他の機械類は、機械類が表面に沿って或いは空を通じて進行するに応じて傾斜されるようになり得る。機械類のピッチ又はロールの変化は、物体１２の視線を特定目標又は略水平原から他の移動させ、他に変更させる。しかしながら、物体１２は、３つの協働する自由度を有するので、物体１２は、視線又は他の水平原が物体１２によって維持され或いは再構築されて標的に向けられるよう、自動的に且つ機械的に再位置決めされ得る。
【００１５】
例証されるように、物体１２は、車両又は他の可動機械のタレット上に取り付け得る回転可能なベース１４の上に支持されている。具体的な実施態様において、ベース１４は、ベース支持体１６と、ベースクレードル１８とを含む。ベースクレードル１８は、ベース支持体１６に剛的に固定され、物体１２の対向する側に結合する２つの対向するアームを含む。具体的な実施態様において、２つの対向するアームは、物体１２の対向する側に配置される２つの対向する旋回地点で物体１２を結合し得る。以下にさらに詳細に記載されるように、ベース支持体１６は、ベース１４が取り付けられる機械類に対して回転可能である。しかしながら、ベースクレードル１８はベース支持体１６に剛的に固定されているので、車両又は他の支持機械類に対するベース支持体１６の回転は、ベースクレードル１８、よって、その上に支持される物体１２の回転を引き起こす。物体１２は２つの対向する旋回地点でベース１４に結合されるので、物体１２はベース１４に結合され、よって、カラー無し取付システムを使用して如何なる支持機械類の上に取り付けられる。カラー無し取付システムとして、システム１０は、他の質量デロール(mass deroll)よりも小さい構造をもたらし得る。結果的に、システム１０は、カラー付きシステムよりもかなり軽量且つ頑丈であり、ベース１４が傾斜に直面するとき、第一軸２０を維持するために移動されなければならない質量はより少ない。加えて、センサデータを得るために使用され得る遮断されないセンサ表面地域は、かなり減少され得る。
【００１６】
システム１０は、物体１２の位置及び全ての軸の動作を制御するよう動作するディレクタ又はコントローラ（図示せず）を含む。例えば、ディレクタは、物体１２によって定められる第一軸２０についての物体１２の回転を制御し得る。例証されるように、第一軸２０は、物体１２からページに対して実質的に垂直な方向に延びている。具体的な実施態様において、第一軸２０は、視線、又は、物体１２によって定められ或いは構築される他の略水平原を含み得る。物体１２の位置をこの視線又は水平原に対して制御し得る。
【００１７】
ベース１４は、第二軸２２についての物体１２の位置を制御するようにも動作する。物体１２は、第二軸２２に対して安定化され得る。具体的な実施態様において、第二軸２２は、３６０度の回転を定める方位軸である。ベースクレードル１８は、車両に対する第二軸２２の回転を構築するようベース支持部１６に結合する。ベースクレードル１８は、物体１２が第二軸２２についても３６０度回転することを可能にするために、第二軸２２について回転され得る。よって、物体１２が戦闘車両のタレット上に取り付けられるセンサパッケージを含む場合には、センサパッケージは方位軸２２に対して３６０度回転され得る。結果的に、第一軸２０、又は、物体１２によって定められる視線は、戦闘車両の如何なる側の上の如何なる目標にも向けられ得るし、戦闘車両の如何なる側の上の如何なる目標とも整列され得る。第二軸２２についての物体１２の回転は、第一の自由度を表わす。
【００１８】
２つの軸受アーム２４が、少なくとも２つの追加的な協働する自由度に対して移動可能な物体１２をもたらすような方法で、物体１２をベース１４に移動可能に結合する。２つの軸受アーム２４は、物体１２の両側の２つのそれぞれの対向する旋回地点で、物体１２をベース１４に結合する。よって、軸受アーム２４は、物体１２の両側の２つの対向する旋回地点に対して、物体１２を少なくとも２つの追加的な協働する自由度に対して移動可能にさせるよう協働する。軸受アーム２４の例示的な構成が、図２により詳細に例証されている。各軸受アーム２４は、第一部分２６と、第二部分２８とを含む。「各」は、組の各部材或いは組の副組の各部材を指す。第一部分２６及び第二部分２８は、互いに剛的に固定されている。例証されている実施態様において、第三部分３０が、各軸受アーム２４が歪んだ「ｚ」に似るよう、第一部分２６と第二部分２８とを剛的に固定している。しかしながら、軸受アーム２４の構成は、図２に例証されるように、軸受アーム２４の１つの例示的な実施態様であるに過ぎない。軸受アーム２４は物体１２をベース１４に移動可能に結合するのに適した構造であり得ることが概ね認識される。例えば、一部の実施態様では、第三部分３０は費用であり得るし、第一部分２６及び第二部分２８は、ベース１４に対する所望位置で物体１２を整列するための適切な角度に互いに直接的に剛的に固定され得る。
【００１９】
上記に議論されたように、軸受アーム２４は、物体１２をベース１４に結合する。従って、各軸受アーム２４の第一部分２６は、対向する旋回地点で物体１２の対向する側で物体１２に結合される。第一部分２６は、第三軸３２と一致している。具体的な実施態様において、第三軸３２は仰角軸を含み、物体１２は仰角軸について回転され得る。例えば、仰角軸は、ページと実質的に平行な平面に沿って延在し得る。物体１２が車両のタレット上に取り付けられたセンサパッケージを含む場合、第三軸３２は物体１２が水平に対して１８０度回転されることを許容し得る。第三軸３２は、第二軸２２によってもたらされる第一の自由度と協働する第二の自由度を表わしている。よって、第一軸２０又は視線若しくは水平原は、車両又は他の機械類若しくは構造支持システム１０に対する如何なる仰角にある目標とも整列され得る。
【００２０】
各軸受アーム２４の第二部分２８は、ベースクレードル１８に結合されている。第二部分２８は第四軸３４と一致する。第四軸３４は、デロール角(deroll angle)３６だけ第三軸３６から斜めにされ、従って、デロール軸を構成している。結果的に、軸受アーム２４は、第三軸３２に対してデロール角３６だけ斜めにされた第四軸３４に沿う第一位置に物体１２を支持する。具体的な実施態様において、デロール角３６は、０度よりも大きいが９０度未満の範囲内の量だけ第三軸３２から斜めにされている。第一部分２６及び第二部分２８は、第三軸３２及び第四軸３４とそれぞれ一致するので、並びに、軸受アーム２４は、物体１２の両側の対向する旋回地点で物体１２に結合されるので、物体１２は、物体１２と関連する共通の旋回地点から第三軸３２及び第四軸３４の双方に対して移動可能である。動作中、軸受アーム２４は、ベース１４の傾斜が検出されるとき、物体１２の位置を第一位置から第二位置へ調節するために使用され得る。物体１２の調節又は再位置決めは、第一軸２０を構築し或いは維持するために、第四軸３４と連動して、物体１２を第二軸２２及び第三軸３２について回転することを含み得る。従って、第四軸３４は、第三の自由度を表わしている。物体１２を第四軸３４について回転することは、ベース１４によって被らされる車両誘発傾斜を補償するために、第一軸２０とベース１４との間の傾斜を含み得る。
【００２１】
上記に議論されたように、システム１０は、物体１２の位置を制御するよう動作するディレクタ又はコントローラを含み得る。ディレクタ又はコントローラは、軸受アーム２４を移動することによって、第一の未調節位置から第二の調節済み位置へ物体の位置を調節し得る。物体１２を再位置決めする目的は、第一軸２０との物体の整列を実質的に維持することである。より具体的には、図１に関して上記されたように、システム１０のベース１４は、動作中の車両又は他の機械上に取り付けられ得る。視線又は第一軸２０のような他の水平原が物体１２によって構築され得るし、物体１２は適切に位置決めされ得る。システム１０が取り付けられる機械類は、表面に沿って或いは空中を進行するので、機械類は、機械類を水平に対して上昇下降させる機械類の仰角変化又は障害に直面し得る。しかしながら、水平に対する機械類の仰角のそのような変化は、構築された視線又は他の略水平原に対する物体１２の位置を変更し得る。
【００２２】
しかしながら、戦略的な目的のために、物体１２が特定目標と実質的に一定な視線を維持することが望ましくあり得る。例えば、物体１２からある距離に位置する目標のための画像又は温度センサ情報を生成するためのセンサパッケージを含む物体が、目標又は他の概ね水平な視線と実質的に一定な視線を維持することが望ましくあり得る。軸受アーム２４は、物体が第三軸３２及び第四軸３４の双方について回転されることを可能にするので、軸受アーム２４は、ベース１４の傾斜角が、水平又は他の固定され且つ実質的に水平な基準に対して検出されるときに、第一軸２０を維持するために物体１２を第二位置に調節するよう、ベース１４と協働し得る。しかしながら、軸受アーム２４は、物体１２の位置を物体１２の両側の共通の旋回地点から第三軸３２及び第四軸３４について調節するために協働するので、第三軸３２又は第四軸３４のいずれかに対する物体１２の移動は、他の協働軸に対する物体１２の動作との協働ももたらす。
【００２３】
第一軸２０の維持のために、上記に議論されたコントローラ又はディレクタは、物体１２を４つの軸のそれぞれに対して再位置決めし得る。各軸に対する物体１２の移動は、コントローラ又はディレクタによって独立して制御される。しかしながら、上述のように、軸受アーム２４は、物体１２をベース１４に結合するために、ベースクレードル１８の２つの対向するアームと協働するので、コントローラ又はディレクタは、同一の２つの接触点を通じて第三軸３２及び第四軸３４に対する物体１２の位置を独立して制御する。いずれかの軸に対する物体１２の移動は、協働する軸についての物体１２の移動をもたらす。例えば、第三軸３２に対する物体１２の位置の調節は、第四軸３４に対する物体１２の移動をもたらし、その逆も然りである。
【００２４】
軸受アーム２４が補償し得る傾斜の量又はその関数は、第四軸３４が第三軸３２から傾斜される量に直接的に関連され得る。よって、軸受アーム２４が補償し得る傾斜の量は、デロール角に直接的に関連され得る。１つの実施例として、物体１２が、第四軸３４が約１０度の量だけ仰角軸３２から傾斜されるよう位置付けられる場合、軸受アーム２４は、ベース１４が１０度までの任意の角度で傾斜されるときに、第一軸２０を維持するよう協働し得る。他の実施例として、第四軸３４が、約４５度の量だけ仰角軸３２から傾斜される場合、軸受アーム２４は、ベース１４が４５度の角度までの任意の角度で傾斜されるときに、第一軸２０を維持するよう協働し得る。
【００２５】
図３は、少なくとも３つの自由度を備える物体１２の１つの実施態様の上面図を例証している。物体１２は、第一の未調節位置５０に例証されている。図３は物体１２の上面図であるので、第一軸２０はページと概ね平行であるように例証され、第二軸２２はページに対して概ね垂直に例証されている。第一軸２０及び第二軸２２に対する物体１２の位置は、ベース１４によって制御される。第一の未調節位置５０において、物体１２は、ベースクレードル１８に対して傾斜角度に位置付けられている。物体１２の傾斜は、デロール角３６、故に、第四軸３４及び第三軸３２の関係によって決定される。物体１２が第一の未調節位置５０にある間、視野又は他の略水平原を含み得る第一軸２０は、物体１２からある距離に配置される特定目標に向けられる。第二軸２２は、３６０度内で物体１２の回転を許容するので、特定目標は、システム１０が取り付けられる機械類の如何なる側の上にもあり得る。第三軸３２は、第三軸３２についての物体１２のさらなる回転を許容するので、特定目標は、物体１２に対する、或いは、物体１２が取り付けられる戦闘車両に対する如何なる仰角にもあり得る。
【００２６】
物体１２が取り付けられる車両又は他の機械類の傾斜は、機械類の仰角における変化に関係する。機械類が移動すると、機械類、故に、物体１２が取り付けられるベース１４は、ベース１４がもはや実質的に水平でないよう傾斜され得る。傾斜の結果として、第一軸２０は、初期目標から離れて再方向付けされ得る。従って、目標又は他の略水平原との視野は破壊され得る。システム１０のディレクタは、ベース１４の傾斜を検出し、視野又は略水平原を再構築するよう動作し得る。具体的な実施態様において、システム１０のディレクタは、全地球測位衛星（ＧＰＳ）情報を受信し、ＧＰＳ情報からベース１４の傾斜角を決定し得る。代替的に、システム１０は、ジャイロスコープの適切な直交グルーピング、振子システム、又は、ベース１４の傾斜角を決定するための空間内の固定基準地点を構築するための他の適切な機構を使用し得る。次に、物体１２の位置は、ベース１４が検出された傾斜角に傾斜されるときでさえ、初期目標との物体１２の視野又は他の略水平原を再構築し或いは概ね維持するために調節され得る。図２に関して上記に議論されたように、物体１２の再位置決めは、第三軸３２及び第四軸３４に対する物体１２の位置を協働して調節するために軸受アーム２４を調節することを含み得る。
【００２７】
図４は、第二の調節位置６０に少なくとも３つの自由度を備える物体１２の１つの実施態様の正面図を例証している。物体１２は正面図として例証されているので、第一軸２０は今やページの平面に対して概ね垂直な方向に延びている。上記に議論されたように、第二の調節位置６０は、特定目標との視野又は他の略水平原を実質的に維持するベース１４の傾斜範囲を補償するために必要とされる量だけ軸受アーム２４を調節することによって得られる。具体的には、軸受アーム２４は、ベース１４に対して第四軸３４について自動的に且つ機械的に回転され得る。第四軸３４についての軸受アーム２４の回転は、第四軸３４についての第三軸３２の回転をもたらす。このようにして、軸受アーム２４及びベース１４は、軸受アーム２４が物体１２をベース１４に結合する旋回地点に対して軸受アーム２４を調節することによって、ベース１４のディレクタによって検出される傾斜角を補償するよう協働し得る。
【００２８】
軸受アーム２４が補償することのできる傾斜の量は、デロール角３６に関係する。具体的には、デロール角３６は、軸受アーム２４が第一軸２０を維持するために使用され得る傾斜の最大量を決定する。第一の実施例として、物体１２は、物体１２が約１０度のデロール角だけ第三軸３２に対して傾斜されるよう位置決めされ得る。軸受アーム２４が補償し得る傾斜の量はデロール角によって決定されるので、この実施例において、軸受アーム２４は、最大１０度の傾斜を補償するよう調節可能である。従って、もしベース１４が１０度以下の傾斜を経験するならば、軸受アーム２４は、第一軸２０を維持するよう物体１２を第二の調節位置６０に再位置決めするために使用され得る。しかしながら、もしベース１４が１０度よりも大きい傾斜を経験するならば、物体１２は第一軸２０を維持するために再位置決めされ得ない。むしろ、デロール角３６よりも大きい傾斜角度のために、目標又は他の略水平原との視野は、少なくとも部分的に手動で再位置決めされなければならない。
【００２９】
図５は、本発明に従って物体１２の位置を調節するための方法の１つの実施態様のフロー図である。ステップ１００で、回転可能なベース１４が提供される。上記に議論されたように、ベース１４は、ベース支持体１６と、ベースクレードル１８とを含み得るし、任意の多様な戦闘車両又は機械類の上に支持され得る。例えば、ベース１４は、タンク、航空機、船、又は、他の容器若しくは機械類の上に支持され得るし、動作中にあり得る。具体的な実施態様において、ベース１４は、物体１２の対向側の上の２つの旋回地点からの物体１２の調節をもたらすカラー無し取付システムを使用して、物体１２に結合する。ステップ１０２で、第二軸２２又は方位角、及び、第三軸、仰角軸が提供される。
【００３０】
ステップ１０４で、物体１２はデロール角３６でベース１４上に支持される。物体１２は、物体１２の対向する側にそれぞれ結合されるベースクレードル１８の２つの対向するアームによって、ベース１４上に支持され得る。ベース１４上の支持位置において、物体１２は、第二軸２２及び第三軸３２に沿って安定化され得る。具体的な実施態様において、物体１２は、３６０度の第一の自由度をもたらす方位角に沿っても安定化され得る。
【００３１】
ステップ１０６で、視野が構築される。例えば、物体１２が画像知覚(image
sensory)を遂行するよう動作するセンサパッケージを含む場合、目標が人、軍事車両、又は、他の適当な目標を含み得る。目標への視野が構築されるや否や、物体１２はステップ１０８で第一位置５０に位置決めされる。物体１２は、軸受アーム２４を移動し或いは再位置決めすることによって、ベース１４に対して第一位置５０に位置決めされ得る。軸受アーム２４、結果的に、物体１２の位置は、第一軸２０に対して制御される。具体的な実施態様において、第一軸２０は、特定目標に向けられる視野又は他の略水平原を含み得る。従って、物体１２を第一位置５０に位置決めすることは、具体的な実施態様では方位角を含み得る第二軸２２について物体１２を回転することを含み得る。加えて、第一位置５０は、第三軸３２及び第四軸３４に対して位置決めされる物体１２を含み得る。第三軸及び第四軸は、具体的な実施態様において、仰角軸及びデロール軸(deroll axis)をそれぞれ含み得る。
【００３２】
ステップ１１０で、ベース１４の傾斜が検出される。上記に議論されたように、ベース１４の傾斜は、ベース１４、よって、物体１２が取り付けられる機械類のピッチ、ロール、又は、仰角における変化に起因し得る。例えば、もしベース１４がタンク上に取り付けられるならば、タンクが移動する表面は平坦でなくあり得るし、物体１２の視野又は他の略水平原を特定目標から移動させ得る。従って、ベース１４の傾斜の検出に応答して、物体１２の位置は、ステップ１１２でベース１４の傾斜を補償するために、第二位置に調節され得る。具体的には、軸受アーム２４は、ベース１４が傾斜されるときでさえ第一軸２０を維持するために、物体１２を第二位置６０に調節するよう回転され得る。従って、物体１２は、第三軸３２及び第四軸３４について回転され得る。第三軸及び第四軸は、傾斜を除去するために協働する。加えて、第二軸２２及び第三軸３２は、第一軸２０を実質的に維持するために調節され得る。よって、物体１２の視野又は他の略水平原は、たとえベース１４及び物体１２が動作状態にあるとしても、特定目標上に維持され得る。
【００３３】
物体１２は、物体１２の対向する側の上の２つの対向する旋回地点でベース１４に結合されるので、ベース１４は、カラー無し取付システムを含み、それは他の質量デロールよりも小さな構造をもたらす。結果的に、システム１０は、カラー付き取付システムよりも実質的により軽量であり且つより頑丈であり、ベース１４が傾斜を受けるときに、第一軸２０を維持するために、より少ない質量が移動されなければならない。加えて、センサデータを得るために使用され得る遮断されていないセンサ表面地域は、実質的に増大され得る。
【００３４】
実施例のステップが例証され且つ記載されたが、本発明は、実質的に同時に或いは異なる順序で起こる２つ又はそれよりも多くのステップを予期する。加えて、ステップが、視野又は他の略水平原を概ね維持するよう、物体の位置を調節するために適切であり続ける限り、本発明は、追加的なステップ、より少ないステップ、又は、異なるステップを備える方法を使用することも予期する。
【００３５】
本発明の実施態様及びその利点が詳細に記載されているが、当業者であれば、添付の請求項によって定められるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、多様な変更、追加、及び、省略を行い得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に従った物体の位置を調節するためのシステムの１つの実施態様を示す概略図である。
【図２】図１のシステムにおいて使用され得る軸受アームの１つの実施態様を示す概略図である。
【図３】３つの協働する自由度を備える物体の１つの実施態様を示す上面図である。
【図４】調節位置において３つの協働する自由度を備える物体の１つの実施態様を示す正面図である。
【図５】本発明に従った物体の位置を調節するための方法の１つの実施態様を示すフロー図である。
【図１】
2008514923.tif 000003
【図２】
2008514923.tif 000004
【図３】
2008514923.tif 000005
【図４】
2008514923.tif 000006
【図５】
2008514923.tif 000007
【国際調査報告】
2008514923.tif 000008
2008514923.tif 000009