BR112020000387A2 - sistema de metrologia óptica subaquática - Google Patents

sistema de metrologia óptica subaquática Download PDF

Info

Publication number
BR112020000387A2
BR112020000387A2 BR112020000387-5A BR112020000387A BR112020000387A2 BR 112020000387 A2 BR112020000387 A2 BR 112020000387A2 BR 112020000387 A BR112020000387 A BR 112020000387A BR 112020000387 A2 BR112020000387 A2 BR 112020000387A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
acoustic
location
transponder
metrology
fact
Prior art date
Application number
BR112020000387-5A
Other languages
English (en)
Inventor
Carl W. Embry
Neil Manning
Derek D. Pierce
Julian Peter Rickards
Cory S. Moore
Original Assignee
3D at Depth, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3D at Depth, Inc. filed Critical 3D at Depth, Inc.
Publication of BR112020000387A2 publication Critical patent/BR112020000387A2/pt

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
    • G01C21/1656—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments with passive imaging devices, e.g. cameras
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/87—Combinations of sonar systems
    • G01S15/874—Combination of several spaced transponders or reflectors of known location for determining the position of a receiver
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/38—Arrangement of visual or electronic watch equipment, e.g. of periscopes, of radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/74—Systems using reradiation of acoustic waves, e.g. IFF, i.e. identification of friend or foe
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/86—Combinations of sonar systems with lidar systems; Combinations of sonar systems with systems not using wave reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/87—Combinations of sonar systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/08—Waterproof bodies or housings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B42/00—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
    • G03B42/06—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B63G2008/002—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned
    • B63G2008/005—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned remotely controlled
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C13/00—Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/74—Systems using reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. IFF, i.e. identification of friend or foe

Abstract

A presente invenção refere-se a métodos e dispositivos para localização melhorada de qualquer uma e todas as estruturas ou equipamentos subaquáticos. Em particular, sistemas são descritos que combinam metrologia óptica e acústica para localizar objetos em ambientes subaquáticos. Os sistemas permitem posições relativas de objetos serem determinadas com grande precisão usando técnicas ópticas, e suportar localização melhorada de dispositivos que utilizam técnicas de localização acústica. Além disso, a informação de localização pode ser fornecida pelo sistema mesmo em condições que tornam as técnicas de metrologia óptica impossíveis ou impraticáveis.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTE- MA DE METROLOGIA ÓPTICA SUBAQUÁTICA".
REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Este pedido reivindica o benefício de Pedido de Patente Provisória U.S. Número de série 62/530.747, depositado em 10 de ju- lho de 2017, a descrição inteira do qual é incorporado aqui por refe- rência.
CAMPO
[0002] A presente descrição é direcionada a métodos e sistemas para determinar a localização de objetos subaquáticos, fazer medições entre objetos, e facilitar o posicionamento de objetos sob a água usan- do técnicas de metrologia óptica e acústica.
ANTECEDENTES
[0003] A colocação e monitoramento precisos de equipamento su- baquático, tais como cabeças de poço, coletores, tubos ascendentes, âncoras, Terminações final de tubulação (PLETS), Equipamentos de Prevenção de Explosão (BOPs), bombas, pontos de contato com o solo, estacas de sucção, correntes, juntas deslizantes, modelos e tu- bulações, é importante assegurar a operação segura e confiável de tal equipamento. No entanto, os métodos disponíveis em ambientes su- baquáticos são limitados quando comparados com ambientes de su- perfície. Por exemplo, freqüências de rádio são severamente atenua- das em ambientes subaquáticos, tornando sistemas de localização ba- seados em frequência de rádio, tais como um Sistema de Satélite de Navegação Global (GNSS) como o Sistema de Posicionamento Global U.S. (GPS), e o agora obsoleto sistema de navegação de longo alcan- ce (LORAN), inúteis em profundidade. Além disso, técnicas convenci- onais de exame topográfico, por exemplo, usando teodolitos e fitas de medição, podem ser limitadas pela visibilidade limitada, e porque elas devem ser tipicamente operadas diretamente por um ser humano, o que pode não se possível ou praticável em certos cenários subaquáti- cos. Como um resultado, é desafiador determinar precisamente a loca- lização de equipamento e medições entre o equipamento em ambien- tes subaquáticos durante as operações de instalação e exame topo- gráfico.
[0004] Técnicas convencionais para determinar uma localização subaquática podem incluir o uso de unidades de navegação inercial (INUs). Além disso, matrizes de transdutores acústicos tendo localiza- ções conhecidas podem ser usadas para determinar a localização dentro ou perto da matriz. Embora técnicas acústicas possam fornecer informação relativa de direção e distância, a exatidão e precisão de tais sistemas são relativamente baixas. Por exemplo, localizações rela- tivas, na melhor das hipóteses, podem ser determinadas com uma precisão de vários centímetros.
[0005] Informação de localização mais precisa pode ser obtida usando técnicas ópticas ativas. Por exemplo, está disponível em sis- temas LiDAR subaquáticos que podem fornecer localização relativa com uma precisão de vários milímetros ou menos. No entanto, tais sis- temas podem sofrer de alcance operacional limitado, particularmente em condições de água turva.
[0006] Consequentemente, seria desejável fornecer sistemas e métodos que permitissem a determinação confiável e precisa de loca- lização em ambientes subaquáticos.
SUMÁRIO
[0007] A presente descrição fornece sistemas e métodos para de- terminar uma localização de objetos e medições entre objetos subaqu- áticos. De acordo com modalidades da presente descrição, os siste- mas e métodos utilizam uma combinação de metodologias ópticas e acústicas para determinar as localizações de objetos em um ambiente subaquático. De acordo com pelo menos algumas modalidades da presente descrição, um sistema de metrologia incorpora um sistema de monitoramento que inclui um dispositivo LiDAR e um transceptor acústico. De acordo com ainda outras modalidades da presente inven- ção, transponders acústicos são fornecidos com indícios alvo e memó- ria para armazenar informação de localização. Os sistemas e métodos descritos permitem que a localização de objetos sob a água seja de- terminada com precisão de confiabilidade usando ambas as metodolo- gias ópticas e acústicas.
[0008] Um sistema combinado de acordo com modalidades da presente invenção pode incluir um ou mais sistemas de metrologia que incorporam um instrumento de metrologia óptico, tal como um disposi- tivo de monitoramento de sistema de detecção e alcance de luz (de- pois aqui "LiDAR"). Em tais modalidades, o dispositivo LiDAR pode estar na forma de um LiDAR de escaneamento, LiDAR de flash, LiDAR de laser pulsado, LiDAR de detecção de fase de onda contínua de amplitude ondulada (AMCW), LiDAR de AMCW "chirped", LiDAR de onda contínua modulada em frequência de amplitude (FMCW), LiDAR de FMCW real, código de modulação de pulso, ou outro sistema Li- DAR. Além do mais, o sistema LiDAR pode incorporar uma fonte de luz de laser de onda contínua modulada ou pulsada. Outras modalida- des podem incluir um sistema de monitoramento incorporando uma triangulação a laser estéreo fotométrica, visão estereoscópica, luz es- truturada, fotoclinometria, estereofotoclinometria, holográfica, holográ- fico digital ou outro dispositivo de utiliza luz para detectar o espaço em 3D. LiDARes de escaneamento podem incluir um escaneamento de ponto único ou múltiplos pontos únicos podem ser escaneados. Em adição, os um ou mais sistemas de metrologia podem incorporar um transceptor acústico, o transceptor acústico. O transceptor acústico pode operar em frequências acústicas para permitir que o sistema de metrologia localize transponders acústicos ou outros emissores acústi-
cos, e comunicar com transponders acústicos e outros dispositivos de recepção, tais como outros transceptores acústicos.
[0009] O sistema combinado pode também incluir um ou mais transponders acústicos. Cada transponder acústico em geral inclui um transdutor acústico, indícios alvo, e memória. Em geral, o transdutor acústico pode ser operado para emitir um sinal de identificação para identificar o transdutor acústico associado. Além disso, o transdutor acústico de um transponder acústico pode ser operado para emitir um sinal que permite que um dispositivo de recepção, tal como outro transponder acústico ou um transceptor acústico de um dispositivo de metrologia, determine um alcance e direção para o transdutor acústico emissor. Além disso, de acordo com modalidades da presente inven- ção, indícios alvo podem estar incluídos para identificar unicamente o transdutor acústico associado. Alternativamente, ou em adição, os in- dícios alvo podem ser configurados para identificar uma localização do transdutor acústico do transponder acústico. De acordo com ainda ou- tras modalidades da presente invenção, cada transponder acústico pode incluir memória, que pode ser usada para armazenar uma locali- zação do transponder acústico.
[0010] Métodos de acordo com modalidades da presente invenção incluem fornecer vários transponders acústicos tendo indícios alvo e um transdutor acústico. Dados de controle dimensionais referentes à relação dos indícios alvo com o transdutor acústico para cada trans- ponder acústico é gravado antes de colocar os transponders acústicos em localizações subaquáticas. Depois de colocar transponders acústi- cos, um ou mais sistemas de metrologia podem ser colocados em lo- calizações subaquáticas na vizinhança de pelo menos um dos trans- ponders acústicos. O sistema de metrologia pode estar localizado aproximadamente, por exemplo, usando uma unidade de navegação inercial incluída, ou mais precisamente, por exemplo, um alcance e direção opticamente determinadas cm relação a um monumento ou outra referência. O sistema de metrologia pode então ser operado para gerar dados de nuvem de pontos que inclui retornos de indícios alvo de pelo menos um dos transponders acústicos. A localização do trans- ponder acústico pode então ser determinada a partir dos dados de nu- vem de pontos. De acordo com modalidades da presente invenção, a informação de localização pode ser comunicada do sistema de metro- logia para o transponder acústico, e pode ser armazenado no trans- ponder acústico. A informação de localização armazenada pelo trans- ponder acústico pode ser comunicada aos outros transponders acústi- cos como parte de ou como um suplemento para sinais convencionais de alcance e direção.
[0011] Modalidades da presente invenção fornecem um sistema combinado de posicionamento e localização óptico e acústico que in- clui um sistema de metrologia baseado em óptica, e dispositivos acús- ticos ou faróis, referidos aqui como transponders acústicos. Mais parti- cularmente, o sistema de metrologia pode determinar as localizações relativas de transponders acústicos dentro de um campo de grande precisão (por exemplo, mais ou menos vários milímetros). Esta infor- mação de localização pode então ser passada para os transponders acústicos propriamente ditos. O uso combinado de um sistema de me- trologia baseado em óptica e transponders acústicos dentro de um campo, pode permitir o posicionamento preciso de estruturas ou veícu- los dentro do campo, enquanto utiliza poucos transponders acústicos que de outro modo poderiam ser necessários, e enquanto fornecem sinais de posicionamento complementar, duplicados (isto é, sinais ba- seados em luz e baseados em som).
[0012] Alvos ópticos podem ser fixados em estruturas submarinas ou faróis acústicos para melhorar a identificação e localização de tais estruturas por um sistema de metrologia. Os alvos ópticos podem ser bidimensionais ou tridimensionais. Os alvos ópticos podem ser confi- gurados em uma relação conhecida com relação a um transponder acústico e em particular a um transdutor acústico fornecido como parte do transponder acústico, para permitir a localização precisa do trans- dutor acústico por um sistema de metrologia óptico. Além disso, dife- rentes alvos podem ter características ópticas diferentes, para permitir que os alvos diferentes sejam distinguidos um do outro pelo sistema de metrologia. De acordo com pelo menos algumas modalidades da presente invenção, alvos ópticos podem variar as características da luz que é refletida de volta para o sistema de metrologia. Tais caracte- rísticas podem incluir a intensidade, padrão, frequência, fase, ou pola- rização da luz. Além disso, os alvos podem codificar informação usan- do códigos de barra, hologramas, indícios perceptíveis de reconheci- mento humano ou de máquina, ou similares.
[0013] Recursos adicionais e vantagens de modalidades da pre- sente invenção se tornarão mais facilmente evidentes a partir da des- crição seguinte, particularmente quando tomada junto com os dese- nhos anexos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0014] A figura 1 representa um exemplo de um ambiente subaqu- ático em que sistemas e métodos de acordo com modalidades da pre- sente invenção podem ser usados; a figura 2 representa um ambiente subaquático que inclui sistemas de monitoramento e metrologia, monumentos e transponders acústicos de acordo com modalidades da presente invenção; a figura 3 representa um sistema de metrologia de acordo com modalidades a presente invenção; a figura 4 é um diagrama de bloco representando compo- nentes funcionais de um sistema de metrologia de acordo com modali- dades da presente invenção;
as figuras 5A-5B representam transponders acústicos de acordo com modalidades da presente invenção; a figura 6 é um diagrama de bloco representando compo- nentes funcionais de um transponder acústico de acordo com modali- dades da presente invenção; a figura 7 representa um monumento de acordo com moda- lidades da presente invenção; a figura 8 é um diagrama de bloco representando uma es- tação de monitoramento e controle de acordo com modalidades da presente invenção; a figura 9 representa um cenário submarino incluindo o uso de um transponder acústico e um monumento geograficamente locali- zado de acordo com modalidades da presente invenção; a figura 10 é um fluxograma representando aspectos de um método de operar um sistema combinado de acordo com modalidades da presente invenção; a figura 11 representa um cenário submarino em que um monumento é usado para encontrar a localização de um sistema de metrologia; a figura 12 é um fluxograma representando aspectos de um método de operar um sistema combinado de acordo com o cenário da figura 11; a figura 13 representa um cenário submarino incluindo o uso de múltiplos transponders acústicos e um monumento geografi- camente localizado de acordo com modalidades da presente invenção; a figura 14 é um fluxograma representando aspectos de um método de operar um sistema combinado de acordo com o cenário da figura 13; a figura 15 representam um cenário submarino incluindo múltiplos objetos e o uso de múltiplos transponders acústicos e múlti-
plos monumentos geograficamente localizados de acordo com modali- dades da presente invenção; a figura 16 é um fluxograma representando aspectos de um método de operar um sistema combinado de acordo com o cenário da figura 15; a figura 17 representa um cenário submarino incluindo múl- tiplos transponders acústicos e múltiplos sistemas de metrologia de acordo com modalidades da presente invenção; a figura 18 é um fluxograma representando aspectos de um método de operar um sistema combinado de acordo com o cenário da figura 17; a figura 19 representa um alvo de 3-D de acordo com mo- dalidades da presente invenção; e a figura 20 representa um alvo em 2-D de acordo com mo- dalidades da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0015] Modalidades da presente invenção fornecem sistemas e métodos que podem ser usados em conexão com a colocação de ob- jetos em ambientes subaquáticos. A figura 1 representa um sistema de perfuração e produção 100, que é um exemplo de um ambiente em que as modalidades da presente invenção podem ser usadas. O sis- tema de perfuração e produção 100 pode incluir uma variedade de su- perfície e componentes ou objetos submarinos ou subaquáticos 102. Como exemplos, e sem limitação, estes componentes ou objetos 102 podem incluir plataformas de processamento 104, plataformas de ele- vação 108, plataformas flutuantes 112, tubulações ou outras embarca- ções de superfície 116, tubulações 120, tubos ascendentes 124, cole- tores 128, poços 130, ponto de contado 125, estacas de sucção ou ancoras 136, corrente 137, juntas deslizantes 138 e equipamentos de prevenção de explosão 132. Como pode ser apreciado por alguém versado na técnica, é vantajoso determinar e rastrear localizações re- ais dos vários componentes 102 do sistema 100, de recursos naturais, e de outros objetos na vizinhança do sistema 100. Em adição, compo- nentes do sistema 100 frequentemente precisam ser posicionados com um alto nível de precisão, para permitir que funções pretendidas sejam realizadas, para conectar operativamente em outros componen- tes, e/ou evitar interferir com a operação de outros componentes su- baquáticos.
[0016] A figura 2 representa um ambiente subaquático que inclui um sistema combinado de posicionamento e localização óptico e acús- tico 200, daqui em diante referido simplesmente como o sistema com- binado 200, de acordo com modalidades da presente invenção. Os componentes do sistema combinado 200 podem incluir um ou mais sistemas de metrologia 202, suportes alvo 222, monumentos 226, e transponders acústicos 228. No exemplo da figura 2, o ambiente su- baquático inclui componentes de um sistema de perfuração e produ- ção como representado na figura 1, no entanto, modalidades da pre- sente invenção podem ser aplicadas a qualquer ambiente subaquático ou sistema. De acordo com modalidades da presente invenção, o sis- tema combinado 200 pode usar os um ou mais sistemas de metrologia 202, suportes alvo 222, monumentos 226, e transponders acústicos 228 em várias combinações para ajudar na localização de recursos naturais ou objetos feitos pelo homem 102 dentro de um ambiente su- baquático, bem como outros componentes do sistema combinado 200.
[0017] Como representado no cenário exemplar da figura 2, os ob- jetos 102 dentro de um ambiente subaquático podem incluir estruturas ou outros objetos feitos pelo homem que são estacionários dentro ou se movendo através do ambiente. Determinar as localizações reais de tais objetos 102, componentes do sistema combinado 200, e recursos naturais dentro do ambiente é importante para assegurar a operação segura e confiável do equipamento, navegação do ambiente, opera- ções de manutenção, a instalação de objetos adicionais, e similares. De acordo com modalidades da presente invenção, o sistema combi- nado 200 fornece componentes ópticos, em combinação com compo- nentes acústicos para ajudar na localização e identificação de objetos 102 e componentes do sistema combinado 200 em um ambiente su- baquático. Como exemplos, os componentes ópticos de um sistema combinado 200 podem incluir um sistema de metrologia 202 que utiliza instrumentos ópticos, incluindo, mas não limitado a instrumentos ópti- cos ativos, tal como um sistema de detecção e alcance de luz (LiDAR), alvos ópticos 240 ou 244, e recursos visivelmente distintos de objetos subaquáticos 102. Exemplos de componentes acústicos de um siste- ma combinado 200 podem incluir transceptores acústicos associados com um sistema de metrologia 202 ou outro componente ou objeto 102, hidrofones 248, matrizes de hidrofone 252, transponders acústi- cos 228, e transdutores acústicos. Em adição, um sistema combinado 200 de acordo com modalidades da presente invenção pode incluir componentes que operam usando uma combinação de metodologias. Por exemplo, como discutido em mais detalhe em outro lugar aqui, um sistema de metrologia 202 pode incluir um sistema óptico ativo, capaz de medir uma frequência de uma vibração de um transponder acústico 228 emitindo um sinal acústico.
[0018] A inclusão de componentes de metrologia óptica dentro do sistema combinado 200 pode permitir as localizações de objetos 102, componentes de sistema combinado 200, e recursos naturais a serem determinados com um nível muito alto de precisão (por exemplo, milí- metros). A inclusão de componentes de metrologia acústica dentro do sistema combinado 200 pode permitir as localizações de objetos 102 e componentes de sistema combinado 200 a serem determinados em condições nas quais as técnicas ópticas estão comprometidas ou in-
disponíveis, por exemplo, devido a condições de água turva. Além do mais, a inclusão de sistemas de metrologia co base óptica e com base acústica fornecem redundância, e permite a operação em combinação com uma faixa maior de sistemas complementares. Além disso, a combinação de técnicas permite a precisão de localização aperfeiçoa- da, e operação em uma faixa maior de condições.
[0019] Como mostrado no cenário exemplar da figura 2, compo- nentes de sistema combinado 200, incluindo, mas não limitado a sis- temas de metrologia 202, suportes alvo 222, monumentos 226, e transponders acústicos 228, podem ser posicionados usando vários equipamentos de colocação 210. Como exemplos, um componente de sistema combinado 200 pode ser colocado me posição por um guin- daste 212, um veículo submersível 216, ou um mergulhador 220. Em cada caso, o componente de sistema combinado 200 pode inicialmen- te ser colocado em uma localização que é desconhecida ou aproxima- damente conhecida. O sistema combinado 200 pode então ser opera- do para determinar informação de localização mais precisa para o transponder acústico 228. Além disso, o sistema combinado 200 pode operar para auxiliar na colocação de objetos 102, e para determinar uma localização de objetos 102 dentro de um ambiente com referência a transdutores acústicos previamente localizados 228, suportes alvo 222, e monumentos 226, como discutido em mais detalhe aqui.
[0020] Um sistema de metrologia 202 de acordo com modalidades da presente invenção é posicionado dentro de um ambiente subaquá- tico. O sistema de metrologia 202 pode ser montado em uma platafor- ma ou estrutura estacionária 224, ou pode ser transportado por um veículo submersível 216. Um sistema de metrologia 202 de acordo com modalidades da presente invenção pode incluir um sistema ou instrumento de metrologia óptica ativa que utiliza luz para determinar as localizações de objetos 102, outros sistemas de metrologia 202,
suportes alvo 222, monumentos 226, transponders acústicos 228, e recursos naturais em um ambiente subaquático. Como pode ser apre- ciado por alguém versado na técnica depois da consideração da pre- sente invenção, um sistema de metrologia 202 pode determinar uma localização absoluta ou geograficamente referenciada de um objeto 102, outro componente do sistema de posicionamento óptico e acústi- co combinado, ou um recurso subaquático natural onde o sistema de metrologia 202 é geograficamente referenciado ou mediu uma locali- zação relativa de um objeto 102 ou outro componente do sistema combinado 200 que é geograficamente referenciado.
[0021] Como pode ser apreciado por alguém versado na técnica, um sistema de metrologia 202 montado em uma plataforma estacioná- ria ou estrutura 224 tem um campo de relação cônico inerente. Incor- porando uma cabeça de rotação horizontal e vertical no sistema de metrologia 202, o campo de relação pode ser aumentado para um total de 360°, ou mesmo acima de um campo de relação de hemisfério. Como pode ainda ser apreciado por alguém versado na técnica depois da consideração da presente invenção, um sistema de metrologia 202 pode ser montado a uma plataforma móvel ou veículo 216, direta ou por meio da cabeça de rotação horizontal e vertical. Como exemplos, mas sem limitação, uma plataforma móvel ou veículo 216 pode incluir uma estrutura ou gaiola que é movida por um guindaste, ou um veícu- lo, tal como, mas não limitado a um veículo subaquático autônomo (AUV), um veículo operado remotamente (ROV), um veículo submer- sível ou similar. Além do mais, uma plataforma móvel ou veículo 216 pode ser mantido estacionário, por exemplo, aterrando a plataforma ou veículo 216 no fundo do mar ou outra estrutura, prendendo em uma estrutura, ou manter em um modo flutuante, enquanto o sistema de metrologia 202 está em operação. Como discutido em mais detalhe aqui, um componente de sistema de monitoramento do sistema de me-
trologia 202 pode ser operado para escanear todas ou partes de uma cena subaquática para determinar informação de localização.
[0022] Os transponders acústicos 228 em geral operam para for- necer sinais de saída em frequências acústicas. Por exemplo, um transponder acústico 228 pode gerar uma identificação acústica e sinal de variação em resposta a receber um sinal de interrogação acústico. Um transponder acústico pode adicionalmente receber informação de alcance de outro transponder acústico 228. Em pelo menos algumas modalidades, um transponder acústico 228 pode também determinar um ângulo de azimute e de elevação aproximado de um sinal acústico recebido de outro transponder acústico 228 ou de um transceptor acústico fornecido como parte de um sistema de metrologia 202. A in- formação sobre o alcance ou direção relativa para outro transponder acústico 228 pode ser fornecida por um transponder acústico interro- gado 228 em resposta a um sinal de interrogação. De acordo com ain- da outras modalidades da presente invenção, um transponder acústico 228 pode armazenar informação sobre sua localização e pode forne- cer esta informação em resposta a um sinal de interrogação. Estes si- nais podem ser recebidos por um transceptor acústico, transdutor acústico, transponder acústico 228, hidrofone 248, matriz de hidrofone 252 ou outro sensor. Um transponder acústico 228 de acordo com modalidades da presente invenção pode incluir um alvo visível 240 ou 244 ou outros indícios que podem ser usados para identificar unica- mente transponders acústicos individuais 228. Além do mais, o alvo visível 240 ou 244 pode facilitar a determinação da localização do transponder acústico 228 usando técnicas de metrologia óptica. Con- sequentemente, a localização de um transponder acústico 228 dentro de um ambiente subaquático pode ser determinada recebendo sinais ópticos do transponder acústico 228 na forma de luz ambiente refletida ou transmitida. Um transponder acústico 228 pode ser montado em um tripé 256, ma estrutura ou objeto 102 ou 204, um suporte alvo 222, um monumento 26, uma plataforma móvel ou veículo 216, ou similar.
[0023] Suportes alvo 222 e monumentos 226 podem ser incluídos como pontos de referência. Mais particularmente, suportes alvos 222 e monumentos 226 podem incluir alvos 3-D 240 e 2-D 244 que permitem que a localização de um suporte alvo 222 ou monumento 226 sejam determinados usando técnicas de metrologia óptica. Adicional ou al- ternativamente, suportes alvo 222 e monumentos 226 podem incluir transponders acústicos 228, para permitir a localização de um suporte alvo 22 ou monumento 226 seja determinada usando técnicas de me- trologia acústica. Em adição, alvos tridimensionais 240 e/ou bidimensi- onal 244 podem ser fixados em vários objetos 102 no ambiente suba- quático, tais como componentes de um sistema de perfuração e pro- dução 100, por exemplo, tubulações 120, tubos ascendentes 124, co- letores 128, poços 130, ponto de contato 135, âncoras, estacas de sucção, estacas de pino, equipamentos de prevenção de explosão 132, ou outras estruturas, suportes alvo 222, monumentos 226, plata- formas estacionárias 224, plataformas móveis ou veículos 216, ou qualquer outro objeto subaquático. Como discutido em mais detalhe em outro lugar aqui, estes alvos 140, 144 são especificamente proje- tados para fornecer pontos de controle dentro de uma imagem ou den- tro de dados de nuvem de ponto em 3-D produzidos pelo componente de sistema e monitoramento de um sistema de metrologia 202. A in- clusão de alvos 240, 244 pode facilitar a determinação precisa de uma localização alvo dentro de um ambiente subaquático.
[0024] A figura 3 representa um sistema de metrologia 202, mon- tado em uma estrutura de suporte 224, de acordo com pelo menos al- gumas modalidades da presente invenção. O sistema de metrologia 202 em geral inclui um sistema de monitoramento 304. O sistema de monitoramento 304 pode compreender sistemas ativos baseados em luz, tais como um ou mais dispositivos LiDAR 308, e um ou mais transceptores acústicos 310. No exemplo ilustrado, o sistema de me- trologia 202 inclui dois dispositivos LiDAR 308, cada um dos quais está associado com uma cabeça de rotação horizontal e vertical 312 que pode ser operado para apontar o dispositivo LiDAR associado 308, ao longo de uma linha de visão selecionada. Alternativamente ou em adi- ção a um dispositivo LiDAR 308, o sistema de metrologia 202 pode incluir outros sistemas de metrologia óptica um transceptor acústico 310 pode operar em frequências acústicas, para permitir que o sistema de metrologia 202 localizar de modo geograficamente espacial trans- ponders acústicos 228 ou outros transceptores acústicos 310 usando um sistema de metrologia acústica. O sistema de metrologia acústica pode incluir, por exemplo, mas sem limitação, Linha de Base Ultracurta (USBL), Linha de Base Longa (LBL), USBL invertido livre, ou outros sistemas de metrologia acústica.
[0025] Alvos de 2-D 244 podem ser montados na estrutura 316 ou outros componentes do sistema de monitoramento, e alvos de 3-D 240 podem ser montados na estrutura 316 ou outros componentes do sis- tema de metrologia 202, para facilitar a localização precisa do sistema de metrologia 202 dentro de um campo.
[0026] A estrutura de suporte 224 pode compreender um a estrutu- ra 316 que por sua vez é montada em uma plataforma estacionária, um tapete de lama, ou outra estrutura no fundo do mar, ou colocada diretamente no fundo do mar. A estrutura 316 pode ser desenhada pa- ra ser abaixada por um guindaste da embarcação de superfície ou pla- taforma ou pode ser projetada para ser implantada por meio de um ROV. A estrutura 316 pode ser abaixada usando um elevador de guin- daste 320. O elevador 320 pode ser conectado ao restante da estrutu- ra 316 por uma dobradiça de modo que abaixa depois da implantação. Isto permite que o elevador 320 saia do campo de visão dos dispositi-
vos LiDAR 308. A estrutura 316 pode também incluir alças de manipu- lador de ROV 324 para facilitar o posicionamento da estrutura 316 usando um ROV ou AUV. Por exemplo, a estrutura 316 pode ser colo- cada em um monumento 226 ou outra estrutura. O fundo da estrutura 316 pode ter um pino ou receptáculo, de modo que pode ser abaixada em um receptáculo ou pino correspondente em uma estrutura para permitir a localização e alinhamento precisos. De acordo com outras modalidades da presente invenção, a estrutura 316 pode ser suporta- da por um veículo, tal como um ROV. De acordo com ainda outras modalidades da presente invenção, um sistema de metrologia 202 po- de ser montado em um veículo por meio de uma cabeça de rotação horizontal e vertical ou pode ser montado diretamente em um veículo.
[0027] Em pelo menos algumas modalidades da presente inven- ção, o sistema de metrologia 202 pode compreender um sistema sub- marino com uma plataforma com numerosas funções selecionáveis. Em modalidades em que o sistema de metrologia 202 inclui uma estru- tura de suporte ou estrutura 316 que mantém os múltiplos dispositivos LiDAR 308, os dispositivos LiDAR 308 e transceptor ou transceptores acústicos 310 podem estar precisamente localizados na estrutura úni- ca de modo que criam uma única nuvem de ponto referenciado. Mon- tando os dispositivos LiDAR 308 em cabeças de rotação horizontal e vertical 312, eles podem fornecer cobertura hemisférica. Câmeras e luzes 328 podem ser montadas na estrutura de suporte 316 ou nas cabeças de rotação horizontal e vertical 312 para permitir a aquisição de dados visuais com os dados de LiDAR. Um "hot stab" 332 pode ser incluído para permitir que o sistema de metrologia 202 conecte com a infraestrutura local para energia e/ou comunicação. O sistema de metrologia 202 pode ainda incluir um ou mais sensores de ponto não óptico, tal como um dispositivo de condutividade, temperatura e profundidade (CTD) 336. Alternativamente ou em adição, podem estar incluídos as baterias e um sistema de controle de energia 340, que permitem uma implantação autônoma a longo prazo. O sistema de me- trologia 202 pode também fornecer capacidades adicionais incluindo, mas não limitado a, armazenamento e backup de dados, sensores de vibração, sensores de turbidez, vários sensores químicos, e dispositi- vos de comunicação. Os dispositivos de comunicação podem incluir dispositivos de RF, ópticos ou acústicos. Os dispositivos de comunica- ção podem se comunicar com ROVs, AUVs, veículos residentes, ou- tras estruturas inteligentes no campo, ou sistemas na superfície. De acordo com ainda outras modalidades, o sistema de metrologia 202 pode fornecer sinais de sincronização (se necessário) entre múltiplos sensores para sincronizar no tempo a coleta de dados de múltiplos sensores tais como de múltiplos dispositivos LiDAR 308, e câmeras 328, CTD 336, sonares, INU, e outros dispositivos. Um único sistema de metrologia 202 pode fornecer energia, armazenamento de dados e comunicações para outros sistemas de metrologia 200 ou dispositivos LiDAR 308, para suportar múltiplos pontos de vista de monitoramento dentro de um ambiente subaquático.
[0028] A figura 4 é um diagrama de boco representando compo- nentes de um sistema de metrologia 202 que pode estar contido den- tro de um recipiente de pressão subaquático 402 ou co-localizado um com o outro de acordo com modalidades da presente invenção. O sis- tema de metrologia 202 inclui um sistema de monitoramento 304. O sistema de monitoramento 304 pode incluir um dispositivo LiDAR 308 e um transceptor acústico 310.
[0029] Como pode ser apreciado por alguém versado na técnica depois da consideração da presente invenção, um dispositivo LiDAR 308 é um sistema óptico ativo que opera transmitindo luz na direção de um alvo, recebendo a luz refletida do alvo, e determinando o alcan- ce para o alvo baseado no tempo de informação de vôo determinado a partir do tempo transcorrido entre a transmissão de luz da fonte de luz e o tempo em que a luz refletida ou sinal de retorno é recebido em um receptor. Como usado aqui, um alvo pode incluir uma área ou recurso no fundo do mar, um objeto 102, ou qualquer outra estrutura ou recur- so subaquático, incluindo estruturas feitas pelo homem e recursos ou estruturas naturais, alvos em 3-D 240 montados em uma estrutura ou dispositivo subaquático, ou colocados no fundo do mar. Além disso, a localização de um ponto no alvo a partir do qual a luz é refletida pode estar localizado com relação ao dispositivo LiDAR 308 em espaço tri- dimensional combinando a informação de alcance com o azimute co- nhecido e informação de elevação por meio da localização de scanner (por exemplo, como um ângulo de azimute e um ângulo de elevação) para escanear dispositivos LiDAR 308, localização de pixel para dis- positivos LiDAR de múltiplos pixels 308, ou uma combinação dos dois. A quarta dimensão, tempo, também é registrada assim as medições e recursos podem ser comparados com o tempo. Como pode ser apre- ciado por alguém versado na técnica depois de consideração da pre- sente invenção, o dispositivo LiDAR 308 permite que o sistema de me- trologia 202 determine as localizações de objetos 102 com relação ao sistema de metrologia 202, ou com relação a objetos dentro do campo de visão do dispositivo LiDAR 308, ou que de outro modo têm uma lo- calização relativa conhecida, usando sinais em frequências ópticas. Além do mais, onde um alvo de referência 240, 244, monumento 226, ou outro objeto dentro do campo de visão do dispositivo LiDAR 308 tem uma localização absoluta conhecida, o dispositivo LiDAR 308 po- de determinar a localização absoluta do sistema de metrologia 202 propriamente dito e dos objetos 102 dentro de seu campo de visão do sistema de metrologia 202.
[0030] Como pode também ser apreciado por alguém versado na técnica depois da consideração da presente invenção, um transceptor acústico 310 é um sistema acústico que pode incluir componentes acústicos ativos e passivos. Os componentes ativos podem fornecer um sinal acústico que identifica o sistema de metrologia associado 202, fornecem informação que permite que um transceptor acústico fornecido como parte de outro instrumento ou dispositivo determine um alcance e direção relativos para o transceptor acústico emissor 310, fornecem sinais de interrogação para transponders acústicos específi- cos 228, realizam uma função de modem acústico, por exemplo, para transmitir informação de localização para um transponder acústico 228, e/ou similar. Os componentes passivos podem receber sinais acústicos de emissores acústicos fornecido como parte de outro ins- trumento ou dispositivo. Consequentemente, o transceptor acústico permite que o sistema de metrologia 202 identifique e determine a lo- calização de emissores acústicos com relação ao sistema de metrolo- gia 202. Onde um transponder acústico 228 ou outro emissor acústico tem uma localização absoluta conhecida, o transceptor acústico 310 pode determinar a localização absoluta do sistema de metrologia 202 propriamente dito e de outros emissores acústicos dos quais o trans- ponder acústico 228 recebe um sinal. Além do mais, como discutido em mais detalhe aqui, um sistema de metrologia 202 pode usar sinais ópticos e acústicos em combinação para localizar objetos 102 em um ambiente subaquático precisamente e em uma ampla variedade de condições.
[0031] Um sistema de metrologia 202 pode também incluir um sis- tema de navegação, tal como uma Unidade de Navegação Inercial (INU) 403, que pode ser usada para fornecer informação sobre a loca- lização do sistema de metrologia 202, e por sua vez de objetos 102 dentro do campo de visão do dispositivo LiDAR 308 ou objetos 102 a partir dos quais um sinal de localização acústico é recebido pelo trans- ceptor acústico 310. A INU 403 pode ser usada de modo independente ou em conjunto com outros sistemas de metrologia, incluindo sistemas de metrologia de luz e acústico, tais como faróis acústicos, sistemas de linha de base super-curta (SSBL), sistemas de linha de base ultra- curta (USBL), sistemas de USBL invertida livre, ou sistemas de linha de base longa (LBL).
[0032] Os componentes do dispositivo LiDAR 308 fornecido como parte de um sistema d metrologia 202 incluem uma fonte de luz 404, a luz produzida pela fonte de luz 404 pode ser colimada ou focalizada variavelmente por óptica 408. De acordo com pelo menos algumas modalidades da presente invenção, a fonte de luz 404 é um laser de feixe pulsado. Como pode ser apreciada por alguém versado na técni- ca, depois de consideração da presente invenção, a fonte de luz 404 pode produzir luz tendo um comprimento de onda selecionado ou faixa de comprimentos de onda. Como um exemplo, mas sem limitação, a fonte de luz 404 pode compreender uma fonte de luz de laser azul- verde. Como um exemplo adicional, a fonte de luz 404 pode ter uma saída centrada em 532 nm. Outros comprimentos de onda também podem ser usados, por exemplo, para otimizar o desempenho em res- posta às várias condições de água. De acordo com ainda outras mo- dalidades, a fonte de luz 404 pode produzir luz não colimada. De acor- do com ainda outras modalidades, a fonte de luz 404 pode ser basea- da em diodo de emissão de luz (LED), baseado em laser de onda con- tínua (CW), baseada em CW modulada, luz estruturada, ou alguma outra fonte de luz.
[0033] A óptica de foco variável 408 pode incluir elementos de fo- calização mecânica tradicional, ou elementos não mecânicos, tais co- mo podem ser fornecidos por lentes fluidas, dispositivos de cristal lí- quido, dispositivos eletro-ópticos, e outros elementos ópticos. A capa- cidade de focalizar o feixe pode ser usada para otimizar retorno de si- nal ara um alvo específico em uma faixa específica para condições de água específicas. A luz pode então ser ajustada em magnitude por um filtro variável ou atenuador 412. Isto é vantajoso para detecção suba- quática, como a atenuação da água do mar ou outros corpos de água pode variar dramaticamente, assim mudando dramaticamente o sinal de retorno, o que pode prejudicar a faixa dinâmica do receptor. Um método para reduzir a faixa dinâmica exigida do receptor é ajustar a energia de saída de luz do transmissor. Isto pode ser obtido por um atenuador variável 412. Como exemplos, o atenuador variável 412 po- de incluir filtros de densidade neutra padrão, outros filtros de atenua- ção ou elementos de polarização.
[0034] O jogo óptico pode também incluir um rotador de polariza- ção variável 416. Sabe-se que a polarização da luz transmitida pode afetar a energia de retrodifusão, que é uma fonte de ruído no receptor de dispositivo LiDAR 308. O rotador de polarização variável 416 pode conferir qualquer polarização para a luz de saída.
[0035] As ópticas de transmissão e recepção (Tx/Rx) 420 são usadas para tornar o sensor monoestático. Sensores monoestáticos têm a vantagem distinta de escaneamento simplificado quando o transmissor e receptor são apontados na mesma localização com o mesmo mecanismo de escaneamento, resultando em desempenho de calibração e confiabilidade que é superior a sistemas biestáticos. Um dispositivo de escaneamento 424 pode então ser usado para direcio- nar com precisão o feixe transmitido e o campo de visão do receptor simultaneamente para uma cena através de uma janela 428 no recinto
402. O dispositivo de escaneamento 424 pode incluir um espelho de direcionamento ou outro dispositivo de direcionamento de feixe, tal como um sistema micro-eletromecânico (MEMs), dispositivo de cristal líquido, ou acústico-óptico, ou eletro-óptico, para controle preciso do apontar da fonte de luz e receptor para uma localização alvo 202, tal como uma estrutura subaquática, e em ângulos conhecidos com rela-
ção ao sistema de metrologia 202.
[0036] A luz refletida do alvo é recebida pelo dispositivo de esca- neamento 424 e é dividido por um elemento divisor de feixe incluído na óptica Tx/Rx 420. A luz da óptica Tx/Rx 420 é fornecida a um telescó- pio de recepção 430, que é configurado para focalizar a luz recebida de modo que pode gerar imagens nos elementos de sensor de um re- ceptor 444 incluído no sistema de metrologia 202. Em uma modalidade diferente, o telescópio de recepção 430 colima a luz e então é focali- zada pela óptica de focalização 446. Um rotador de polarização variá- vel 432 pode ser incluído para otimizar a relação de sinal/ruído (SNR) do sinal de retorno selecionando a polarização ótima para o retorno de alvo difícil.
[0037] Um obturador rápido 436 é fornecido para bloquear qual- quer luz dispersa do feixe primário quando sai da janela 428, depois de ser direcionada pelo dispositivo de escaneamento 424. O obturador rápido 436 é sincronizado com eletrônico de velocidade rápida, que pode ser implementado por um processador 448, para bloquear a re- flexão de janela 428 de um pulso transmitido e então abrir rapidamente para capturar retornos de alvos próximos. A luz passada pelo obtura- dor rápido 436 é então fornecida ao receptor 444. O receptor 444 de- tecta a luz refletida de um alvo, uma informação de sincronismo e in- tensidade com relação ao sinal recebido é usada para criar dados de nuvem de ponto de 3-D. O receptor 444 assim é um sensor óptico ou detector, tal como um fotodiodo, um diodo de avalanche, um tubo fo- tomultiplicador, um tubo fotomultiplicador de silício, um fotodiodo de avalanche de modo Geiger, detector de dispositivo de carga acoplada (CDD), detector de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS), ou outro detector óptico. Pode também incluir um amplifica- dor eletrônico e/ou elementos de controle térmico e circuitos. Além disso, o receptor 444 pode incluir ou estar associado com um filtro de banda estreita para reduzir a luz de fundo. A óptica de foco 446 pode ser incluída para focalizar a luz recebida no sensor do receptor 444. De acordo com modalidades da presente invenção, o receptor 444 po- de compreender um sensor de pixel único ou múltiplo. Informação com relação ao alcance para o alvo é monitorada por um processador 448, que controla e/ou tem acesso à informação sobre o tempo em que a luz transmitida é emitida, e o tempo em que um sinal de retorno, com- preendendo luz transmitida que foi refletida de um alvo, é recebida pe- lo receptor 444. Além disso, a informação do dispositivo de escanea- mento 424, de uma cabeça de rotação horizontal e vertical 312, de um sensor de inclinação e rotação 426 montado na cabeça de rotação ho- rizontal e vertical 312 ou incluído no dispositivo LiDAR 308, e/ou a lo- calização de um pixel de recepção em um dispositivo LiDAR 308 tendo um sensor de pixel múltiplo como o receptor 444 pode ser usado pelo processador 448 para determinar o ângulo de azimute e o ângulo de elevação para o alvo. Esta informação pode então ser combinada com a informação de sincronização, e em particular o tempo em que o pul- so de luz transmitido produzido pela fonte de luz 404 é enviado para o alvo, e o tempo que o sinal de retorno é recebido no receptor 444. A medição de alcance determinada a partir da informação de sincronis- mo pode ser aplicada então para obter uma localização do alvo com relação ao sistema de metrologia 202. O sensor de inclinação e rota- ção ou dispositivo similar pode ser usado para fornecer o vetor de gra- vidade da nuvem de ponto. Isto então pode ser usado para orientar a nuvem de pontos em relação à gravidade, assim de fato "nivelando" o sistema.
[0038] O transceptor acústico 310 em geral inclui uma saída acús- tica ou transmissor 405 e uma entrada acústica ou receptor 406. Como exemplos, mas sem limitação, o transmissor acústico 405 pode com- preender um transdutor acústico ou conjunto de transdutores que ope-
ram para transformar sinais elétricos em sinais acústicos tendo uma frequência selecionada ou frequências, e para transmitir esta frequên- cia ou conjunto de frequências através da água que circunda o sistema de metrologia 202. Além do mais, uma saída de sinal pelo transmissor acústico 405 pode ser codificada, por exemplo, para endereçar um transponder acústico específico 228 u conjunto de transponders 228, ou para sinalizar um transponder acústico 228 para emitir um sinal de resposta ou identificação, para transmitir informação de localização para um transponder acústico 228 ou para outro componente de sis- tema combinado 200, ou para de outro modo realizar uma função de modem acústico. O receptor acústico 406 pode compreender um hi- drofone ou conjunto de hidrofones que operam para receber sinais acústicos da água que circunda o sistema de metrologia 202 e para transformar aqueles sinais em sinais elétricos. Como discutido em mais detalhe aqui, os sinais acústicos recebidos podem incluir sinais de identificação, conhecimento, alcance, comunicação, ou outros si- nais. O receptor acústico 310 pode estar dentro do mesmo recinto 402 ou pode estar fora do recinto 402 e contido dentro de seu próprio re- cinto, que é em geral um alojamento de pressão.
[0039] O processador 448 pode incluir qualquer processador ca- paz de realizar ou executar instruções codificadas no software ou fir- mware de sistema 463 armazenado e armazenamento de dados ou memória 464, tal como um processador programável de propósito ge- ral Circuito Integrado de Aplicação Específica (ASIC), Gate Array Pro- gramável em Campo (FPGA), ou similar. Além do mais, a execução deste software ou firmware 463 pode controlar a operação do sistema de metrologia 202.
[0040] Com respeito ao sistema LiDAR 308, a operação do siste- ma de metrologia 202 pode incluir a aquisição de dados de nuvem de pontos inclui o ângulo de azimute, ângulo de elevação, intensidade, e informação de alcance, tomados de uma cena subaquática compreen- dendo a área que circunda o sistema de metrologia 202, e pode ainda incluir a identificação de objetos 102, alvos 240 e 244, e similares den- tro da cena. Com respeito ao transceptor acústico 310, a operação do sistema de metrologia 202 pode incluir a interrogação de transponders acústicos 228 dentro da cena compreendendo a área que circunda o sistema de metrologia 202, a aquisição de identificação, alcance, atitu- de ou outra informação, ou outras operações.
[0041] De acordo com modalidades da presente invenção, a in- formação de ou sobre objetos 102 dentro de uma cena pode ser obtida usando metodologias ópticas e acústicas, e usada seletivamente ou em combinação pelo sistema de metrologia 202 para identificar objetos dentro de uma cena e determinar as localizações relativas dos objetos
102. Além do mais, onde a informação de localização absoluta ou ge- ograficamente referenciada está disponível para o sistema de metrolo- gia ou um objeto 102, um sistema de metrologia 202 de acordo com modalidades da presente invenção pode operar usando metodologias ópticas e acústicas sozinhas ou em combinação para referência geo- gráfica de alguns ou todos os objetos 102 dentro da cena. Além do mais, a identificação e localização de objetos 102 dentro da cena usando uma ou mais metodologias disponíveis para o sistema de me- trologia 202 podem ser realizadas através da operação do software 463 armazenada na memória 464 e executada pelo processador 448 fornecido como parte do sistema de metrologia. De acordo com ainda outras modalidades da presente invenção, o sistema de metrologia 202 pode registrar dados com relação a identidades e localizações de objetos 102 dentro de uma cena, e pode troca informação com outros sistemas de metrologia 202, para trocar informação com uma interface de usuário, sistema de servidor, ou outro nó de computação em comu- nicação com o sistema de metrologia, ou similar.
[0042] Operações diferentes do software 463 podem ser distribuí- das entre programas, aplicações, ou módulos de software diferentes. Em geral, a execução do software 463 pelo processador 448 pode ser realizada em conjunto com a memória 464. Além do mais, a função da memória 464 pode incluir o armazenamento de curto ou longo prazo de informação de sincronismo, informação de alcance, dados de nu- vem de pontos gerados pelo sistema LiDAR 308, localizações de pon- tos de controle, ou outra informação de controle ou dados gerados. A memória 464 pode compreender uma memória de estado sólido, drive de disco rígido, ou combinações de dispositivos de memória, ou simila- res.
[0043] O sistema de metrologia 202 pode adicionalmente incluir vários sensores, além daqueles incluídos no sistema LiDAR 308 e o transceptor acústico 310. Por exemplo, o sistema de metrologia 202 pode incluir um dispositivo CTD 336 para medir a condutividade (e as- sim a salinidade), a temperatura, e a profundidade da água na locali- zação do sistema de metrologia 202. Porque um dispositivo CTD 336 deve estar em contato direto com a água circundante, pode ser mon- tado fora de ou adjacente a uma abertura no recinto 402.
[0044] Modalidades da presente invenção podem incluir todos os componentes ilustrados na figura 4, componentes adicionais ou alter- nados, ou um subconjunto destes componentes. De acordo com mo- dalidades da presente invenção, as medições de alcance e ângulo fei- tas pelo sistema LiDAR 308 devem todas ser compensadas usando as técnicas descritas na Patente U.S. Nos. 8.184.276 e 8.467.044. A memória 464 pode ser usada para armazenar a informação local, ins- truções de operação, dados gerados, e similares. Uma interface de entrada/saída ou de comunicação 468 pode estar incluída para trans- mitir determinada informação para uma estação de monitoramento e controle 804 (ver figura 8) ou outro sistema ou centro de controle em tempo real, ou quase em tempo real ou de modo assíncrono. Uma fon- te de energia e o barramento de distribuição 472 podem também ser integrados com o sistema de metrologia 202. Vários elementos de um sistema de metrologia 202 como descrito aqui podem ser fornecidos como ou por componentes distintos ou integrados. Por exemplo, vários elementos ópticos do sistema LiDAR 308 podem ser formados em um substrato que é ligado ao substrato de semicondutor em que o recep- tor 444 é formado, criando um chip ou pacote integrado.
[0045] A figura 5A representa um transponder acústico 228 de acordo com modalidades da presente invenção. Como mostrado nas figuras, um transponder acústico 228, como descrito aqui, em geral inclui um corpo impermeável ou alojamento 504 no qual um ou mais alvos 2-D 244, códigos de identificação, letras, ou numerais 508, ou outros indícios 512 foram aplicados. Além disso, o transponder acústi- co 228 inclui um transdutor acústico 516. Como pode ser apreciado por alguém versado na técnica, o transdutor acústico 516 está locali- zado de modo que está em contato com a água circundante quando o transponder acústico 228 está no lugar em uma localização subaquáti- ca. Como descrito em mais detalhe aqui, os indícios 512 podem ser configurados para identificar unicamente um transponder acústico as- sociado 228, e ajudar em localizar precisamente um ponto de referên- cia 520, tal como um ponto central físico, do transdutor acústico 516 usando instrumentos ópticos, tal como um sistema LiDAR 308 incluído como parte de um sistema de metrologia 202 como descrito aqui. De acordo com ainda modalidades adicionais da presente invenção, os indícios 512 podem incluir um alvo 2-D 244 que é aplicado diretamente na superfície do transdutor acústico 516. Consequentemente, em vez da superfície de borracha em geral pobremente reflexiva ou outra su- perfície flexível do transdutor acústico 516, um alvo altamente reflexivo 244 pode ser aplicado a uma parte desta superfície, facilitando a iden-
tificação da localização do transdutor acústico 516 usando um disposi- tivo LiDAR 308 ou outro sistema óptico.
[0046] Na modalidade representada na figura 5A, os alvos 244 são aplicados diretamente no alojamento 504. Como representado na figu- ra 5B, os alvos 244 podem ser presos em braços 524 que se esten- dem do alojamento 504, bem como ou no lugar de alvos 244 aplicados no alojamento 504. Como pode ser apreciada, por alguém versado na técnica depois de consideração da presente invenção, a inclusão de um ou mais alvos 3-D 240 e/ou de um ou mais alvos 244 presos em braços 524 permite que os alvos 240 ou 244 sejam posicionados em distâncias maiores um do outro, desse modo aumentando a capacida- de do sistema de metrologia 202 para identificar a localização do ponto central 520 do transdutor acústico 516 incluído no transponder acústi- co associado 228. Os alvos adicionais 240 e/ou 244 incluídos nos bra- ços 524 podem também fornecer mais pontos de controle em orienta- ções e planos diferentes para transponder 228 que podem ser forneci- dos no alojamento 504 propriamente dito. De acordo com ainda outras modalidades, um transponder acústico 228 pode ser fixado a um su- porte de alvo 222 e pode estar localizado precisamente com referência a alvos 240 ou 244 também ficados no suporte de alvo 222. Um alvo 244 pode também ser colocado diretamente no transdutor acústico 516 em uma localização que corresponde com o ponto central 520 do transdutor acústico 516.
[0047] Todos os indícios de referência 512 e alvos ópticos 240 e/ou 244 podem ser medidos com alta precisão no espaço 3D na su- perfície (em ar) com relação ao centro ou ponto de referência 520. Es- tes desvios de controle dimensional (DC) podem ser usados para iden- tificar a localização do ponto de referência subaquático 520 com alta precisão baseado em indícios de referência 512 e os alvos 244 ou
240. Códigos de identificação, letras, ou numerais 508 podem incluir um sistema do tipo código de barras que o dispositivo de LiDAR 308 ou outro sistema óptico lê automaticamente. O sistema pode então usar um banco de dados ou ouro método para identificar o transponder único 228 e obter os desvios de DC ou outros metadados para o transponder unicamente identificado 228 a partir do banco de dados. Além disso, para os desvios de DC, os metadados podem incluir um número de hub, data de instalação, código de identificação acústica, ou qualquer outra informação associada com o transponder 228. Isto reduz a necessidade de identificação de vídeo de ROV.
[0048] A figura 6 é um diagrama de bloco representando compo- nentes do transponder acústico 228 das figuras 5A-5B. Estes compo- nentes em geral incluem o alojamento 504, o transdutor acústico 516, um processador 604, memória 608, e um suprimento de energia 612. Note que o transdutor acústico 516 pode ser um transdutor único ou um conjunto de transdutores individuais, onde o conjunto permite en- contrar direção. O processador 604 pode compreender um processa- dor programável de propósito geral ou controlador que é capaz de executar software ou firmware, tal como, mas não limitado a, um apli- cativo 616 armazenado na memória 608. O aplicativo 616 pode com- preender instruções controlando a operação do transponder acústico 228, tais como sinais de interrogação acústicos de identificação que são recebidos no transdutor acústico 516 e são tratados a ou que de outro modo exigem uma resposta ou outra ação pelo transponder acústico 228. O aplicativo 616 pode ainda operar para fazer o transdu- tor acústico 516 emitir uma identificação acústica, alcance, direção, ou outro sinal, por exemplo, periodicamente ou em resposta a um sinal de interrogação. Em adição a um aplicativo 616, a memória 608 do trans- ponder acústico 228 pode armazenar códigos de identificação, se- quências de alcance, ou outros dados 620. Um transponder acústico 228, de acordo com ainda outras modalidades da presente invenção,
pode operar para armazenar informação na memória 608 com relação à localização do transponder acústico 228, por exemplo, que foi comu- nicado ao transponder acústico 228 como parte de um sinal de infor- mação acústica fornecido por um sistema de metrologia 202 que de- terminou que a informação de localização. Em tais modalidades, o transponder acústico 228 pode ainda operar para transmitir sua infor- mação de localização para outros transponders acústicos 228, para transceptores acústicos 310, ou outros dispositivos. Um transponder acústico 228 pode implementar adicionalmente uma função de modem acústico para enviar, retransmitir ou receber informação codificada em frequências portadoras acústicas.
[0049] A figura 7 representa um monumento 226 que pode ser usado em conexão com determinação de localizações de objetos 102 e recursos subaquáticos como parte de um sistema combinado 200, como descrito aqui. O monumento 226 apresenta alvos tridimensionais 240 e/ou bidimensionais 244. De acordo com modalidades adicionais, o monumento 226 pode incluir indícios adicionais ou de referência 512, tais como escalas 704, códigos de identificação, letras, ou numerais 508, ou similar. Tais indícios 512 podem ajudar em identificar visual- mente o monumento 226 e a localização relativa do monumento 226, por exemplo, usando um LiDAR 308 fornecido como parte de um sis- tema de metrologia 202. Um monumento 226 pode, portanto, fornecer um ponto de referência com respeito ao qual a localização relativa de uma estrutura subaquática ou objeto 102, suportes de alvo 222, trans- dutores acústicos 228, e/ou o sistema de metrologia 202 propriamente dito pode ser determinado e monitorado. De acordo com ainda outras modalidades da presente invenção, o monumento 226 pode incluir um transponder acústico 228 para permitir a validação acústica da locali- zação do monumento 226, e fornecer dados de localização relativos acústicos. O transponder acústico 228 pode incluir alvos 244 ou outros indícios 512, um transdutor acústico 516, e outros componentes incluí- dos em um transponder acústico 228 em geral. Além do mais, o trans- ponder acústico 228 pode receber e armazenar informação sobre a localização do transponder acústico 228 e/ou o monumento associado 226, e pode comunicar esta informação com outros componentes do sistema combinado 200, tais como outros componentes de transduto- res acústicos 228 e transceptor acústico 310 do sistema de metrologia
202. A inclusão de um transponder acústico 228 como parte de ou mondado em um monumento 226, portanto permite uma medição de validação de localização independente usando um mecanismo de me- dição diferente (acústico versus óptico). Consequentemente, um ou mais monumentos 226 podem ser posicionados dentro de uma cena para fornecer pontos de referência fixos que podem ser precisamente identificados pelo sistema de metrologia 202, e que podem ser usados como pontos de referência para determinar a localização de estruturas subaquáticas 102 transponders acústicos 228, sistemas de metrologia 202, e outros objetos dentro da cena subaquática com relação aos monumentos 226.
[0050] A figura 8 é um diagrama de bloco representando a interfa- ce humana e outros componentes que podem ser fornecidos como parte de ou em conjunto com uma estação de monitoramento e contro- le 804 associada com um sistema combinado 200 de acordo com mo- dalidades da presente invenção. A estação de monitoramento e con- trole 804 pode ser fornecida como uma instalação do lado superior su- portada por uma plataforma móvel, tal como um navio de superfície ou um veículo submersível, montado em uma plataforma fixa ou estacio- nária, tal como uma plataforma de produção, ou localizada em uma instalação na costa. A estação de monitoramento e controle 804 facili- ta ou realiza funções que incluem fornecer saída para e receber entra- da de um usuário ou de um centro de processamento automático. A estação de monitoramento e controle 804 em geral inclui um proces- sador 808 e memória 812. Além disso, a estação de monitoramento e controle 804 pode incluir um ou mais dispositivos de entrada de usuá- rio 816 e um ou mais dispositivos de saída de usuário 820. A estação de monitoramento e controle 804 também em geral inclui armazena- mento de dados 824. Além disso, uma interface de comunicação 828 pode ser fornecida, para suportar interconexão da estação de monito- ramento e controle 804 nos componentes subaquáticos do sistema combinado 200, e /ou ouros sistemas. Esta interface pode ser usada como uma interface de comando e controle para outro dispositivo au- tônomo que fornece a entrada e lê as saídas que substitui interfaces de usuário humano 816 e 820.
[0051] O processador 808 pode incluir um processador programá- vel de propósito geral ou qualquer outro processador capaz de realizar ou executar instruções codificadas em software ou firmware. De acor- do com outras modalidades da presente invenção, o processador 808 pode compreender um controlador, FPGA, ou ASIC capaz de realizar instruções codificadas em circuitos lógicos. A memória 812 pode ser usada para armazenar programas e/ou dados, por exemplo, em cone- xão com a execução de código ou instruções pelo processador 808. Como exemplos, a memória 812 pode compreender RAM, SDRAM, ou outra memória de estado sólido. Em geral, um dispositivo de entrada de usuário 816 é incluído como parte da estação de monitoramento e controle 804 que permite ao usuário inserir comandos, incluindo co- mandos que são transmitidos para os componentes subaquáticos do sistema combinado 200, e ara controlar aspectos da operação do sis- tema de metrologia 202. Exemplos de dispositivos de entrada de usuá- rio 816, que podem ser fornecidos como parte da estação de monito- ramento e controle 804, incluem um teclado, bloco de teclas, microfo- ne, dispositivo de entrada biométrico, tela de toque, joystick, mouse,
ou outro dispositivo de codificação de posição, ou similar. Um disposi- tivo de saída de usuário 820 podem por exemplo, incluir um monitor, alto-falante, lâmpada indicadora, ou similar. Além do mais, um disposi- tivo de entrada de usuário 816 e um dispositivo de saída de usuário 520 podem ser integrados, por exemplo, através de uma interface grá- fica de usuário com um cursor controlado por dispositivo apontador ou um monitor de tela de toque. Como a memória 812, o armazenamento de dados 824 pode compreender um dispositivo de estado sólido, al- ternativamente ou em adição, o armazenamento de dados 824 pode compreender, mas não é limitado a, um drive de disco rígido, um drive de fita ou outro dispositivo de armazenamento acessível ou conjunto de dispositivos. Além do mais, o armazenamento de dados 824 pode ser fornecido como um componente integral da estação de monitora- mento e controle 804, ou como um dispositivo de armazenamento de dados interconectados ou sistema.
[0052] O armazenamento de dados 824 pode fornecer armazena- mento para um aplicativo de sistema de monitoramento submarino 832 que opera para apresentar uma interface gráfica de usuário através do dispositivo de saída de usuário 829, e que apresenta um mapa ou ou- tra representação das localizações de objetos 102, sistemas de metro- logia 202, suportes de alvo 222, monumentos 226, transponders acús- ticos 228, e/ou outros objetos em um ambiente subaquático. A apre- sentação pode ainda representar quaisquer diferenças entre a locali- zação de um objeto 102 quando determinada usando um dispositivo LiDAR 308 e uma localização quando determinada por um transceptor acústico 310. Por exemplo, quando uma localização determinada opti- camente, quando disponível, é tipicamente mais precisa que uma loca- lização determinada acusticamente, uma localização quando determi- nada pelo sistema óptico pode ser representada como um ponto em um mapa do fundo do mar, enquanto a localização quando determina-
da pelo sistema acústico pode ser representada por uma área no ma- pa.
Isto pode incluir representação visual de incerteza de medição, ou barras de erros de cada sistema de medição.
O dispositivo de saída 820 pode ainda fornecer uma visão de dados de nuvem de pontos 840, ou dados derivados de dados de nuvem de pontos, obtidos por um sistema de metrologia 202. O aplicativo 832 pode ainda operar pa- ra receber comandos de controle de um usuário através do dispositivo de entrada de usuário 816, incluindo comandos selecionando áreas alvo ou alvos específicos dentro de uma cena subaquática a partir da qual dados de nuvem de pontos 3-D devem ser obtidos pelo sistema de metrologia 202. Além do mais, o aplicativo 832 pode operar para receber comandos de controle com relação aos transponders acústi- cos 228 que devem ser interrogados, e dos quais a informação de lo- calização deve ser coletada.
De acordo com modalidades da presente invenção, o aplicativo 832 pode realizar várias funções de modo autô- nomo, tal como identificar objetos subaquáticos 102, tais como supor- tes de alvo 222, monumentos 226, transponders acústicos 228, identi- ficar recursos em objetos subaquáticos 102, identificar um centróide de um objeto subaquático ou um recurso de um objeto subaquático, iden- tificar pontos de controle em objetos subaquáticos, identificar centrói- des de alvo 240 ou 244, monitorar o movimento, e/ou vibração de ob- jetos sub-aquáticos, ou outras operações.
Tais operações automáticas podem ser implementadas usando, por exemplo, técnicas de reconhe- cimento de imagem.
O armazenamento de dados 824 pode fornecer adicionalmente armazenamento para as localizações identificadas de objetos subaquáticos 102, dados de ponto de controle 836, dados de nuvem de pontos 840, mapas de recurso subaquáticos, identificadores de recursos subaquáticos, indícios 512 e códigos de identificação de transponders acústicos 228, e similares.
De acordo com ainda outras modalidades da presente invenção, o aplicativo de sistema 832 pode ser executado para operar um sistema de metrologia 202 para detectar movimento, vibração, modo de vibração, mudanças, recursos, falta de recursos, outras anomalias, temperaturas, ou vazamentos em vez de ou em conjunto com a execução do software do sistema 463 pelo pro- cessador 448 do sistema de metrologia 202. O armazenamento de da- dos 824 pode também armazenar software de sistema de operação 844, e outros aplicativos ou dados.
[0053] A figura 9 representa um cenário subaquático incluindo o uso de um transponder acústico 228 de acordo com modalidades da presente invenção. A figura 10 é um fluxograma representando os as- pectos de um processo que pode ser realizado em conexão com um cenário tal como aquele ilustrado na figura 9. A primeira etapa, que é realizada na superfície, é coletar dados de Controle Dimensional (DC) para o transponder acústico 228 (etapa 1004). Isto implica em tomar medições altamente precisas do elemento acústico real 516 do trans- ponder 228 para os múltiplos indícios 512 no espaço 3D (coordenadas X, Y, Z). A medição altamente precisa pode ser realizada usando uma Estação Total ou uma Máquina de Medição de Coordenadas (CMM). Medições menos precisas podem ser obtidas com um dispositivo de medição de fita ou similar. A medição pode localizar um centróide ou um ponto central definido 520 do transdutor acústico 516 com relação aos indícios 512. Com esta informação, o sistema de metrologia 202 pode localizar com precisão os indícios 512 em espaço 3-D e então usar os desvios DC para computar a localização do centro 520 do transdutor acústico 516. De acordo com modalidades adicionais da presente invenção, os indícios 512 podem incluir informação identifi- cando unicamente um transponder acústico associado 118. Desta ma- neira, os únicos desvios para cada transponder pode ser aplicado.
[0054] O transponder acústico 228 é então abaixado no campo 100 em uma localização aproximadamente conhecida (etapa 1008). O sistema de metrologia 202 também é abaixado e colocado no campo 100 em uma localização aproximadamente conhecida (etapa 1012). O sistema de metrologia 202 pode ser colocado em uma estrutura de su- porte 224, colocado no fundo do mar, transportado por um ROV ou AUV 216 que está estacionado no fundo do mar, suportado por um ROV ou AUV 216 que está flutuando em um modo de manutenção de estação ou de outro modo transportado ou colocado na vizinhança do transponder acústico 228.
[0055] A etapa seguinte é localizar o sistema de metrologia 202 em relação ao campo 100 (etapa 1016). A informação sobre a locali- zação do sistema de metrologia 202 pode ser fornecida pela INU 403. Alternativamente, ou em adição, o sistema de metrologia 202 pode ob- ter informação sobre sua localização referenciando um ou mais mo- numentos geograficamente localizados 226, suportes de alvo 222, al- vos 3-D 240, alvos em 2-D 244 ou outras estruturas estacionarias ou indícios no fundo do mar, ou mesmo pelos recursos de fundo do ar propriamente ditos. A informação de localização obtida com relação aos monumentos de localização geográfica 226 ou outras estruturas ou indícios podem substituir ou ser suplementadas pela localização conhecida do sistema de metrologia 202, obtido, por exemplo, de uma INU 403, ou outras estruturas estacionárias no fundo do mar tais como coletores 128, poços 130, ou estacas de sucção 136, ou mesmo pelos recursos de fundo do mar propriamente ditos. Note que a localização pode ser geograficamente referenciada ou pode ser relativa às locali- zações dos monumentos 226, ou outras estruturas ou objetos 102 no fundo do mar.
[0056] Como mostrado, o monumento geograficamente localizado 226 pode incluir indícios 512, tais como alvos bidimensionais 244 ou tridimensionais 240, transponders acústicos 228, e escalas que ajuda a determinar a localização relativa do sistema de metrologia 202, um transponder acústico próximo 228, ou outros objetos 102. De acordo com modalidades adicionais da presente invenção, os indícios 512 po- dem incluir informação identificando unicamente um monumento geo- graficamente localizado associado 226.
[0057] O sistema de metrologia 202 é então usado para criar uma nuvem de ponto 3D que inclui o transponder acústico 228 (etapa 1020). Com uma localização conhecida de sistema de metrologia 202, esta nuvem de pontos pode ser colocada em coordenadas globais ou geograficamente referenciadas de modo que a localização de indícios 512 no transponder acústico 228, e assim a localização do transpon- der 228, é conhecido no espaço geograficamente referenciado X, Y, Z (etapa 1024). Em uma modalidade adicional, a nuvem de pontos inclui o transponder acústico 228 e o monumento 226. A localização relativa do transponder acústico 228 é então determinada em espaço 3D (co- ordenadas X, Y, Z) com respeito ao monumento 226. Os desvios DC para o transponder acústico exato 228 pode então ser aplicado para identificar a localização do transdutor acústico 516 no espaço 3D (eta- pa 1028). O processo pode então terminar.
[0058] A figura 11 representa um cenário submarino em que um monumento 226 ou outra estrutura 102 é usado para encontrar a loca- lização do sistema de metrologia 202. A figura 12 é um fluxograma re- presentando aspectos do processo que podem ser realizados em co- nexão com o cenário da figura 11. Inicialmente, pelo menos três pon- tos de controle ou alvos 244 no monumento 226 são coordenados ou geograficamente referenciados (etapa 1204). Os pelo menos três pon- tos de referência previamente coordenados ou alvos 244 são mostra- dos como pontos A, B e C na figura 11. O sistema de metrologia 202, neste exemplo transportado por um veículo subaquático 216 na forma de um ROV, é colocado em uma localização da qual os alvos 244 no monumento 226 são visíveis, para permitir que o sistema de metrolo-
gia determine sua localização com relação aos alvos 244 (etapa 1208). Mais particularmente, o dispositivo LiDAR 308 incluído no sistema de metrologia 202 é operado para escanear os alvos 244 (etapa 1212). Os centróides dos alvos 244 são então localizados, por exemplo, pela operação de um módulo de análise de imagem incluído no software de aplicação 463 (etapa 1216). A localização do sistema de metrologia com relação aos alvos 244 pode então ser determinada, por exemplo, realizando uma translação de ressecção de três pontos, em que a lo- calização do sistema de metrologia 202 é calculado a partir dos ângu- los determinados subtendidos pelas linhas de visão do sistema de me- trologia 202 para os alvos coordenados previamente 244 (etapa 1220). Além do mais, onde o monumento 226 é geograficamente localizado, determinar a localização do sistema de metrologia 202 com relação ao monumento 226 permite que o sistema de metrologia 202 seja geogra- ficamente localizado. Tendo identificado sua localização com relação a um monumento 226 tendo uma localização conhecida, o sistema de metrologia 22 pode determinar precisamente a localização de outros objetos 102, incluindo, mas não limitado a, outros monumentos 226, suportes de alvo 222, e transponders acústicos 228.
[0059] A figura 13 representa um cenário submarino incluindo o uso de múltiplos transponders acústicos 228 e um ou mais monumen- tos geograficamente localizados 226 ou outras estruturas estacionárias no fundo do mar, ou mesmo os recursos de fundo do mar propriamen- te ditos de acordo com modalidades da presente invenção. Neste ce- nário, múltiplos transponders acústicos 228 podem incluir indícios 512 na forma de alvos de referência 240 ou 244. A informação sobre a lo- calização X, Y, Z dos transponders acústicos 228 pode ser fornecida do sistema de metrologia 202 para os transponders 228 propriamente ditos, que pode resultar nos transponders 228 tendo precisão de loca- lização aperfeiçoada quando comparado com transponders 228 que contam somente com informação acústica trocada com outros trans- ponders 228. Mais particularmente, e com referência agora à figura 14, os dados de controle dimensionais, incluindo a relação entre alvos 240 e/ou 244 e o ponto central 520 do transdutor acústico 516 para cada um dos transdutores acústicos 228, podem ser tomados (etapa 1404). Os dados de controle dimensionais podem ser tomados na superfície, antes que os transponders acústicos sejam colocados no fundo do mar, e podem ser armazenados, por exemplo, no armazenamento de dados 824 de uma estação de monitoramento e controle 804 do siste- ma combinado 200. Os transponders acústicos 228 podem ser coloca- dos então no fundo do mar (etapa 1408). O sistema de metrologia 202 pode então ser colocado de modo que os transponders acústicos 228 e um monumento previamente colocado 226 com alvos coordenados 240 e/ou 244 estão em vista do sistema de metrologia (etapa 1412). O sistema de metrologia 202 pode então ser operado para determinar a localização de um ou mais transponders acústicos 228 com relação ao monumento 226 usando o dispositivo LiDAR 308 (etapa 1416). A loca- lização precisamente determinada de um transponder acústico 228 pode então ser fornecida para este transponder acústico 228, onde a informação de localização pode ser armazenada (etapa 1420). A in- formação de localização pode ser relativa ao monumento 226 ou pode ser uma localização geograficamente referenciada. De acordo com pelo menos algumas modalidades da presente invenção, a localização para um transponder acústico particular 228 determinada pelo sistema de metrologia 202 é comunicado de modo que o transponder acústico 228 usando um sinal de portadora acústica gerado por um transceptor acústico 310 incluído no sistema de metrologia 202.
[0060] Transponders acústicos 228 podem então retransmitir sua localização entre eles, junto com um sinal de localização acústico con- vencional (etapa 1424). Isto pode permitir um sistema combinado 200 de acordo com modalidades da presente invenção para fornecer in- formação de localização com precisão aumentada quando comparado com sistemas que não incluem a localização opticamente determinada de um transponder acústico transmitindo com informação de alcance convencionais ou informação de alcance e direção.
Em particular, se um transponder acústico 228 é dado, sua localização X, Y, Z, rotação, inclinação, guinada de um sistema de metrologia 202, e então recebe a localização de outro transponder 228, sabe o alcance e localização exata do outro transponder acústico 228. O alcance pode ser compa- rado com seu alcance acústico para este transponder acústico 228. Isto pode ser usado como uma verificação de controle de qualidade crítica para o alcance entre transponders acústicos 228. Além do mais, neste cenário, os dois alcances são calculados usando física de sen- sor diferente (acústica e óptica), fornecendo um sistema bastante ro- busto.
Por exemplo, a informação de localização X, Y, Z dos transpon- ders acústicos 228 pode ser fornecida com precisão milimétrica, quan- do comparada com a precisão de centímetro para metro que está dis- po nível usando somente informação de alcance acústico.
Além do mais, combinando metodologias de localização baseado em luz e ba- seado em som, a capacidade de obter uma informação de alcance re- lativo entre nós do sistema ou campo sob condições ambientais dife- rentes ou de falha pode ser aperfeiçoado quando comparado com ce- nários utilizando uma metodologia única obtendo tal informação.
De acordo com modalidades adicionais da presente invenção, os indícios 512 podem incluir informação identificando unicamente um transpon- der acústico associado 228. Isto pode incluir um sistema do tipo de código de barras que o sistema óptico, tal como o dispositivo LiDAR 308, lê automaticamente.
O sistema 200 pode então usar uma base de dados ou outro método para identificar o transponder único 228 e obter os desvios DC ou outros metadados de uma base de dados.
Isto reduz a necessidade de identificação de vídeo de ROV.
[0061] Em modalidades adicionais, os dados de localização de transponders acústicos 228, como determinado por um sistema de me- trologia 202, e os dados de alcance acústico coletados por transpon- ders acústicos 228, podem ser enviados para um centro e processa- mento local ou um centro de processamento do lado superior 804 para processar e comparar os dados de localização usando os dois méto- dos.
[0062] A figura 15 representa um cenário subaquático abrangendo um campo que inclui múltiplas estruturas submarinas ou outros objetos 102, múltiplos transponders acústicos 228, e múltiplos monumentos geograficamente localizados 226 de acordo com modalidades da pre- sente invenção. Como representado na figura 16, neste cenário, os indícios 512 são aplicados nos transponders acústicos 228, e dados DC são coletados da relação dos indícios 512 para o elemento acústi- co ou transdutor 516 de cada transponder 228 (etapa 1604). Cada transponder acústico 228 é também marcado unicamente por cada transponder acústico 228 é capturado, isto pode incluir um sistema do tipo código de barra que o sistema óptico ou dispositivo LiDAR 308 lê automaticamente. O sistema 200 pode então usar um banco de dados para identificar o transponder único e obter os desvios DC ou outros metadados de uma base de dados. Isto reduz a necessidade de identi- ficação de vídeo de ROV. Os transponders acústicos 228 são então abaixados e colocados no campo 100 em localizações aproximada- mente conhecidas (etapa 1608). Um sistema de metrologia 202 tam- bém é abaixado e colocado no campo 100 em uma localização apro- ximadamente conhecida (etapa 1612). O sistema de metrologia 202 pode ser colocado em uma estrutura de suporte 224 colocada no fun- do do mar, transportado por um ROV ou AUV 216 que está estacioná- rio no fundo do mar, transportado por um ROV ou AUV 216 que está flutuando em um modo de manutenção de estação, transportado por um ROV ou AUV 216 que está flutuando, mas travado (através de ma- nipuladores ou outro dispositivo) para uma estrutura no fundo do mar por estabilidade, ou de outro modo transportado ou colocado na vizi- nhança dos transponders acústicos 228.
[0063] A etapa seguinte é localizar o sistema de metrologia 202 em relação ao campo 100 (etapa 1616). A informação sobre a locali- zação do sistema de monitoramento 202 pode ser fornecido pela INU
403. Alternativamente, ou em adição, o sistema de monitoramento 202 pode obter informação com relação a sua localização referenciando um ou mais monumentos geograficamente localizados 226 ou outras estruturas estacionárias no fundo do mar, ou mesmo pelos recursos de fundo do mar propriamente ditos. A informação de localização obtida com relação aos monumentos localização geográfica 226 pode substi- tuir ou ser suplementado pela locação conhecida para o sistema de metrologia 202, obtido, por exemplo, de uma INU 403, ou outras estru- turas estacionárias no fundo do mar tais como suportes de alvo 222, coletores 128, poços 130, ou estacas de sucção 136, ou mesmo pelos recursos de fundo do mar propriamente ditos. Note que a localização pode ser geograficamente referenciada ou pode ser uma localização que é relativa às localizações das estruturas no fundo do mar.
[0064] Uma nuvem de ponto de 3-D que inclui transponders acús- ticos 228 é então criada usando o dispositivo LiDAR 308 incluído no sistema de metrologia 202 (etapa 1620). Com uma localização conhe- cida de sistema de metrologia 202, esta nuvem de pontos pode ser colocada em coordenadas globais ou geograficamente referenciadas, assim a localização de indícios 512 é conhecida em espaço X, Y, Z geograficamente referenciado. Alternativamente, a localização pode ser relativa a uma estrutura ou recurso específico, ou com relação ao sistema de monitoramento propriamente dito. Em uma modalidade adicional a nuvem de pontos inclui ambos os transponders 228 e os monumentos 226. As localizações relativas dos transponders acústi- cos 228 são então determinadas no espaço 3D (coordenadas X, Y, Z, rotação, inclinação, guinada) com respeito a um ou mais dos monu- mentos 226 (etapa 1624). Os desvios de DC para cada um dos trans- ponders acústicos 228 podem então ser aplicados para identificar a localização do elemento acústico 516 de cada transponder acústico 228 no espaço 3D (etapa 1628). O processo pode então terminar.
[0065] A figura 17 representa um cenário submarino incluindo múl- tiplos sistemas de monitoramento 202 trocando informação de locali- zação um com o outro por meio de um link de comunicação 1704 es- tabelecido de acordo com modalidades da presente invenção. O uso de múltiplos sistemas de monitoramento 202 pode ser vantajoso, por exemplo, onde o campo desejado de cobertura e relativamente gran- de. Em tal cenário, os sistemas de monitoramento 202 podem vantajo- samente trocar informação de localização um com o outro. De acordo com modalidades da presente invenção, os sistemas de monitoramen- to diferentes 202 podem identificar e localizar um a outro usando indí- cios 512, tais como alvos 240 e/ou 244, colocados em superfícies ex- teriores dos sistemas de monitoramento 202.
[0066] Com referência agora à figura 18, aspectos da operação de um sistema combinado 200 de acordo com modalidades da presente invenção, onde múltiplos sistemas de metrologia 202 são incluídos, como representados na figura 17, são ilustrados. Neste exemplo, ma etapa 1804, um sistema de metrologia é colocado em um campo su- baquático no qual um monumento 226 e transdutores acústicos 228 já foram colocados. Na etapa 1808, é feita uma determinação como se quaisquer sistemas de metrologia adicionais 202 devem ser colocados no campo. Neste exemplo, pelo menos dois sistemas de metrologia 202 serão colocados na cena. Depois que todos os sistemas de metro-
logia desejados 202 estão no lugar, os sistemas de metrologia são operados para gerar dados de nuvem de pontos (etapa 1812). Trans- ponders acústicos individuais 228 e/ou monumentos 226 dentro de conjuntos diferentes de dados de nuvem de pontos gerados pelos dife- rentes sistemas de metrologia 202 podem então ser identificados, e suas localizações podem ser determinados (etapa 1816). Note que as marcas de identificação únicas em transponders 228, monumentos 226, ou outros objetos 102 podem incluir um sistema do tipo código de barras que o sistema óptico lê automaticamente. O sistema pode en- tão usar uma base de dados para identificar o transponder único, mo- numento, ou estrutura e obter os desvios de DC ou outros metadados de uma base de dados, tal como número de hub exato, data de insta- lação, etc. Isto não somente fornece informação adicional, mas tam- bém reduz a necessidade para a identificação de vídeo de ROV.
[0067] A informação de localização, com relação aos transponder acústicos identificados 228 e monumentos 226, pode então ser troca- da entre os sistemas de metrologia 202 (etapa 1820). A informação pode ser trocada através de um link acústico direto entre os diferentes sistemas de metrologia, por exemplo, estabelecida pelos transceptores acústicos incluídos 310. Como outro exemplo, a informação pode ser trocada através de um relé, tal como através de uma estação de moni- toramento e controle. Como um exemplo adicional, a informação pode ser trocada pela comunicação óptica. Além disso, os dados de nuvem de pontos e/ou informação de localização determinados pelo sistema de metrologia 202 podem ser comunicados com uma estação de moni- toramento e controle 804 ou outro nó de sistema combinado 200. A estação de monitoramento e controle 804 ou outro nó pode então unir os dados para fornecer um conjunto de área ampla de informação de localização em 3-D. O processo pode então terminar.
[0068] Estruturas submarinas 102 podem ter transponders acústi-
cos 228 localizados nelas, com informação de DC que localiza o transponder acústico 228 na estrutura. A estrutura submarina é então localizada dentro da matriz acústica compreendendo o conjunto de múltiplos, por exemplo, como representado na figura 15, quatro, trans- ponders acústicos 228, pelo alcance "ping range" de transponders acústicos 228 e possivelmente informação angular de elevação e azi- mute de um para outro. Muitos mais transponders acústicos 228 são usados normalmente para aumentar a precisão da matriz e fornecer redundância quando a energia fica baixa (as baterias morrem) nos transponders acústicos. A solução para a localização do transponder acústico de estrutura submarina pode ser calculada na superfície.
[0069] Incluindo um sistema de metrologia 202 tendo um sistema óptico ativo, o dispositivo LiDAR 308, no campo 100, várias vantagens são obtidas. Primeiro, um número menor de transponders acústicos 228 pode ser usado quando comparado com uma disposição clássica em que somente informação de localização acústica é utilizada, por- que o dispositivo LiDAR 308 do sistema de metrologia 202 pode ser usado para localizar (geograficamente ou relativo) os transponders acústicos 228 com respeito a outro mais precisamente que pode ser feito usando transponder acústico 228 somente. Também, o sistema de metrologia 202 pode ser usado para localizar as estruturas subma- rinas 102 usando alvos ópticos 240 nas estruturas 102. As localiza- ções dos transponders acústicos 228 e as localizações das estruturas 102 obtidas pelo sistema acústico e obtidas pelos sistemas ópticos podem então ser enviadas a um entro de processamento central tanto subaquático quanto no lado superior. Os resultados acústicos e ópti- cos podem ser comprados para precisão e redundância.
[0070] Por exemplo, se um transponder acústico 228 ficar sem ba- teria ou ficar com defeito, o sistema de metrologia 202 pode ainda for- necer a localização do transponder 228 para a matriz ou transponders acústicos ativos restantes 228. Em sentido inverso, se a visibilidade da água ficar ruim devido a uma tempestade ou correntes ou operações submarinas que agitaram o fundo do mar, e o alcance do sistema de monitoramento óptico 308 foi reduzido, o sistema acústico pode então ser usado ou avaliado maior nos dados combinados.
[0071] A inclusão de um sistema de metrologia 202 dentro de um campo de múltiplos transponders acústicos 228 pode fornecer medi- ções de distância e angulares mais precisas entre os objetos incluídos, incluindo os transponder acústicos 228, quando comparado com cená- rios em que transponders acústicos 228 são usados sem um sistema de medição baseado em luz. Alternativamente ou em adição, poucos transponders acústicos 228 podem ser usados através do campo, quando comparados com cenários em que um sistema de medição baseado em luz 308 não está incluído. As medições de alcance e ân- gulo podem ainda ser melhoradas incluindo um ou mais monumentos 226 geograficamente localizados.
[0072] A figura 19 representa um alvo 3-D 240 de acordo com mo- dalidades da presente invenção, e figura 20 representa um alvo 2-D 244 de acordo com modalidades da presente invenção. Os alvos 240 e 244 podem incluir formatos que ajudam um sistema de metrologia 202 a determinar uma orientação relativa do alvo 240 e 244, e o objeto as- sociado 102, monumento 226, suporte de alvo 222, ou transponder acústico 228. O alvo 240 ou 244 pode adicionalmente incluir marca- ções de identificação 1904 que permitem que o alvo 240 ou 244 e/ou objeto associado 102, monumento 226, suporte de alvo 222, ou trans- ponder acústico 228 seja identificado de maneira única. Além do mais, as marcações de identificação 1904 podem permitir que uma superfí- cie, componente, ou outro aspecto de um objeto 102 no qual o alvo 240 ou 244 é montado ou aplicado seja identificado. Note que as mar- cas de identificação únicas em transponders 228, monumentos 226,
suporte de alvo 222 ou outros objetos 102 podem incluir um sistema do tipo código de barras que o sistema óptico lê automaticamente. O sistema pode então usar uma base de dados para identificar o trans- ponder único, monumento, suporte de alvo ou estrutura e obter os desvios de DC ou outros metadados de uma base de dados, tão como número de hub exato, data de instalação, etc. Isto não somente forne- ce informação adicional, mas também reduz a necessidade de identifi- cação de vídeo de ROV. De acordo com modalidades adicionais da presente invenção, o alvo 244 pode compreender um alvo tridimensio- nal que fornece os formatos 1904 na forma do formato físico do alvo
244. Um alvo 244 na forma de um objeto tridimensional pode adicio- nalmente incluir formatos bidimensionais ou marcações de identifica- ção 1904. Um alvo 240 pode também ser fornecido na forma de um formato inteiramente bidimensional e/ou marcações de identificação
1904. De acordo com ainda outras modalidades da presente invenção, um alvo 240 ou 244 pode modificar uma polarização, amplitude, fase, e comprimento de onda, ou outro atributo de luz incidente que é rece- bida de e refletida de volta para um sistema de metrologia 202. Em outro exemplo, um alvo 240 ou 244 pode compreender um ou mais prismas. De acordo com modalidades adicionais da presente inven- ção, o alvo 240 ou 244 pode incluir um holograma que modifica a luz recebida de um sistema de metrologia 202 para produzir um padrão particular.
[0073] Em uma modalidade adicional, um transponder acústico 228 pode ser identificado de modo único por um sistema de metrologia a laser 202 usando o sistema de metrologia óptica 308 do sistema de metrologia 202 para medir a assinatura de vibração do transdutor acústico 516. Em particular, se cada transponder acústico 228 tem um código acústico único que ele transmite, um sistema de monitoramento de laser pode detectar este código único operando o dispositivo LiDAR
308 para permanecer ao longo de uma linha de visão para o transpon- der acústico 228, e em particular o transdutor acústico 516 do trans- ponder acústico 228, para medir opticamente a vibração e assim o si- nal do transdutor 516.
[0074] De acordo com modalidades da presente invenção, um sis- tema combinado 200 utiliza informação acústica e óptica para localizar objetos 102 em um ambiente subaquático. Um sistema de metrologia 202 fornecido como parte do sistema combinado 200 pode assim in- cluir um dispositivo LiDAR 308 para obter informação de alcance e lo- calização opticamente derivada para alvos 240 ou 244. A partir da in- formação de localização relativa obtida pelos alvos de detecção óptica 240 ou 244 associados com um monumento geograficamente referen- ciado 226 ou outra estrutura geograficamente referenciada ou objeto 102, o sistema de metrologia 202 pode determinar a localização geo- gráfica de outros objetos 102, incluindo mas não limitado aos trans- ponders acústicos 228. O sistema combinado 200 pode também usar metodologias acústicas para determinar a localização. Por exemplo, uma localização inicial, relativamente grosseira pode ser determinada usando o transceptor acústico 310 de um sistema de metrologia 202. Esta localização inicial pode ser usada para ajudar o sistema de me- trologia 202 a apontar o dispositivo LiDAR 308 para os alvos ópticos 240 ou 244 associados com um monumento geograficamente referen- ciado 226 ou estrutura 102. Em adição, informação precisa de locali- zação derivada opticamente para um transponder acústico 228, e em particular do transdutor acústico 516 do transponder acústico 228, po- de ser determinada usando o dispositivo LiDAR 308 do sistema de me- trologia 202. A informação de localização derivada de uma saída acús- tica do transponder acústico pode então ser mais precisa, à medida que a localização do transponder acústico emitindo 228 propriamente dito é mais precisamente determinada que se os sinais acústicos sozi-
nhos fossem usados para localizar este transponder acústico 228. De acordo com ainda outras modalidades da presente invenção, metodo- logias de sinal acústico e óptico são combinadas simultaneamente. Por exemplo, um dispositivo LiDAR 308 pode permanecer por um pe- ríodo de tempo ao longo de uma linha de visão que intercepta a super- fície de um transdutor acústico 516 incluindo como parte de um trans- ponder acústico 228. Uma frequência ou saída de frequência modula- da pelo transdutor acústico 516 como um sinal de identificação pode então ser detectado usando o dispositivo LiDAR 308. Além do mais, apontando o dispositivoLiDAR 308 em um transponder acústico parti- cular 228 que emite um sinal de identificação, a identidade e localiza- ção deste transponder acústico 228 podem ser determinadas com cer- teza. Isto pode ser útil em vários cenários, por exemplo, onde o ruído no ambiente subaquático torna difícil a identificação de um transdutor acústico particular 228 usando o sinal acústico sozinho.
[0075] A modalidade da presente invenção ainda suporta a locali- zação confiável de objetos 102 em um ambiente subaquático em vá- rias condições e sobre grandes áreas. Além do mais, o sistema com- binado 200 descrito aqui fornece a integração de metodologias de lo- calização acústica e óptica. Por exemplo, um primeiro sistema de me- trologia 202 à vista de um monumento geograficamente referenciado 226 pode determinar uma localização geográfica de um transponder acústico 228 também à vista do sistema de metrologia 202 com gran- de precisão. Isto fornece a informação de localização derivada pelo menos em parte de uma saída de sinal acústico do transponder acús- tico geograficamente localizado opticamente 228 para ser mais preciso que se fosse somente geograficamente acusticamente. Além disso, o uso de metodologias de localização óptica permite o uso de translação precisa de ressecção de três pontos, que por sua vez permite que a localização de estruturas subaquáticas 102 seja determinada com pre-
cisão.
[0076] Além disso, mas também incluindo tecnologias acústicas, algum nível de informação de localização pode ser fornecido mesmo quando a água dentro do ambiente está turva. Por exemplo, onde a turbidez e/ou as distâncias entre objetos subaquáticos 102 impedem o uso de técnicas de metrologia óptica sobre a párea ou cena subaquá- tica inteira, um dispositivo de metrologia 202 em uma ou ambas as ex- tremidades pode utilizar técnicas ópticas para localizar precisamente outros objetos subaquáticos 102 dentro do alcance do dispositivo Li- DAR 308, enquanto os dispositivos acústicos podem fornecer informa- ção de localização para outros segmentos de uma cadeia de objetos localizados 102.
[0077] Como um exemplo específico, considere uma metrologia clássica de peça de carretel subaquática onde uma seção de tubo é necessária para conectar uma cabeça de poço a um coletor. Os hubs em cada extremidade são os pontos de conexão com o tubo de cone- xão. As peças chave de informação, exigidas para construir este tubo personalizado, são a distância da inclinação entre hubs bem como in- clinações relativas de um hub para outro em inclinação e rotação. Ou- tras exigências são posição relativa, e altura acima do fundo do mar para cada hub. Algumas vezes o perfil de fundo do mar também é exi- gido.
[0078] Em vários casos, o sistema óptico sozinho pode realizar esta medição. No entanto, se a distância de tubo é extremamente lon- ga, por exemplo, 100 metros, uma claridade da água é baixa, então o sistema óptico sozinho não é ótimo. Neste cenário, transponders acús- ticos são colocados perto dos hubs em cada extremidade. O dispositi- vo de metrologia 202 é então usado em cada hub para medir inclina- ção, rotação, posição, altura acima do fundo do mar, perfil do fundo do mar circundante, e localizações de transponder acústico 228 perto de cada hub. A distância entre hubs é então calculada usando a informa- ção de transponder acústico 228 a partir de cada extremidade. As nu- vens de pontos de cada extremidade são basicamente unidas em uma estrutura de referência comum pelos dados de transponder acústico.
[0079] Em uma modalidade adicional, os processos acima podem ser realizados com um sistema óptico sozinho usando dois níveis dife- rentes de refletividade para alvos 240 ou 244, nos objetos 102, ou em conjunto com o sistema acústico como um back-up ou validação. Nes- te cenário, alvos altamente reflexivos opticamente e alvos padrão 240 ou 244 são colocados nos objetos 102 na superfície e dados de con- trole dimensionais são obtidos entre todos os alvos. Os objetos e sis- tema de metrologia são então colocados no mar. O dispositivo de me- trologia submarino 202 é colocado perto de uma das estruturas e um escaneamento completo do objeto é feito em uma configuração de ga- nho normal, que produzirá dados saturados para o alvo altamente re- flexivo. Este conjunto de dados de nuvem de pontos incluirá alvos de refletividade padrão com a estrutura propriamente dita e o fundo do mar potencialmente circundante, de modo que é um conjunto de dados de nuvem de pontos completo com informação em alvos e estruturas. Antes de mover o sistema de metrologia, um escaneamento de ganho muito baixo também é realizado que permite que alvos altamente refle- tivos não sejam saturados. Este conjunto de dados capturará retornos limitados ou inexistentes dos alvos de refletividade padrão, a estrutura, ou fundo do mar. Portanto não é uma nuvem de pontos completa, mas um conjunto de dados com somente os retornos alvo altamente refle- xivos. Desde que os dois escaneamentos foram obtidos na mesma localização de sistema de metrologia, podem ser misturados em uma nuvem de pontos comum. Em outra modalidade, os alvos altamente refletivos são colocados depois que o objeto está embaixo d’água ou é colocado em suportes de alvo 222 perto do objeto 102.
[0080] O sistema de metrologia 202 então se move na direção do outro hub e realiza um escaneamento de alto nível. O único objeto que será visível ao dispositivo de metrologia são os alvos altamente refleti- vos. Portanto, a nuvem de pontos resultante não contém informação nos alvos padrão ou objetos ou fundo do mar. No entanto, desde que dados de DC foram tomados no lado superior, a estrutura inteira pode estar localizada usando alvos altamente refletivos. A mesma operação pode ser realizada no outro hub para redundância e obter inclinação, rotação, posição, altura acima do fundo do mar, e informação de perfil de fundo do mar para o segundo hub a partir do escaneamento pa- drão. Como uma modalidade adicional, o sistema de metrologia 202 é colocado aproximadamente a meia distância entre os dois hubs e so- mente os alvos altamente refletivos 240 ou 244 são capturados a partir de cada hub, mas ambos são capturados a partir da mesma localiza- ção de escaneamento. Isto pode ser realizado como outra verificação de etapa de redundância e dados.
[0081] Um alvo altamente refletivo é qualquer alvo 240 ou 244 que fornece um retorno quase do tipo espelho, tal como um prisma de pesquisa, outro prisma, retro-refletores, espelho, fita refletiva, tinta re- fletiva, microesferas e outros micro-objetos ou formatos que podem ser embutidos em tintas, fitas e materiais a fim de produzir retro-reflexões ou retornos de sinal muito altos.
[0082] De acordo com pelo menos algumas modalidades da pre- sente invenção, a tecnologia abrange: (1) um método para localizar objetos subaquáticos, com- preendendo: colocar um primeiro dispositivo de metrologia em uma pri- meira localização aproximada; operar um sistema de metrologia óptica fornecido como parte do primeiro dispositivo de metrologia para determinar uma locali-
zação do primeiro dispositivo de metrologia com relação a um objeto tendo uma localização conhecida; colocar um primeiro transponder acústico em uma segunda localização aproximada; operar o sistema de metrologia óptica do primeiro dispositi- vo de metrologia para determinar uma localização do primeiro trans- ponder acústico com relação à localização conhecida. (2) O método de (1), ainda compreendendo: antes de colocar o primeiro transponder acústico na segun- da localização aproximada, aplicar um alvo no primeiro transponder acústico, e determinar dados de controle dimensional reativos a uma relação entre o alvo aplicado e um transdutor acústico do primeiro transponder acústico. (3) O método da reivindicação (1) ou (2), ainda compreen- dendo: operar o primeiro transdutor acústico para emitir pelo me- nos um de identificação e um sinal de alcance. (4) O método de qualquer um de (1) a (3), ainda compreen- dendo: operar o sistema de metrologia óptico do primeiro sistema de metrologia para apontar no transdutor acústico do primeiro trans- ponder acústico com o tempo e medir uma vibração do transdutor acústico e assim obtém a saída de sinal acústico do transponder acús- tico enquanto o sistema de metrologia óptico é apontado no transdutor acústico. (5) O método de qualquer um de (1) a (4) em que um alvo opticamente refletivo é colocado em um ponto central do transdutor acústico. (6) O método de qualquer um de (1) a (5), em que o objeto tem alvos e indícios, e em que os indícios permitem uma identificação única para acessar metadados no objeto, tais como desvios, número de hub e data de instalação. (7) O método de qualquer uma de (1) a (6), em que o objeto é geograficamente localizado, e, portanto o primeiro sistema de metro- logia e o primeiro transponder acústico pode ser geograficamente loca- lizado. (8) O método de qualquer um de (1) a (7), em que uma ma- triz acústica e sistema de unidade de navegação inercial (INU) são usados para localizar geograficamente o primeiro sistema de metrolo- gia e a primeira matriz acústica. (9) O método de qualquer um de (1) a (8), ainda compreen- dendo: determinar um alcance entre o transdutor acústico colocado na segunda localização aproximada e outro transdutor acústico. (10) O método de qualquer um de (1) a (9), ainda compre- endendo: comunicar a localização determinada do primeiro transpon- der acústico do primeiro sistema de metrologia para o primeiro trans- ponder acústico; e armazenar a localização determinada do primeiro transpon- der acústico no primeiro transponder acústico. (11) O método de (10), ainda compreendendo: colocar um segundo transponder acústico; comunicar a localização determinada do primeiro transpon- der acústico para o segundo transponder acústico. (12) Um sistema para localizar objetos subaquáticos, com- preendendo: vários transponders acústicos, os transponders acústicos incluindo: um transdutor acústico;
indícios, em que informação de controle dimensional refe- rente a uma relação entre o transdutor acústico e os indícios é conhe- cida; um sistema de metrologia, o sistema de metrologia incluin- do: uma fonte de luz; um receptor; e um processador, em que o processador opera a fonte de luz pra gerar luz que é direcionada para um primeiro transponder acús- tico incluído nos vários transdutores acústicos, refletida a partir do pri- meiro transponder acústico, e recebido no receptor para determinar uma localização do primeiro transponder acústico com relação ao sis- tema de metrologia. (13) O sistema de (12), em que um transdutor acústico do primeiro transponder acústico, em um primeiro modo de operação, ge- ra um sinal de identificação. (14) O sistema de (12) ou (13), em que o sistema de metro- logia é operável para detectar o sinal de identificação do primeiro transponder acústico usando a fonte de luz e o receptor. (15) O sistema de qualquer um de (12) a (14), em que o sis- tema de metrologia ainda inclui um transceptor acústico. (16) O sistema de qualquer um de (12) a (15), em que os indícios incluem alvos colocados nos transponders acústicos. (17) O sistema de qualquer um de (12) a (16), em que os indícios permitem a identificação única para acessar metadados no objeto tal como desvios, número de hub, e data de instalação. (18) O sistema de qualquer um de (12) a (17), em que os indícios são similares a um sistema de código de barras que é lido pe- lo sistema óptico. (19) O sistema de qualquer um de (12) a (18), em que as localizações dos vários transponders e os vários sistemas de metrolo- gia são todos compartilhados e armazenados em um centro de pro- cessamento central.
[0083] De acordo ainda com aspectos adicionais da presente in- venção, a tecnologia abrange: (20) Um método para localizar objetos subaquáticos, com- preendendo: determinar uma localização de vários transponders acústi- cos; para pelo um primeiro transponder acústico incluído nos vá- rios transponders acústicos, armazenar a localização determinada na memória incluída no primeiro transponder acústico; comunicar ma localização do primeiro transponder acústico do primeiro transponder acústico para um segundo transponder acús- tico incluído nos vários transponders acústicos. (21) O método de (20) em que determinar uma localização de vários transponders acústicos inclui determinar uma localização usando um sistema de metrologia óptica. (22) O método de (20) ou (21), em que o primeiro transpon- der acústico inclui um primeiro alvo e um primeiro transdutor acústico, o método ainda compreendendo: determinar a informação de controle de dimensão referente a uma localização do primeiro alvo com relação a um centro do primei- ro transdutor acústico. De acordo com ainda mais aspectos da presente descrição, a tecnologia abrange: (23) Um método para realizar uma metrologia a longa dis- tância, compreendendo, colocar ambos os alvos de baixa e alta refletividade em uma estrutura;
tomar dados de controle de dimensão (DC) dos alvos e a estrutura; colocar um primeiro sistema de metrologia em uma primeira localização perto de pelo menos uma primeira parte da estrutura e rea- lizar primeiro e segundo escaneamento da estrutura, em que o primei- ro escaneamento está em um nível de ganho padrão para capturar uma nuvem de primeiro ponto que inclui retornos da estrutura, alvos de baixa refletividade, e fundo do mar, em que o segundo escanea- mento está em um nível de ganho baixo para capturar uma nuvem de segundo ponto que inclui retornos dos alvos de alta refletividade. (24) O método de (23), ainda compreendendo: colocar um do primeiro sistema de metrologia e um segun- do sistema de metrologia em uma segunda localização perto de pelo menos uma segunda parte da estrutura e realizar terceiro e quarto es- caneamento da estrutura, em que o terceiro escaneamento está em um nível de ganho padrão para capturar uma nuvem de terceiro ponto que inclui retornos da estrutura, alvos de baixa refletividade, e fundo do mar, em que o quarto escaneamento está em um nível de ganho baixo para capturar uma nuvem de quarto ponto que inclui retornos dos alvos de alta refletividade. (25) O método de (24), ainda compreendendo: localizar pelo menos alguns dos alvos de refletividade alta nos retornos nas nuvens de segundo e quarto pontos; combinar as nuvens de primeiro e terceiro pontos usando pelo menos alguns dos alvos de refletividade alta nos retornos nas nu- vens de segundo e quarto pontos como pontos de controle. (26) O método de qualquer um de (23) a (25), em que os dados de alcance longo coletados dos alvos de alta refletividade são cruzados com dados de transponder acústico através da mesma dis- tância.
[0084] A discussão precedente foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição.
Adicionalmente, a descrição não é destinada a limitar os sistemas descritos e métodos nas formas descritas aqui.
Consequentemente, variações e modificações correspondendo com os ensinamentos acima, dentro da especialidade ou conhecimento da técnica relevante, estão dentro do escopo da presente invenção.
As modalidades descritas aqui acima são ainda destinadas a explicar o melhor modo presentemente conhecido de praticar os sistemas e mé- todos descritos, e permitir que outros versados na técnica utilizem os sistemas e métodos descritos em tais ou em outras modalidades e com várias modificações exigidas pela aplicação ou uso particular.
É pretendido que as reivindicações anexas sejam construídas para inclu- ir modalidades alternativas na extensão permitida pela técnica anterior.

Claims (26)

REIVINDICAÇÕES
1. Método para localizar objetos subaquáticos, caracteriza- do pelo fato de que compreende: colocar um primeiro dispositivo de metrologia em uma pri- meira localização aproximada; operar um sistema de metrologia óptica fornecido como parte do primeiro dispositivo de metrologia para determinar uma locali- zação do primeiro dispositivo de metrologia com relação a um objeto tendo uma localização conhecida; colocar um primeiro transponder acústico em uma segunda localização aproximada; operar o sistema de metrologia óptica do primeiro dispositi- vo de metrologia para determinar uma localização do primeiro trans- ponder acústico com relação à localização conhecida.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: antes de colocar o primeiro transponder acústico na segun- da localização aproximada, aplicar um alvo no primeiro transponder acústico, e determinar dados de controle dimensional reativos a uma relação entre o alvo aplicado e um transdutor acústico do primeiro transponder acústico.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: operar o primeiro transdutor acústico para emitir pelo me- nos um de identificação e um sinal de alcance.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: operar o sistema de metrologia óptico do primeiro sistema de metrologia para apontar no transdutor acústico do primeiro trans- ponder acústico com o tempo e medir uma vibração do transdutor acústico e assim obter a saída de sinal acústico do transponder acústi- co enquanto o sistema de metrologia óptico é apontado no transdutor acústico.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que um alvo opticamente refletivo é colocado em um pon- to central do transdutor acústico.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o objeto tem alvos e indícios, e em que os indícios permitem uma identificação única para acessar metadados no objeto, tais como desvios, número de hub e data de instalação.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o objeto é geograficamente localizado, e portanto o primeiro sistema de metrologia e o primeiro transponder acústico po- dem ser geograficamente localizado.
8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma matriz acústica e sistema de unidade de navega- ção inercial (INU) são usados para localizar geograficamente o primei- ro sistema de metrologia e a primeira matriz acústica.
9. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: determinar um alcance entre o transdutor acústico colocado na segunda localização aproximada e outro transdutor acústico.
10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: comunicar a localização determinada do primeiro transpon- der acústico do primeiro sistema de metrologia para o primeiro trans- ponder acústico; e armazenar a localização determinada do primeiro transpon- der acústico no primeiro transponder acústico.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracteriza-
do pelo fato de que compreende ainda: colocar um segundo transponder acústico; comunicar a localização determinada do primeiro transpon- der acústico para o segundo transponder acústico.
12. Sistema para localizar objetos subaquáticos, caracteri- zado pelo fato de que compreende: vários transponders acústicos, os transponders acústicos incluindo: um transdutor acústico; indícios, em que informação de controle dimensional refe- rente a uma relação entre o transdutor acústico e os indícios é conhe- cida; um sistema de metrologia, o sistema de metrologia incluin- do: uma fonte de luz; um receptor; e um processador, em que o processador opera a fonte de luz pra gerar luz que é direcionada para um primeiro transponder acús- tico incluído nos vários transdutores acústicos, refletida a partir do pri- meiro transponder acústico, e recebido no receptor para determinar uma localização do primeiro transponder acústico com relação ao sis- tema de metrologia.
13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracteriza- do pelo fato de que um transdutor acústico do primeiro transponder acústico, em um primeiro modo de operação, gera um sinal de identifi- cação.
14. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracteriza- do pelo fato de que o sistema de metrologia é operável para detectar o sinal de identificação do primeiro transponder acústico usando a fonte de luz e o receptor.
15. Sistema de acordo com a reivindicação 14, caracteriza- do pelo fato de que o sistema de metrologia inclui ainda um transcep- tor acústico.
16. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracteriza- do pelo fato de que os indícios incluem alvos colocados nos transpon- ders acústicos.
17. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracteriza- do pelo fato de que os indícios permitem a identificação única para acessar metadados no objeto tal como desvios, número de hub e data de instalação.
18. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracteriza- do pelo fato de que os indícios são similares a um sistema de código de barras que é lido pelo sistema óptico.
19. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracteriza- do pelo fato de que as localizações dos vários transponders e os vá- rios sistemas de metrologia são todos compartilhados e armazenados em um centro de processamento central.
20. Método para localizar objetos subaquáticos, caracteri- zado pelo fato de que compreende: determinar uma localização de vários transponders acústi- cos; para pelo um primeiro transponder acústico incluído nos vá- rios transponders acústicos, armazenar a localização determinada na memória incluída no primeiro transponder acústico; comunicar a localização do primeiro transponder acústico do primeiro transponder acústico para um segundo transponder acús- tico incluído nos vários transponders acústicos.
21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracteriza- do pelo fato de que determinar uma localização de vários transponders acústicos inclui determinar uma localização usando um sistema de me-
trologia óptica.
22. Método de acordo com a reivindicação 20, caracteriza- do pelo fato de que o primeiro transponder acústico inclui um primeiro alvo e um primeiro transdutor acústico, o método compreendendo ain- da: determinar a informação de controle de dimensão referente a uma localização do primeiro alvo com relação a um centro do primei- ro transdutor acústico.
23. Método para realizar uma metrologia a longa distância, caracterizado pelo fato de que compreende, colocar ambos os alvos de baixa e alta refletividade em uma estrutura; tomar dados de controle de dimensão (DC) dos alvos e a estrutura; colocar um primeiro sistema de metrologia em uma primeira localização perto de pelo menos uma primeira parte da estrutura e rea- lizar primeiro e segundos escaneamentos da estrutura, em que o pri- meiro escaneamento está em um nível de ganho padrão para capturar uma nuvem de primeiro ponto que inclui retornos da estrutura, alvos de baixa refletividade, e fundo do mar, em que o segundo escanea- mento está em um nível de ganho baixo para capturar uma nuvem de segundo ponto que inclui retornos dos alvos de alta refletividade.
24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracteriza- do pelo fato de que compreende ainda: colocar um do primeiro sistema de metrologia e um segun- do sistema de metrologia em uma segunda localização perto de pelo menos uma segunda parte da estrutura e realizar terceiro e quarto es- caneamentos da estrutura, em que o terceiro escaneamento está em um nível de ganho padrão para capturar uma nuvem de terceiro ponto que inclui retornos da estrutura, alvos de baixa refletividade, e fundo do mar, em que o quarto escaneamento está em um nível de ganho baixo para capturar uma nuvem de quarto ponto que inclui retornos dos alvos de alta refletividade.
25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracteriza- do pelo fato de que compreende ainda: localizar pelo menos alguns dos alvos de refletividade alta nos retornos nas nuvens de segundo e quarto pontos; combinar as nuvens de primeiro e terceiro pontos usando pelo menos alguns dos alvos de refletividade alta nos retornos nas nu- vens de segundo e quarto pontos como pontos de controle.
26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracteriza- do pelo fato de que os dados de alcance longo coletados dos alvos de alta refletividade são cruzados com dados de transponder acústico através da mesma distância.
BR112020000387-5A 2017-07-10 2018-07-10 sistema de metrologia óptica subaquática BR112020000387A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762530747P 2017-07-10 2017-07-10
US62/530,747 2017-07-10
PCT/US2018/041488 WO2019014253A1 (en) 2017-07-10 2018-07-10 UNDERWATER OPTICAL METROLOGY SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112020000387A2 true BR112020000387A2 (pt) 2020-07-14

Family

ID=64902646

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112020000375-1A BR112020000375A2 (pt) 2017-07-10 2018-07-10 sistemas e métodos ópticos de posicionamento embaixo d'água
BR112020000387-5A BR112020000387A2 (pt) 2017-07-10 2018-07-10 sistema de metrologia óptica subaquática

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112020000375-1A BR112020000375A2 (pt) 2017-07-10 2018-07-10 sistemas e métodos ópticos de posicionamento embaixo d'água

Country Status (6)

Country Link
US (7) US10871567B2 (pt)
EP (2) EP3652929A4 (pt)
AU (1) AU2018300057A1 (pt)
BR (2) BR112020000375A2 (pt)
CA (2) CA3069305A1 (pt)
WO (2) WO2019014253A1 (pt)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230393271A1 (en) * 2017-07-10 2023-12-07 3D at Depth, Inc. Underwater optical metrology system

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2018261777B2 (en) 2017-05-04 2023-05-11 3D at Depth, Inc. Systems and methods for monitoring underwater structures
EP3524949B1 (en) * 2018-01-30 2020-10-21 OneSubsea IP UK Limited Methodology and system for determining temperature of subsea infrastructure
CN108458993B (zh) * 2018-04-12 2020-03-24 中国科学院南海海洋研究所 海底底质反射率测量装置及测量方法
US20200052799A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 Onesubsea Ip Uk Limited Subsea telecommunication system
GB2582554B (en) * 2019-03-21 2021-04-21 Rovco Ltd Subsea surveying system
CN110164256A (zh) * 2019-07-08 2019-08-23 安徽宝信信息科技有限公司 一种驾考车载电脑系统
CN110763228B (zh) * 2019-10-08 2022-12-13 哈尔滨工程大学 基于海底油气管节点位置的组合导航系统误差修正方法
CN112824830B (zh) * 2019-11-21 2023-08-22 中国石油天然气集团有限公司 水下管道定位方法
US11940571B2 (en) * 2019-12-12 2024-03-26 Aeva, Inc. Performing speckle reduction using polarization
WO2021168390A1 (en) * 2020-02-20 2021-08-26 Woods Hole Oceanographic Institution Device, system and method of adaptive autonomy with sensor swarming
US20230159144A1 (en) * 2020-04-30 2023-05-25 Versitech Limited Smart soft actuation unit for underwater applications
CN111624586B (zh) * 2020-05-27 2022-09-23 苏州大学 基于特征提取和神经网络的水声目标测距方法
WO2022067194A2 (en) 2020-09-25 2022-03-31 3D at Depth, Inc. Systems and methods for laser inspection and measurements
US20220119228A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-21 Cashman Dredging And Marine Contracting, Co., Llc Lidar loading system
US11846742B1 (en) * 2020-11-19 2023-12-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Systems and methods for the localization of objects buried in the seabed
GB202100725D0 (en) * 2021-01-20 2021-03-03 Reaman Engineering Ltd Subsea monitoring apparatus
CN112911512A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 英华达（南京）科技有限公司 水声定位及通讯系统，定位、通讯、组队及地理围栏方法
CN113031005B (zh) * 2021-02-22 2022-06-21 江苏大学 基于激光雷达的吊车动态障碍物识别方法
CN113739720B (zh) * 2021-08-30 2022-06-17 东南大学 一种融合声学与光学方法的水下高精度测量和缺陷检测方法
WO2023113905A1 (en) * 2021-12-13 2023-06-22 Florida Atlantic University Board Of Trustees An in situ holographic imaging system for marine studies
GB2614055A (en) * 2021-12-17 2023-06-28 Bae Systems Plc Underwater imaging
WO2023143994A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 Signify Holding B.V. Self-localizing systems and methods in an underwater environment
CN115079199B (zh) * 2022-08-22 2022-11-18 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种水下目标多模态信息感知系统及方法
CN117079117B (zh) * 2023-09-13 2024-04-16 中国电子科技集团公司第十五研究所 水下图像处理及目标识别的方法及装置、存储介质及电子设备

Family Cites Families (113)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4123160A (en) 1976-12-20 1978-10-31 Bernard Caputo Method and apparatus for remotely measuring sub-surface water temperatures
US4948258A (en) * 1988-06-27 1990-08-14 Harbor Branch Oceanographic Institute, Inc. Structured illumination surface profiling and ranging systems and methods
US5026999A (en) 1990-04-09 1991-06-25 Gte Government Systems Corporation Method of remotely measuring subsurface water temperatures by stimulated raman scattering using stimulated brillouin backscattering
US5069580A (en) * 1990-09-25 1991-12-03 Fssl, Inc. Subsea payload installation system
US5343284A (en) 1990-10-24 1994-08-30 Kaman Aerospace Corporation Imaging lidar system employing bistatic operation
US5257085A (en) 1991-04-24 1993-10-26 Kaman Aerospace Corporation Spectrally dispersive imaging lidar system
US5311272A (en) 1991-08-30 1994-05-10 Kaman Aerospace Corporation Optical buoys for oceanographic measurements by imaging lidar
US5809099A (en) * 1997-05-05 1998-09-15 Korea Atomic Energy Research Institute Laser-guided underwater wall climbing robot for reactor pressure vessel inspection
US6275781B1 (en) 1997-07-29 2001-08-14 Skf Condition Monitoring, Inc. Vibration data processor and processing method
JP3865338B2 (ja) 1997-12-09 2007-01-10 株式会社東芝 原子炉内構造物の予防保全・補修装置
US5960807A (en) 1998-05-05 1999-10-05 Reyman; Mark Vibration and flow actuated valve shutoff system
US20070242134A1 (en) * 1998-11-05 2007-10-18 Zernov Jeffrey P Submersible video viewing system
NO322353B1 (no) 1999-01-18 2006-09-18 Clampon As Fremgangsmate til maling pa flerfase-fluidstrommer i ror og kanaler, samt anvendelser derav
NO312265B1 (no) * 1999-05-04 2002-04-15 Statoil Asa System for oppmåling av innbyrdes avstand og retninger for rörender som skal sammenkobles på sjöbunnen
US6705440B2 (en) 1999-08-23 2004-03-16 Texas Tech University Cable stay damper band and method of use for reduction of fluid induced cable vibrations
US6836285B1 (en) 1999-09-03 2004-12-28 Arete Associates Lidar with streak-tube imaging,including hazard detection in marine applications; related optics
DK1275012T3 (da) 2000-03-03 2010-12-06 Atlas Elektronik Gmbh Fremgangsmåder og systemer til at navigere under vand
AT412032B (de) * 2001-12-19 2004-08-26 Riegl Laser Measurement Sys Verfahren zur aufnahme eines objektraumes
US20040261547A1 (en) 2002-10-01 2004-12-30 Russell David Alexander Method of deriving data
US7891246B2 (en) 2002-11-12 2011-02-22 Itron, Inc. Tracking vibrations in a pipeline network
US6957157B2 (en) 2002-11-12 2005-10-18 Flow Metrix, Inc. Tracking vibrations in a pipeline network
WO2006102259A2 (en) 2005-03-23 2006-09-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Underwater structure monitoring systems and methods
CN1841008A (zh) 2005-04-01 2006-10-04 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 激光量测机台扫描精度验证方法
US7969822B2 (en) * 2005-07-15 2011-06-28 Estate Of Albert R. Basilico System and method for extending GPS to divers and underwater vehicles
US7562586B2 (en) 2005-10-21 2009-07-21 Endress + Hauser Flowtec Ag Method for monitoring an operating condition of a tube wall contacted by a flowing medium and inline measuring device therefore
US20070199383A1 (en) 2005-11-28 2007-08-30 Flow Metrix, Inc. Pipeline Integrity Analysis Using an In-Flow Vehicle
US20160121009A1 (en) * 2006-02-06 2016-05-05 Woods Hole Oceanographic Institution Optical Communication Systems and Methods
US7953326B2 (en) * 2006-02-06 2011-05-31 Woods Hole Oceanographic Institution Systems and methods for underwater optical communication
DE102006034680A1 (de) 2006-07-24 2008-01-31 Areva Np Gmbh Brennelement-Lademaschine und Verfahren zur Handhabung von Brennelementen
CA2678040A1 (en) 2007-02-15 2008-08-21 Dalhousie University Vibration based damage detection system
WO2008103176A1 (en) 2007-02-22 2008-08-28 Micro Motion, Inc. Vibratory pipeline diagnostic system and method
US20090287414A1 (en) * 2007-05-14 2009-11-19 Zupt, Llc System and process for the precise positioning of subsea units
US20080300742A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 Oceaneering International, Inc. Hybrid remotely/autonomously operated underwater vehicle
ES2539119T3 (es) 2007-10-09 2015-06-26 Windar Photonics A/S Sistema LIDAR coherente basado en láser y amplificador semiconductor
US8203911B2 (en) * 2007-10-23 2012-06-19 Kevin Kremeyer Acoustic and optical illumination technique for underwater characterization of objects/environment
US7926438B2 (en) * 2007-11-05 2011-04-19 Schlumberger Technology Corporation Subsea operations support system
GB2456300B (en) 2008-01-08 2010-05-26 Schlumberger Holdings Monitoring system for pipelines or risers in floating production installations
DE102008037700A1 (de) 2008-08-14 2010-02-18 Endress + Hauser Flowtec Ag Messaufnehmer vom Vibrationstyp
US9080425B2 (en) 2008-10-17 2015-07-14 Foro Energy, Inc. High power laser photo-conversion assemblies, apparatuses and methods of use
CA2742687C (en) 2008-11-05 2013-07-30 Neptec Design Group Ltd. Return pulse shape analysis for falling edge object discrimination of aerosol lidar
US8184276B2 (en) 2008-12-08 2012-05-22 Carl Embry Continuous index of refraction compensation method for measurements in a medium
CA2753042C (en) 2009-02-23 2017-10-24 2G Robotics Inc. Laser scanner assembly
US8380375B2 (en) 2009-08-14 2013-02-19 IPOZ Systems, LLC Device, computer storage medium, and computer implemented method for metrology with inertial navigation system and aiding
FR2949992B1 (fr) 2009-09-16 2011-10-14 Areva Np Dispositif d'aide sous eau a l'extraction ou a l'insertion d'un element de forme allongee dispose dans un conduit et procede d'aide a l'extraction ou a l'insertion d'un tel element.
US8195409B2 (en) 2009-11-03 2012-06-05 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Passive acoustic underwater intruder detection system
US8665101B2 (en) 2009-11-16 2014-03-04 Aquarius Spectrum Ltd. System method and device for leak detection and localization in a pipe network
FR2952722B1 (fr) 2009-11-18 2011-12-09 Onera (Off Nat Aerospatiale) Mesure de caracteristiques velocimetriques ou vibrometriques utilisant un dispositif de type lidar a detection heterodyne
DE102010001973A1 (de) 2010-02-16 2011-08-18 Endress + Hauser Flowtec Ag Messwandler vom Vibrationstyp mit zwei Gegenschwingerarmen
GB201008823D0 (en) 2010-05-26 2010-07-14 Fotech Solutions Ltd Fluid flow monitor
DE102010024014B4 (de) * 2010-06-16 2016-04-21 Trimble Jena Gmbh Ziel für ein geodätisches Gerät
NO334891B1 (no) 2010-06-21 2014-06-30 Vetco Gray Scandinavia As Fremgangsmåte og innretning for å estimere nedkjøling i et undersjøisk produksjonssystem
US8499637B1 (en) * 2010-10-12 2013-08-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Laser based acousto-optic sensing enhancement using tailored retro-reflectors
EP2633339B1 (en) 2010-10-25 2019-02-27 Lockheed Corp DETECTION OF STRUCTURAL MODIFICATIONS OF UNDERWATER STRUCTURES
EP2647141A4 (en) 2010-10-25 2014-12-10 Lockheed Corp CONSTRUCTION OF A MODEL IN THREE DIMENSIONS OF A STRUCTURE UNDER WATER
JP5968894B2 (ja) * 2010-10-25 2016-08-10 ロッキード マーティン コーポレイションＬｏｃｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 相関付けられたセンサデータに基づいた水中航走体の位置および向きの推定
US8275570B2 (en) 2011-03-02 2012-09-25 Utility Risk Management Corporation, Llc Thermal powerline rating and clearance analysis using local thermal sensor
US8903558B2 (en) 2011-06-02 2014-12-02 Ipixc Llc Monitoring pipeline integrity
NO333337B1 (no) 2011-08-02 2013-05-06 Naxys As Undervannsdetekteringsapparat
ES2438751T3 (es) 2011-09-05 2014-01-20 ALLTEC Angewandte Laserlicht Technologie Gesellschaft mit beschränkter Haftung Dispositivo y procedimiento para marcar un objeto por medio de un rayo láser
US9417103B2 (en) 2011-09-20 2016-08-16 Schlumberger Technology Corporation Multiple spectrum channel, multiple sensor fiber optic monitoring system
JP5806568B2 (ja) * 2011-09-26 2015-11-10 川崎重工業株式会社 水中移動型検査装置及び水中検査設備
US9846232B1 (en) 2012-01-05 2017-12-19 Teledyne Reson A/S Use of multi-beam sonar systems to generate point cloud data and models; data registration in underwater metrology applications
US20130215394A1 (en) * 2012-02-18 2013-08-22 Rakesh Reddy Underwater Image Projection Display System and Lighting Control System And Device
EP2856240A4 (en) 2012-04-26 2016-03-02 Neptec Design Group Ltd LIDAR HEAD FOR HIGH-SPEED 360 DEGREE SCAN
WO2014011241A2 (en) 2012-04-30 2014-01-16 Zuk David M System and method for scan range gating
US8830793B2 (en) * 2012-06-28 2014-09-09 Massachusetts Institute Of Technology System and method for collision avoidance in underwater vehicles
GB201212701D0 (en) 2012-07-17 2012-08-29 Silixa Ltd Structure monitoring
US9322492B2 (en) 2012-08-23 2016-04-26 Westinghouse Electric Company Llc Pipeline clamp for vibration measurement
US9690174B2 (en) * 2012-09-14 2017-06-27 Scienstry, Inc. Switchable projection window
US9234618B1 (en) 2012-09-27 2016-01-12 Google Inc. Characterizing optically reflective features via hyper-spectral sensor
EP2909807B1 (en) 2012-10-17 2020-02-19 Cathx Research Ltd. Improvements in relation to underwater imaging for underwater surveys
US9568590B1 (en) 2013-01-22 2017-02-14 Ball Aerospace & Technologies Corp. Dynamic thinning of a phased array aperture
US9477307B2 (en) * 2013-01-24 2016-10-25 The University Of Washington Methods and systems for six degree-of-freedom haptic interaction with streaming point data
US20140259618A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Hadal, Inc. Systems and methods for improved pressure vessels
JP2016521360A (ja) * 2013-04-05 2016-07-21 ロッキード・マーチン・コーポレーション Ｌｉｄａｒを有する水中プラットフォーム及び関連する方法
KR101426474B1 (ko) 2013-04-11 2014-08-05 (주)동양화학 라이다를 이용한 수심별 수온 원격 측정 시스템 및 이를 이용한 수온 원격 측정 방법
KR102220826B1 (ko) * 2013-07-26 2021-02-25 프라마톰 게엠베하 수중에 위치된 컨테이너 벽에 대한 손상을 보수하는 방법 및 장치
US9702966B2 (en) 2013-09-16 2017-07-11 Appareo Systems, Llc Synthetic underwater visualization system
JP5644968B1 (ja) 2014-02-18 2014-12-24 富士ゼロックス株式会社 表示制御装置、方法およびプログラム
EP3113971A4 (en) * 2014-03-05 2017-12-27 C&C Technologies, Inc. Underwater inspection system using an autonomous underwater vehicle ("auv") in combination with a laser micro bathymetry unit (triangulation laser) and high-definition camera
WO2015199789A2 (en) * 2014-04-08 2015-12-30 University Of New Hampshire Optical based pose detection for multiple unmanned underwater vehicles
GB201407270D0 (en) 2014-04-24 2014-06-11 Cathx Res Ltd 3D data in underwater surveys
US9753140B2 (en) * 2014-05-05 2017-09-05 Raytheon Company Methods and apparatus for imaging in scattering environments
EP2966652B1 (en) 2014-07-08 2017-04-05 Ahlberg Cameras AB System and method for nuclear fuel assembly deformation measurement
NL2013724B1 (en) 2014-10-31 2016-10-04 Fugro N V Underwater positioning system.
FI126828B (fi) * 2015-03-06 2017-06-15 Vrt Finland Oy Menetelmä kohteen keilaamiseksi veden alta ja tähys vedenpinnan alapuolelta tapahtuvaa kohteen keilaamista varten
US10183732B2 (en) * 2015-04-09 2019-01-22 University of New Hamphire Pose detection and control of unmanned underwater vehicles (UUVs) utilizing an optical detector array
US10281577B2 (en) 2015-04-20 2019-05-07 Navico Holding As Methods and apparatuses for constructing a 3D sonar image of objects in an underwater environment
KR20160146390A (ko) * 2015-06-12 2016-12-21 황재호 해난 구조용 스마트 밴드
DE102015213293A1 (de) * 2015-07-15 2017-02-02 Thyssenkrupp Ag Durchführung ferngesteuerter Unterwasserarbeiten
WO2017058901A1 (en) 2015-09-28 2017-04-06 Ball Aerospace & Technologies Corp. Differential absorption lidar
GB2544324A (en) 2015-11-13 2017-05-17 Cathx Res Ltd Method and system for processing image data
CN105716591B (zh) * 2016-01-27 2017-11-17 中交第二航务工程局有限公司 水下砼块安装可视化测量系统
ITUA20161587A1 (it) * 2016-03-11 2017-09-11 Saipem Spa Veicolo subacqueo senza equipaggio, sistema e metodo per la manutenzione e l'ispezione di impianti subacquei
JP7149256B2 (ja) 2016-03-19 2022-10-06 ベロダイン ライダー ユーエスエー，インコーポレイテッド Ｌｉｄａｒに基づく３次元撮像のための統合された照射及び検出
JP6640643B2 (ja) 2016-04-08 2020-02-05 株式会社東芝 水中点検装置及び水中点検方法
DE102016108986A1 (de) 2016-05-13 2017-11-16 Krohne Messtechnik Gmbh Verfahren zur Detektion von Rohrleitungsschwingungen und Messgerät
US10321810B2 (en) 2016-06-13 2019-06-18 Canon U.S.A., Inc. Spectrally encoded endoscopic probe having a fixed fiber
DE102016220468A1 (de) 2016-10-19 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Lidar-Sensor zur Erfassung eines Objektes
US10838042B2 (en) 2016-11-21 2020-11-17 Vipul Dutt Badoni Scanning LIDAR system using a curved rotating surface
JP2020508457A (ja) 2017-03-29 2020-03-19 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ センサーシステム及びその方法
AU2018261777B2 (en) 2017-05-04 2023-05-11 3D at Depth, Inc. Systems and methods for monitoring underwater structures
BR112020000375A2 (pt) * 2017-07-10 2020-07-14 3D at Depth, Inc. sistemas e métodos ópticos de posicionamento embaixo d'água
US10822065B2 (en) * 2017-07-28 2020-11-03 Cameron International Corporation Systems and method for buoyancy control of remotely operated underwater vehicle and payload
US10571567B2 (en) 2017-11-22 2020-02-25 Luminar Technologies, Inc. Low profile lidar scanner with polygon mirror
EP3524949B1 (en) 2018-01-30 2020-10-21 OneSubsea IP UK Limited Methodology and system for determining temperature of subsea infrastructure
US10571687B2 (en) 2018-02-05 2020-02-25 Goodrich Corporation Imaging systems and methods
US10627516B2 (en) 2018-07-19 2020-04-21 Luminar Technologies, Inc. Adjustable pulse characteristics for ground detection in lidar systems
EP3864370A1 (en) 2018-10-12 2021-08-18 Electric Power Research Institute, Inc. Method for measuring surface characteristics in optically distorting media
CN210487977U (zh) 2018-12-13 2020-05-08 武汉万集信息技术有限公司 一种360度扫描激光雷达装置
CA3136636C (en) 2019-04-12 2023-05-02 Lumibird Limited Monostatic scanning lidar using a multi-faceted polygon mirror as one of dual redirecting elements
CN110441792B (zh) 2019-08-21 2023-03-10 中国科学技术大学 同时测风测温的瑞利散射激光雷达系统及相关校准方法
CN111025266B (zh) 2020-01-14 2021-07-06 深圳市镭神智能系统有限公司 一种棱镜及多线激光雷达

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230393271A1 (en) * 2017-07-10 2023-12-07 3D at Depth, Inc. Underwater optical metrology system

Also Published As

Publication number Publication date
US20200124722A1 (en) 2020-04-23
US20210382171A1 (en) 2021-12-09
BR112020000375A2 (pt) 2020-07-14
US20230393271A1 (en) 2023-12-07
US10502829B2 (en) 2019-12-10
EP3652474A4 (en) 2021-04-14
WO2019014253A1 (en) 2019-01-17
US20190011565A1 (en) 2019-01-10
EP3652929A4 (en) 2021-07-21
US10545233B1 (en) 2020-01-28
CA3069309A1 (en) 2019-01-17
WO2019014245A1 (en) 2019-01-17
US11774586B2 (en) 2023-10-03
US11125875B2 (en) 2021-09-21
US20190011552A1 (en) 2019-01-10
US20200011992A1 (en) 2020-01-09
EP3652929A1 (en) 2020-05-20
US10871567B2 (en) 2020-12-22
CA3069305A1 (en) 2019-01-17
AU2018300057A1 (en) 2020-02-27
EP3652474A1 (en) 2020-05-20
US20210141085A1 (en) 2021-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112020000387A2 (pt) sistema de metrologia óptica subaquática
AU2015340110B2 (en) Underwater positioning system
BR112015024071B1 (pt) Método para posicionar e rastrear um ou mais objetos, e, sistema de referência de posição
US11383807B2 (en) Underwater observation unit and system
AU2018301161A1 (en) Underwater wireless optical communication unit and system
JP2011149720A (ja) 測量システム
EP3265843A1 (en) Method and target for underwater scanning of an object
Menna et al. Accurate scaling and levelling in underwater photogrammetry with a pressure sensor
JP3796488B2 (ja) 沈埋函沈設誘導装置および沈設誘導方法
US20240111031A1 (en) Laser inspection and measurement systems and methods
BR112017008824B1 (pt) Sistema de posicionamento subaquático, método para melhorar a informação de posição para um receptor, farol subaquático, e, receptor subaquático
BR112019022828A2 (pt) Sistemas e métodos para monitorar estruturas subaquáticas
BR112019022828B1 (pt) Método e sistema para monitorar estruturas subaquáticas
Sam-Odusina A coordinated UAV deployment based on stereovision reconnaissance for low risk water assessment

Legal Events

Date Code Title Description
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]
B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]