CN110937085A - 回收海上设备的标识系统和使用其来标识海上设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于回收海上设备的标识系统，包括：压力传感器，配置成执行释放操作以标识所述海上设备的释放组件，该释放操作包括释放水体染色剂、释放烟雾、发出蜂鸣、发出灯光中的一者或多者，以及与该压力传感器和该释放组件耦合的处理器，该处理器被配置成：在从海底回收该海上设备时，在该海上设备的上浮过程中，在该压力传感器检测到关于海水深度的阈值压力时生成第一控制信号；以及响应于第一控制信号而激活该释放组件执行释放操作。本发明还描述了用于使用该标识系统来标识海上设备以回收该海上设备的方法。

Description

回收海上设备的标识系统和使用其来标识海上设备的方法

技术领域

本申请涉及用于回收海上设备的标识系统和使用其来标识海上设备的方法。

背景技术

常规地，海上设备完成海底作业，上浮至水面之后无明显标识，主要靠本体颜色(诸如，橙色)并且由母船通过人工目视或望远镜观察。可能由于海上浮冰密集度高、风浪过大等导致海上设备的回收效率不高且难度巨大。因此在大海中准确定位海上设备并进行标识，是回收该海上设备的关键。

此外，当在水面作业的海上设备失控时，也期望对其进行标识以进行回收。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，解决标识海上设备以进行回收的问题，提供了用于标识海上设备的方法和系统。

本发明描述了一种用于海上设备的标识系统，包括：压力传感器；释放组件，其配置成执行可以释放标识的释放操作以标识该海上设备，该释放操作包括释放水体染色剂、释放烟雾、发出蜂鸣、发出灯光等操作中的一者或多者；以及与该压力传感器和该释放组件耦合的处理器，其配置成：在从海底回收该海上设备时，在该海上设备的上浮过程中，在该压力传感器检测到关于海水深度的阈值压力时生成第一控制信号；以及响应于第一控制信号而激活该释放组件执行该释放操作。在本申请的示例中，该标识系统进一步包括一个或多个收发机，其被配置成经由卫星信号和/或无线电信号来传送和接收信号。在本申请的示例中，这一个或多个收发机被进一步配置成：在海上设备位于水面上时，向母船传送关于该海上设备的位置的定位信号；以及从该母船接收第二控制信号并且该处理器被进一步配置成：响应于第二控制信号而激活该释放组件执行该释放操作。

本发明还描述了一种用于标识海上设备的方法，包括：在从海底回收海上设备时，在该海上设备的上浮过程中，在压力传感器检测到关于海水深度的阈值压力时生成第一控制信号；响应于第一控制信号而执行包括激活释放组件执行释放水体染色剂、释放烟雾、发出蜂鸣、发出灯光中的一者或多者的释放操作以标识该海上设备。在本申请的示例中，该方法进一步包括：在该海上设备位于水面上时，向母船传送关于该海上设备的位置的定位信号；从该母船接收第二控制信号；以及响应于第二控制信号而执行所述释放操作。在本申请的示例中，第二控制信号和定位信号是经由卫星信号和/或无线电信号来传送和接收的。

提供本发明内容是为了以简化的形式来介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。各实施例的其他方面、特征和/或优点将部分地在下面的描述中阐述，并且将部分地从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来学习。

附图说明

结合附图理解下面阐述的详细描述时，本发明的特征、本质和优点将变得更加明显。在附图中，类似附图标记始终作类似的标识。要注意，所描述的附图只是示意性的并且是非限制性的。在附图中，一些部件的尺寸可放大并且出于解说性的目的不按比例绘制。

图1解说了用于标识海上设备的标识系统的示例的剖面图。

图2解说了标识系统的示例的俯视图。

图3解说了标识系统的示例的仰视视图以及侧视图。

图4解说了安装在海上设备上的标识系统的示意图。

图5解说了标识系统的示例的结构示意图。

图6解说了通过标识系统的压力传感器进行检测而生成控制信号以执行释放操作的流程图。

图7解说了经由卫星信号传送控制信号以执行释放操作的流程图。

图8接收了经由无线电传送控制信号以执行释放操作的流程图。

图9解说了标识系统执行释放操作的逻辑图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对所描述的示例性实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所描述的实施例。在其他示例性实施例中，没有详细描述公知的结构或处理步骤，以避免不必要地模糊本公开的概念。

在本说明书中，除非另有说明，否则通过本说明书使用的术语“A或B”指的是“A和B”和“A或B”，而不是指A和B是排他性的。

图1解说了用于标识海上设备的标识系统100的示例的剖面图。

在本申请的实施例中，标识系统100可以使用水体染色剂来标识海上设备。标识系统100的释放组件包括控制接口102、电磁阀103、以及压力壳体106。通过上盖104、螺丝105将压力壳体106内部与海水分隔开。标识系统100还可以包括位于密封的天线和数据舱(未示出)内的处理器、以及与处理器耦合的一个或多个接收机等。

在海上设备(诸如，海底地震仪、无人潜水器、着陆器等)入水之前，通过加压从压力壳体106上的喷口101将染色剂107(例如，100ml的水体染色剂)注入压力壳体106中，并且关闭电磁阀103。电磁阀103可以与海上设备共享电源，或者具有独立的供电系统(未示出)。

标识系统100随海上设备入水。例如，根据GJB 6990-2010飞行人员救生海水染色剂规范要求，水体染色剂应易溶于水，入水后呈翠绿色，在阳光下发黄绿色荧光，在风速小于5m/s时水面显色维持时间应不短于20分钟，在能见度大于10km条件下空中可视距离应不小于7km，同等可视条件下船高30m，能看到4km距离，主要成分为荧光剂。本实施例中所使用的染色剂可以是液体，在被注入时添加空气压力使其被加压，从而在释放和填充的时候较方便和安全。

标识系统100的处理器可以响应于控制信号而指示经由控制接口102来打开电磁阀103，从而通过气压使水体染色剂107从压力壳体106的喷口101挤出，完成释放水体染色剂的过程。使用水体染色剂可迅速扩大海上设备在海面的可视范围，能够高效且可靠地标识海上设备。在本申请的实施例中，位于标识系统100的压力壳体106外部的压力传感器可以实时检测外部海水压力值并且传送给处理器以生成控制信号(例如，参照图6所示出的检测流程)，也可以通过一个或多个收发机经由卫星信号和/或无线电信号来接收控制信号(例如，参照图7和8所示出的流程)。

在本申请的又一实施例中，标识系统100可以通过传送信号以激活标识系统100的释放组件发出灯光来标识海上设备。在该实施例中，释放组件可以包括：发光元件以及对应的控制接口。发光元件可以位于标识系统100的天线和数据舱(未示出)外部，并且经由控制接口与舱内的处理器耦合。响应于控制信号，标识系统的处理器可以指示经由控制接口来打开发光元件并且以预定模式发光，诸如快速闪烁(时间间隔3秒或6秒，闪烁2次)或频闪。

附加地或替换地，标识系统100还可以通过传送信号以激活标识系统100的释放组件执行包括释放烟雾、发出蜂鸣等的释放操作来标识海上设备。在本申请的实施例中，在通过释放烟雾来标识海上设备的情形中，释放组件可以包括：烟雾罐以及对应的控制接口。响应于控制信号，标识系统的处理器可以指示经由控制接口来打开烟雾罐并燃烧填料以释放烟雾，从而标识海上设备的准确位置。在本申请的又一实施例中，在通过发出蜂鸣来标识海上设备的情形中，释放组件可以包括：蜂鸣器组件以及对应的控制接口。蜂鸣器组件可以位于标识系统100的天线和数据舱(未示出)外部，并且经由控制接口与舱内的处理器耦合。响应于控制信号，标识系统的处理器可以指示经由控制接口来启用蜂鸣器组件并且以预定模式发声以向母船传达该海上设备的准确位置。

图2解说了标识系统100的俯视图。除了参照图1的标识系统100的喷口101、电磁阀103、上盖104、螺丝105之外，图2还解说了连接孔208。固定螺丝的螺丝杆可以经过标识系统100的浮力块(例如，参照图3所描述的浮力块310)两侧的通孔、经过海上设备的外壳(例如，参照图4所描述的海底地震仪的玻璃浮球上盖420和玻璃浮球下盖421)侧面的通孔、再经过标识系统100的连接孔208后拧紧，使上述三者紧密连接。这使得标识系统100可整体且独立地安装在海上设备上以及从该海上设备上拆卸下来。

图3解说了标识系统300的仰视视图以及侧视图。除了参照图1的标识系统100的喷口101、控制接口102(在图3中，位于控制接口接插孔314内)、电磁阀103、上盖104、以及压力壳体106之外，图3还示出了浮力块310和固定螺丝311。浮力块310被配置成使得标识系统100自带浮力配平，即，在水中呈现浮力为0的中性浮力。其中，正浮力表示浮力大于重力，物体上浮，负浮力表示浮力小于重力，物体下沉。

由于标识系统300具有中性浮力，因此，标识系统300可以通过固定螺丝311或本领域技术人员所知的其他方式(诸如，卡扣)独立于安装在海上设备上。附加地或替换地，标识系统可以与海上设备耦合(例如，通过中性电缆)，并且与海上设备共享通信系统、处理器和/或电源。附加地或替换地，该标识系统可以与海上设备集成并且外露灯光、蜂鸣、电磁阀中的一者或多者。

在本申请的实施例中，标识系统100还可以包括天线和数据舱313，其内可以放置有一个或多个天线、处理器、电源等其他组件。天线和数据舱313可以与海水密封隔离开。

在本申请的实施例中，标识系统100还可以包括压力传感器312，其可以位于天线和数据舱313的外壁上。压力传感器312可以检测压力并且传送给处理器以生成控制信号(例如，参照图6所示出的检测流程)。处理器可以响应于该控制信号而指示标识系统100的释放组件执行释放操作，从而标识海上设备，这些释放操作可以包括释放水体染色剂、释放烟雾、发出蜂鸣、发出灯光中的一者或多者。

图4解说了安装在海上设备400上的标识系统的示意图。如图所示，标识系统可以位于海上设备400的外部且独立于该海上设备400。

在本申请的实施例中，海上设备400可以是海底地震仪。海底地震仪是研究地球物理的专用仪器，它通过记录海底地震波动信号，对海底地层结构做地震波成像，为人类认识海底地球内部结构提供依据。海底地震仪重可以是30-45千克，玻璃浮球直径17英寸(约43厘米)，添加外壳以后直径50厘米，安装底座后直径65厘米。它们按照预定的站位，沉入海底，监听地球内部的震动信号。回收海底地震仪，需要先将其“唤醒”。可通过连接着声学探头的声学通讯甲板单元发送声学指令来释放海底地震仪。海底地震仪收到信号后，自动与沉耦架断开连接浮至水面。海底地震仪上浮速度可以是每分钟20-60米。海底地震仪浮到海面后，向母船发送关于其位置信息的定位信号。海底地震仪的回收对周围环境的要求较为严格，例如，海上浮冰密集度高、风浪过大均可能导致无法开展回收作业。

在本申请的实施例中，在海底地震仪被唤醒之后，海底地震仪上浮。在此阶段，压力传感器自动进行测深检测并且将测得的压力传送给标识系统的处理器以生成控制信号，该处理器可以响应于该控制信号而指示经由标识系统的控制接口来打开电磁阀，从而使得水体染色剂经喷口从压力壳体喷出。该压力传感器的测深检测过程可参照图6所示出的检测流程。

附加地或替换地，海上设备还可以是以下一者或多者：无人船、无人潜水器、无人遥控机器人、其他海上设备。

在本申请的又一实施例中，标识系统还可以与海上设备耦合(例如，通过中性电缆)，并且与海上设备共享处理器和/或电源。

图5解说了标识系统的示例的结构示意图500。在本申请的实施例中，标识系统可以包括处理器单元502、与处理器单元502耦合的释放组件510、以及与处理器单元502耦合的压力计单元504、无线电信号收发机单元506、卫星信号收发机单元508中的一者或多者。在本申请的实施例中，这些组件通过中性缆电缆相互耦合，因此，标识系统自带浮力配平，在水中为中性浮力。

压力计单元504被配置成通过压力传感器以一个或多个频率(例如，0.1Hz-10Hz中的某个频率)进行连续压力测深检测，并且将测得的压力值传送给处理器单元502。

无线电信号收发机单元506被配置成经由无线电信号来传送和接收信号。这些信号包括：控制信号、反馈信号等

卫星信号收发机单元508被配置成经由卫星信号(诸如北斗信号)来传送和接收信号。这些信号包括：控制信号、反馈信号、定位信号等。

释放组件510被配置成执行释放操作。释放操作可以包括以下操作中的一者或多者：释放水体染色剂、释放烟雾、发出蜂鸣、发出灯光等。

处理器单元502被配置成(1)对从压力计单元504获得的压力值进行判定以生成控制信号，和/或(2)从/向无线电信号收发机单元506或卫星信号收发机单元508传送或接收信号(控制信号、反馈信号、定位信号等)，以及(3)响应于控制信号而激活释放组件510执行释放操作，从而标识海上设备。例如，当需要从海底回收的海上设备时，在该海上设备的上浮过程中，通过对压力传感器检测到的压力进行判断，在海上设备的水深小于阈值时生成控制信号。当海上设备位于水面上时，控制器单元502可经由卫星信号收发机单元508向母船传送关于该海上设备的位置的定位信号，从母船接收控制信号，以及向母船回复已执行释放操作的反馈信号。附加地或替换地，在海上设备位于水面上时，控制器单元502可经由无线电信号收发机单元506从母船接收控制信号，并且向母船回复已执行释放操作的反馈信号。

图6解说了通过标识系统的压力传感器进行检测而生成控制信号以执行释放操作的流程图600。

在步骤602处，可任选地，在海上设备入水之后，压力传感器以第一频率进行连续压力测深检测。该第一频率可以是提前设置的固定值，也可以是可经由处理器配置的。在本申请的实施例中，标识系统300的压力传感器312以1Hz的频率进行连续压力测深检测，得到压力值P1。

在步骤604处，可任选地，判断水深是否大于第一阈值。在本申请的实施例中，可以将每一次测得的压力值标记为P1(n)，并且将P1(n)传送给标识系统的处理器。处理器将当前压力值P1(n)与前3次测得的压力值P1(n-3)、P1(n-2)、P1(n-1)分别进行比较。如果前3次测得的压力值中的每一者均小于当前压力值P1(n)，并且当前压力值P1(n)大于等于第一阈值压力(例如，10米压力(即2.01×10⁵帕))，则判断水深大于等于第一阈值，是海上设备的下降过程，行进至步骤606。该第一阈值可以是提前设置的固定值，也可以是可经由处理器配置的。如果其中前3次测得的压力值中的任意一个值大于当前压力值P1(n)，则返回至步骤602处，继续以1Hz的频率进行连续压力测深检测。如此，可以避免波浪造成的提前释放。

在步骤606处，标识系统可以进入休眠状态以节省功率。标识系统可以在海上设备入水之前被设为进入休眠状态，也可以在海上设备入水之后在水深大于第一阈值之际进入休眠状态。标识系统可以在接收到激活信号之后恢复到活跃状态。例如，在本申请的实施例中，在海底地震仪被唤醒之后，可以生成激活信号以使得标识系统300恢复到活跃状态。

在步骤608处，即海上设备的上浮过程中，压力传感器以第二频率进行连续压力测深检测。其中，第二频率可以是提前设置的固定值，也可以是可经由处理器配置的，并且第二频率可以与第一频率相同或不同。在本申请的实施例中，标识系统300的压力传感器312以0.1Hz的频率进行连续压力测深检测，得到压力值P2。

在步骤610处，判断水深是否大于第二阈值。在本申请的实施例中，还可以采用与步骤604处判断水深的类似方法，将每一次测得的压力值标记为P2(n)，并且将P2(n)传送给标识系统的处理器。处理器将当前压力值P2(n)与前3次测得的压力值P2(n-3)、P2(n-2)、P2(n-1)分别进行比较。如果前3次测得的压力值中的每一者均大于当前压力值P2(n)，并且当前压力值P2(n)小于等于第二阈值压力，则判断水深小于等于第二阈值，行进至步骤612。其中，第二阈值可以是提前设置的固定值，也可以是可经由处理器配置的，并且第二阈值可以与第一阈值相同或不同。如果其中前3次测得的压力值中的任意一个值大于当前压力值P2(n)，则返回至步骤608处，继续以0.1Hz的频率进行连续压力测深检测。如此，可以避免波浪造成的提前释放。

在步骤612处，处理器可以生成控制信号。在本申请的实施例中，处理器可以在判断出水深小于等于10米时，生成控制信号。

在步骤614处，响应于步骤612处所生成的控制信号，处理器可以指示释放组件执行释放操作，从而标识海上设备。在本申请的实施例中，处理器可以响应于控制信号而指示经由控制接口102来打开电磁阀103，从而通过气压使水体染色剂107从压力壳体106的喷口101挤出，完成释放水体染色剂的过程。在本申请的另一实施例中，处理器可以响应于控制信号而指示经由控制接口来打开烟雾罐并燃烧填料以释放烟雾，从而标识海上设备的准确位置。

图7解说了经由卫星信号传送控制信号以执行释放操作的流程图700。

在702处，在海上设备位于水面上时，标识系统可以经由卫星信号向母船传送关于海上设备的位置的定位信号。

在704处，标识系统可以从母船接收经由卫星信号传送的控制信号。

在706处，响应于该控制信号，标识系统的处理器可以指示释放组件执行释放操作，从而标识该海上设备。

在708处，可任选地，标识系统可以向母船传送反馈信号。反馈信号可以具有多种形式，在该示例中，处理器可以经由收发机回复“释放操作已执行”的短报文。

图8解说了经由无线电传送控制信号以执行释放操作的流程图800。

在802处，在海上设备位于水面上时，标识系统可以从母船接收经由无线电信号传送的控制信号。

在804处，响应于该控制信号，标识系统的处理器可以指示释放组件执行释放操作，从而标识该海上设备。

在806处，可任选地，标识系统可以向母船传送反馈信号。反馈信号可以具有多种形式，在该示例中，例如，处理器可以经由蜂鸣器回复以指示已经接收到控制信号。

图9解说了标识系统执行释放操作的逻辑图900。

在本申请的实施例中，经由卫星系统接收到的控制信号(902)、经由无线电接收到的控制信号(904)、经由压力变化生成的控制信号(906)三者被输入或门(908)，任一者为真值均可以激活释放组件执行释放操作。

此外，虽然本申请说明书的实施例以回收海底地震仪的过程为示例进行解说，但是本领域技术人员可以领会，本申请的各方面还可以应用于无人船回收的应急措施，无人潜水器的应急措施，无人遥控机器人失控后的应急措施，自动化的海上设备失控，以及任何海上设备的定位、回收和标识，而不会脱离本申请的范围。

在整个说明书中已经参照“实施例”，意味着特定描述的特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，这些短语的使用可以不仅仅指代一个实施例。此外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。

然而，相关领域的技术人员可以认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、资源、材料等来实践这些实施例。在其他情况下，众所周知的结构、资源，或者仅仅为了观察实施例的模糊方面而未详细示出或描述操作。

虽然已经说明和描述了实施例和应用，但是应该理解，实施例不限于上述精确配置和资源。在不脱离所要求保护的实施例的范围的情况下，可以在本文公开的方法和系统的布置，操作和细节中进行对本领域技术人员显而易见的各种修改、替换和改进。

Claims (22)

1.一种用于回收海上设备的标识系统，包括：

压力传感器；

释放组件，其配置成执行释放操作以标识所述海上设备，所述释放操作包括以下操作中的一者或多者：释放水体染色剂、释放烟雾、发出蜂鸣、发出灯光；以及

与所述压力传感器和所述释放组件耦合的处理器，其被配置成：

在从海底回收所述海上设备时，在所述海上设备的上浮过程中，在所述压力传感器检测到关于海水深度的阈值压力时生成第一控制信号；以及

响应于所述第一控制信号而激活所述释放组件执行所述释放操作。

2.如权利要求1所述的标识系统，其特征在于，进一步包括一个或多个收发机，其被配置成经由卫星信号和/或无线电信号来传送和接收信号。

3.如权利要求2所述的标识系统，其特征在于，

所述一个或多个收发机被进一步配置成：

在所述海上设备位于水面上时，向母船传送关于所述海上设备的位置的定位信号；以及

从所述母船接收第二控制信号；并且

所述处理器被进一步配置成：

响应于所述第二控制信号而激活所述释放组件执行所述释放操作。

4.如权利要求1所述的标识系统，其特征在于，进一步包括所述释放组件通过中性缆电缆与所述处理器耦合。

5.如权利要求1所述的标识系统，其特征在于，进一步包括所述标识系统自带浮力配平，在水中为中性浮力。

6.如权利要求1所述的标识系统，其特征在于，进一步包括所述标识系统位于所述海上设备外部且独立于所述海上设备。

7.如权利要求1所述的标识系统，其特征在于，进一步包括所述标识系统与所述海上设备共享通信系统、处理器和/或电源。

8.如权利要求1所述的标识系统，其特征在于，所述释放组件包括控制接口、电磁阀以及压力壳体。

9.如权利要求8所述的标识系统，其特征在于，在所述海上设备入水之前，水体染色剂被加压注入所述压力壳体中并且所述电磁阀被关闭。

10.如权利要求9所述的标识系统，其特征在于，所述释放组件被进一步配置成：

在执行所述释放操作时经由所述控制接口来打开所述电磁阀；以及

通过气压使所述水体染色剂从所述压力壳体的喷口挤出。

11.如权利要求1所述的标识系统，其特征在于，所述释放组件包括：控制接口和发光元件。

12.如权利要求1所述的标识系统，其特征在于，所述释放组件包括：烟雾罐和对应的控制接口。

13.如权利要求1所述的标识系统，其特征在于，所述标识系统与所述海上设备集成并且外露灯光、蜂鸣、电磁阀中的一者或多者。

14.一种用于标识海上设备的方法，包括：

在从海底回收所述海上设备时，在所述海上设备的上浮过程中，在压力传感器检测到关于海水深度的阈值压力时生成第一控制信号；以及

响应于所述第一控制信号而执行释放操作以标识所述海上设备，所述释放操作包括激活释放组件执行以下操作中的一者或多者：释放水体染色剂、释放烟雾、发出蜂鸣、发出灯光。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在所述海上设备位于水面上时，向母船传送关于所述海上设备的位置的定位信号；

从所述母船接收第二控制信号；以及

响应于所述第二控制信号而执行所述释放操作。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，

所述第二控制信号和所述定位信号是经由卫星信号和/或无线电信号来传送和接收的。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述释放组件包括：控制接口、电磁阀以及压力壳体。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在所述海上设备入水之前，将所述水体染色剂加压注入所述压力壳体中；以及

关闭所述电磁阀。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，释放所述水体染色剂包括：

经由所述控制接口来打开所述电磁阀；

通过气压使所述水体染色剂从所述压力壳体的喷口挤出。

20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述释放组件包括：烟雾罐和对应的控制接口。

21.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述释放组件包括：发光元件和对应的控制接口。

22.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述海上设备包括以下一者或多者：着陆器、无人潜水器、无人遥控机器人、海底地震仪。

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