DE102019201764A1 - Mine clearance method using an autonomous underwater vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Räumen von Minen mit wenigstens einem ersten autonomen Unterwasserfahrzeug, wobei als erstes autonomes Unterwasserfahrzeug ein autonomes Unterwasserfahrzeug mit wenigstens einem Sonarsystem, wenigstens einem Akustikemitter und wenigstens einem Magnetfeldgenerator ausgewählt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:a) Vorgeben eines Räumgebiets,b) Aussetzen des wenigstens einen ersten autonomen Unterwasserfahrzeugs,c) Durchfahren des Räumgebiets durch das wenigstens eine erste Unterwasserfahrzeug.The present invention relates to a method for clearing mines with at least one first autonomous underwater vehicle, wherein an autonomous underwater vehicle with at least one sonar system, at least one acoustic emitter and at least one magnetic field generator is selected as the first autonomous underwater vehicle, the method comprising the following steps: a) Specifying a clearing area, b) exposing the at least one first autonomous underwater vehicle, c) passing through the clearing area by the at least one first underwater vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minenräumung mit einem autonomen Unterwasserfahrzeug. Das autonome Unterwasserfahrzeug ist durch einen Verzicht auf eine Sprengladung dazu geeignet auch in großer Anzahl, insbesondere in einem Schwarm, eingesetzt zu werden.The invention relates to a method for mine clearance with an autonomous underwater vehicle. By dispensing with an explosive charge, the autonomous underwater vehicle is also suitable for use in large numbers, in particular in a swarm.
Üblicher Weise weisen Unterwasserfahrzeuge zur Minenräumung eine Sprengladung auf. Diese wird gezündet, um damit den Sprengstoff im Inneren einer Mine zur Detonation zu bringen. Nachteil ist, dass somit jedes Unterwasserfahrzeug selbst eine Gefahr darstellt. Aus Sicherheitsgründen ist regelmäßig die Höchstmenge an Sprengstoff begrenzt, welche an einem Ort gelagert oder gemeinsam transportiert werden kann. Damit ist die Anzahl der zur Minenräumung verwendbaren Unterwasserfahrzeuge begrenzt.Underwater vehicles for demining usually have an explosive charge. This is detonated to detonate the explosives inside a mine. The disadvantage is that every underwater vehicle itself represents a danger. For safety reasons, the maximum amount of explosives that can be stored in one place or transported together is regularly limited. This limits the number of underwater vehicles that can be used for mine clearance.
In einem Gebiet, in welchem Minen erwartet werden, gibt es auch immer andere Objekte, welche sich nur schwer von Minen unterscheiden lassen. Beispielsweise kann ein im Meer versenkter Kühlschrank im Sonar zunächst Ähnlichkeiten mit einer Grundmine aufweisen. Wir nun ein gefundenes verdächtiges Objekt gesprengt, wird entweder auch das Unterwasserfahrzeug selbst gesprengt oder es besteht wenigstens bei der Anbringung der Sprengladung an das gefundene verdächtige Objekt eine Gefahr der Zündung und somit des Verlustes des Unterwasserfahrzeugs. Dieses führt zu vergleichsweise hohen Kosten.In an area where mines are expected, there are always other objects that are difficult to distinguish from mines. For example, a sonar refrigerator submerged in the sea may initially have similarities to a base mine. If a found suspicious object is blown up, either the underwater vehicle itself is blown up or there is at least a risk of ignition and thus loss of the underwater vehicle when the explosive charge is attached to the found suspicious object. This leads to comparatively high costs.
Des Weiteren ist es normaler Weise nicht zulässig, dass eine Sprengung autonom vorgenommen wird, die letztendliche Entscheidung liegt bei einem Operator. Somit können nur ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge eingesetzt werden. Dieses begrenzt auch die Entfernung zum fernsteuernden Wasserfahrzeug, was wiederum eine Gefährdung für den Operator bedeuten kann.Furthermore, it is normally not permitted for an explosion to be carried out autonomously, the ultimate decision rests with an operator. This means that only remote-controlled underwater vehicles can be used. This also limits the distance to the remote-controlling watercraft, which in turn can pose a danger to the operator.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein autonomes Unterwasserfahrzeug zur autonomen Minenräumung bereit zu stellen.The object of the invention is to provide a method and an autonomous underwater vehicle for autonomous demining.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch das autonome Unterwasserfahrzeug mit den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved by the method with the features specified in claim 1 and by the autonomous underwater vehicle with the features specified in claim 15. Advantageous further developments result from the subclaims and the following description.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Räumen von Minen mit wenigstens einem ersten autonomen Unterwasserfahrzeug wird als erstes autonomes Unterwasserfahrzeug ein autonomes Unterwasserfahrzeug mit wenigstens einem Sonarsystem, wenigstens einem Akustikemitter und wenigstens einem Magnetfeldgenerator ausgewählt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- a) Vorgeben eines Räumgebiets,
- b) Aussetzen des wenigstens einen ersten autonomen Unterwasserfahrzeugs,
- c) Durchfahren des Räumgebiets durch das wenigstens eine erste Unterwasserfahrzeug,
- d) Aktives Absuchen der Umgebung durch das wenigstens eine erste autonome Unterwasserfahrzeug mit dem wenigstens einen Sonarsystem,
- e) Identifizieren eines ersten verdächtigen Objekts,
- f) Anfahren des ersten verdächtigen Objektes,
- g) Anregen des ersten verdächtigen Objekts mit dem Ziel der Auslösung einer Explosion, sofern das erste verdächtige Objekt eine Mine ist, wobei das Anregen durch eine oder mehrere Anregungen erfolgt, wobei die Anregungen ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend mechanische Anregung, akustische Anregung und magnetische Anregung.
- a) specifying a clearing area,
- b) releasing the at least one first autonomous underwater vehicle,
- c) passing through the clearing area by the at least one first underwater vehicle,
- d) active search of the surroundings by the at least one first autonomous underwater vehicle with the at least one sonar system,
- e) identifying a first suspicious object,
- f) approaching the first suspect object,
- g) excitation of the first suspect object with the aim of triggering an explosion, provided that the first suspect object is a mine, the excitation being carried out by one or more excitations, the excitations being selected from the group comprising mechanical excitation, acoustic excitation and magnetic stimulation.
Als Räumgebiet kann beispielsweise ein bestimmter Bereich, zum Beispiel eine Fahrrinne, vorgegeben werden. Insbesondere kann es beabsichtigt sein, diesen Bereich mit einer Gruppe von Überwasserschiffen zeitnah zu durchqueren.A certain area, for example a navigation channel, can be specified as the clearing area. In particular, it may be intended to cross this area promptly with a group of surface vessels.
Das Aussetzen kann von einem Überwasserfahrzeug, zum Beispiel von einem Minenräumfahrzeug, oder auch durch ein Luftfahrzeug, beispielsweise einen Hubschrauber oder ein Flugzeug erfolgen.The launch can be carried out by a surface vehicle, for example a mine clearance vehicle, or by an aircraft, for example a helicopter or an aircraft.
Um das Räumgebiet vollständig zu räumen, muss dieses vollständig durchfahren werden, wobei zu berücksichtigen ist, in welchem Abstand zum wenigstens einen ersten autonomen Unterwasserfahrzeug ein erstes verdächtiges Objekt identifiziert werden kann, also insbesondere in welchem Abstand das wenigstens eine Sonarsystem noch eine ausreichende Auflösung aufweist.In order to clear the clearing area completely, it has to be passed through completely, taking into account the distance from the at least one first autonomous underwater vehicle, a first suspicious object can be identified, i.e. in particular the distance from which the at least one sonar system still has a sufficient resolution.
Das wenigstens eine erste autonome Unterwasserfahrzeug weist somit selbst keine energetischen Materialen, insbesondere keine Sprengladungen, auf. Hierdurch besteht keine besondere Gefahr beim Umgang mit dem wenigstens einen ersten autonomen Unterwasserfahrzeug. Des Weiteren können diese somit auch in großer Stückzahl mitgeführt und eingesetzt werden, ohne dass aufgrund der Menge der verwendeten Sprengladungen ein großes Gefahrenpotential entsteht. Des Weiteren führt ein Verzicht auf energetische Materialien auch zu einem vereinfachtem Umgang, beispielsweise dem vereinfachten Abwurf aus einem Flugzeug. Dieses vereinfacht die Konstruktion gegenüber einem Fahrzeug mit einem energetischen Material.The at least one first autonomous underwater vehicle therefore does not itself have any energetic materials, in particular no explosive charges. As a result, there is no particular risk when handling the at least one first autonomous underwater vehicle. Furthermore, they can also be carried and used in large quantities without the danger of explosions arising from the amount of explosive charges used. Furthermore, doing without energetic materials also leads to one simplified handling, for example the simplified dropping from an aircraft. This simplifies the design compared to a vehicle with an energetic material.
Unter einem autonomen Unterwasserfahrzeug im Sinne der Erfindung wird ein autonomes unbemanntes Unterwasserfahrzeug verstanden.An autonomous underwater vehicle in the sense of the invention is understood to mean an autonomous unmanned underwater vehicle.
Ein Akustikemitter kann ein Unterwasserlautsprecher sein.An acoustic emitter can be an underwater speaker.
Als Magnetfeldgenerator kann eine Spule eingesetzt werden. Die Spule kann optional einen Kern aus einem ferromagnetischen oder superparamagnetischen Material enthalten.A coil can be used as a magnetic field generator. The coil can optionally contain a core made of a ferromagnetic or superparamagnetic material.
Es sind auch weitere zusätzliche Anregungen denkbar. Beispielsweise kann das Antriebssystem des ersten autonomen Unterwasserfahrzeugs genutzt werden, um eine Strömung als Anregung zu benutzen. Alternativ oder zusätzlich kann das erste autonome Unterwasserfahrzeug über eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Strömung verfügen.Additional suggestions are also conceivable. For example, the drive system of the first autonomous underwater vehicle can be used to use a current as an excitation. Alternatively or additionally, the first autonomous underwater vehicle can have a device for generating a current.
Als Anregung kann auch eine simulierte Unterwasserkommunikation verwendet werden.Simulated underwater communication can also be used as a suggestion.
Ist die Anregung in Schritt g) erfolgreich, so wird mit hoher Wahrscheinlichkeit das wenigstens eine erste autonome Unterwasserfahrzeug dabei zerstört. Damit aber dennoch eine vollständiges Durchfahren in Schritt c) möglich ist und somit eine vollständige Räumung kann nach einer durch die Anregung in Schritt g) erfolgten Explosion ein zweites autonomes Unterwasserfahrzeug eingesetzt werden, welches das Verfahren fortführt oder erneut durchführt. Dieses kann wiederholt werden, bis ein autonomes Unterwasserfahrzeug das Räumgebiet vollständig durchfahren hat, ohne dabei zerstört worden zu sein.If the excitation in step g) is successful, then the at least one first autonomous underwater vehicle will be destroyed with high probability. However, in order that a complete passage in step c) is still possible and thus a complete evacuation, a second autonomous underwater vehicle can be used after an explosion caused by the excitation in step g), which continues or carries out the method again. This can be repeated until an autonomous underwater vehicle has completely passed through the clearing area without being destroyed.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich ein optischer Sensor, beispielsweise eine Kamera, verwendet. Zwar ist die optische Erkennungsreichweite sehr gering, jedoch kann insbesondere nach dem Anfahren eines verdächtigen Objekts dieses gegebenfalls einfacher bewertet werden, wo zum Beispiel eine Anregung durch Rammen erfolgreich sein könnte.In a further embodiment of the invention, an optical sensor, for example a camera, is additionally used. Although the optical detection range is very short, it may be easier to evaluate a suspicious object, especially after it has been hit, where, for example, an excitation by ramming could be successful.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung führt in Schritt g) das wenigstens eine erste autonome Unterwasserfahrzeug nacheinander verschiedene Anregungen und Anregungskombinationen durch. Beispielsweise und insbesondere kann des wenigstens eine erste autonome Unterwasserfahrzeug das erste verdächtige Objekt mit den verschieden Signaturen der eigenen Flotte, insbesondere den Signaturen der Wasserfahrzeuge, die in Kürze das Räumgebiet durchqueren wollen, anregen. Hier kann beispielsweise das erste autonome Unterwasserfahrzeug für jede Signatur auch zunächst nur akustisch, anschließend akustisch und magnetisch und anschließend nur magnetisch anregen.In a further embodiment of the invention, in step g) the at least one first autonomous underwater vehicle successively carries out different excitations and combinations of excitations. For example, and in particular, the at least one first autonomous underwater vehicle can excite the first suspicious object with the different signatures of its own fleet, in particular the signatures of the water vehicles that want to cross the clearing area shortly. Here, for example, the first autonomous underwater vehicle for each signature can initially only excite acoustically, then acoustically and magnetically and then only magnetically.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist in Schritt g) eine Anregung eine erste Modulation auf, wobei das wenigstens eine erste autonome Unterwasserfahrzeug die erste Modulation auf die Tauchtiefe des wenigstens einen ersten autonomen Unterwasserfahrzeugs anpasst. Insbesondere bei der akustischen Anregung kann dieses vorteilhaft sein. Schallwellen breiten sich unter Wasser stark frequenzabhängig aus. Hohe Frequenzen werden stärker gedämpft. Somit ist es sinnvoll die akustische Signatur von Überwasserschiffen auf die Tauchtiefe anzupassen, da eine Mine vermutlich ebenfalls so programmiert sein wird, diesen Effekt zu berücksichtigen.In a further embodiment of the invention, an excitation has a first modulation in step g), the at least one first autonomous underwater vehicle adapting the first modulation to the diving depth of the at least one first autonomous underwater vehicle. This can be advantageous particularly in the case of acoustic excitation. Under water, sound waves spread strongly depending on the frequency. High frequencies are attenuated more. So it makes sense to adjust the acoustic signature of surface ships to the depth of the dive, since a mine will probably also be programmed to take this effect into account.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die erste Modulation derart gewählt, dass die Anregung durch das wenigstens eine erste autonome Unterwasserfahrzeug der Anregung entspricht, welche ein reales Wasserfahrzeug erzeugen würde und zur Auslösung einer Explosion, sofern das erste verdächtige Objekt eine Mine ist, führen würde.In a further embodiment of the invention, the first modulation is selected such that the excitation by the at least one first autonomous underwater vehicle corresponds to the excitation that a real watercraft would generate and would trigger an explosion if the first suspect object was a mine ,
Das Anregen des ersten verdächtigen Objekts kann beispielsweise und insbesondere umfassen:
- - Abstrahlen einer akustischen Signatur eines Zielschiffes mit dem Akustikemitter
- - Abstrahlen einer magnetischen Signatur eines Zielschiffes mit dem Magnetfeldgenerator
- - Gegenfahren, Rammen des ersten verdächtigen Objekts
- - Blasting an acoustic signature of a target ship with the acoustic emitter
- - Blasting a magnetic signature of a target ship with the magnetic field generator
- - Opposing driving, ramming the first suspicious object
Als Zielschiff ist ein Schiff anzusehen, auf welches eine potentielle Mine programmiert sein kann. Insbesondere um große und damit oft wertvolle Kampfeinheiten handeln, beispielsweise Flugzeugträger, Hubschrauberträger, Kreuzer, Zerstörer, Landungsschiffe und dergleichen. Es können aber auch zivile Ziele sein, zum Beispiel Tankschiffe, da hierdurch gegebenfalls große Folgeschäden erreicht werden können oder beispielsweise eine Fahrrinne effizient blockiert werden kann. Da die Zielschiffe für eine potentielle Mine nicht bekannt sind, muss dieses abgeschätzt werden. Vorzugsweise verfügt das wenigstens eine erste autonome Unterwasserfahrzeug daher über verschiedene Signatursätze für verschiedene Zielschiffe.A ship on which a potential mine can be programmed is to be regarded as the target ship. In particular, they deal with large and therefore often valuable combat units, for example aircraft carriers, helicopter carriers, cruisers, destroyers, landing craft and the like. However, they can also be civilian targets, for example tankers, since this can result in major consequential damage or, for example, efficiently block a navigation channel. Since the target ships for a potential mine are not known, this must be estimated. The at least one first autonomous underwater vehicle therefore preferably has different signature sets for different target ships.
Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass selbst wenn die Räumung nicht vollständig ist, jedoch wenigstens erreicht werden kann, dass eine Gruppe von Schiffen, beispielsweise eine Kampfgruppe das Gebiet durchqueren kann, da somit bekannt ist, dass wenigstens nicht die Signaturen dieser Schiffe Minen auslösen würden, welche sich im Räumgebiet befinden.The advantage of this embodiment is that even if the evacuation is not complete, it can at least be achieved that a group of ships, for example a combat group, does Can cross the area, since it is known that at least the signatures of these ships would not trigger mines that are in the clearing area.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich wenigstens ein zweites autonomes Unterwasserfahrzeug verwendet, wobei als zweites autonomes Unterwasserfahrzeug ein autonomes Unterwasserfahrzeug mit wenigstens einem Sonarsystem, wenigstens einem Akustikemitter und wenigstens einem Magnetfeldgenerator ausgewählt wird.In a further embodiment of the invention, at least one second autonomous underwater vehicle is additionally used, an autonomous underwater vehicle with at least one sonar system, at least one acoustic emitter and at least one magnetic field generator being selected as the second autonomous underwater vehicle.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwenden das erste autonome Unterwasserfahrzeug und das zweite autonome Unterwasserfahrzeug wenigstens ein bistatisches Ortungsverfahren zur Ortung eines ersten verdächtigen Objekts. Bei einem bistatischen Verfahren fungiert zum Beispiel das erste autonome Unterwasserfahrzeug als Sender und das zweite autonome Unterwasserfahrzeug als Empfänger. Vorteil dieser Ausführungsform ist es, dass auch speziell konstruierte Objekte, welche eine Ortung durch Sonar verhindern können sollen, entdeckt werden können.In a further embodiment of the invention, the first autonomous underwater vehicle and the second autonomous underwater vehicle use at least one bistatic locating method for locating a first suspicious object. In a bistatic process, for example, the first autonomous underwater vehicle functions as a transmitter and the second autonomous underwater vehicle as a receiver. It is an advantage of this embodiment that even specially constructed objects, which should be able to prevent localization by sonar, can be discovered.
In einer speziellen Ausführungsform arbeiten beide autonomen Unterwasserfahrzeuge unabhängig voneinander. Somit tritt keine direkte Synergie auf, es ist jedoch schneller möglich, das gesamte Räumgebiet zur durchqueren und damit zu erfassen.In a special embodiment, both autonomous underwater vehicles work independently of one another. This means that there is no direct synergy, but it is possible to cross the entire clearing area more quickly and thus to capture it.
In einer speziellen Ausführungsform arbeiten beide autonomen Unterwasserfahrzeuge unabhängig kooperativ.In a special embodiment, both autonomous underwater vehicles work independently and cooperatively.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kommunizieren das erste autonome Unterwasserfahrzeug und das zweite autonome Unterwasserfahrzeug akustisch miteinander. Hierbei kann die Kommunikation direkt zwischen dem ersten autonomen Unterwasserfahrzeug und dem zweiten autonomen Unterwasserfahrzeug erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können beide über einen (oder mehrere) Dritten kommunizieren.In a further embodiment of the invention, the first autonomous underwater vehicle and the second autonomous underwater vehicle communicate acoustically with one another. The communication can take place directly between the first autonomous underwater vehicle and the second autonomous underwater vehicle. Alternatively or additionally, both can communicate via one (or more) third parties.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung regen das erste autonome Unterwasserfahrzeug und das zweite autonome Unterwasserfahrzeug gemeinsam das erste verdächtige Objekt anfahren und in Schritt g) kooperativ das erste verdächtige Objekt an. Eine kooperative Anregung kann zum einen dazu dienen, die Anregungsintensität zu steigern. Eine kooperative Anregung kann des Weiteren dazu dienen, die räumliche Verteilung, beispielsweise von mehreren Propellern als Geräuschquellen bei einem Schiff, zu simulieren. Eine kooperative Anregung kann des Weiteren auch dazu dienen, mehrere Schiffe in unmittelbarer Nähe zu simulieren, um so ein attraktiveres Ziel abzugeben.In a further embodiment of the invention, the first autonomous underwater vehicle and the second autonomous underwater vehicle jointly approach the first suspect object and cooperatively excite the first suspect object in step g). A cooperative suggestion can serve on the one hand to increase the excitation intensity. A cooperative suggestion can also serve to simulate the spatial distribution, for example of several propellers as sources of noise in a ship. A cooperative suggestion can also be used to simulate several ships in the immediate vicinity in order to make a more attractive destination.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich wenigstens ein drittes autonomes Unterwasserfahrzeug verwendet, wobei als drittes autonomes Unterwasserfahrzeug ein autonomes Unterwasserfahrzeug mit wenigstens einer ersten Kommunikationsvorrichtung und wenigstens einer ersten Kotrolleinrichtung wird. Das dritte autonome Unterwasserfahrzeug ist zur Kommunikation mit dem ersten autonomen Unterwasserfahrzeug und dem zweiten autonomen Unterwasserfahrzeug sowie zur Steuerung des ersten autonomen Unterwasserfahrzeug und des zweiten autonomen Unterwasserfahrzeug ausgebildet. In dieser Ausführungsform übernimmt das dritte autonome Unterwasserfahrzeug eine Kontroll- und Überwachungsaufgabe. Es weist dem ersten autonomen Unterwasserfahrzeug und den zweiten autonomen Unterwasserfahrzeug jeweils Gebiete und Aktionen durch. Hierdurch ist eine zentrale Steuerung möglich. Diese ist vorteilhaft in dem dritten autonomen Unterwasserfahrzeug angeordnet, da dieses sich in großer Nähe zu den anderen aufhalten kann und gleichzeitig keine Personen gefährdet werden. Da aufgrund der Steuerungstechnik das dritte autonome Unterwasserfahrzeug regelmäßig das im Vergleich wertvollste autonome Unterwasserfahrzeug der Gruppe ist, kann dieses geschützt werden, in dem es Abstand hält.In a further embodiment of the invention, at least one third autonomous underwater vehicle is additionally used, an autonomous underwater vehicle with at least one first communication device and at least one first control device being used as the third autonomous underwater vehicle. The third autonomous underwater vehicle is designed to communicate with the first autonomous underwater vehicle and the second autonomous underwater vehicle and to control the first autonomous underwater vehicle and the second autonomous underwater vehicle. In this embodiment, the third autonomous underwater vehicle takes on a control and monitoring task. It maps areas and actions to the first autonomous underwater vehicle and the second autonomous underwater vehicle. This enables central control. This is advantageously arranged in the third autonomous underwater vehicle since it can be in close proximity to the others and at the same time no persons are endangered. As the third autonomous underwater vehicle is regularly the most valuable autonomous underwater vehicle in the group due to the control technology, it can be protected by keeping its distance.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfasst das dritte autonome Unterwasserfahrzeug die durch das erste autonome Unterwasserfahrzeug und das zweite autonome Unterwasserfahrzeug durchfahrenen Bereiche. Dieses dient dazu, zu kontrollieren, ob das Räumgebiet vollständig abgesucht wurde. Die Dokumentation dazu kann auch Vertrauen für die Besatzungen schaffen, welche anschließend das Räumgebiet auf Schiffen durchqueren müssen. Des Weiteren ist es dadurch auch möglich, bisher nicht durchfahrene Bereiche anfahren zu lassen und zu kontrollieren.In a further embodiment of the invention, the third autonomous underwater vehicle detects the areas passed through by the first autonomous underwater vehicle and the second autonomous underwater vehicle. This is used to check whether the clearing area has been searched completely. The documentation can also create trust for the crews, who then have to cross the clearing area on ships. Furthermore, it is also possible to have areas that have not been driven through approached and checked.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen das erste autonome Unterwasserfahrzeug und das zweite autonome Unterwasserfahrzeug eine Schwarmintelligenz auf. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auf ein drittes autonomes Unterwasserfahrzeug verzichtet werden kann. Gleichzeitig geht keine Information verloren, wenn eines der autonomen Unterwasserfahrzeuge nach einer erfolgreichen Anregung zerstört wird. Insbesondere erfasst die Gesamtheit der autonomen Unterwasserfahrzeuge alle durch autonome Unterwasserfahrzeuge durchfahrenen Bereiche. Die Dokumentation dazu kann auch Vertrauen für die Besatzungen schaffen, welche anschließend das Räumgebiet auf Schiffen durchqueren müssen. Des Weiteren ist es dadurch auch möglich, bisher nicht durchfahrene Bereiche anfahren zu lassen und zu kontrollieren.In a further embodiment of the invention, the first autonomous underwater vehicle and the second autonomous underwater vehicle have a swarm intelligence. This embodiment has the advantage that a third autonomous underwater vehicle can be dispensed with. At the same time, no information is lost if one of the autonomous underwater vehicles is destroyed after a successful excitation. In particular, the totality of autonomous underwater vehicles covers all areas traversed by autonomous underwater vehicles. The documentation can also create trust for the crews, who then have to cross the clearing area on ships. Furthermore, it is also possible to have areas that have not been driven through approached and checked.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich ein weiteres Wasserfahrzeug verwendet wird, wobei als weiteres Wasserfahrzeug ein Wasserfahrzeug mit wenigstens einem Sonarsystem ausgewählt wird. Das weitere Wasserfahrzeug verfolgt mit dem Sonarsystem das wenigstens eine erste autonome Unterwasserfahrzeug. Insbesondere kann es sich bei dem weiteren Wasserfahrzeug um ein Minenräumschiff, eine Korvette oder Fregatte handeln. Insbesondere wird das wenigstens eine erste autonome Wasserfahrzeug von dem weiteren Wasserfahrzeug in Schritt b) ausgesetzt. Sonarsysteme sind in diesen Wasserfahrzeugen üblich und oft sehr hochauflösend. Dazu kommt, dass das autonome Unterwasserfahrzeug aktiv Sonar betreibt und somit für das erste Wasserfahrzeug auch mittels eines passiven Sonars leicht zu orten ist, insbesondere wenn dem ersten Wasserfahrzeug die Art der Emission, zum Beispiel Zeitpunkt oder Kodierung, bekannt ist.In a further embodiment of the invention, a further watercraft is additionally used, a watercraft with at least one sonar system being selected as the further watercraft. The further watercraft uses the sonar system to track the at least one first autonomous underwater vehicle. In particular, the further watercraft can be a mine clearance ship, a corvette or a frigate. In particular, the at least one first autonomous watercraft is suspended by the further watercraft in step b). Sonar systems are common in these watercraft and are often very high resolution. In addition, the autonomous underwater vehicle actively operates sonar and is therefore easy to locate for the first watercraft also by means of a passive sonar, in particular if the type of emission, for example the time or coding, is known to the first watercraft.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird aus den erfassten durchfahrenen Bereichen ein Vertrauenswert für die Räumung des vorgegebenen Räumgebiets errechnet. Beispielsweise und insbesondere wird für jedes Volumenelement ein inkrementeller Vertrauenswert errechnet, wobei der inkrementelle Vertrauenswert davon abhängig ist, wie oft und in welcher Entfernung und gegebenenfalls aus welchen Richtungen ein autonomes Unterwasserfahrzeug an dem Volumenelement vorbeigefahren ist. Hierbei kann zusätzlich die ortsabhängige Effizienz des Sonars berücksichtigt werden, zum Beispiel durch mögliche Reflexionen an der Wasseroberfläche, am Boden oder weiteren Objekten. Des Weiteren können auch potentielle Wechselwirkungen zwischen mehreren autonomen Unterwasserfahrzeugen berücksichtigt werden.In a further embodiment of the invention, a confidence value for the clearing of the predetermined clearing area is calculated from the areas passed through. For example, and in particular, an incremental trust value is calculated for each volume element, the incremental trust value depending on how often and at what distance and possibly from which directions an autonomous underwater vehicle has passed the volume element. Here, the location-dependent efficiency of the sonar can also be taken into account, for example by possible reflections on the water surface, on the floor or other objects. Furthermore, potential interactions between several autonomous underwater vehicles can also be taken into account.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Durchqueren eines potentiell verminten Bereiches mit wenigstens einem ersten Wasserfahrzeug. Das erste Wasserfahrzeug weist wenigstens ein erstes autonomes Unterwasserfahrzeug auf. Mit dem ersten autonomen Unterwasserfahrzeug wird das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt und anschließend durchquert das erste Wasserfahrzeug das Räumgebiet. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Gruppe von Wasserfahrzeugen, beispielsweise eine Kampfgruppe, in welcher wenigstens ein erstes Wasserfahrzeug wenigstens ein erstes autonomes Unterwasserfahrzeug aufweist.In a further aspect, the invention relates to a method for crossing a potentially mined area with at least one first watercraft. The first watercraft has at least one first autonomous underwater vehicle. The method according to the invention is carried out with the first autonomous underwater vehicle and then the first water vehicle crosses the clearing area. It is particularly preferably a group of watercraft, for example a combat group, in which at least one first watercraft has at least one first autonomous underwater vehicle.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein autonomes Unterwasserfahrzeug mit wenigstens einem Sonarsystem, wenigstens einem Akustikemitter und wenigstens einem Magnetfeldgenerator zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.In a further aspect, the invention relates to an autonomous underwater vehicle with at least one sonar system, at least one acoustic emitter and at least one magnetic field generator for carrying out the method according to the invention.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das autonome Unterwasserfahrzeug einen Energiespeicher auf. Bevorzugt handelt es sich bei dem Energiespeicher um ein Primärelement oder ein Sekundärelement. Beispielsweise und bevorzugt ist der Energiespeicher ein Primärelement in der Ausführungsform einer Silberbatterie. Diese sind ohne Elektrolyt lange lagerfähig und haben im Einsatz nach Zuführung des Elektrolyten die volle Energie einsatzbereit. Nachteilig ist, dass ein Primärelement nur einmal verwendet werden kann. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist der Energiespeicher ein Sekundärelement in Form eines Bleiakkumulators oder eines Lithiumakkumulators. Der Vorteil des Bleiakkumulators ist der geringe Preis, Vorteil des Lithiumakkumulators ist die hohe Energiedichte. Nachteil des Sekundärelements ist, dass die Ladung über die Zeit abgebaut wird. Somit muss gegebenfalls die Ladung vor dem Einsatz erst erneuert werden oder durch einen konstanten Ladestrom erhalten werden. In einer weiteren alternativen Ausführungsform besteht der Energiespeicher aus einem Tank und einem außenluftunabhängigen Verbrennungsmotor, beispielsweise mit einem Treibstoff aus Propylenglycoldinitrat-Basis.In a further embodiment of the invention, the autonomous underwater vehicle has an energy store. The energy store is preferably a primary element or a secondary element. For example, and preferably, the energy store is a primary element in the embodiment of a silver battery. These can be stored for a long time without electrolyte and are fully operational after use of the electrolyte. The disadvantage is that a primary element can only be used once. In an alternative preferred embodiment, the energy store is a secondary element in the form of a lead accumulator or a lithium accumulator. The advantage of the lead accumulator is the low price, the advantage of the lithium accumulator is the high energy density. The disadvantage of the secondary element is that the charge is reduced over time. Thus, the charge may need to be replaced before use or maintained by a constant charge current. In a further alternative embodiment, the energy store consists of a tank and an internal combustion engine that is independent of outside air, for example with a propylene glycol dinitrate-based fuel.
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