EP2471707A2 - Kopplungskopf, Kopplungseinrichtung mit Kopplungskopf, daran ankoppelbarer Rendezvouskopf, Rendezvouseinrichtung mit Rendezvouskopf, Unterwasserfahrzeug damit, Kopplungssystem, Kopplungsverfahren und Einsatzverfahren für ein Unterwasserfahrzeug - Google Patents

Kopplungskopf, Kopplungseinrichtung mit Kopplungskopf, daran ankoppelbarer Rendezvouskopf, Rendezvouseinrichtung mit Rendezvouskopf, Unterwasserfahrzeug damit, Kopplungssystem, Kopplungsverfahren und Einsatzverfahren für ein Unterwasserfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
EP2471707A2
EP2471707A2 EP11195753A EP11195753A EP2471707A2 EP 2471707 A2 EP2471707 A2 EP 2471707A2 EP 11195753 A EP11195753 A EP 11195753A EP 11195753 A EP11195753 A EP 11195753A EP 2471707 A2 EP2471707 A2 EP 2471707A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling
head
coupling head
rendezvous
underwater vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11195753A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2471707A3 (de
Inventor
Dipl.-Ing. Jörg Kalwa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atlas Elektronik GmbH
Original Assignee
Atlas Elektronik GmbH
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 Atlas Elektronik GmbH filed Critical Atlas Elektronik GmbH
Publication of EP2471707A2 publication Critical patent/EP2471707A2/de
Publication of EP2471707A3 publication Critical patent/EP2471707A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/16—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of lifts or hoists
    • B63B2027/165—Deployment or recovery of underwater vehicles using lifts or hoists
    • 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
    • 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
    • B63G2008/004—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned autonomously operating
    • 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
    • B63G2008/008—Docking stations for unmanned underwater vessels, or the like

Definitions

  • the invention relates to a coupling head to which an autonomous underwater vehicle can be coupled by means of a rendezvous head.
  • the rendezvous head is attached to the underwater vehicle or part of the underwater vehicle.
  • the coupling head is, for example, attached to a water-side end of a cable designed as a mountain cable. Mountain cables are traditionally attached to a base ship on their other side. On this base ship usually a Bergewinde is arranged, from which the mountain cable unrolled and on which the mountain cable can be rolled up again.
  • the invention further relates to a coupling device comprising the coupling head and a cable. Furthermore, the invention relates to the rendezvous head for an autonomous underwater vehicle. In addition, the invention relates to a Rendezvous adopted with this Rendezvouskopf. Furthermore, the invention relates to an underwater vehicle with the rendezvous head and / or with the Rendezvous Anlagen. Furthermore, the invention relates to a coupling system with the coupling head and the Rendezvouskopf. Furthermore, the invention relates to a coupling method for coupling a coupling head to a rendezvous head and a deployment method of an autonomous underwater vehicle with the coupling method.
  • An autonomous underwater vehicle should operate autonomously in the water of a body of water, such as a sea or inland waterway, and therefore typically has no wired connection to a base vessel while performing a mission in the water. Therefore, it is difficult to recover after completing the mission.
  • the underwater vehicle is allowed to float to the surface after use. For recovery, the mountain cable with the hook in the area of Lowered down the surface of the water and manually attached, for example, by the crew of a small boat to the water from the basestar to the submersible. Only then can the underwater vehicle be pulled by means of the Bergewinde to the base ship and hoisted on board.
  • This known method for recovering an underwater vehicle is dangerous and also highly weather dependent. Especially in rough seas and poor visibility such as fog, the recovery of an underwater vehicle in this known manner is a dangerous maneuver both for the crew of the boat, the mount cable attached to the underwater vehicle, as well as for the underwater vehicle, in this mountain maneuvers with this boat or even collide with the base ship and it could be damaged.
  • the recovery of the underwater vehicle according to the described method is also time consuming. On the one hand, it takes a certain amount of time to "capture" the underwater vehicle manually and raise it to a resting position on the deck of the base vessel by means of the mountain cable and the Bergewinde, as well as to launch a new mission using the mountain cable. On the other hand, batteries of the underwater vehicle must regularly be exchanged or recharged on board the base vessel. Furthermore, in the rest position, measurement data of the previous mission stored in the underwater vehicle is transferred to storage facilities on the base vessel. Conversely, the underwater vehicle on board the base ship will be provided with new mission data for the upcoming mission. Overall, a lot of time passes between two missions, in which the underwater vehicle can not be used for a mission.
  • the object of the invention is to improve the recovery and / or supply of an autonomous underwater vehicle.
  • the invention achieves this object by automating the coupling process and shifting it into an area below the water surface.
  • the coupling process takes place in a water depth between 10 and 20 meters below the water surface. In this depth, the water is relatively calm, unlike water in the area of the water surface. In particular, the effects of swell in this water depth are negligible.
  • the coupling head according to the invention has position stabilizing means for stabilizing its orientation and position in the water, in particular in the water depth of 10 to 20 meters, below the water surface.
  • a stabilized alignment of the coupling head is to be understood as meaning that essentially no rotations of the coupling head take place or slight twists are reversed.
  • a stabilized position of the coupling head is to be understood as meaning that at least possible movements of the coupling head in the horizontal are essentially uniform and any short-term deviations from a fixed or uniformly moving position are reversed.
  • the position stabilizing means keep the coupling head so calm in the water that it can be advantageously controlled by the underwater vehicle.
  • the position stabilizing means counteract possibly accelerations as well as possibly tilting or rotational movements of the coupling head by the surrounding water.
  • the position stabilizing means thus cause the coupling head to hold an absolute position in the water or to move at least substantially uniformly along a trajectory which is preferably a straight line, but alternatively may also be curved.
  • its position is to be understood as the position of the coupling head.
  • the position stabilizing agents counteract both the rise and fall of the coupling head in the water and thus act as position stabilizing means.
  • the position stabilizing agents ensure that the coupling head substantially maintains its depth in the water or its distance from the water surface.
  • the underwater vehicle can drive a rendezvous position particularly well, in particular below the coupling head, and can subsequently be coupled from below to the coupling head.
  • the coupling head can change its position in the water while maintaining its stabilized orientation and position, namely sinking down to the underwater vehicle.
  • the rendezvous head according to the invention can be coupled or coupled with the coupling head according to the invention.
  • the coupling head and the rendezvous head thus act together such as a plug and a socket.
  • the rendezvous head is particularly designed such that an automatic coupling of the coupling head to the Rendezvouskopf and preferably also an automatic uncoupling of the coupling head of Rendezvouskopf in the water below the water surface, in particular at a depth between 10 and 20 meters below the water surface is possible.
  • the coupling head is stabilized in the water below the water surface in its orientation and position and coupled to the Rendezvouskopf.
  • the coupling head herein is further to be understood to be stabilized in its orientation and position when accelerated towards the rendezvous head or lowered to the rendezvous head and / or when it actively aligns and positions itself over the rendezvous head or a target position driven by the rendezvous head.
  • the position stabilizing means of the coupling head preferably have at least one controllable drive for actively aligning and positioning the coupling head in the water.
  • aligning the coupling head it is to be understood here that tilting or rotation angles of the coupling head are set.
  • the longitudinal, lateral and lateral inclination of the coupling head are adjusted in the water.
  • the coupling head may be aligned and positioned by means of the controllable drive such that the coupling head and the rendezvous head move toward each other for coupling in substantially vertical and / or horizontal directions.
  • the positioning of the coupling head in the water is to be understood as meaning that a position of the coupling head in the water is set.
  • This position may be an absolute position, wherein, for example, a length and a width may be given by absolute coordinates and a depth relative to the seabed or the water surface.
  • the position of the coupling head is indicated relative to a reference position moving along a trajectory.
  • the reference position may, for example, be predetermined by a base ship or an underwater vehicle, in particular a submarine, which travels behind the coupling head by means of a cable or a mountain cable.
  • the drive of the position stabilizing means is preferably realized by a plurality of propellers, which preferably have axes of rotation in several different directions and / or adjustable axes of rotation, in order to allow advantageous maneuverability of the coupling head.
  • the drive drives rudders, such as elevators or ailerons, for example. which in particular allow alignment and positioning of the coupling head in the water when this coupling head is pulled through the water or otherwise moves relative to the surrounding water.
  • the drive has other means that allow alignment and positioning of the coupling head relative to the coupling head surrounding water.
  • the drive is controllable and allows the active alignment and positioning of the coupling head.
  • a control device for controlling the active alignment and positioning of the coupling head in the water is therefore provided on the coupling head or at another point from which control signals or commands to the coupling head can be sent.
  • the depth of the coupling head can advantageously be kept in the water or a desired depth can be controlled. Furthermore, a transverse offset of the coupling head to a direction of movement of the Rendezvouskopfes or the rendezvous head having underwater vehicle can be compensated by means of the controllable drive. Finally, the controllable drive allows a lowering of the coupling head in the direction of the Rendezvouskopfes for docking.
  • At least one drive of the coupling head is controlled, said drive actively aligns and positions the coupling head in the water, in particular relative to a fixed or uniformly moving position.
  • the coupling head and the Rendezvouskopf together preferably have a coupling mechanism by means of which the coupling head and the Rendezvouskopf can be mechanically coupled to each other.
  • This coupling mechanism is preferably formed in two parts, wherein the coupling head has a first part of the coupling mechanism and the Rendezvouskopf a second part of the coupling mechanism.
  • the coupling mechanism produces a non-positive and / or positive connection between the coupling head and the rendezvous head.
  • the coupling head is therefore coupled according to the method by means of the coupling mechanism frictionally and / or positively with the rendezvous head.
  • the first and the second part of the coupling mechanism preferably engage with each other.
  • the coupling head is uncoupled for uncoupling by means of a release mechanism from Rendezvouskopf
  • the release mechanism is advantageously integrated in the coupling mechanism.
  • the release mechanism is preferably formed in two parts.
  • the coupling head has a first part of the release mechanism, whereas the rendezvous head has a second part of the release mechanism.
  • the release mechanism can be triggered preferably both from the coupling head and the rendezvous head.
  • the underwater vehicle can autonomously trigger the release mechanism, for example to start a mission.
  • the release mechanism can be triggered by a device which connects in a signal-connecting manner to the coupling head.
  • the coupling head preferably has a detachably connectable energy transfer interface to the rendezvous head. Via this energy transfer interface, the underwater vehicle can be supplied with electrical energy via the rendezvous head. Batteries of the underwater vehicle can thus be charged as soon as the coupling head and the rendezvous head are coupled together. The underwater vehicle therefore does not have to be lifted out of the water to recharge the batteries, but can remain in the water and, after a short charging time of the batteries, break up comparatively quickly to a new mission.
  • the energy transfer interface is at the same time when establishing the coupling by means of the o.g. Coupling mechanism connected to the rendezvous head.
  • the coupling mechanism establishes the non-positive and / or positive connection between the coupling head and the rendezvous head and at the same time establishes a conductive connection of the energy transfer interface of the coupling head with the rendezvous head or with a corresponding interface on the rendezvous head.
  • the compound is separable and can in particular by means of the o.g. Release mechanism to be solved again.
  • the energy transfer occurs galvanically via the energy transfer interface, i. via one or more galvanic contacts.
  • the energy transfer occurs in a particular embodiment, however, contactless, in particular by induction.
  • the energy transmission interface has inductively operating energy transmission means.
  • the coupling head alternatively or advantageously additionally has a data transmission interface detachably connectable to the rendezvous head.
  • the data transfer interface of the coupling head is detachably connected to the rendezvous head.
  • a data connection which may also be a signal connection, is established between the coupling head and the rendezvous head.
  • data, in particular measurement data from the underwater vehicle can be sent to a device connected to the coupling head in a signal-connecting or data-connecting manner.
  • data, in particular mission data for a new mission can be transmitted via the data transmission interface of the coupling head to the rendezvous head and further to the underwater vehicle.
  • the underwater vehicle can each remain in the water, so that rest periods or downtime can be reduced and the underwater vehicle can break up comparatively quickly back to a new mission.
  • the data transmission via the data transmission interface is galvanic, i. via one or more galvanic contacts.
  • the data transmission takes place in a particular embodiment, however, contactless, in particular via radio or via light waves.
  • the data transmission interface has electromagnetically and / or optically operating data transmission means, for example electromagnetically operating transmitters / receivers and / or optocouplers.
  • the Rendezvous worn invention has the Rendezvouskopf invention.
  • the rendezvous device further comprises an underwater modem having a receiving device for signals or data transmitted by the coupling head and usable as a positioning aid.
  • an absolute or relative position of the coupling head relative to a fixed or moving reference position or relative to a position of the rendezvous head or underwater vehicle with the rendezvous head is received.
  • sensed changes in the position of the coupling head or a distance of the coupling head for example to the rendezvous head or a course of the coupling head are sent from the coupling head and received by the underwater modem.
  • the coupling head communicates with the rendezvous device by means of a communication device of the coupling head, the coupling head transmitting signals which the rendezvous device receives and as positioning aid of the rendezvous head relative to the coupling head and / or for calculating a starting trajectory for driving the underwater vehicle Direction of a rendezvous position used.
  • the rendezvous head approaches the rendezvous position by means of the underwater vehicle controlled by this signal.
  • the rendezvous position is preferably defined during this approach by the respective position of the coupling head.
  • the Rendezvousposition is preferably a position which is defined at a defined distance below the aligned and waiting for the approach of Rendezvouskopfes coupling head.
  • the rendezvous position is one meter below the coupling head. If, on the other hand, the rendezvous device has reached the rendezvous position, the rendezvous position is defined below by the position of the rendezvous head, wherein the coupling head likewise approaches the rendezvous position and can thus subsequently be coupled to the rendezvous head.
  • the rendezvous device preferably has a computing device for calculating the direction and / or distance of the rendezvous head to the coupling head.
  • the rendezvous device has a computing device for calculating the rendezvous position defined by the position of the coupling head.
  • the coupling head according to the invention preferably has said communication device for transmitting signals, which is in particular an acoustic, optical or electromagnetic communication device.
  • signals which is in particular an acoustic, optical or electromagnetic communication device.
  • the rendezvous device preferably has a control device.
  • the control device is designed such that, by means of this control device, a starting trajectory for driving the underwater vehicle in the direction of the rendezvous position can be calculated as a function of the direction and / or distance of the rendezvous head to the coupling head. Furthermore, the underwater vehicle can be controlled to this rendezvous position along this approach trajectory preferably by means of this control device.
  • the coupling head preferably has position detection means. These position detection means are in particular sensors, preferably cameras or a camera and / or light sensors. Alternatively, only one sensor may be present as position detection means.
  • the position detection means By means of the position detection means, the relative position of the Rendezvouskopfes can be detected relative to the coupling head. In one embodiment, the detected relative position is transmitted to the rendezvous device via acoustic and / or optical and / or electromagnetic signals.
  • the coupling head has position correction means by means of which the position or position of the coupling head in the water can be corrected relative to the detected relative position or position of the rendezvous head.
  • position correction means by means of which the position or position of the coupling head in the water can be corrected relative to the detected relative position or position of the rendezvous head.
  • the rendezvous head or the underwater vehicle with the rendezvous head on its way to the rendezvous position laterally deviates from the intended course or drives off laterally after reaching the rendezvous position.
  • Underwater vehicles, in particular when they are moving slowly or not at all can often be moved sideways at most within narrow limits or make a correction of their position to the side. Therefore, it is advantageous if the coupling head recognizes such a lateral drifting and in response thereto adapts its relative position to the rendezvous head, in particular by a position correction transverse to the direction of movement of the rendezvous head.
  • the coupling head thus advantageously recognizes with the position detection means of the coupling head the position or position of the rendezvous head and / or of the underwater vehicle relative to the coupling head.
  • the coupling head advantageously recognizes from this position or position a possible transverse offset of the rendezvous head relative to the starting trajectory of the rendezvous head or of the rendezvous head having underwater vehicle.
  • This startup trajectory is preferably a previously calculated startup trajectory or a startup trajectory, which the rendezvous head or the underwater vehicle has followed with the rendezvous head up to a previous point in time.
  • the coupling head preferably corrects the position or position of the coupling head in the water as a function of a detected position or position and / or a recognized transverse offset of the rendezvous head and / or the underwater vehicle relative to one another by means of position correction means.
  • position correction means In particular, the drive, wherein they cause an active correction of the position of the coupling head.
  • the rendezvous device preferably has an imaging system, such as, for example, a camera system and / or a sonar system, by means of which the position or position of the coupling head can be optically detected relative to the rendezvous head in the vicinity of the coupling head and transmitted to the control device.
  • the proximity of the coupling head is preferably a range of up to about 10 meters from the coupling head.
  • All parts of the rendezvous device, as well as the imaging system, in particular the camera system are arranged either on the coupling head or on the underwater vehicle. In particular, when the rendezvous head or the underwater vehicle and thus also the imaging system, in particular the camera system, is located in this vicinity of the coupling head can advantageously be changed to a precision mode and optically guided the coupling head or the Rendezvousposition be started.
  • the coupling head is supplied with electrical energy via a supply line of a cable which can be permanently or detachably connected to the coupling head, in particular a mountain cable.
  • signals or data are transmitted to and / or from the coupling head via a data line of the cable.
  • electrical energy can thus be supplied to the underwater vehicle by means of the supply line and data exchange through the supply line to and / or from the underwater vehicle take place.
  • the coupling head is recovered by means of the cable and / or left to water, wherein the cable is designed to withstand necessary tensile loads.
  • the invention further relates to a coupling device with the coupling head according to the invention and with the mechanically connected to the coupling head or detachably connectable cable. Furthermore, the invention relates to an underwater vehicle with the Rendezvouskopf invention and / or with the Rendezvous gear invention.
  • the invention relates to a coupling system with the coupling head according to the invention and / or with the coupling device according to the invention and with the invention Rendezvouskopf and / or with the Rendezvous raised invention and / or with the underwater vehicle according to the invention.
  • the coupling system while a coupling head and a Rendezvouskopf, which are reversibly coupled to each other and / or coupled to each other.
  • the invention relates to a deployment method of an autonomous underwater vehicle, wherein the deployment method includes the coupling method according to the invention.
  • the underwater vehicle first performs a mission. After completion of the mission, the underwater vehicle approaches the rendezvous position.
  • This rendezvous position may be a position previously stored in the submersible or, alternatively, received by the submersible during the mission or upon completion of the mission.
  • the underwater vehicle subsequently holds its, in particular fixed or uniformly moving, position, wherein the coupling head, by means of its drive, maneuvers optically and / or acoustically directed to the rendezvous head in such a way that the coupling head is mechanically coupled to the rendezvous head in a positively locking and / or positive manner.
  • the deployment procedure may be a utility process and / or a recovery process.
  • an electrical connection is made to power the underwater vehicle, which provides electrical power to the underwater vehicle via the docking head.
  • a data connection is established via which measurement data is provided by the underwater vehicle via the coupling head.
  • mission data for a new mission is transmitted via the coupling head to the underwater vehicle.
  • the underwater vehicle is towed and / or raised to the recovery position of this submersible by means of the docking device.
  • the rest position may be a position on deck or in a container aboard a base vessel, which preferably has a Bergewinde on which rolled up in this case as a mountain cable cable and thus the underwater vehicle is lifted out of the water.
  • the rest position may, for example, also be a garage on the hull of a submarine or a garage permanently installed on the seabed.
  • the invention can be used to control the foundations of offshore wind turbines.
  • a garage be installed on the foundation of a wind turbine.
  • the cable is firmly connected to the garage or to a station installed at the wind turbine.
  • the starting of the rendezvous position involves the coupling head holding a fixed, fluidically favorable position, the coupling head and the rendezvous head determining relative positions and orientations of the rendezvous head and / or the submersible and the coupling head with respect to one another.
  • a starting trajectory for the rendezvous position defined relative to the position and orientation of the coupling head is subsequently calculated from the relative positions and orientations.
  • the underwater vehicle automatically or autonomously travels along the starting trajectory to the rendezvous position.
  • a defined distance of the rendezvous device and / or the underwater vehicle relative to the rendezvous position is changed to a precision mode in which the underwater vehicle is maneuvered into the rendezvous position taking into account any flow as well as using available sensor information.
  • This sensor information can, for example, the.
  • the o.g. Cameras will be information.
  • Fig. 1 shows a coupling system 1 with a coupling device 2 together with an underwater vehicle 4 in a body of water below the water surface of this body of water.
  • the underwater vehicle 4 is an autonomous underwater vehicle (AUV) that has performed a mission, collecting measurement data during this mission, and now drives a rendezvous position 6 in which docking to a coupling head 8 of the docking facility 2 is planned ,
  • UUV autonomous underwater vehicle
  • the coupling device has, in addition to the coupling head 8, a cable 10 fastened to this coupling head 8 and designed as a suspension cable.
  • the unillustrated other end of the cable 10 is, for example, attached to a base ship, not shown, from which the cable including the coupling head 8 is unwound by means of a Bergewinde.
  • Both the cable 10 and the coupling head 8 each have a ratio of their mass to their volume, which corresponds to the corresponding ratio of water. For this reason, the coupling head 8 and the cable 10 have at most a slight tendency to rise slowly in the water or to sink in the water.
  • the coupling head 8 keeps at a depth of about 10 to 20 meters below the water surface in the water, according to Fig. 1 is lowered.
  • the mass distribution in the coupling head 8 is such that the coupling head 8 alone stabilizes against a lateral tilting or against a rolling movement in its orientation due to this mass distribution, which thus acts as part of position stabilizing means 12.
  • the coupling head 8 has further means as position stabilizing means 12, namely a plurality of controllable drives 14.
  • These drives 14 have propellers with horizontally and vertically oriented axes of rotation, which carry water substantially in the direction of these axes of rotation through the respective propeller and thus a relative movement of the coupling head can cause relative to the surrounding water.
  • the drives 14 with propeller differently shaped drives can be provided which can cause a position or position change of the coupling head relative to the surrounding water.
  • the coupling head can be actively aligned and positioned in the water so that it is actively positioned above the intended rendezvous position 6 and keeps its position above the rendezvous position 6 below until the underwater vehicle 4 has reached this rendezvous position.
  • the coupling system 1 has a rendezvous device 16 arranged on the underwater vehicle 4 with a rendezvous head 18 fastened to the underwater vehicle 4.
  • This rendezvous head 18 is detachably or fixedly connected to the underwater vehicle 4 or integrated into the underwater vehicle 4.
  • the rendezvous device 16 initially controls the underwater vehicle 4, in particular, as long as there is no information about the actual current position of the coupling head, roughly in the direction of the previously fixed rendezvous position 6 stored in the rendezvous device 16.
  • the rendezvous device 16 and the coupling head 8 exchange a communication channel 20 information such as absolute or relative positions to each other, directions and / or speeds with each other.
  • the coupling head 8 has an acoustic communication device 21, by means of which it sends acoustic signals as a positioning aid for the underwater vehicle 4 via the communication channel 20.
  • the rendezvous device 16 receives these acoustic signals by means of hydrophones 22 arranged on the underwater vehicle 4 or on the rendezvous head 18 and calculates a starting trajectory 24 of the underwater vehicle 4 for the rendezvous position 6 with the aid of this information.
  • the starting trajectory 24 results in the rendezvous head 18 in the rendezvous position 6 about 1 meter below the coupling head 8, indicated by the dashed Rendezvouskopf 18 'occupies.
  • the coupling head 8 in particular the communication device 21, via hydrophones 26 for receiving water sound signals, which are sent via the communication channel 20 from the underwater vehicle 4 and the Rendezvouskopf 18.
  • Current position data as well as data relating to the direction of movement and orientation of the underwater vehicle as well as the calculated startup trajectory 24 are also transmitted via the communication channel 20 to the coupling head 8.
  • both the underwater vehicle 4 or the rendezvous head 18 and the coupling head 8 have means for generating and targeted emission of waterborne sound signals. These means at the coupling head 8 are part of the communication device 21.
  • the communication channel 20 is formed by the transmission and reception of optical and / or electromagnetic signals, wherein corresponding means for Transmission and reception of these optical or electromagnetic signals are provided or the communication device 21 has these means.
  • Fig. 2 shows, as well as the 3 and 4 , the coupling system 1 of the first embodiment of Fig. 1 in only opposite Fig. 1 different arrangement of the underwater vehicle 4 relative to the coupling head 8.
  • the same reference numerals thus designate the same parts.
  • the underwater vehicle 4 is shown in the figure Fig. 2 opposite to the picture according to Fig. 1 in a greater proximity relative to the coupling head 8.
  • the distance of the underwater vehicle 4 relative to the coupling head 8 is less than 10 meters.
  • the rendezvous device 16 is therefore changed to a precision mode in which the submersible 4 is maneuvered into the rendezvous position 6 using all available sensor information. In doing so, any flows which are sensed by sensors on the underwater vehicle 4 are taken into account, in particular compensated by corresponding countersteering.
  • the coupling head 8 continues to hold its position or position above the Rendezvousposition. 6
  • the coupling head 8 has a plurality of sensors as position detecting means 28, by means of which it detects the relative position or position of the Rendezvouskopfes 18 and the underwater vehicle 4 to the coupling head 8.
  • These position detection means or sensors are, for example, cameras and / or light sensors.
  • the underwater vehicle 4 or the coupling head 8 therefore emits a light signal that can be received by the position detection means 28.
  • the rendezvous head 18 has its own light source, with which it illuminates the underwater vehicle 4 at least from a certain proximity, so that the position detection means 28 can receive light reflected by the underwater vehicle 4 or by the rendezvous head 18.
  • the coupling device has computing means, decision means and control means for processing sensor information, for providing information which is sent to the coupling device 2 via the communication channel 20, and for controlling the position stabilization means 12 and for actuating position correction means 30.
  • the drives 14 are assigned in this case both the position correcting means 30 and the position stabilizing means 12.
  • the actuators 14 are used not only to stabilize the layer but also to correct the position or position of the coupling head 8 in the water. Alternatively, however, separate position correcting means may also be provided by the position stabilization means 12.
  • the computing means, decision means and control means of the coupling device 2 may be wholly or partly provided in the coupling head 8 be. These means may also be arranged wholly or partly on board the above-mentioned base ship, not shown.
  • the coupling device 2 calculates or recognizes when the underwater vehicle 4 can not reach the rendezvous position due to its current actual position, direction of movement and speed and due to existing flow conditions or only under driving maneuvers defined as being inadmissible for this purpose. Possibly. This calculation also takes place wholly or partly by the rendezvous device 16. An exchange of detected, preprocessed or evaluated data takes place via the communication channel 20.
  • the position correction means 30 are instructed to determine the position or position of the coupling head 8 to thereby define a new Rendezvousposition 6 below the coupling head 8, which can be achieved in a permissible manner by the underwater vehicle 4.
  • This cable 10 thus has an electrical line 32 for supplying power to the coupling head 8 from the base vessel via the cable 10.
  • the electrical line 32 is preferably a copper line or at least one conductor comprising copper.
  • the cable 10 has at least one signal line 34 or data line via which control commands and sensor information or processed or preprocessed information can be transmitted from the base vessel to the coupling head 8 and from the coupling head 8 to the base vessel.
  • the signal line 34 is preferably a glass fiber or glass fiber line or has at least one glass fiber.
  • the cable 10 is detachably connected to the coupling head 8.
  • the coupling head 8 can be removed on board the base ship from the water-side end of the cable 10. It may also be useful, the coupling head of the cable 10th take off to use the cable 10 for other purposes and if necessary to provide it with a different tail.
  • the rendezvous device 16 has an underwater modem 36 in the underwater vehicle 4 or in the rendezvous head 18.
  • This underwater modem 36 has a receiving device 38 for the signals transmitted by the coupling head.
  • the o.g. Hydrophones 22 may be part of the receiving device 38.
  • the rendezvous device 16 furthermore has a computing device 40, by means of which the direction and / or the distance of the coupling head 8 relative to the rendezvous head 18 or to the underwater vehicle 4 is calculated from the signals received via the communication channel 20 and / or further sensed signals or data.
  • the rendezvous device 16 has a control device 42 which, depending on the direction and / or distance of the rendezvous head 18 to the coupling head 8 and depending on the received or calculated rendezvous position 6 controls the underwater vehicle 4 along this approach trajectory 24 to this Rendezvousposition 6 or maneuvered.
  • the calculation of the starting trajectory 24 can be carried out by the control device 42 or else by the computing device 40.
  • Both the computing device 40 and the control device 42 may be provided exclusively for the coupling method according to the invention or be part of devices on the underwater vehicle 4, which are additionally used for further computing tasks or control tasks of the underwater vehicle 4.
  • the rendezvous device 16 has an imaging system designed as a camera system 44, which, for example, is part of the rendezvous head 18.
  • This camera system 44 supports in precision mode in the vicinity of the underwater vehicle 4 relative to the coupling head 8 or at a distance of the underwater vehicle 4 relative to the coupling head 8 of less than 10 meters, the exact maneuvering to Rendezvousposition 6.
  • the camera system 44 has at least one camera, the detected optical images of the coupling head 8.
  • the coupling head 8 preferably has high-contrast significant patterns, which can be detected optically particularly well by means of the camera system 44 and evaluated by means of the computing device 40 or the control device 42.
  • the computing device 40 or the control device 42 carries out an image evaluation of the images of the coupling head 8 detected by the camera system 44, by means of which the position of the underwater vehicle 4 relative to the coupling head 8 alone or in support is determined.
  • Fig. 3 shows the underwater vehicle 4 after reaching the Rendezvousposition 6.
  • the coupling head 8 holds its position or its position in Longitudinal and transverse direction relative to the underwater vehicle 4, whereas the distance of the coupling head 8 is reduced to the Rendezvouskopf 18 by the coupling head 8 is actively moving in the direction of the Rendezvouskopfes 18.
  • the camera system 44 further controls the position of the underwater vehicle 4 relative to the coupling head 8. Alternatively or additionally, this position is determined acoustically or by means of electromagnetic signals.
  • the coupling device 2 also determines the position of the underwater vehicle 4 or of the rendezvous head 18 relative to the coupling head 8, separately or together, in particular by exchanging signals via the communication channel 20 with the rendezvous device 16.
  • the underwater vehicle 4 can either stand idle in the rendezvous position 6 also driven, in particular uniformly in a forward direction, move to maneuver advantageous active and, for example, to counteract a drift by currents can.
  • the coupling head 8 follows after reaching the Rendezvousposition 6 by the underwater vehicle 4 of the longitudinal position and the transverse position of the underwater vehicle 4, wherein the coupling head 8 reduces its height distance to the Rendezvouskopf 18 and thus slowly active for coupling the coupling head 8 to the Rendezvouskopf 18 on this Rendezvouskopf 18th lowers.
  • the coupling head 8 compensates by means of its drives 14 in particular a possibly existing and detected transverse offset of the coupling head 8 relative to the underwater vehicle 4 with respect to the direction of travel of the underwater vehicle 4. While the underwater vehicle 4 can still counteract a drive-off in the longitudinal direction by means of its own drives, controllability of the underwater vehicle 4 in a transverse direction relative to its main direction of movement is comparatively restricted. In particular, the detected transverse offset is therefore actively compensated by the coupling head 8.
  • Fig. 4 shows the coupling head 8, coupled to the Rendezvouskopf 18.
  • the coupling is made by means of a two-part coupling mechanism 46, of which the first part of the coupling head 8 and the second part of the Rendezvouskopf 18 is arranged.
  • the coupling by means of the coupling mechanism 46 takes place automatically, preferably purely mechanically, when the coupling head 8, starting from his in Fig. 3 position shown in his Fig. 4 shown position relative to Rendezvouskopf 18 reached.
  • the coupling mechanism 46 has a snap closure, wherein, for example, a movable snap bracket of the snap closure in the first part of the coupling mechanism 46 engages behind a second part of the coupling mechanism 46 adapted thereto and engages there, thereby producing a positive connection of the coupling head 8 with the rendezvous head 18.
  • the coupling mechanism 46 is preferably designed such that the coupling, in particular the positive connection between the coupling head 8 and the Rendezvouskopf 18 can be solved only by means of a release mechanism 48 again.
  • a release mechanism 48 for example, an automatically captured during coupling locking the coupling mechanism, in particular the snap hook can be solved again.
  • the release of the locking takes place, for example, electromagnetically or by electric motor in response to control commands or electrical signals, which are provided by the coupling device 2 or the rendezvous device 16.
  • the release mechanism 48 like the coupling mechanism 46, has a first part arranged on the coupling head 8 and a second part arranged on the rendezvous head 18. The, in particular electrical, releasing the coupling by means of the release mechanism 48 takes place either on the first part, on the second part or on both parts of the release mechanism 48. Also, a part of the coupling mechanism 46, which may be, for example, only a groove, in which the o.g. Snap latch snaps in the present case is considered at the same time as part of the release mechanism, even if he does not contribute actively by mechanical movement to release, but only maintains the coupling until the release mechanism 48, for example. The positive connection cancels.
  • the coupling head 8 has a power transmission interface 50 and a data transmission interface 52.
  • the power transmission interface 50 automatically establishes an electrical connection between the coupling head 8 and the rendezvous head 18 and thus between the docking device 2 and the rendezvous 16 or underwater vehicle 4 when the docking head 8 and the rendezvous head 18 are coupled together. Therefore, by means of the invention, the underwater vehicle 4 located below the water surface can be supplied with electrical energy from the base vessel via the cable 10, via the coupling head 8 with the energy transmission interface 50 and via the rendezvous head 18, so that, for example, batteries of the underwater vehicle 4 can be charged.
  • the communication interface 52 analogously establishes a signal connection between the coupling head 8 and the rendezvous head 18 when it is Coupling head 8 and the Rendezvouskopf 18 couple together.
  • underwater vehicle 4 can be supplied with not only electrical energy but also new mission data for an upcoming mission without being lifted out of the water.
  • measured data stored in a memory of the underwater vehicle 4 are read out and transmitted via the data transmission interface 52 and the cable 10 to the base vessel.
  • the underwater vehicle 4 can thus remain in the water between two operations.
  • the energy transfer interface 50 and the data transfer interface 52 also automatically disconnect their respective connection to the rendezvous head 18.
  • the end of the cable 10 opposite the coupling head 8 can also be fastened to a fixed station, to a submarine or to a helicopter.
  • the fixed station can be arranged wholly or partly below the water surface.
  • a garage is provided on the foundation of a wind turbine installed in the water into which the underwater vehicle 4 is pulled by means of the cable 10.
  • measurement data from a previous mission are read out and, if necessary, new mission data is transmitted to the underwater vehicle.
  • the underwater vehicle leaves the garage either after decoupling from the coupling head or initially together with the coupling head to break up to a new mission. If the underwater vehicle has left the garage together with the coupling head 8, this coupling head 8 decouples outside the garage from the rendezvous head 18 and is advantageously pulled by means of the cable 10 back into the garage until a return of the underwater vehicle 4 is expected.
  • the underwater vehicle 4 subsequently autonomously examines, for example, the foundations of wind power plants of a wind farm by means of various sensors.
  • the underwater vehicle 4 may further comprise means by which it actively performs work on objects below the water surface, in particular carries out repairs.
  • this cable 10 is designed for stress on tensile load, so that the underwater vehicle 4 also worn above the water surface on the cable 10 and, for example, on the deck of the above base ship or to the above Helicopter can be pulled up.
  • Fig. 5 shows a coupling device 2 'with a coupling head 8' according to a second embodiment of the invention.
  • the coupling head 8 ' has a cross-type portion with drives 14' mounted at its ends. For the coupling process, this cross is aligned horizontally in the water by means of the drives 14 '.
  • a portion of the coupling head 8 ' With a first part of a coupling mechanism 46', a first part of a release mechanism 48 ', the power transmission interface 50 and the data transmission 52 in the vertical direction from the center of the cross downward.
  • the cable 10 is detachably mounted on the coupling head 8 '.
  • the drives 14 ' are pivotable about axes of rotation, whose imaginary extensions extend longitudinally in the arm of the cross of the coupling head 8', to which the respective drive 14 'is attached.
  • the coupling head 8 ' can automatically position itself in any position or orientation in the water. Even sideward movements with horizontally aligned cross of the coupling head 8 are easily possible in this way.
  • individual or all drives 14 ' can be fixed rigidly to the cross of the coupling head 8'. Sideways movements of the coupling head 8 in the water are possible in this way if the coupling head 8 'temporarily tilted by suitable speed control of the propeller 54 and the cross of the coupling head 8' is thus temporarily tilted from the horizontal.
  • Fig. 6 shows an inventive deployment method 56 of the autonomous underwater vehicle 4 according to an embodiment of the invention.
  • This deployment method 56 includes a coupling method 58 according to the invention for coupling the coupling head 8 to the rendezvous head 18 according to an embodiment of the invention. Both the coupling head 8 and the rendezvous head 18 are below the surface of the water during docking in the water.
  • the rendezvous head 18 is arranged as part of the rendezvous device 16 on the underwater vehicle 4, which is preferably brought into the water by means of the coupling device 8 having the coupling device 2 and carries out a mission there according to a step 60.
  • the underwater vehicle 4 for example, autonomously departs a previously programmed course and carries out measurements as long as a mission end has not been reached.
  • the mission end may be timed, for example, depending on a capacity of energy storage devices in the underwater vehicle 4, fixed and stored in a memory of the Rendezvous responded 16 or determined during the mission.
  • the rendezvous device 16 calculates the approach trajectory 24 from the current position of the submersible 4 to the rendezvous position 6 in a step 64.
  • the rendezvous position 6 is read out or determined from a memory of the rendezvous device 16 in this case if sensor information is already available at the rendezvous facility.
  • the current position of the underwater vehicle 4, however, is determined by means of various sensors themselves.
  • the coupling head 8 is lowered or lowered into the water by means of the cable 10 in the region of this rendezvous position 6 at a depth of between 10 and 20 meters below the water surface.
  • the coupling head 8 assumes a position above the rendezvous position - or a position at the same level as the rendezvous position when the coupling head 8 is coupled to the rendezvous head 18 substantially at the same height - and subsequently holds this position or holds its position, into which he was discharged and thereby defines the rendezvous position 6.
  • Eg. is the Rendezvousposition in the vertical direction exactly 1 meter below the Rendezvouskopfes 18 - or alternatively at the same height if the coupling is carried out substantially horizontally.
  • Absolute coordinates of this Rendezvousposition can change, namely, when the coupling head 8 is moved uniformly in the water, because, for example, the base ship, to which the cable 10 is fixed in the water moves.
  • the position of the coupling head 8 in the water however, always remains stable.
  • the coupling device 2 stabilizes the coupling head 8 automatically in the water, wherein the coupling head 8 does not rotate, does not tilt away sideways, does not unintentionally drift sideways and preferably also does not change the water depth in which it is arranged.
  • sensors detect the current position of the coupling head 8 and / or slight changes in position of the coupling head 8. From the detected position or from the detected position changes are subsequently calculated control data, which drive the drives 14 of the coupling head 8 such that these drives 14 a change in position of the Counteract coupling head 8.
  • the coupling head 8 learns at most slight changes in position, which are compensated immediately after their detection, so that the coupling head 8 remains stabilized in its position.
  • a step 68 a query is made as to whether the current position of the coupling head 8 corresponds to a desired position or whether the current position of the coupling head 8 lies above or at the same height as the desired position as the rendezvous position 6.
  • a position correction is carried out in accordance with a step 70, so that the position of the coupling head 8 in the water remains stabilized.
  • a signal exchange via the communication channel 20 takes place.
  • the rendezvous device 16 sends acoustic signals, which are received in a step 74 performed in parallel by the coupling device 2.
  • acoustic signals are also sent via the communication channel 20 from the coupling device 2 and received by the rendezvous device 16 in step 72.
  • the coupling device 2 and the rendezvous device 16 determine relative positions relative to one another.
  • the coupling head 8 holds its position in the water until the underwater vehicle 4 has reached the rendezvous position 6.
  • positions of the coupling head 8 which are determined by means of the own sensor information and from the signals received by the coupling head 8, and positions of the rendezvous head 18 are interrogated. On the basis of these positions, it is determined whether the underwater vehicle 4 has already reached the rendezvous position 6 or not. Until the rendezvous position 6 is reached, the steps 68, possibly 70, 72 and 76, are carried out repeatedly by means of the rendezvous device 16.
  • the underwater vehicle 4 approaches the rendezvous position 6 according to a step 78. If no signals have yet been received from the coupling head 8 which provide information about the actual rendezvous position 6 determined by the position of the coupling head 8, the coupling device 2 first controls the underwater vehicle 4 in the direction of a position stored in the rendezvous device 16 or in the direction of a rendezvous position assumed position. However, as soon as the signal exchange via the communication channel 20 provides more accurate information about the rendezvous position 6, used the rendezvous device 16 this information for the calculation of the starting trajectory 24 in step 64.
  • a step 80 is therefore queried whether a distance of less than 10 meters between the underwater vehicle 4 and the coupling head 8 is reached. As long as there is a greater distance, steps 64, 78, 74 and query 80 are performed repeatedly. Otherwise, a query 82 queries whether the rendezvous device 16 is already in precision mode. If this is not the case, namely, if this distance has just been reached, in a step 84 is switched to the precision mode. Finally, after the query 82 or after the step 84, a query 86, analogous to the query 76, whether the rendezvous position is reached.
  • the steps 86, 78, 74 and the queries 80, 82 and 86 are repeatedly executed so that, if necessary, new start-up trajectories 24 are calculated again and the rendezvous position 6 is reached precisely.
  • the underwater vehicle is maneuvered in the close range relative to the rendezvous position 6 or relative to the coupling head 8 in the precision mode using several, in particular all, available sensor information, taking into account any flow to Rendezvousposition 6.
  • the underwater vehicle 4 possibly maintains its absolute position or relative position relative to the coupling device 2 or the coupling head 8 or tries to maintain this position with the active use of its drive and control means. This is done at least until it is determined according to a query 90 that the coupling head 8 and the rendezvous head 18 are coupled to each other, or it is determined that a coupling from the current position is not possible, resulting in a termination of the docking maneuver.
  • a lowering or a vertical and / or horizontal relative movement of the coupling head 8 to the Rendezvouskopf 18 takes place until, analogous to the query 90 in a query 94 is found that the coupling head 8 and the Rendezvouskopf 18 are coupled to each other.
  • the coupling device 2 optionally corrects the position of the coupling head 8, in order to counteract any lateral drifting apart of the coupling head 8 and the rendezvous head 18 relative to one another.
  • the position correcting means 30 of the coupling device 2 thus ensure that the coupling head 8 is always substantially perpendicular during the lowering is arranged over the Rendezvouskopf 18, so that in the description too Fig. 4 described first and second part of the coupling mechanism 46 are precisely moved towards each other and finally lock together for coupling.
  • an electrical connection and a signal transmitting connection between the coupling head and the Rendezvouskopf 18 and thus between the underwater vehicle 4 and connected to the cable 10 power supply device and with the cable 10 signal transmitting connected devices is manufactured, to which the underwater vehicle. 4 transfer its data collected during the mission in step 60 and receive new mission data from it.
  • a supply of the underwater vehicle 4 takes place in a step 96.
  • the underwater vehicle 4 can also be lifted out of the water by means of the cable 10 and thus be salvaged.
  • the cable 10 is therefore designed to be subjected to tensile forces and has steel and / or aramid fibers, for example Kevlar, in a thickness which withstands these tensile forces.
  • the cable 10 is guided in a so-called. Moonpool of a ship in the water and lifted the underwater vehicle 4 by means of the cable 10 through the Moonpool from the water on board the ship.
  • An advantage of this is a substantial independence of weather conditions such as swell, fog or darkness on the mountains by the Moonpool. Also, the mountains of a covered by a layer of ice water is possible in this way.
  • the underwater vehicle 4 is re-launched by means of the cable 10 or after releasing the coupling between the coupling head 8 and the rendezvous device 16 aboard the base ship in another way.
  • the release mechanism 48 is triggered to start a new mission in a step 98, thereby decoupling the rendezvous head 18 together with the underwater vehicle 4 from the coupling head 8.
  • the underwater vehicle 4 subsequently performs a new mission according to step 60.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein Kopplungskopf (8), an den ein autonomes Unterwasserfahrzeug (4) mittels eines Rendezvouskopfes (18) angekoppelt werden kann, und der Rendezvouskopf (18). Der Kopplungskopf (8) weist Lagestabilisierungsmittel (12) zum Stabilisieren seiner Ausrichtung und Lage im Wasser unterhalb der Wasseroberfläche auf. Der Rendezvouskopf (18) ist mit dem Unterwasserfahrzeug (4) verbunden oder verbindbar oder Teil des Unterwasserfahrzeugs (4). Beschrieben wird weiterhin eine Kopplungseinrichtung (2) mit dem Kopplungskopf (8) und mit einem mit dem Kopplungskopf (8) mechanisch, elektrisch und signalverbindend verbundenen oder abtrennbar verbindbaren Kabel (10), sowie eine Rendezvouseinrichtung (16) mit dem Rendezvouskopf (18) nebst weiteren Einrichtungen, das Unterwasserfahrzeug (4) mit dem Rendezvouskopf (18) und/oder mit der Rendezvouseinrichtung (16) und ein Kopplungssystem (1), das zumindest den Kopplungskopf (8) und den Rendezvouskopf (18) aufweist. Schließlicht wird beschrieben ein Kopplungsverfahren (58) und ein Einsatzverfahren (56) eines autonomen Unterwasserfahrzeugs (4), welches das Kopplungsverfahren (58) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kopplungskopf, an den ein autonomes Unterwasserfahrzeug mittels eines Rendezvouskopfes angekoppelt werden kann. Der Rendezvouskopf ist am Unterwasserfahrzeug befestigt oder Teil des Unterwasserfahrzeugs. Der Kopplungskopf ist bspw. an einem wasserseitigen Ende eines als Bergekabel ausgebildeten Kabels befestigt. Bergekabel sind traditionell an ihrer anderen Seite an einem Basisschiff befestigt. Auf diesem Basisschiff ist üblicherweise eine Bergewinde angeordnet, von der das Bergekabel abgerollt und auf die das Bergekabel wieder aufgerollt werden kann.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Kopplungseinrichtung, die den Kopplungskopf und ein Kabel aufweist. Weiter betrifft die Erfindung den Rendezvouskopf für ein autonomes Unterwasserfahrzeug. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Rendezvouseinrichtung mit diesem Rendezvouskopf. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Unterwasserfahrzeug mit dem Rendezvouskopf und/oder mit der Rendezvouseinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Kopplungssystem mit dem Kopplungskopf und mit dem Rendezvouskopf. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kopplungsverfahren zum Aneinanderkoppeln eines Kopplungskopfes mit einem Rendezvouskopf und ein Einsatzverfahren eines autonomen Unterwasserfahrzeugs mit dem Kopplungsverfahren.
  • Ein autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV = Autonomous Underwater Vehicle) soll autonom im Wasser eines Gewässers, wie bspw. eines Meeres oder Binnengewässers, agieren und weist daher in der Regel, während es eine Mission im Wasser durchführt, keine kabelgebundene Verbindung zu einem Basisschiff auf. Daher ist es nach Abschluss der Mission schwer zu bergen. In der Regel lässt man das Unterwasserfahrzeug nach einem Einsatz an die Wasseroberfläche aufschwimmen. Zum Bergen wird das Bergekabel mit dem Haken in den Bereich der Wasseroberfläche hinabgelassen und manuell bspw. von der Besatzung eines kleinen hierfür vom Basisschiff zu Wasser gelassenen Bootes am Unterwasserfahrzeug befestigt. Erst danach kann das Unterwasserfahrzeug mittels der Bergewinde zum Basisschiff gezogen und an Bord gehievt werden.
  • Dieses bekannte Verfahren zum Bergen eines Unterwasserfahrzeugs ist gefährlich und zudem stark wetterabhängig. Insbesondere bei Seegang und schlechter Sicht wie bspw. Nebel ist das Bergen eines Unterwasserfahrzeugs auf diese bekannte Weise ein gefährliches Manöver sowohl für die Besatzung des Bootes, die das Bergekabel am Unterwasserfahrzeug befestigt, als auch für das Unterwasserfahrzeug, das bei diesem Bergemanöver mit diesem Boot oder gar mit dem Basisschiff kollidieren und dabei beschädigt werden könnte.
  • Darüber hinaus ist es bekannt, eine Leine vom Unterwasserfahrzeug abzusondern und diese Leine mittels eines Wurfankers einzufangen, um das Unterwasserfahrzeug dann mittels der eingefangenen Leine zu bergen. Das Einfangen der Leine mittels des Wurfankers ist jedoch stark vom Geschick der den Wurfanker werfenden Besatzung abhängig. Außerdem kann der Wurfanker das Unterwasserfahrzeug beschädigen.
  • Das Bergen des Unterwasserfahrzeugs nach den beschriebenen Verfahren ist zudem zeitaufwändig. Zum Einen dauert es eine gewisse Zeit, das Unterwasserfahrzeug manuell "einzufangen" und mittels des Bergekabels und der Bergewinde in eine Ruheposition am Deck des Basisschiffs zu heben sowie für eine neue Mission wieder mittels des Bergekabels zu Wasser zu lassen. Zum Anderen müssen an Bord des Basisschiffs regelmäßig Batterien des Unterwasserfahrzeugs getauscht oder neu aufgeladen werden. Ferner werden in der Ruheposition Messdaten der vorherigen Mission, die im Unterwasserfahrzeug gespeichert sind, auf Speichereinrichtungen am Basisschiff übertragen. Umgekehrt wird das Unterwasserfahrzeug an Bord des Basisschiffs mit neuen Missionsdaten für die bevorstehende Mission versorgt. Insgesamt vergeht zwischen zwei Missionen somit viel Zeit, in der das Unterwasserfahrzeug für eine Mission nicht eingesetzt werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Bergen und/oder Versorgen eines autonomen Unterwasserfahrzeugs zu verbessern.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass sie den Kopplungsvorgang automatisiert und in einen Bereich unterhalb der Wasseroberfläche verlagert. Vorzugsweise findet der Kopplungsvorgang in einer Wassertiefe zwischen 10 und 20 Meter unterhalb der Wasseroberfläche statt. In dieser Wassertiefe ist das Wasser nämlich im Gegensatz zum Wasser im Bereich der Wasseroberfläche vergleichsweise ruhig. Insbesondere sind Auswirkungen von Seegang in dieser Wassertiefe vernachlässigbar gering.
  • Der erfindungsgemäße Kopplungskopf weist Lagestabilisierungsmittel zum Stabilisieren seiner Ausrichtung und Lage im Wasser, insbesondere in der Wassertiefe von 10 bis 20 Meter, unterhalb der Wasseroberfläche auf. Unter einer stabilisierten Ausrichtung des Kopplungskopfes ist vorliegend zu verstehen, dass im Wesentlichen keine Rotationen des Kopplungskopfes stattfinden oder geringfügige Verdrehungen wieder rückgängig gemacht werden. Unter einer stabilisierten Lage des Kopplungskopfes ist zu verstehen, dass zumindest evtl. Bewegungen des Kopplungskopfes in der Horizontalen im Wesentlichen gleichförmig verlaufen und evtl. kurzzeitige Abweichungen von einer festen oder gleichförmig bewegten Lage wieder rückgängig gemacht werden.
  • Die Lagestabilisierungsmittel halten den Kopplungskopf so beruhigt im Wasser, dass er vorteilhaft vom Unterwasserfahrzeug angesteuert werden kann. Insbesondere wirken die Lagestabilisierungsmittel evtl. Beschleunigungen sowie evtl. Kipp- oder Rotationsbewegungen des Kopplungskopfes durch das umgebende Wasser entgegen. Vorteilhafterweise bewirken die Lagestabilisierungsmittel somit, dass der Kopplungskopf eine absolute Position im Wasser hält oder sich zumindest im Wesentlichen gleichförmig entlang einer Trajektorie bewegt, die vorzugsweise eine Gerade ist, alternativ jedoch auch gekrümmt sein kann. Unter der Position des Kopplungskopfes ist vorliegend seine Lage, ergänzt um eine Höhen- bzw. Tiefeninformation, zu verstehen.
  • Die Lagestabilisierungsmittel wirken in einer besonderen Ausführungsform sowohl einem Aufsteigen als auch ein Absinken des Kopplungskopfes im Wasser entgegen und wirken damit als Positionsstabilisierungsmittel. Insbesondere sorgen die Lagestabilisierungsmittel dafür, dass der Kopplungskopf seine Tiefe im Wasser bzw. seinen Abstand zur Wasseroberfläche im Wesentlichen hält. Dadurch kann das Unterwasserfahrzeug besonders gut eine Rendezvousposition, insbesondere unterhalb des Kopplungskopfes, ansteuern und nachfolgend von unten an den Kopplungskopf angekoppelt werden. Zum Ankoppeln kann der Kopplungskopf seine Position im Wasser unter Beibehaltung seiner stabilisierten Ausrichtung und Lage ändern, nämlich zum Unterwasserfahrzeug hinabsinken.
  • Der erfindungsgemäße Rendezvouskopf ist mit dem erfindungsgemäßen Kopplungskopf koppelbar oder gekoppelt. Der Kopplungskopf und der Rendezvouskopf wirken somit zusammen wie bspw. ein Stecker und eine Steckdose. Dabei ist der Rendezvouskopf insbesondere derart ausgebildet, dass ein automatisches Ankoppeln des Kopplungskopfes an den Rendezvouskopf und vorzugsweise auch ein automatisches Abkoppeln des Kopplungskopfes vom Rendezvouskopf im Wasser unterhalb der Wasseroberfläche, insbesondere in einer Tiefe zwischen 10 und 20 Meter unterhalb der Wasseroberfläche, möglich ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kopplungsverfahren zum Aneinanderkoppeln eines Kopplungskopfes mit einem Rendezvouskopf wird daher der Kopplungskopf im Wasser unterhalb der Wasseroberfläche in seiner Ausrichtung und Lage stabilisiert und an den Rendezvouskopf angekoppelt wird. Der Kopplungskopf ist vorliegend weiterhin als in seiner Ausrichtung und Lage stabilisiert zu verstehen, wenn er in Richtung des Rendezvouskopfes beschleunigt bzw. zum Rendezvouskopf abgesenkt wird und/oder wenn er sich gewollt aktiv über dem Rendezvouskopf oder einer vom Rendezvouskopf angesteuerten Zielposition ausrichtet und positioniert.
  • Die Lagestabilisierungsmittel des Kopplungskopfes weisen bevorzugt wenigstens einen steuerbaren Antrieb zum aktiven Ausrichten und Positionieren des Kopplungskopfes im Wasser auf. Unter dem Ausrichten des Kopplungskopfes ist vorliegend zu verstehen, dass Kipp- bzw. Drehwinkel des Kopplungskopfes eingestellt werden. Insbesondere werden die Längs-, Quer- und Seitenneigung des Kopplungskopfes im Wasser eingestellt. Vorzugsweise kann der Kopplungskopf mittels des steuerbaren Antriebs derart ausgerichtet und positioniert werden, dass der Kopplungskopf und der Rendezvouskopf sich zum Aneinanderkoppeln in im Wesentlichen vertikaler und/oder horizontaler Richtung aufeinander zu bewegen.
  • Unter dem Positionieren des Kopplungskopfes im Wasser ist vorliegend zu verstehen, dass eine Position des Kopplungskopfes im Wasser eingestellt wird. Diese Position kann eine absolute Position sein, wobei bspw. eine Länge und eine Breite durch absolute Koordinaten und eine Tiefe relativ zum Meeresgrund oder zur Wasseroberfläche angegeben werden kann. Alternativ ist die Position des Kopplungskopfes relativ zu einer sich entlang einer Trajektorie bewegenden Referenzposition angegeben. Die Referenzposition kann bspw. durch ein Basisschiff oder ein Unterwasserfahrzeug, insbesondere Unterseeboot, vorgegeben sein, das den Kopplungskopf mittels eines Kabels bzw. Bergekabels hinter sich herzieht.
  • Der Antrieb der Lagestabilisierungsmittel ist vorzugsweise durch mehrere Propeller realisiert, die vorzugsweise Drehachsen in mehreren unterschiedlichen Richtungen und/oder verstellbare Drehachsen aufweisen, um eine vorteilhafte Manövrierbarkeit des Kopplungskopfes zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich treibt der Antrieb Ruder wie bspw. Höhen- oder Querruder an, welche insbesondere dann ein Ausrichten und Positionieren des Kopplungskopfes im Wasser ermöglichen, wenn dieser Kopplungskopf durch das Wasser gezogen wird oder sich auf andere Weise relativ zum umgebenden Wasser bewegt. Alternativ oder zusätzlich weist der Antrieb andere Mittel auf, die ein Ausrichten und Positionieren des Kopplungskopfes relativ zu dem Kopplungskopf umgebenden Wasser ermöglichen.
  • Der Antrieb ist steuerbar und ermöglicht das aktive Ausrichten und Positionieren des Kopplungskopfes. Zum Steuern des Antriebs ist daher am Kopplungskopf oder an einer anderen Stelle, von der Steuersignale bzw. Steuerbefehle an den Kopplungskopf sendbar sind, eine Steuereinrichtung zum Steuern des aktiven Ausrichtens und Positionierens des Kopplungskopfes im Wasser vorgesehen.
  • Aufgrund des steuerbaren Antriebs kann vorteilhaft die Tiefe des Kopplungskopfes im Wasser gehalten oder eine gewünschte Tiefe angesteuert werden. Ferner kann ein Querversatz des Kopplungskopfes zu einer Bewegungsrichtung des Rendezvouskopfes bzw. des den Rendezvouskopf aufweisenden Unterwasserfahrzeugs mittels des steuerbaren Antriebs ausgeglichen werden. Schließlich ermöglicht der steuerbare Antrieb ein Absenken des Kopplungskopfes in Richtung des Rendezvouskopfes zum Aneinanderkoppeln.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kopplungsverfahrens wird daher wenigstens ein Antrieb des Kopplungskopfes gesteuert, wobei dieser Antrieb den Kopplungskopf im Wasser aktiv, insbesondere relativ zu einer festen oder gleichförmig bewegten Position, ausrichtet und positioniert.
  • Der Kopplungskopf und der Rendezvouskopf weisen zusammen vorzugsweise einen Koppelmechanismus auf, mittels dem der Kopplungskopf und der Rendezvouskopf mechanisch einander gekoppelt werden können. Dieser Koppelmechanismus ist bevorzugt zweiteilig ausgebildet, wobei der Kopplungskopf einen ersten Teil des Koppelmechanismus und der Rendezvouskopf einen zweiten Teil des Koppelmechanismus aufweist.
  • Vorzugsweise stellt der Koppelmechanismus eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Kopplungskopf und dem Rendezvouskopf her. Zum Ankoppeln wird der Kopplungskopf daher verfahrensgemäß mittels des Koppelmechanismus kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Rendezvouskopf gekoppelt. Der erste und der zweite Teil des Koppelmechanismus greifen dabei vorzugsweise ineinander.
  • Vorzugsweise wird der Kopplungskopf zum Abkoppeln mittels eines Lösemechanismus vom Rendezvouskopf abgekoppelt, wobei der Lösemechanismus vorteilhafterweise in den Koppelmechanismus integriert ist. Der Lösemechanismus ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet. Der Kopplungskopf weist einen ersten Teil des Lösemechanismus auf, wohingegen der Rendezvouskopf einen zweiten Teil des Lösemechanismus aufweist. Mittels des Lösemechanismus können der Kopplungskopf und der Rendezvouskopf vorzugsweise auch unter Wasser voneinander abgekoppelt werden. Dabei kann der Lösemechanismus vorzugsweise sowohl vom Kopplungskopf als auch vom Rendezvouskopf ausgelöst werden. Insbesondere kann das Unterwasserfahrzeug autonom den Lösemechanismus auslösen, bspw. um eine Mission zu beginnen. Alternativ oder zusätzlich kann der Lösemechanismus von einer signalverbindend bzw. datenverbindend mit dem Kopplungskopf verbundenen Einrichtung ausgelöst werden.
  • Der Kopplungskopf weist vorzugsweise eine mit dem Rendezvouskopf abtrennbar verbindbar Energieübertragungsschnittstelle auf. Über diese Energieübertragungsschnittstelle kann das Unterwasserfahrzeug über den Rendezvouskopf mit elektrischer Energie versorgt werden. Batterien des Unterwasserfahrzeugs lassen sich somit aufladen, sobald der Kopplungskopf und der Rendezvouskopf miteinander gekoppelt sind. Das Unterwasserfahrzeug muss somit nicht zum Aufladen der Batterien aus dem Wasser gehoben werden, sondern kann im Wasser verbleiben und nach einer kurzen Ladezeit der Batterien vergleichsweise schnell zu einer neuen Mission aufbrechen.
  • Bevorzugt wird die Energieübertragungsschnittstelle zugleich beim Herstellen der Kopplung mittels des o.g. Koppelmechanismus mit dem Rendezvouskopf verbunden. Insbesondere stellt der Koppelmechanismus die kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Koppelkopf und dem Rendezvouskopf her und stellt dabei zugleich eine leitende Verbindung der Energieübertragungsschnittstelle des Koppelkopfes mit dem Rendezvouskopf bzw. mit einer korrespondierenden Schnittstelle am Rendezvouskopf her. Die Verbindung ist abtrennbar und kann insbesondere mittels des o.g. Lösemechanismus wieder gelöst werden.
  • Bevorzugt erfolgt die Energieübertragung über die Energieübertragungsschnittstelle galvanisch, d.h. über einen oder mehrere galvanische Kontakte. Die Energieübertragung erfolgt bei einer besonderen Ausführung jedoch kontaktlos, insbesondere mittels Induktion. Die Energieübertragungsschnittstelle weist in diesem Fall induktiv arbeitende Energieübertragungsmittel auf.
  • Vorzugsweise weist der Kopplungskopf alternativ oder vorteilhafterweise zusätzlich eine mit dem Rendezvouskopf abtrennbar verbindbare Datenübertragungsschnittstelle auf. Verfahrensgemäß wird, insbesondere beim Aneinanderkoppeln, die Datenübertragungsschnittstelle des Kopplungskopfes abtrennbar mit dem Rendezvouskopf verbunden. Auf diese Weise wird eine Datenverbindung, die auch eine Signalverbindung sein kann, zwischen dem Koppelkopf und Rendezvouskopf hergestellt. Mittelbar können auf diese Weise Daten, insbesondere Messdaten, vom Unterwasserfahrzeug an eine signalverbindend bzw. datenverbindend mit dem Kopplungskopf verbundene Einrichtung gesendet werden. Alternativ oder zusätzlich können umgekehrt Daten, insbesondere Missionsdaten für eine neue Mission, über die Datenübertragungsschnittstelle des Kopplungskopfes an den Rendezvouskopf und weiter an das Unterwasserfahrzeug übertragen werden. Hierfür kann das Unterwasserfahrzeug jeweils im Wasser verbleiben, so dass Ruhezeiten bzw. Ausfallzeiten reduziert werden und das Unterwasserfahrzeug vergleichsweise schnell wieder zu einer neuen Mission aufbrechen kann.
  • Bevorzugt erfolgt die Datenübertragung über die Datenübertragungsschnittstelle galvanisch, d.h. über einen oder mehrere galvanische Kontakte. Die Datenübertragung erfolgt bei einer besonderen Ausführung jedoch kontaktlos, insbesondere über Funk oder über Lichtwellen. Die Datenübertragungsschnittstelle weist in diesem Fall elektromagnetisch und/oder optisch arbeitende Datenübertragungsmittel, bspw. elektromagnetisch arbeitende Sender/Empfänger und/oder Optokoppler auf.
  • Die erfindungsgemäße Rendezvouseinrichtung weist den erfindungsgemäßen Rendezvouskopf auf. Vorteilhafterweise weist die Rendezvouseinrichtung ferner ein Unterwassermodem mit einer Empfangsvorrichtung für vom Kopplungskopf gesendete und als Positionierungshilfe verwendbare Signale oder Daten auf. Bspw. werden mittels des Unterwassermodems eine absolute oder relative Position des Kopplungskopfes relativ zu einer festen oder bewegten Referenzposition oder relativ zu einer Position des Rendezvouskopfes bzw. des Unterwasserfahrzeugs mit dem Rendezvouskopf empfangen. Alternativ oder zusätzlich werden sensierte Änderungen der Position des Kopplungskopfes oder einer Entfernung des Kopplungskopfes, bspw. zum Rendezvouskopf oder ein Kurs des Kopplungskopfes vom Kopplungskopf gesendet und vom Unterwassermodem empfangen.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kopplungsverfahrens kommuniziert daher der Kopplungskopf mittels einer Kommunikationseinrichtung des Kopplungskopfes mit der Rendezvouseinrichtung, wobei der Kopplungskopf Signale sendet, welche die Rendezvouseinrichtung empfängt und als Positionierungshilfe des Rendezvouskopfes relativ zum Kopplungskopf und/oder zur Berechnung einer Anlauftrajektorie zum Fahren des Unterwasserfahrzeugs in Richtung einer Rendezvousposition verwendet. Dabei nähert sich der Rendezvouskopf mittels des von diesem Signal gesteuerten Unterwasserfahrzeugs an die Rendezvousposition an.
  • Die Rendezvousposition wird vorzugsweise während dieser Annäherung durch die jeweilige Position des Kopplungskopfes definiert. Insbesondere ist die Rendezvousposition bevorzugt eine Position, die in einem definierten Abstand unterhalb des ausgerichteten und auf die Annäherung des Rendezvouskopfes wartenden Kopplungskopfes definiert ist. Bspw. liegt die Rendezvousposition ein Meter unterhalb des Kopplungskopfes. Wenn dagegen die Rendezvouseinrichtung die Rendezvousposition erreicht hat, ist die Rendezvousposition im Folgenden durch die Position des Rendezvouskopfes definiert, wobei der Kopplungskopf sich ebenfalls der Rendezvousposition annähert und somit nachfolgend an den Rendezvouskopf ankoppeln kann.
  • Die erfindungsgemäße Rendezvouseinrichtung weist vorzugsweise eine Rechenvorrichtung zum Berechnen der Richtung und/oder Entfernung des Rendezvouskopfes zum Kopplungskopf auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Rendezvouseinrichtung eine Rechenvorrichtung zum Berechnen der durch die Position des Kopplungskopfes definierten Rendezvousposition auf.
  • Durch die Kommunikation des Kopplungskopfes mit der Rendezvouseinrichtung wird erreicht, dass sich der Kopplungskopf und der Rendezvouskopf vorteilhaft so weit einander annähern, dass nachfolgend ein automatisches Aneinanderkoppeln, insbesondere mittels eines automatisch oder fernsteuerbar zuschnappenden Schnappverschlusses, möglich wird.
  • Der erfindungsgemäße Kopplungskopf weist hierfür vorzugsweise die genannte Kommunikationseinrichtung zum Senden von Signalen auf, die insbesondere eine akustische, optische oder elektromagnetische Kommunikationseinrichtung ist. Bspw. werden Schallsignale, Lichtsignale oder elektromagnetische Signale bzw. Daten in derartigen Signalen als Positionierungshilfe, insbesondere zur Berechnung einer Anlauftrajektorie, mittels der Kommunikationseinrichtung des Kopplungskopfes zur geleiteten Annäherung des Rendezvouskopfes an den Kopplungskopf verwendet.
  • Die Rendezvouseinrichtung weist vorzugsweise eine Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung ist derart ausgebildet, dass mittels dieser Steuereinrichtung in Abhängigkeit der Richtung und/oder Entfernung des Rendezvouskopfes zum Kopplungskopf eine Anlauftrajektorie zum Fahren des Unterwasserfahrzeugs in Richtung der Rendezvousposition berechenbar ist. Ferner ist vorzugsweise mittels dieser Steuereinrichtung das Unterwasserfahrzeug entlang dieser Anlauftrajektorie zu dieser Rendezvousposition steuerbar.
  • Der Kopplungskopf weist vorzugsweise Positionserkennungsmittel auf. Diese Positionserkennungsmittel sind insbesondere Sensoren, vorzugsweise Kameras bzw. eine Kamera und/oder Lichtsensoren. Alternativ kann lediglich ein Sensor als Positionserkennungsmittel vorhanden sein. Mittels der Positionserkennungsmittel kann die relative Position des Rendezvouskopfes relativ zum Kopplungskopf erkannt werden. In einer Ausführungsform wird die erkannte relative Position über akustische und/oder optische und/oder elektromagnetische Signale an die Rendezvouseinrichtung übermittelt.
  • Alternativ oder zusätzlich weist der Kopplungskopf Positionskorrekturmittel auf, mittels denen die Lage oder Position des Kopplungskopfes im Wasser relativ zu der erkannten relativen Lage oder Position des Rendezvouskopfes korrigiert werden kann. Bspw. kann es sein, dass der Rendezvouskopf bzw. das Unterwasserfahrzeug mit dem Rendezvouskopf auf seinem Weg in die Rendezvousposition seitlich vom vorgesehen Kurs abweicht oder nach Erreichen der Rendezvousposition seitlich abtreibt. Unterwasserfahrzeuge, insbesondere dann, wenn sie sich in langsamer Fahrt oder überhaupt nicht bewegen, können nämlich oftmals allenfalls in engen Grenzen seitwärts bewegt werden bzw. eine Korrektur Ihrer Position zur Seite vornehmen. Daher ist es vorteilhaft, wenn der Kopplungskopf ein derartiges seitliches Abdriften erkennt und in Erwiderung darauf seine relative Position zum Rendezvouskopf, insbesondere durch eine Lagekorrektur querab zur Bewegungsrichtung des Rendezvouskopfes, anpasst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kopplungsverfahren erkennt der Kopplungskopf somit vorteilhafterweise mit den Positionserkennungsmitteln des Kopplungskopfes die Lage oder Position des Rendezvouskopfes und/oder des Unterwasserfahrzeugs relativ zum Kopplungskopf. Zusätzlich erkennt der Kopplungskopf vorteilhafterweise aus dieser Lage oder Position einen evtl. Querversatz des Rendezvouskopfes relativ zur Anlauftrajektorie des Rendezvouskopfes bzw. des den Rendezvouskopf aufweisenden Unterwasserfahrzeugs. Diese Anlauftrajektorie ist vorzugweise eine zuvor berechnete Anlauftrajektorie bzw. eine Anlauftrajektorie, welcher der Rendezvouskopf bzw. das Unterwasserfahrzeug mit dem Rendezvouskopf bis zu einem vorherigen Zeitpunkt gefolgt ist.
  • Im Falle eines erkannten Querversatzes korrigiert der Kopplungskopf vorzugsweise mittels Positionskorrekturmitteln die Lage oder Position des Kopplungskopfes im Wasser in Abhängigkeit einer erkannten Lage oder Position und/oder eines erkannten Querversatzes des Rendezvouskopfes und/oder des Unterwasserfahrzeugs zueinander. Die Positionskorrekturmittel bedienen sich dabei insbesondere des Antriebs, wobei sie eine aktive Korrektur der Position des Kopplungskopfes bewirken.
  • Die Rendezvouseinrichtung weist vorzugsweise ein bildgebendes System, wie bspw. ein Kamerasystem und/oder ein Sonarsystem, auf, mittels dem die Lage oder Position des Kopplungskopfes relativ zum Rendezvouskopf im Nahbereich des Kopplungskopfes optisch erfasst und der Steuereinrichtung übermittelt werden kann. Der Nahbereich des Kopplungskopfes ist vorzugsweise ein Bereich von bis zu ca. 10 Meter Abstand zum Kopplungskopf. Alle Teile der Rendezvouseinrichtung, so auch das bildgebende System, insbesondere das Kamerasystem, sind entweder am Kopplungskopf oder am Unterwasserfahrzeug angeordnet. Insbesondere dann, wenn sich der Rendezvouskopf oder das Unterwasserfahrzeug und somit auch das bildgebende System, insbesondere das Kamerasystem, in diesem Nahbereich des Kopplungskopfes befindet, kann vorteilhaft in einen Präzisionsmodus gewechselt und optisch geführt der Kopplungskopf bzw. die Rendezvousposition angelaufen werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Kopplungskopf über eine Versorgungsleitung eines dauerhaft oder abtrennbar mit dem Kopplungskopf mechanisch verbundenen Kabels, insbesondere Bergekabels, mit elektrischer Energie versorgt. Alternativ oder zusätzlich werden über eine Datenleitung des Kabels Signale oder Daten zum und/oder vom Kopplungskopf übertragen. Insbesondere zum Versorgen des Rendezvouskopfes bzw. des mit dem Rendezvouskopf verbundenen Unterwasserfahrzeugs über den gekoppelten Kopplungskopf kann somit mittels der Versorgungsleitung elektrische Energie dem Unterwasserfahrzeug zugeführt werden und ein Datenaustausch durch die Versorgungsleitung zum und/oder vom Unterwasserfahrzeug stattfinden. Alternativ oder zusätzlich wird der Kopplungskopf mittels des Kabels geborgen und/oder zu Wasser gelassen, wobei das Kabel zum Aushalten hierfür notwendiger Zugbelastungen ausgebildet ist.
  • Die Erfindung betrifft weiter eine Kopplungseinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Kopplungskopf und mit dem mechanisch mit dem Kopplungskopf verbundenen oder abtrennbar verbindbaren Kabel. Weiter betrifft die Erfindung ein Unterwasserfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Rendezvouskopf und/oder mit der erfindungsgemäßen Rendezvouseinrichtung.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kopplungssystem mit dem erfindungsgemäßen Kopplungskopf und/oder mit der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung sowie mit dem erfindungsgemäßen Rendezvouskopf und/oder mit der erfindungsgemäßen Rendezvouseinrichtung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Unterwasserfahrzeug. In jedem Fall weist das Kopplungssystem dabei einen Kopplungskopf und einen Rendezvouskopf auf, die aneinander reversibel koppelbar und/oder aneinander gekoppelt sind.
  • Schließlich betrifft die Erfindung ein Einsatzverfahren eines autonomen Unterwasserfahrzeugs, wobei das Einsatzverfahren das erfindungsgemäße Kopplungsverfahren einschließt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Einsatzverfahren führt das Unterwasserfahrzeug zunächst eine Mission durch. Nach Abschluss der Mission fährt das Unterwasserfahrzeug die Rendezvousposition an. Diese Rendezvousposition kann eine zuvor im Unterwasserfahrzeug abgespeicherte Position sein oder alternativ während der Mission oder nach Abschluss der Mission vom Unterwasserfahrzeug empfangen werden.
  • Vorzugsweise hält das Unterwasserfahrzeug nachfolgend seine, insbesondere feste oder gleichförmig bewegte, Position, wobei der Kopplungskopf mittels seines Antriebs optisch und/oder akustisch geleitet derart zum Rendezvouskopf manövriert, dass der Kopplungskopf kraftschlüssig und/oder formschlüssig mechanisch mit dem Rendezvouskopf aneinanderkoppelt.
  • Das Einsatzverfahren kann ein Versorgungsverfahren und/oder ein Bergeverfahren sein. Wenn das Einsatzverfahren ein Versorgungsverfahren ist, wird zum Versorgen des Unterwasserfahrzeugs eine elektrische Verbindung hergestellt, über die das Unterwasserfahrzeug über den Kopplungskopf mit elektrischer Energie versorgt wird. Alternativ oder zusätzlich wird eine Datenverbindung hergestellt, über die Messdaten vom Unterwasserfahrzeug über den Kopplungskopf bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich werden Missionsdaten für eine neue Mission über den Kopplungskopf an das Unterwasserfahrzeug übermittelt.
  • Wenn das Einsatzverfahren alternativ oder zusätzlich ein Bergeverfahren ist, wird das Unterwasserfahrzeug zum Bergen dieses Unterwasserfahrzeugs mittels der Kopplungseinrichtung in eine Ruheposition gezogen und/oder gehoben. Die Ruheposition kann eine Position an Deck oder in einem Container an Bord eines Basisschiffs sein, welches vorzugsweise eine Bergewinde aufweist, auf welche das in diesem Fall als Bergekabel ausgebildete Kabel aufgerollt und damit das Unterwasserfahrzeug aus dem Wasser gehoben wird.
  • Die Ruheposition kann bspw. auch eine Garage am Schiffskörper eines Unterseeboots oder eine fest am Meeresgrund installierte Garage sein. Bspw. kann die Erfindung zur Kontrolle von Fundamenten von Offshore-Windkraftanlagen eingesetzt werden. In diesem Fall kann eine Garage am Fundament einer Windkraftanlage installiert sein. Das Kabel ist in diesem Fall fest mit der Garage bzw. mit einer bei der Windkraftanlage installierten Station verbunden. Vorzugsweise beinhaltet das Anfahren der Rendezvousposition, dass der Kopplungskopf eine feste, strömungstechnisch günstige Position hält, wobei der Kopplungskopf und der Rendezvouskopf relative Positionen und Ausrichtungen bzw. Orientierungen des Rendezvouskopfes und/oder des Unterwasserfahrzeugs sowie des Kopplungskopfes zueinander ermitteln. Vorzugsweise wird nachfolgend aus den relativen Positionen und Orientierungen eine Anlauftrajektorie zur relativ zur Position und Orientierung des Kopplungskopfes definierten Rendezvousposition berechnet. Vorzugsweise fährt das Unterwasserfahrzeug selbsttätig bzw. autonom entlang der Anlauftrajektorie zur Rendezvousposition.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei Erreichen einer definierten Entfernung der Rendezvouseinrichtung und/oder das Unterwasserfahrzeug relativ zur Rendezvousposition in einen Präzisionsmodus gewechselt, in dem das Unterwasserfahrzeug unter Berücksichtigung evtl. Strömung sowie unter Heranziehung verfügbarer Sensorinformationen in die Rendezvousposition manövriert wird. Diese Sensorinformationen können bspw. die mittels der o.g. Kameras ermittelten Informationen sein.
  • Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus den anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    ein Kopplungssystem mit einer einen Kopplungskopf aufweisenden Kopplungseinrichtung und mit einem Unterwasserfahrzeug mit einer einen Rendezvouskopf aufweisenden Rendezvouseinrichtung sowie Teile eines Kopplungsverfahrens, das in einem Einsatzverfahren für ein Unterwasserfahrzeug eingesetzt wird, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 2 bis Fig. 4
    die Einrichtungen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 in gegenüber Fig. 1 anderen räumlichen Positionen sowie anderen zeitlichen Positionen im Kopplungsverfahren,
    Fig. 5
    eine weitere Kopplungseinrichtung mit einem gegenüber dem Kopplungskopf der Fig. 1 bis 4 andersartig ausgebildeten Kopplungskopf gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
    Fig. 6
    ein Diagramm zur Veranschaulichung des Einsatzverfahrens und Kopplungsverfahrens.
  • Fig. 1 zeigt ein Kopplungssystem 1 mit einer Kopplungseinrichtung 2 zusammen mit einem Unterwasserfahrzeug 4 in einem Gewässer unterhalb der Wasseroberfläche dieses Gewässers. Das Unterwasserfahrzeug 4 ist ein autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV = Autonomous Underwater Vehicle), das eine Mission durchgeführt hat, wobei es während dieser Mission Messdaten gesammelt hat, und nun eine Rendezvousposition 6 ansteuert, in der ein Ankoppeln an einen Kopplungskopf 8 der Kopplungseinrichtung 2 geplant ist.
  • Die Kopplungseinrichtung weist außer dem Kopplungskopf 8 ein an diesem Kopplungskopf 8 befestigtes Kabel 10 auf, das als Bergekabel ausgebildet ist. Das nicht dargestellte andere Ende des Kabels 10 ist bspw. an einem nicht dargestellten Basisschiff befestigt, von dem das Kabel einschließlich des Kopplungskopfes 8 mittels einer Bergewinde abgewickelt ist. Sowohl das Kabel 10 als auch der Kopplungskopf 8 weisen in etwa jeweils ein Verhältnis ihrer Masse zu ihrem Volumen auf, das dem entsprechenden Verhältnis von Wasser entspricht. Aus diesem Grunde haben der Kopplungskopf 8 und das Kabel 10 allenfalls eine geringe Tendenz, langsam im Wasser aufzusteigen oder im Wasser abzusinken. Im Wesentlichen hält sich der Kopplungskopf 8 in einer Tiefe von ca. 10 bis 20 Meter unterhalb der Wasseroberfläche im Wasser, auf die er gemäß Fig. 1 herabgelassen ist. Die Massenverteilung im Kopplungskopf 8 ist dabei derart, dass sich der Kopplungskopf 8 allein schon aufgrund dieser Massenverteilung, die somit als Teil von Lagestabilisierungsmitteln 12 wirkt, gegen ein seitliches Wegkippen bzw. gegen eine Rollbewegung in seiner Ausrichtung stabilisiert.
  • Zusätzlich weist der Kopplungskopf 8 weitere Mittel als Lagestabilisierungsmittel 12 auf, nämlich mehrere steuerbare Antriebe 14. Diese Antriebe 14 weisen Propeller mit horizontal und vertikal ausgerichteten Drehachsen auf, die Wasser im Wesentlichen in Richtung dieser Drehachsen durch den jeweiligen Propeller befördern und somit eine Relativbewegung des Kopplungskopfes relativ zu dem ihm umgebenden Wasser bewirken können. Anstelle der Antriebe 14 mit Propeller können auch andersartig ausgebildete Antriebe vorgesehen sein, die eine Lage- oder Positionsänderung des Kopplungskopfes relativ zum ihm umgebenden Wasser bewirken können.
  • Mittels der Antriebe 14 kann der Kopplungskopf aktiv im Wasser ausgerichtet und positioniert werden, so dass er sich aktiv oberhalb der vorgesehenen Rendezvousposition 6 positioniert und seine Position oberhalb der Rendezvousposition 6 nachfolgend solange hält, bis das Unterwasserfahrzeug 4 diese Rendezvousposition erreicht hat.
  • Das Kopplungssystem 1 weist eine am Unterwasserfahrzeug 4 angeordnete Rendezvouseinrichtung 16 mit einem am Unterwasserfahrzeug 4 befestigtem Rendezvouskopf 18 auf. Dieser Rendezvouskopf 18 ist lösbar oder fest mit dem Unterwasserfahrzeug 4 verbunden bzw. in das Unterwasserfahrzeug 4 integriert.
  • Die Rendezvouseinrichtung 16 steuert das Unterwasserfahrzeug 4 zunächst, insbesondere solange keine Informationen über die tatsächliche aktuelle Position des Kopplungskopfes vorliegen, grob in Richtung der zuvor festgelegten und in der Rendezvouseinrichtung 16 gespeicherten Rendezvousposition 6. Bei der weiteren Annäherung tauschen die Rendezvouseinrichtung 16 und der Kopplungskopf 8 über einen Kommunikationskanal 20 Informationen wie absolute oder relative Positionen zueinander, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten miteinander aus. Hierfür weist der Kopplungskopf 8 eine akustische Kommunikationseinrichtung 21 auf, mittels der er über den Kommunikationskanal 20 akustische Signale als Positionierungshilfe für das Unterwasserfahrzeug 4 sendet. Die Rendezvouseinrichtung 16 empfängt diese akustischen Signale mittels am Unterwasserfahrzeug 4 oder am Rendezvouskopf 18 angeordneten Hydrophonen 22 und errechnet mit Hilfe dieser Informationen eine Anlauftrajektorie 24 des Unterwasserfahrzeugs 4 zur Rendezvousposition 6. Die Anlauftrajektorie 24 ergibt sich dabei so, dass der Rendezvouskopf 18 in der Rendezvousposition 6 etwa 1 Meter unterhalb des Kopplungskopfes 8, angedeutet durch den gestrichelten Rendezvouskopf 18', einnimmt.
  • Umgekehrt verfügt auch der Kopplungskopf 8, insbesondere die Kommunikationseinrichtung 21, über Hydrophone 26 zum Empfangen von Wasserschallsignalen, die über den Kommunikationskanal 20 vom Unterwasserfahrzeug 4 bzw. vom Rendezvouskopf 18 gesendet werden. Bspw. werden auch aktuelle Positionsdaten sowie Daten bzgl. der Bewegungsrichtung und - orientierung des Unterwasserfahrzeugs sowie die berechnete Anlauftrajektorie 24 über den Kommunikationskanal 20 an den Kopplungskopf 8 übermittelt. Zum Senden der Schallsignale weisen sowohl das Unterwasserfahrzeug 4 bzw. der Rendezvouskopf 18 als auch der Kopplungskopf 8 Mittel zum Erzeugen und zielgerichteten Abstrahlen von Wasserschallsignalen auf. Diese Mittel am Kopplungskopf 8 sind Teil der Kommunikationseinrichtung 21.
  • Alternativ oder zusätzlich ist der Kommunikationskanal 20 durch das Senden und Empfangen von optischen und/oder elektromagnetischen Signalen gebildet, wobei entsprechend Mittel zum Senden und Empfangen dieser optischen bzw. elektromagnetischen Signale vorgesehen sind bzw. die Kommunikationseinrichtung 21 diese Mittel aufweist.
  • Fig. 2 zeigt, wie auch die Fig. 3 und 4, das Kopplungssystem 1 des ersten Ausführungsbeispiels von Fig. 1 in lediglich gegenüber Fig. 1 unterschiedlicher Anordnung des Unterwasserfahrzeugs 4 relativ zum Kopplungskopf 8. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen also gleiche Teile. Das Unterwasserfahrzeug 4 befindet sich in der Abbildung gemäß Fig. 2 gegenüber der Abbildung gemäß Fig. 1 in einer größeren Nähe relativ zum Kopplungskopf 8. Insbesondere beträgt die Entfernung des Unterwasserfahrzeugs 4 relativ zum Kopplungskopf 8 weniger als 10 Meter. Die Rendezvouseinrichtung 16 ist daher in einen Präzisionsmodus gewechselt, in welchem das Unterwasserfahrzeug 4 unter Heranziehung aller verfügbaren Sensorinformationen in die Rendezvousposition 6 manövriert wird. Dabei werden evtl. Strömungen, die von Sensoren am Unterwasserfahrzeug 4 sensiert werden, berücksichtigt, insbesondere durch entsprechendes Gegensteuern ausgeglichen. Der Kopplungskopf 8 hält dabei weiterhin seine Lage oder Position oberhalb der Rendezvousposition 6.
  • Der Kopplungskopf 8 weist mehrere Sensoren als Positionserkennungsmittel 28 auf, mittels denen er die relative Lage oder Position des Rendezvouskopfes 18 bzw. des Unterwasserfahrzeugs 4 zum Kopplungskopf 8 erkennt. Diese Positionserkennungsmittel bzw. Sensoren sind bspw. Kameras und/oder Lichtsensoren. Das Unterwasserfahrzeug 4 bzw. der Kopplungskopf 8 sendet daher ein Lichtsignal aus, das von den Positionserkennungsmitteln 28 empfangen werden kann. Alternativ oder zusätzlich weist der Rendezvouskopf 18 eine eigene Lichtquelle auf, mit der er das Unterwasserfahrzeug 4 zumindest ab einer bestimmten Nähe beleuchtet, so dass die Positionserkennungsmittel 28 vom Unterwasserfahrzeug 4 bzw. vom Rendezvouskopf 18 reflektiertes Licht empfangen können.
  • Die Kopplungseinrichtung weist Rechenmittel, Entscheidungsmittel und Steuermittel zur Verarbeitung von Sensorinformationen, zum Bereitstellen von Informationen, die über den Kommunikationskanal 20 an die Kopplungseinrichtung 2 gesendet werden, und zur Ansteuerung der Lagestabilisierungsmittel 12 sowie zur Ansteuerung von Positionskorrekturmitteln 30 auf. Die Antriebe 14 sind in diesem Fall sowohl den Lagekorrekturmitteln 30 als auch den Lagestabilisierungsmitteln 12 zugeordnet. Insbesondere werden die Antriebe 14 nicht nur zum Stabilisieren der Lage, sondern auch zum Korrigieren der Lage oder Position des Kopplungskopfes 8 im Wasser verwendet. Alternativ können jedoch auch von den Lagestabilisierungsmitteln 12 separate Positionskorrekturmittel vorgesehen sein. Die Rechenmittel, Entscheidungsmittel und Steuermittel der Kopplungseinrichtung 2 können ganz oder teilweise im Kopplungskopf 8 vorgesehen sein. Diese Mittel können ferner auch ganz oder teilweise an Bord des o.g. nicht dargestellten Basisschiffs angeordnet sein.
  • Die Kopplungseinrichtung 2 berechnet bzw. erkennt, wenn das Unterwasserfahrzeug 4 aufgrund seiner aktuellen tatsächlichen Position, Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit sowie aufgrund vorliegender Strömungsverhältnisse die Rendezvousposition nicht oder nur unter als unzulässig hierfür definierten Fahrmanövern erreichen kann. Ggf. erfolgt diese Berechnung auch ganz oder teilweise durch die Rendezvouseinrichtung 16. Ein Austausch erfasster, vorverarbeiteter oder ausgewerteter Daten erfolgt über den Kommunikationskanal 20.
  • Wenn erkannt wird, dass das Unterwasserfahrzeug 4 die Rendezvousposition 6 nicht zulässig erreichen kann, weil bspw. das Unterwasserfahrzeug 4 seitlich abgetrieben ist und seitliche Kurskorrekturen des Unterwasserfahrzeugs, insbesondere in vergleichsweise langsamer Fahrt, nur schwer möglich sind, werden die Positionskorrekturmittel 30 angewiesen, die Lage oder Position des Kopplungskopfes 8 zu ändern und dadurch eine neue Rendezvousposition 6 unterhalb des Kopplungskopfes 8 zu definieren, die in zulässiger Weise vom Unterwasserfahrzeug 4 erreicht werden kann.
  • Die Energieversorgung aller am Kopplungskopf 8 angeordneten Einrichtungen, insbesondere der Lagestabilisierungsmittel 12 und der Positionskorrekturmittel 30 einschließlich der Antriebe 14 sowie der angeordneten Sensoren einschließlich der Hydrophone 26 sowie der Sensoren zum Senden von Signalen bzw. der Kommunikationseinrichtung 21, werden über das Kabel 10 mit elektrischer Energie versorgt. Dieses Kabel 10 weist somit eine elektrische Leitung 32 zur Energieversorgung des Kopplungskopfes 8 vom Basisschiff über das Kabel 10 auf. Die elektrische Leitung 32 ist bevorzugt eine Kupferleitung bzw. wenigstens ein Leiter, der Kupfer aufweist. Ferner weist das Kabel 10 wenigstens eine Signalleitung 34 bzw. Datenleitung auf, über die Steuerbefehle und Sensorinformationen oder verarbeitete oder vorverarbeitete Informationen vom Basisschiff zum Kopplungskopf 8 und vom Kopplungskopf 8 zum Basisschiff übermittelt werden können. Insbesondere dann, wenn Teile der Kopplungseinrichtung 2 am Basisschiff angeordnet sind, ist es notwendig, Informationen zwischen dem Kopplungskopf 8 und dem Basisschiff zu übertragen. Die Signalleitung 34 ist bevorzugt eine Glasfaser bzw. Glasfaserleitung bzw. weist wenigstens eine Glasfaser auf.
  • Das Kabel 10 ist abtrennbar mit dem Kopplungskopf 8 verbunden. Insbesondere zu Wartungszwecken kann der Kopplungskopf 8 an Bord des Basisschiffs vom wasserseitigen Ende des Kabels 10 abgenommen werden. Auch kann es sinnvoll sein, den Kopplungskopf vom Kabel 10 abzunehmen, um das Kabel 10 für andere Zwecke einzusetzen und hierfür ggf. mit einem anderen Endstück zu versehen.
  • Die Rendezvouseinrichtung 16 weist im Unterwasserfahrzeug 4 bzw. im Rendezvouskopf 18 ein Unterwassermodem 36 auf. Dieses Unterwassermodem 36 weist eine Empfangsvorrichtung 38 für die vom Kopplungskopf gesendeten Signale auf. Die o.g. Hydrophone 22 können Teil der Empfangsvorrichtung 38 sein. Die Rendezvouseinrichtung 16 weist ferner eine Rechenvorrichtung 40 auf, mittels der aus den über den Kommunikationskanal 20 empfangenen Signalen und/oder weiteren sensierten Signalen oder Daten die Richtung und/oder die Entfernung des Kopplungskopfes 8 relativ zum Rendezvouskopf 18 bzw. zum Unterwasserfahrzeug 4 berechnet wird. Ferner weist die Rendezvouseinrichtung 16 eine Steuereinrichtung 42 auf, die in Abhängigkeit der Richtung und/oder Entfernung des Rendezvouskopfes 18 zum Kopplungskopf 8 sowie in Abhängigkeit der empfangenen oder berechneten Rendezvousposition 6 das Unterwasserfahrzeug 4 entlang dieser Anlauftrajektorie 24 zu dieser Rendezvousposition 6 steuert bzw. manövriert. Die Berechnung der Anlauftrajektorie 24 kann durch die Steuereinrichtung 42 oder auch durch die Rechenvorrichtung 40 vorgenommen werden. Sowohl die Rechenvorrichtung 40 als auch die Steuereinrichtung 42 können ausschließlich für das erfindungsgemäße Kopplungsverfahren vorgesehen sein oder Teil von Einrichtungen am Unterwasserfahrzeug 4 sein, die zusätzlich für weitere Rechenaufgaben bzw. Steueraufgaben des Unterwasserfahrzeugs 4 genutzt werden.
  • Die Rendezvouseinrichtung 16 weist ein als Kamerasystem 44 ausgebildetes bildgebendes System auf, das bspw. Teil des Rendezvouskopfes 18 ist. Dieses Kamerasystem 44 unterstützt im Präzisionsmodus im Nahbereich des Unterwasserfahrzeugs 4 relativ zum Kopplungskopf 8 bzw. in einer Entfernung des Unterwasserfahrzeugs 4 relativ zum Kopplungskopf 8 von weniger als 10 Meter, das exakte Manövrieren zur Rendezvousposition 6. Das Kamerasystem 44 weist wenigstens eine Kamera auf, die optische Abbilder des Kopplungskopfes 8 erfasst. Der Kopplungskopf 8 weist bevorzugt kontraststarke signifikante Muster auf, die optisch besonders gut mittels des Kamerasystems 44 erfasst und mittels der Rechenvorrichtung 40 bzw. der Steuereinrichtung 42 ausgewertet werden können. Insbesondere führt die Rechenvorrichtung 40 oder die Steuereinrichtung 42 eine Bildauswertung der mittels des Kamerasystems 44 erfassten Bilder des Kopplungskopfes 8 durch, anhand derer allein oder unterstützend die Lage des Unterwasserfahrzeugs 4 relativ zum Kopplungskopf 8 bestimmt wird.
  • Fig. 3 zeigt das Unterwasserfahrzeug 4 nach Erreichen der Rendezvousposition 6. An dieser Stelle des Kopplungsverfahrens hält der Kopplungskopf 8 seine Lage bzw. seine Position in Längs- und Querrichtung relativ zum Unterwasserfahrzeug 4, wohingegen der Abstand des Kopplungskopfes 8 zum Rendezvouskopf 18 verringert wird, indem der Kopplungskopf 8 sich aktiv in Richtung des Rendezvouskopfes 18 bewegt.
  • Das Kamerasystem 44 kontrolliert weiterhin die Position des Unterwasserfahrzeugs 4 relativ zum Kopplungskopf 8. Alternativ oder zusätzlich wird diese Position akustisch oder mittels elektromagnetischer Signale ermittelt. Auch die Kopplungseinrichtung 2 ermittelt separat oder zusammen, insbesondere durch Austausch von Signalen über den Kommunikationskanal 20, mit der Rendezvouseinrichtung 16 die Position des Unterwasserfahrzeugs 4 bzw. des Rendezvouskopfes 18 relativ zum Kopplungskopf 8. Das Unterwasserfahrzeug 4 kann in der Rendezvousposition 6 entweder antriebslos stillstehen oder sich auch angetrieben, insbesondere gleichförmig in einer Vorwärtsrichtung, bewegen, um vorteilhaft aktiv manövrieren und bspw. einem Abtreiben durch Strömungen entgegenwirken zu können. Der Kopplungskopf 8 folgt nach Erreichen der Rendezvousposition 6 durch das Unterwasserfahrzeug 4 der Längsposition und der Querposition des Unterwasserfahrzeugs 4, wobei der Kopplungskopf 8 seinen Höhenabstand zum Rendezvouskopf 18 verringert und sich somit langsam aktiv zum Ankoppeln des Kopplungskopfes 8 an den Rendezvouskopf 18 auf diesen Rendezvouskopf 18 absenkt. Dabei gleicht der Kopplungskopf 8 mittels seiner Antriebe 14 insbesondere einem evtl. vorhandenen und erkannten Querversatz des Kopplungskopfes 8 relativ zum Unterwasserfahrzeug 4 bezogen auf die Fahrtrichtung des Unterwasserfahrzeugs 4 aus. Während das Unterwasserfahrzeug 4 ein Abtreiben in Längsrichtung nämlich noch mittels seiner eigenen Antriebe entgegenwirken kann, ist eine Steuerbarkeit des Unterwasserfahrzeugs 4 in einer Querrichtung relativ zu seiner Hauptbewegungsrichtung vergleichsweise eingeschränkt. Insbesondere der erkannte Querversatz wird daher aktiv durch den Kopplungskopf 8 ausgeglichen.
  • Fig. 4 zeigt den Kopplungskopf 8, angekoppelt an den Rendezvouskopf 18. Die Kopplung ist dabei mittels eines zweiteiligen Koppelmechanismus 46 hergestellt, von dem der erste Teil am Kopplungskopf 8 und der zweite Teil am Rendezvouskopf 18 angeordnet ist. Das Koppeln mittels des Koppelmechanismus 46 erfolgt dabei automatisch, vorzugsweise rein mechanisch, wenn der Kopplungskopf 8 ausgehend von seiner in Fig. 3 dargestellten Position seine in Fig. 4 dargestellte Position relativ zum Rendezvouskopf 18 erreicht. Insbesondere weist der Koppelmechanismus 46 einen Schnappverschluss auf, wobei bspw. ein beweglicher Schnappbügel des Schnappverschlusses im ersten Teil des Koppelmechanismus 46 einen daran angepassten zweiten Teil des Koppelmechanismus 46 hintergreift und dort einrastet und dadurch eine formschlüssige Verbindung des Kopplungskopfes 8 mit dem Rendezvouskopf 18 herstellt.
  • Der Koppelmechanismus 46 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Kopplung, insbesondere die formschlüssige Verbindung, zwischen dem Kopplungskopf 8 und dem Rendezvouskopf 18 lediglich mittels eines Lösemechanismus 48 wieder gelöst werden kann. Mittels des Lösemechanismus 48 kann bspw. eine beim Koppeln automatisch eingefangene Arretierung des Koppelmechanismus, insbesondere des Schnapphakens, wieder gelöst werden. Das Lösen der Arretierung erfolgt dabei bspw. elektromagnetisch oder elektromotorisch in Erwiderung auf Steuerbefehle bzw. elektrische Signale, die von der Kopplungseinrichtung 2 oder der Rendezvouseinrichtung 16 bereitgestellt werden.
  • Der Lösemechanismus 48 weist wie der Koppelmechanismus 46 einen am Kopplungskopf 8 angeordneten ersten Teil und einen am Rendezvouskopf 18 angeordneten zweiten Teil auf. Das, insbesondere elektrische, Lösen der Kopplung mittels des Lösemechanismus 48 erfolgt entweder am ersten Teil, am zweiten Teil oder an beiden Teilen des Lösemechanismus 48. Auch ein Teil des Koppelmechanismus 46, der bspw. lediglich eine Nut sein kann, in welche der o.g. Schnappverschluss einrastet, wird vorliegend zugleich als Teil des Lösemechanismus angesehen, auch wenn er nicht durch mechanische Bewegung aktiv zum Lösen beiträgt, sondern lediglich die Kopplung aufrecht erhält, bis der Lösemechanismus 48 bspw. die formschlüssige Verbindung aufhebt.
  • Der Kopplungskopf 8 weist eine Energieübertragungsschnittstelle 50 und eine Datenübertragungsschnittstelle 52 auf. Die Energieübertragungsschnittstelle 50 stellt automatisch eine elektrische Verbindung zwischen dem Kopplungskopf 8 und dem Rendezvouskopf 18 und somit zwischen der Kopplungseinrichtung 2 und der Rendezvouseinrichtung 16 bzw. dem Unterwasserfahrzeug 4 her, wenn der Kopplungskopf 8 und der Rendezvouskopf 18 aneinander gekoppelt werden. Daher kann mittels der Erfindung das unterhalb der Wasseroberfläche befindliche Unterwasserfahrzeug 4 vom Basisschiff über das Kabel 10, über den Kopplungskopf 8 mit der Energieübertragungsschnittstelle 50 und über den Rendezvouskopf 18 mit elektrischer Energie versorgt werden, so dass bspw. Batterien des Unterwasserfahrzeugs 4 aufgeladen werden können. Darüber hinaus ist es möglich, Antriebe des Unterwasserfahrzeugs 4 direkt über das Kabel 10 mit elektrischer Energie zu versorgen, um bspw. das Unterwasserfahrzeug 4 unterhalb der Wasseroberfläche im Falle einer Schlechtwetterlage, die ein Bergen nicht erlaubt, in einer Parkposition weiter gesteuert führen zu können, auch wenn Batterien des Unterwasserfahrzeugs 4 erschöpft sind.
  • Die Datenübertragungsschnittstelle 52 stellt in analoger Weise eine Signalverbindung bzw. Datenverbindung zwischen dem Kopplungskopf 8 und dem Rendezvouskopf 18 her, wenn dieser Kopplungskopf 8 und der Rendezvouskopf 18 aneinander koppeln. Auf diese Weise kann das Unterwasserfahrzeug 4 nicht nur mit elektrischer Energie, sondern auch mit neuen Missionsdaten für eine bevorstehende Mission versorgt werden, ohne hierfür aus dem Wasser gehoben zu werden. Umgekehrt werden in einem Speicher des Unterwasserfahrzeugs 4 abgelegte Messdaten ausgelesen und über die Datenübertragungsschnittstelle 52 und das Kabel 10 an das Basisschiff übermittelt. Das Unterwasserfahrzeug 4 kann folglich zwischen zwei Einsätzen im Wasser verbleiben. Wenn die Kopplung zwischen dem Kopplungskopf 8 und der im Rendezvouskopf 18, insbesondere mittels des Lösemechanismus 48, wieder gelöst wird, trennen auch die Energieübertragungsschnittstelle 50 und die Datenübertragungsschnittstelle 52 automatisch ihre jeweilige Verbindung zum Rendezvouskopf 18.
  • Das dem Kopplungskopf 8 gegenüberliegende Ende des Kabels 10 kann alternativ auch an einer festen Station, an einem Unterseeboot oder an einem Hubschrauber befestigt sein. Die feste Station kann ganz oder teilweise unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet sein. Bspw. ist in einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel eine Garage am Fundament einer im Wasser installierten Windkraftanlage vorgesehen, in die das Unterwasserfahrzeug 4 mittels des Kabels 10 gezogen wird. Dort werden Messdaten eines vorherigen Einsatzes ausgelesen und ggf. neue Missionsdaten an das Unterwasserfahrzeug übermittelt. Nachfolgend verlässt das Unterwasserfahrzeug entweder nach Abkopplung vom Kopplungskopf oder zunächst zusammen mit dem Kopplungskopf die Garage, um zu einer neuen Mission aufzubrechen. Falls das Unterwasserfahrzeug die Garage zusammen mit dem Kopplungskopf 8 verlassen hat, koppelt dieser Kopplungskopf 8 außerhalb der Garage vom Rendezvouskopf 18 ab und wird vorteilhafterweise mittels des Kabels 10 wieder in die Garage gezogen, bis eine Rückkehr des Unterwasserfahrzeugs 4 erwartet wird.
  • Das Unterwasserfahrzeug 4 untersucht nachfolgend autonom bspw. die Fundamente von Windkraftanlagen eines Windparks mittels verschiedener Sensoren. In einer Weiterbildung kann das Unterwasserfahrzeug 4 ferner Mittel aufweisen, mittels denen es aktiv Arbeiten an Objekten unterhalb der Wasseroberfläche verrichtet, insbesondere Reparaturen durchführt.
  • Insbesondere dann, wenn das Unterwasserfahrzeug 4 mittels des Kabels 10 geborgen werden soll, ist dieses Kabel 10 zur Beanspruchung auf Zugbelastung ausgebildet, so dass das Unterwasserfahrzeugs 4 auch oberhalb der Wasseroberfläche am Kabel 10 getragen und bspw. an Deck des o.g. Basisschiffs oder zu dem o.g. Hubschrauber aufwärts gezogen werden kann.
  • Fig. 5 zeigt eine Kopplungseinrichtung 2' mit einem Kopplungskopf 8' gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel veranschaulicht, dass der Kopplungskopf 8 bzw. 8' im Rahmen der Erfindung auf vielfältige Weise ausgebildet sein kann. Der Kopplungskopf 8' weist einen kreuzartigen Abschnitt mit an seinen Enden montierten Antrieben 14' auf. Für den Kopplungsvorgang wird dieses Kreuz mittels der Antriebe 14' waagerecht im Wasser ausgerichtet. Im Falle des waagerecht im Wasser ausgerichteten Kreuzes des Kopplungskopfes 8 weist ein Abschnitt des Kopplungskopfes 8' mit einem ersten Teil eines Koppelmechanismus 46', einem ersten Teil eines Lösemechanismus 48', der Energieübertragungsschnittstelle 50 und der Datenübertragungsschnittelle 52 in vertikaler Richtung von der Mitte des Kreuzes nach unten. In entgegengesetzter vertikaler Richtung ist das Kabel 10 lösbar am Kopplungskopf 8' montiert.
  • Die Antriebe 14' sind um Drehachsen verschwenkbar, deren gedachte Verlängerungen durch längs im Arm des Kreuzes des Kopplungskopfes 8' verlaufen, an dem der jeweilige Antrieb 14' befestigt ist. Durch Steuerung der Geschwindigkeiten, mit denen Propeller 54 der Antriebe 14' drehen und durch geeignetes Verschwenken der Antriebe 14' um die genannten Drehachsen kann sich der Kopplungskopf 8' selbsttätig in jeder beliebigen Lage oder Position und Orientierung im Wasser positionieren. Auch Seitwärtsbewegungen bei horizontal ausgerichtetem Kreuz des Kopplungskopfes 8 sind auf diese Weise einfach möglich.
  • Alternativ können jedoch auch einzelne oder alle Antriebe 14' starr am Kreuz des Kopplungskopfes 8' befestigt sein. Seitwärtsbewegungen des Kopplungskopfes 8 im Wasser sind auf diese Weise möglich, wenn der Kopplungskopf 8' durch geeignete Geschwindigkeitsansteuerung der Propeller 54 zeitweilig gekippt und das Kreuz des Kopplungskopfes 8' somit zeitweilig aus der Horizontalen gekippt wird.
  • Selbstverständlich sind vielfältige weitere Ausgestaltungen des Kopplungskopfes 8' mit unterschiedlicher Anzahl und unterschiedlich angeordneten Antrieben im Rahmen der Erfindung möglich.
  • Fig. 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Einsatzverfahren 56 des autonomen Unterwasserfahrzeugs 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Einsatzverfahren 56 beinhaltet ein erfindungsgemäßes Kopplungsverfahren 58 zum Aneinanderkoppeln des Kopplungskopfes 8 mit dem Rendezvouskopf 18 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Sowohl der Kopplungskopf 8 als auch der Rendezvouskopf 18 befinden sich während des Aneinanderkoppelns im Wasser unterhalb der Wasseroberfläche.
  • Insbesondere ist der Rendezvouskopf 18 als Teil der Rendezvouseinrichtung 16 am Unterwasserfahrzeug 4 angeordnet, das vorzugsweise mittels der den Kopplungskopf 8 aufweisenden Kopplungseinrichtung 2 ins Wasser verbracht wird und dort gemäß einem Schritt 60 eine Mission durchführt. Während dieser Mission fährt das Unterwasserfahrzeug 4 bspw. einen zuvor programmierten Kurs autonom ab und führt dabei Messungen durch, solange ein Missionsende nicht erreicht ist. Das Missionsende kann zeitlich, bspw. in Abhängigkeit einer Kapazität von Energiespeichereinrichtungen im Unterwasserfahrzeug 4, festgelegt und in einem Speicher der Rendezvouseinrichtung 16 gespeichert sein oder während der Mission ermittelt werden. Wenn eine Abfrage 62 ergibt, dass das Missionsende erreicht ist, berechnet die Rendezvouseinrichtung 16 in einem Schritt 64 die Anlauftrajektorie 24 von der aktuellen Position des Unterwasserfahrzeugs 4 zur Rendezvousposition 6. Die Rendezvousposition 6 wird in diesem Fall aus einem Speicher der Rendezvouseinrichtung 16 ausgelesen oder ermittelt, falls hierfür bereits Sensorinformationen an der Rendezvouseinrichtung zur Verfügung stehen. Die aktuelle Position des Unterwasserfahrzeugs 4 wird hingegen mittels verschiedener Sensoren selbst ermittelt.
  • Ferner wird nach dem Missionsende, entweder automatisch oder manuell veranlasst, in einem Schritt 66 der Kopplungskopf 8 mittels des Kabels 10 im Bereich dieser Rendezvousposition 6 in eine Tiefe zwischen 10 und 20 Meter unterhalb der Wasseroberfläche in das Wasser abgelassen bzw. abgesenkt. Insbesondere nimmt der Kopplungskopf 8 eine Position oberhalb der Rendezvousposition ein - oder eine Position auf gleicher Höhe mit der Rendezvousposition ein, wenn der Kopplungskopf 8 im wesentlichen auf gleicher Höhe mit dem Rendezvouskopf 18 gekoppelt wird - und hält nachfolgend diese Position bzw. hält seine Position, in die er abgelassen wurde und definiert dadurch die Rendezvousposition 6. Bspw. befindet sich die Rendezvousposition in vertikaler Richtung genau 1 Meter unterhalb des Rendezvouskopfes 18 - oder alternativ auf gleicher Höhe falls die Kopplung im wesentlichen horizontal erfolgt. Absolute Koordinaten dieser Rendezvousposition können sich verändern, wenn nämlich der Kopplungskopf 8 gleichförmig im Wasser bewegt wird, weil sich bspw. auch das Basisschiff, an welchem das Kabel 10 befestigt ist im Wasser bewegt. Die Lage des Kopplungskopfes 8 im Wasser bleibt dabei jedoch immer stabilisiert. Insbesondere stabilisiert die Kopplungseinrichtung 2 den Kopplungskopf 8 selbsttätig im Wasser, wobei der Kopplungskopf 8 sich nicht dreht, nicht seitlich wegkippt, nicht unbeabsichtigt seitlich wegdriftet und vorzugsweise auch die Wassertiefe, in der er angeordnet ist, nicht ändert.
  • Hierzu erfassen Sensoren die aktuelle Lage des Kopplungskopfes 8 und/oder geringfügige Lageänderungen des Kopplungskopfes 8. Aus der erfassten Lage bzw. aus den erfassten Lageänderungen werden nachfolgend Steuerdaten berechnet, welche die Antriebe 14 des Kopplungskopfes 8 derart ansteuern, dass diese Antriebe 14 einer Lageänderung des Kopplungskopfes 8 entgegenwirken. Dadurch erfährt der Kopplungskopf 8 allenfalls geringfügige Lageänderungen, die jedoch nach ihrem Erkennen sofort kompensiert werden, so dass der Kopplungskopf 8 in seiner Lage stabilisiert bleibt. Somit wird in einem Schritt 68 abgefragt, ob die aktuelle Lage des Kopplungskopfes 8 einer gewünschten Lage entspricht bzw. ob die aktuelle Lage des Kopplungskopfes 8 oberhalb - oder auf gleicher Höhe mit - der als Rendezvousposition 6 gewünschten Position liegt. Im Falle einer Lageabweichung wird gemäß einem Schritt 70 eine Lagekorrektur durchgeführt, so dass die Lage des Kopplungskopfes 8 im Wasser stabilisiert bleibt.
  • Zwischen dem Kopplungskopf 8 und dem Rendezvouskopf 18 findet ein Signalaustausch über den Kommunikationskanal 20 statt. Insbesondere sendet die Rendezvouseinrichtung 16 in einem Schritt 72 akustische Signale, die in einem parallel von der Kopplungseinrichtung 2 durchgeführten Schritt 74 empfangen werden. Umgekehrt werden in diesem Schritt 74 auch akustische Signale über den Kommunikationskanal 20 von der Kopplungseinrichtung 2 gesendet und im Schritt 72 von der Rendezvouseinrichtung 16 empfangen. Durch diesen Signalaustausch ermitteln die Kopplungseinrichtung 2 und die Rendezvouseinrichtung 16 relative Positionen zueinander. Der Kopplungskopf 8 hält solange seine Lage im Wasser, bis das Unterwasserfahrzeug 4 die Rendezvousposition 6 erreicht hat. Es werden also in einer Abfrage 76 Positionen des Kopplungskopfes 8, die mittels der eigenen Sensorinformationen und aus den vom Kopplungskopf 8 empfangenen Signalen bestimmt sind, und Positionen des Rendezvouskopfes 18 zueinander abgefragt. Anhand dieser Positionen wird ermittelt, ob das Unterwasserfahrzeug 4 die Rendezvousposition 6 bereits erreicht hat oder nicht. Bis zum Erreichen der Rendezvousposition 6 werden die Schritte 68, ggf. 70, 72 und 76 mittels der Rendezvouseinrichtung 16 wiederholt durchgeführt.
  • Das Unterwasserfahrzeug 4 nähert sich dabei gemäß einem Schritt 78 an die Rendezvousposition 6 an. Falls noch keine Signale vom Kopplungskopf 8 empfangen wurden, die Aufschluss über die durch die Lage des Kopplungskopfes 8 bestimmte tatsächliche Rendezvousposition 6 geben, steuert die Kopplungseinrichtung 2 das Unterwasserfahrzeug 4 zunächst in Richtung einer als Rendezvousposition in der Rendezvouseinrichtung 16 gespeicherten Position bzw. in Richtung einer vermuteten Position. Sobald jedoch durch den Signalaustausch über den Kommunikationskanal 20 genauere Informationen über die Rendezvousposition 6 bereitstehen, verwendet die Rendezvouseinrichtung 16 diese Informationen für die Berechnung der Anlauftrajektorie 24 im Schritt 64.
  • Ab einem Abstand von ca. 10 Meter zwischen dem Unterwasserfahrzeug 4 und dem Kopplungskopf 8 wechselt die Rendezvouseinrichtung 16 und ggf. auch die Kopplungseinrichtung 2 in einen Präzisionsmodus. In einem Schritt 80 wird deshalb abgefragt, ob ein Abstand von weniger als 10 Meter zwischen dem Unterwasserfahrzeug 4 und dem Kopplungskopf 8 erreicht ist. Solange ein größerer Abstand vorliegt werden die Schritte 64, 78, 74 und die Abfrage 80 wiederholt durchgeführt. Andernfalls wird in einer Abfrage 82 abgefragt, ob sich die Rendezvouseinrichtung 16 bereits im Präzisionsmodus befindet. Falls dies nicht der Fall ist, nämlich wenn dieser Abstand gerade erreicht ist, wird in einem Schritt 84 in den Präzisionsmodus gewechselt. Schließlich erfolgt nach der Abfrage 82 bzw. nach dem Schritt 84 noch eine Abfrage 86, analog zu der Abfrage 76, ob die Rendezvousposition erreicht ist. Solange die Rendezvousposition 6 nicht erreicht ist, werden die Schritte 86, 78, 74 und die Abfragen 80, 82 und 86 wiederholt ausgeführt, so dass ggf. immer wieder neue Anlauftrajektorien 24 berechnet werden und die Rendezvousposition 6 zielgenau erreicht wird. Insbesondere wird das Unterwasserfahrzeug im Nahbereich relativ zur Rendezvousposition 6 bzw. relativ zum Kopplungskopf 8 im Präzisionsmodus unter Nutzung mehrerer, insbesondere aller, verfügbarer Sensorinformationen unter Berücksichtigung evtl. Strömung zur Rendezvousposition 6 manövriert.
  • Sobald gemäß den Abfragen 76 und 86 die Rendezvousposition erreicht ist, hält das Unterwasserfahrzeug 4 ggf. unter aktivem Einsatz seiner Antriebs- und Steuermittel seine absolute Position oder relative Position relativ zur Kopplungseinrichtung 2 bzw. zum Kopplungskopf 8 bzw. versucht diese Position zu halten. Dies erfolgt zumindest solange, bis gemäß einer Abfrage 90 festgestellt wird, dass der Kopplungskopf 8 und der Rendezvouskopf 18 einander gekoppelt sind, oder festgestellt wird, dass ein Ankoppeln ausgehend von der aktuellen Position nicht möglich ist, was zu einem Abbruch des Ankopplungsmanövers führt.
  • In einem Schritt 92 erfolgt ein Absenken bzw. eine vertikale und/oder horizontale Relativbewegung des Kopplungskopfes 8 zum Rendezvouskopf 18 solange, bis analog zur Abfrage 90 in einer Abfrage 94 festgestellt wird, dass der Kopplungskopf 8 und der Rendezvouskopf 18 aneinander gekoppelt sind. Während des Absenkens des Kopplungskopfes gemäß Schritt 92 korrigiert die Kopplungseinrichtung 2 ggf. die Lage des Kopplungskopfes 8, um einem evtl. seitlichen Auseinanderdriften des Kopplungskopfes 8 und des Rendezvouskopfes 18 relativ zueinander entgegen zu wirken. Die Positionskorrekturmittel 30 der Kopplungseinrichtung 2 sorgen somit dafür, dass der Kopplungskopf 8 während des Absenkens immer im Wesentlichen senkrecht über den Rendezvouskopf 18 angeordnet ist, so dass der in der Beschreibung zu Fig. 4 beschriebene erste und zweite Teil des Koppelmechanismus 46 zielgenau aufeinander zubewegt werden und schließlich zur Kopplung miteinander verrasten.
  • Zusammen mit der mechanischen Kopplung wird auch eine elektrische Verbindung und eine signalübertragende Verbindung zwischen dem Kopplungskopf und dem Rendezvouskopf 18 und somit zwischen dem Unterwasserfahrzeug 4 und einer mit dem Kabel 10 verbundenen Energieversorgungseinrichtung sowie mit dem Kabel 10 signalübertragend verbundenen Einrichtungen hergestellt, an die das Unterwasserfahrzeug 4 seine während der Mission im Schritt 60 gesammelten Daten überträgt und von der es neue Missionsdaten empfängt. Zusammenfassend erfolgt somit in einem Schritt 96 ein Versorgen des Unterwasserfahrzeugs 4.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Unterwasserfahrzeug 4 auch mittels des Kabels 10 aus dem Wasser gehoben und somit geborgen werden. Das Kabel 10 ist daher zur Beanspruchung auf Zugkräfte ausgebildet und weist Stahl und/oder Aramidfasern, bspw. Kevlar, in einer Stärke auf, die diesen Zugkräften standhält. In einer besonderen Variante zum Bergen des Unterwasserfahrzeugs 4, wird das Kabel 10 in einem sog. Moonpool eines Schiffes in das Wasser geführt und das Unterwasserfahrzeug 4 mittels des Kabels 10 durch den Moonpool aus dem Wasser an Bord des Schiffes gehoben. Vorteilhaft daran ist eine weitgehende Unabhängigkeit von Wettereinflüssen wie Seegang, Nebel oder Dunkelheit auf das Bergen durch den Moonpool. Auch das Bergen aus einem von einer Eisschicht bedeckten Gewässer ist auf diese Weise möglich. Für eine neue Mission wird das Unterwasserfahrzeug 4 wieder mittels des Kabels 10 oder nach Lösen der Kopplung zwischen dem Kopplungskopf 8 und der Rendezvouseinrichtung 16 an Bord des Basisschiffs auf andere Weise zu Wasser gelassen. Insbesondere dann, wenn das Unterwasserfahrzeug 4 im Schritt 96 lediglich versorgt und dabei unterhalb der Wasseroberfläche geblieben ist, wird zum Starten einer neuen Mission in einem Schritt 98 der Lösemechanismus 48 ausgelöst und dadurch der Rendezvouskopf 18 zusammen mit dem Unterwasserfahrzeug 4 vom Kopplungskopf 8 abgekoppelt. Das Unterwasserfahrzeug 4 führt nachfolgend gemäß Schritt 60 eine neue Mission durch.
  • Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.

Claims (15)

  1. Kopplungskopf, an den ein autonomes Unterwasserfahrzeug (4) mittels eines Rendezvouskopfes (18) ankoppelbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Kopplungskopf (8) Lagestabilisierungsmittel (12) zum Stabilisieren seiner Ausrichtung und Lage im Wasser unterhalb der Wasseroberfläche aufweist.
  2. Kopplungskopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Lagestabilisierungsmittel (12) wenigstens einen steuerbaren Antrieb (14) zum aktiven Ausrichten und Positionieren des Kopplungskopfes (8) im Wasser aufweisen.
  3. Kopplungskopf nach Anspruch 1 oder 2,
    gekennzeichnet durch
    einen ersten Teil eines zweiteiligen Koppelmechanismus (46) zum kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Aneinanderkoppeln des den zweiten Teil aufweisenden Rendezvouskopfes (18) mit dem Kopplungskopf (8),
    weiter gekennzeichnet durch
    einen ersten Teil eines zweiteiligen Lösemechanismus (48) zum Abkoppeln des den zweiten Teil aufweisenden Rendezvouskopfes vom Kopplungskopf und
    weiter gekennzeichnet durch
    eine, insbesondere mittels des Koppelmechanismus (46), mit dem Rendezvouskopf abtrennbar verbindbare Energieübertragungsschnittstelle (50) und eine, insbesondere mittels des Koppelmechanismus (46), mit dem Rendezvouskopf (18) abtrennbar verbindbare Datenübertragungsschnittstelle (52).
  4. Kopplungskopf nach einem der vorherigen Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    eine, insbesondere akustische, optische oder elektromagnetische, Kommunikationseinrichtung zum Senden von Signalen, die als Positionierungshilfe, insbesondere zur Berechnung einer Anlauftrajektorie (24), zur geleiteten Annäherung des Rendezvouskopfes (18) an den Kopplungskopf (8) verwendbar sind, und
    weiter gekennzeichnet durch
    Positionserkennungsmittel (28), insbesondere Sensoren, vorzugsweise Kameras und/oder Lichtsensoren, zum Erkennen der relativen Lage oder Position des Rendezvouskopfes (18) relativ zum Kopplungskopf (8) und Positionskorrekturmittel zum Korrigieren der Lage oder Position des Kopplungskopfes (8) im Wasser relativ zu der erkannten relativen Lage oder Position des Rendezvouskopfes (18).
  5. Kopplungseinrichtung mit einem Kopplungskopf (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend ein mit dem Kopplungskopf (8) mechanisch verbundenes oder abtrennbar verbindbares Kabel (10), wobei das Kabel (10) eine mit dem Kopplungskopf (8) elektrisch verbundene oder abtrennbar verbindbare elektrische Versorgungsleitung (32) zur Versorgung des Kopplungskopfes (8) mit elektrischer Energie und wenigstens eine mit dem Kopplungskopf (8) verbundene oder abtrennbar verbindbare Signal- oder Datenleitung (34) zur Übertragung von Signalen oder Daten zum und/oder vom Kopplungskopf (8) aufweist.
  6. Rendezvouskopf für ein autonomes Unterwasserfahrzeug (4), der mit einem Kopplungskopf (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder mit dem Kopplungskopf (8) einer Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 5 koppelbar oder gekoppelt ist, wobei der Rendezvouskopf (18) mit dem Unterwasserfahrzeug (4) verbunden oder verbindbar oder Teil des Unterwasserfahrzeugs (4) ist.
  7. Rendezvouskopf nach Anspruch 6,
    gekennzeichnet durch
    einen zweiten Teil eines zweiteiligen Koppelmechanismus (46) zum kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Aneinanderkoppeln des Rendezvouskopfes (18) mit dem den ersten Teil aufweisenden Kopplungskopf (8) und einen zweiten Teil eines zweiteiligen Lösemechanismus (48) zum Abkoppeln des Rendezvouskopfes (18) von dem den ersten Teil aufweisenden Kopplungskopf (8).
  8. Rendezvouseinrichtung mit einem Rendezvouskopf (18) nach Anspruch 6 oder 7,
    gekennzeichnet durch
    ein Unterwassermodem (36) mit einer Empfangsvorrichtung (38) für vom Kopplungskopf (8) gesendete und als Positionierungshilfe verwendbare Signale oder Daten und mit einer Rechenvorrichtung (40) zum Berechen der Richtung und/oder Entfernung des Rendezvouskopfes (16) zum Kopplungskopf (8) und/oder einer Rendezvousposition (6),
    weiter gekennzeichnet durch
    eine Steuereinrichtung (42), mittels der in Abhängigkeit der Richtung und/oder Entfernung des Rendezvouskopfes (18) zum Kopplungskopf (8) eine Anlauftrajektorie (24) zum Fahren des Unterwasserfahrzeugs (4) in Richtung der Rendezvousposition (18) berechenbar und das Unterwasserfahrzeug (4) entlang dieser Anlauftrajektorie (24) zu dieser Rendezvousposition (6) steuerbar ist, und
    weiter gekennzeichnet durch
    ein bildgebendes System, insbesondere Kamerasystem (44) und/oder Sonarsystem, zum Erfassen der Position des Kopplungskopfes (8) relativ zum Rendezvouskopf (18) im Nahbereich des Kopplungskopfes (8), insbesondere bei einem Abstand des Rendezvouskopfes (18) und/oder des Unterwasserfahrzeugs (4) zum Kopplungskopf (8) von weniger als 10 m, und zum Übermitteln der erfassten Position an die Steuereinrichtung (42).
  9. Unterwasserfahrzeug mit einem Rendezvouskopf (18) nach Anspruch 6 oder 7 und/oder mit einer Rendezvouseinrichtung (16) nach Anspruch 8.
  10. Kopplungssystem mit einem Kopplungskopf (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder einer Kopplungseinrichtung (2) nach Anspruch 5 sowie mit einem Rendezvouskopf (18) nach Anspruch 6 oder 7 und/oder einer Rendezvouseinrichtung (16) nach Anspruch 8 und/oder einem Unterwasserfahrzeug (4) nach Anspruch 9, wobei der Kopplungskopf (8) und der Rendezvouskopf (18) aneinander reversibel koppelbar und/oder aneinander gekoppelt sind.
  11. Kopplungsverfahren zum Aneinanderkoppeln eines Kopplungskopfes (8), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, oder des Kopplungskopfes (8) einer Kopplungseinrichtung (2), insbesondere nach Anspruch 5, mit einem Rendezvouskopf (18), insbesondere nach Anspruch 6 oder 7, dem Rendezvouskopf (18) einer Rendezvouseinrichtung (16), insbesondere nach Anspruch 8, dem Rendezvouskopf (18) eines Unterwasserfahrzeugs (4), insbesondere nach Anspruch 9, und/oder zum Aneinanderkoppeln des Kopplungskopfes (8) mit dem Rendezvouskopf (18) eines Kopplungssystems (1), insbesondere nach Anspruch 10, wobei die Kopplungseinrichtung (16) den Kopplungskopf im Wasser unterhalb der Wasseroberfläche in seiner Ausrichtung und Lage stabilisiert und an den Rendezvouskopf (18) ankoppelt.
  12. Kopplungsverfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens ein Antrieb (14) des Kopplungskopfes (8) gesteuert wird, wobei dieser Antrieb (14) den Kopplungskopf (8) im Wasser aktiv, insbesondere relativ zu einer festen oder gleichförmig bewegten Position, ausrichtet und positioniert.
  13. Kopplungsverfahren nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Kopplungskopf (8) zum Ankoppeln mittels eines Koppelmechanismus (46) kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Rendezvouskopf (18) gekoppelt wird und zum Abkoppeln mittels eines Lösemechanismus (48) vom Rendezvouskopf (18) abgekoppelt wird, eine Energieübertragungsschnittstelle (50) des Kopplungskopfes (8) und eine Datenübertragungsschnittstelle (52) des Kopplungskopfes (8) jeweils abtrennbar mit dem Rendezvouskopf (18) verbunden werden und der Kopplungskopf (8) über eine elektrische Versorgungsleitung (32) eines dauerhaft oder abtrennbar mit dem Kopplungskopf (8) mechanisch verbundenen Kabels (10) mit elektrischer Energie versorgt wird und über eine Signal- oder Datenleitung (34) des Kabels (10) Signale oder Daten zum und/oder vom Kopplungskopf (8) übertragen werden.
  14. Kopplungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Kopplungskopf (8) mittels einer Kommunikationseinrichtung des Kopplungskopfes mit der Rendezvouseinrichtung (16) kommuniziert, wobei der Kopplungskopf (8) Signale sendet, welche die Rendezvouseinrichtung (18) empfängt und als Positionierungshilfe zur Positionierung des Rendezvouskopfes (18) relativ zum Kopplungskopf (8) und/oder zur Berechnung einer Anlauftrajektorie (24) zum Fahren des Unterwasserfahrzeugs (4) in Richtung einer Rendezvousposition (6) verwendet, wobei der Rendezvouskopf (18) sich mittels des von diesen Signalen gesteuerten Unterwasserfahrzeugs (4) an die Rendezvousposition (6) annähert und der Kopplungskopf (8) mittels Positionserkennungsmitteln (28) des Kopplungskopfes (8) die Lage oder Position des Rendezvouskopfes (18) und/oder des Unterwasserfahrzeugs (4) relativ zum Kopplungskopf (8) sowie aus dieser Lage oder Position einen evtl. Querversatz des Rendezvouskopfes (18) relativ zur Anlauftrajektorie (24) erkennt und im Falle eines erkannten Querversatzes mittels Positionskorrekturmitteln (30), insbesondere mittels seines Antriebs (14), die Lage oder Position des Kopplungskopfes (8) im Wasser in Abhängigkeit einer erkannten Lage oder Position und/oder eines erkannten Querversatzes des Rendezvouskopfes (18) und/oder des Unterwasserfahrzeugs (4) korrigiert.
  15. Einsatzverfahren (56) eines autonomen Unterwasserfahrzeugs (4), aufweisend ein Kopplungsverfahren (58) nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
    wobei
    - das Unterwasserfahrzeug (4) eine Mission durchführt,
    - nachfolgend das Unterwasserfahrzeug (4) eine, insbesondere zuvor abgespeicherte, Rendezvousposition (6) anfährt,
    wobei der Kopplungskopf (8) eine feste, strömungstechnisch günstige Lage oder Position, insbesondere oberhalb der Rendezvousposition, hält und wobei der Kopplungskopf (8) und der Rendezvouskopf (18) relative Positionen und Orientierungen des Rendezvouskopfes (18) und/oder Unterwasserfahrzeugs (4) sowie des Kopplungskopfes (8) zueinander ermitteln und
    wobei aus den relativen Positionen und Orientierungen eine Anlauftrajektorie (24) zur Anfahrt des Unterwasserfahrzeugs (4) zu der Rendezvousposition (6) berechnet wird,
    wobei das Unterwasserfahrzeug (4) selbsttätig entlang der Anlauftrajektorie (24) zur Rendezvousposition (6) fährt,
    wobei bei Erreichen einer definierten Entfernung des Rendezvouskopfes (18) und/oder des Unterwasserfahrzeugs (4) relativ zur Rendezvousposition (6) in einen Präzisionsmodus gewechselt wird, in dem die Rendezvouseinrichtung (16) das Unterwasserfahrzeug (4) unter Berücksichtigung evtl. Strömung sowie unter Heranziehung verfügbarer Sensorinformationen in die Rendezvousposition (6) manövriert,
    - nachfolgend das Unterwasserfahrzeug (4) seine Position hält und der Kopplungskopf (8) mittels seines Antriebs optisch und/oder akustisch geleitet derart zum Rendezvouskopf (18) manövriert, dass der Kopplungskopf (8) kraftschlüssig und/oder formschlüssig mechanisch mit dem Rendezvouskopf (18) aneinanderkoppelt,
    - und zum Versorgen des Unterwasserfahrzeugs (4) eine elektrische Verbindung hergestellt wird, über die das Unterwasserfahrzeug (4) über den Kopplungskopf (8) mit elektrischer Energie versorgt wird und/oder eine Datenverbindung hergestellt wird, über die Messdaten vom Unterwasserfahrzeug (4) über den Kopplungskopf bereitgestellt werden und/oder Missionsdaten für eine neue Mission über den Kopplungskopf (8) an das Unterwasserfahrzeug (4) übermittelt werden,
    - und/oder wobei das Unterwasserfahrzeugs (4) zu seiner Bergung mittels der Kopplungseinrichtung in eine Ruheposition gezogen und/oder gehoben wird.
EP11195753.6A 2010-12-29 2011-12-27 Kopplungskopf, Kopplungseinrichtung mit Kopplungskopf, daran ankoppelbarer Rendezvouskopf, Rendezvouseinrichtung mit Rendezvouskopf, Unterwasserfahrzeug damit, Kopplungssystem, Kopplungsverfahren und Einsatzverfahren für ein Unterwasserfahrzeug Withdrawn EP2471707A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010056539A DE102010056539A1 (de) 2010-12-29 2010-12-29 Kopplungskopf, Kopplungseinrichtung mit Kopplungskopf, daran ankoppelbarer Rendezvouskopf, Rendevouseinrichtung mit Rendezvouskopf, Unterwasserfahrzeug damit, Kopplungssystem, Kopplungsverfahren und Einsatzverfahren für ein Unterwasserfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2471707A2 true EP2471707A2 (de) 2012-07-04
EP2471707A3 EP2471707A3 (de) 2018-03-07

Family

ID=45495678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11195753.6A Withdrawn EP2471707A3 (de) 2010-12-29 2011-12-27 Kopplungskopf, Kopplungseinrichtung mit Kopplungskopf, daran ankoppelbarer Rendezvouskopf, Rendezvouseinrichtung mit Rendezvouskopf, Unterwasserfahrzeug damit, Kopplungssystem, Kopplungsverfahren und Einsatzverfahren für ein Unterwasserfahrzeug

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8757083B2 (de)
EP (1) EP2471707A3 (de)
DE (1) DE102010056539A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017045671A1 (de) * 2015-09-18 2017-03-23 Atlas Elektronik Gmbh Meeresboden-sensoreinrichtung
CN114291230A (zh) * 2022-01-10 2022-04-08 房江湖(山东)科技集团有限公司 一种远程控制的水下打捞机器人
GB2607312A (en) * 2021-06-02 2022-12-07 Bae Systems Plc Underwater charging
EP4098543A1 (de) * 2021-06-02 2022-12-07 BAE SYSTEMS plc Unterwasserladung
WO2022254184A1 (en) * 2021-06-02 2022-12-08 Bae Systems Plc Underwater charging
US11975811B2 (en) * 2022-02-15 2024-05-07 Hawaii Ocean Power Solutions LLC Integrated wave energy converter and docking station with ramped cloverleaf supplemental heave plate

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012006565A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Atlas Elektronik Gmbh Unterwasserarbeitssystem und Verfahren zum Betrieb eines Unterwasserarbeitssystems
DE102012111988A1 (de) * 2012-12-07 2014-06-12 Atlas Elektronik Gmbh Vorrichtung sowie Verfahren zum Einholen eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs
DE102013109191A1 (de) * 2013-08-26 2015-02-26 Atlas Elektronik Gmbh Koppelvorrichtung, Koppelsystem und Schleppsystem sowie Verfahren zum Ab- und Ankoppeln eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs
KR101621143B1 (ko) * 2014-06-19 2016-05-16 포항공과대학교 산학협력단 수중 에이전트 도킹 시스템 및 이를 이용한 도킹방법
DE102014113984A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Atlas Elektronik Gmbh Unterwasserseilwinde zum An- und/oder Abkoppeln eines unbemannten Unterwasserfahrzeuges sowie Unterwassergarage und Unterwasserfahrzeug
DE102015116758A1 (de) * 2015-10-02 2017-04-06 Atlas Elektronik Gmbh Verfahren zum Einholen eines Unterwasserfahrzeuges, Begleitfahrzeug und Fahrzeugkombination
JP2017178198A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 川崎重工業株式会社 水中設備への自律型無人潜水機のアプローチシステム
CN105761608B (zh) * 2016-05-19 2019-04-02 哈尔滨工程大学 一种带安全防护气囊的uuv多向避碰能力训演系统
KR102497993B1 (ko) * 2017-03-31 2023-02-10 고쿠리츠겐큐카이하츠호진 가이죠·고완·고쿠기쥬츠겐큐죠 수중 항주체의 관제 방법, 수중 항주체의 투입 방법, 수중 항주체의 양수 방법, 수중 항주체의 관제 시스템, 및 수중 항주체의 관제 시스템의 투입·양수 설비
DE102017207231A1 (de) 2017-04-28 2018-10-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Navigationssystem für Unterwasserfahrzeuge
GB2579951B (en) * 2017-09-04 2022-04-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd Charging system for autonomous underwater vehicle and method of lifting and recovering autonomous underwater vehicle
CN107817806B (zh) * 2017-11-02 2020-07-03 中国船舶重工集团公司第七0五研究所 一种用于auv自主对接潜标的水平航路解算方法
FR3080601B1 (fr) 2018-04-27 2021-09-24 Ixblue Systeme pour le deploiement et la recuperation d'un engin autonome sous-marin, procede d'utilisation
US11530017B1 (en) 2019-09-12 2022-12-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Scuttle module for field configurable vehicle
US11904993B1 (en) 2019-09-12 2024-02-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Supplemental techniques for vehicle and module thermal management
US11760454B1 (en) 2019-09-12 2023-09-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Methods of forming field configurable underwater vehicles
US11505283B1 (en) 2019-09-12 2022-11-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus for coupling and positioning elements on a configurable vehicle
US11745840B1 (en) 2019-09-12 2023-09-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and method for joining modules in a field configurable autonomous vehicle
US11541801B1 (en) 2019-09-12 2023-01-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for positioning the center of mass on an unmanned underwater vehicle
US11530019B1 (en) 2019-09-12 2022-12-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Propulsion system for field configurable vehicle
US11511836B1 (en) 2019-09-12 2022-11-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Field configurable spherical underwater vehicle
US11505296B1 (en) 2019-09-12 2022-11-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for transporting ballast and cargo in an autonomous vehicle
US11608149B1 (en) 2019-09-12 2023-03-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Buoyancy control module for field configurable autonomous vehicle
US11603170B1 (en) 2019-10-03 2023-03-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for parasitic transport of an autonomous vehicle
EP4335740A1 (de) * 2022-09-06 2024-03-13 Hydromea SA Unterwasserprüfvorrichtung, unbemannte unterwasserfahrzeuge, geeignet für die montage, und inspektionsverfahren

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07223589A (ja) 1994-02-07 1995-08-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水中潜水体への充電システム
IT1311837B1 (it) 1999-05-19 2002-03-19 Studio 3 Ingegneria Srl Dispositivo di attracco per veicoli autonomi sottomarini semoventi
US6223675B1 (en) * 1999-09-20 2001-05-01 Coflexip, S.A. Underwater power and data relay
US6390012B1 (en) * 1999-09-20 2002-05-21 Coflexip, S.A. Apparatus and method for deploying, recovering, servicing, and operating an autonomous underwater vehicle
US6362875B1 (en) * 1999-12-10 2002-03-26 Cognax Technology And Investment Corp. Machine vision system and method for inspection, homing, guidance and docking with respect to remote objects
JP4721568B2 (ja) 2001-07-10 2011-07-13 三井造船株式会社 自律型無人航走体を用いた海底探査方式及びその装置
US6854410B1 (en) * 2003-11-24 2005-02-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Underwater investigation system using multiple unmanned vehicles
KR100442973B1 (ko) * 2004-02-25 2004-08-05 한국해양연구원 침몰선의 액체물질 원격회수장치 및 회수방법
US7535706B2 (en) * 2005-08-04 2009-05-19 Innoventor Engineering, Inc. Multi-purpose docking system
DE102007031156B4 (de) 2007-06-11 2009-04-16 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Aussetzung und Bergung eines Unterwasserfahrzeugs und Verfahren zur Andockung eines Unterwasserfahrzeugs an eine solche Vorrichtung
FR2917708B1 (fr) 2007-06-19 2009-09-18 Dcn Sa Sous-marin equipe d'un dispositif de largage et de recuperation d'un engin sous-marin secondaire
US7854569B1 (en) * 2008-12-11 2010-12-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Underwater unmanned vehicle recovery system and method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017045671A1 (de) * 2015-09-18 2017-03-23 Atlas Elektronik Gmbh Meeresboden-sensoreinrichtung
GB2607312A (en) * 2021-06-02 2022-12-07 Bae Systems Plc Underwater charging
EP4098543A1 (de) * 2021-06-02 2022-12-07 BAE SYSTEMS plc Unterwasserladung
WO2022254184A1 (en) * 2021-06-02 2022-12-08 Bae Systems Plc Underwater charging
CN114291230A (zh) * 2022-01-10 2022-04-08 房江湖(山东)科技集团有限公司 一种远程控制的水下打捞机器人
CN114291230B (zh) * 2022-01-10 2024-04-09 通华大数据科技(烟台)有限公司 一种远程控制的水下打捞机器人
US11975811B2 (en) * 2022-02-15 2024-05-07 Hawaii Ocean Power Solutions LLC Integrated wave energy converter and docking station with ramped cloverleaf supplemental heave plate

Also Published As

Publication number Publication date
EP2471707A3 (de) 2018-03-07
US8757083B2 (en) 2014-06-24
DE102010056539A1 (de) 2012-07-05
US20120167814A1 (en) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2471707A2 (de) Kopplungskopf, Kopplungseinrichtung mit Kopplungskopf, daran ankoppelbarer Rendezvouskopf, Rendezvouseinrichtung mit Rendezvouskopf, Unterwasserfahrzeug damit, Kopplungssystem, Kopplungsverfahren und Einsatzverfahren für ein Unterwasserfahrzeug
EP2423101B1 (de) Unbemanntes Unterwasserfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs
DE102018131113B4 (de) Wasserfahrzeug
EP3436337B1 (de) System und verfahren zur navigation eines autonom navigierenden tauchkörpers beim einfahren in eine fangstation
DE102009022652A1 (de) Assistenzsystem für die Steuerung eines Schiffes
DE102010051491A1 (de) Unterwasserfahrzeug und Unterwassersystem mit einem Unterwasserfahrzeug
EP2423102A1 (de) Unbemanntes Unterwasserfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines unbemannten Unterwasserfahrzeugs
EP1827965A1 (de) Einrichtung und verfahren zum tracken eines unterwasserfahrzeugs
DE102009040152A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Torpedos, Torpedo hierfür sowie Antennensektion eines derartigen Torpedos
DE102015202496A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Wasserfahrzeugs und zum Betreiben eines Hafens
WO2018086767A1 (de) Bergevorrichtung
DE112020004308T5 (de) Automatische Versorgungsstation für ein autonomes Luftfahrzeug
WO2018224207A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum aufnehmen eines unterwasserfahrzeugs
EP1798621B1 (de) System zum führen und operieren eines Fahrzeugs ohne Fahrer
DE102017212126B4 (de) System und Vorrichtung zum Bergen eines Fahrzeugs
EP3356220B1 (de) Verfahren zum einholen eines unterwasserfahrzeuges begleitfahrzeug und fahrzeugkombination
EP3659929B1 (de) System zur unterstützung eines start- und/oder landevorgangs, luftfahrzeug und verfahren hierzu
WO2015027987A1 (de) Koppelvorrichtung, koppelsystem und schleppsystem sowie verfahren zum ab- und ankoppeln eines unbemannten unterwasserfahrzeugs
DE102022133093B3 (de) Andocksystem für ein Unterwasserfahrzeug und Verfahren zum Andocken eines Unterwasserfahrzeugs an ein Andocksystem
WO2014086336A1 (de) Vorrichtung sowie verfahren zum einholen eines unbemannten unterwasserfahrzeugs
EP4100312B1 (de) Transportbox zum absetzen eines wasserfahrzeugs
CN114771776B (zh) 一种自动定点投送式的双动力快艇的使用方法
DE102015100817B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines unbemannten Luftfahrzeugs und Vorrichtung hierfür
DE102020124476A1 (de) Unterwasser-tauchroboter-system an einem mutterschiff
DE102011000509A1 (de) Verfahren zum Aufnehmen eines verlegbaren Brückenelements und Brückenverlegefahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B63G 8/00 20060101AFI20180130BHEP

Ipc: B63B 27/16 20060101ALI20180130BHEP

Ipc: B63C 11/42 20060101ALN20180130BHEP

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ATLAS ELEKTRONIK GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180908