ES2321897A1 - Position monitoring with regard to bottom contact - Google Patents
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Abstract
Description
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Monitorización de posición con respecto al contacto con el fondo.Position monitoring with respect to background contact.
El presente invento se refiere a un método y un aparato para vigilar la posición de módulos de guía para artes de pesca con respecto al contacto con el fondo.The present invention relates to a method and a apparatus for monitoring the position of guide modules for gear fishing with respect to bottom contact.
La finalidad de monitorización del contacto con el fondo es poder determinar óptimamente la posición del arte de pesca en el agua.The purpose of contact monitoring with the bottom line is to be able to optimally determine the position of the art of Water fishing.
Durante las operaciones de arrastre es importante saber si el aparejo de arrastre o equipo asociado está en contacto con el fondo. En arrastres de fondo es deseable, por ejemplo, tener contacto con el fondo la mayor parte del tiempo, con el fin de asegurar la captura del pescado que nada muy cerca del fondo, o para establecer una nube de polvo en el fondo que auyente el pescado hacia el aparejo de pesca.During drag operations it is important to know if the trawler or associated equipment is in contact with the bottom. In bottom trawls it is desirable, for For example, having contact with the fund most of the time, with in order to ensure the catch of fish that swims very close to the background, or to establish a cloud of dust in the background that auteur the fish to the fishing tackle.
Todas las demás veces es deseable mantener una cierta distancia del fondo (arrastre pelágico), por ejemplo para proteger el coral y otras plantas y animales.Every other time it is desirable to maintain a certain distance from the bottom (pelagic drag), for example to Protect coral and other plants and animals.
No menos importante es mantener una cierta distancia con respecto al fondo o mantener un contacto con el fondo que esté limitado a la superficie del mismo para evitar que el aparejo de pesca se incruste en el fondo.No less important is to maintain a certain distance from the bottom or maintain contact with the bottom that is limited to its surface to prevent the Fishing tackle is embedded in the bottom.
La posición del aparejo de arrastre dependerá, por supuesto, del tipo de pescado a capturar.The position of the trawler will depend, Of course, the type of fish to catch.
De acuerdo con la técnica anterior, se utilizan sensores de contacto de fondo para determinar si el arrastre se está desplazando o no a lo largo del fondo. Un sensor de contacto de fondo es un cuerpo tubular fijado al aparejo de fondo del arrastre en un extremo, colgando libremente el otro extremo. El sensor de contacto de fondo indicará "contacto de fondo"/"no contacto de fondo" dependiendo del ángulo entre la dirección longitudinal del cuerpo tubular y la dirección horizontal. Cuando el aparejo de fondo se mueve libremente, la dirección longitudinal del cuerpo tubular formará un ángulo más pequeño que cuando existe contacto con el fondo. Sin embargo, si existen grandes irregularidades en el fondo, es decir depresiones y elevaciones, el sensor de contacto de fondo no será capaz de proporcionar una información fiable.According to the prior art, they are used background contact sensors to determine if the drag is It is moving or not along the bottom. A contact sensor bottom is a tubular body fixed to the bottom rig of the drag on one end, freely hanging the other end. He background contact sensor will indicate "background contact" / "no background contact "depending on the angle between the direction Longitudinal tubular body and horizontal direction. When the bottom rig moves freely, the longitudinal direction of the tubular body will form a smaller angle than when it exists background contact. However, if there are large bottom irregularities, that is depressions and elevations, the background contact sensor will not be able to provide a reliable information.
Un ejemplo de un cuerpo tubular de este tipo se describe en la patente de EE.UU. Nº 5,347,860, que expone un dispositivo para la medida del tiempo real sobre el fondo de un aparejo de arrastre utilizado para muestreo de fauna y flora de fondo. La posición del cuerpo tubular activa un contador que registra el tiempo sobre el fondo.An example of such a tubular body is described in US Pat. No. 5,347,860, which exposes a device for measuring real time on the background of a trawler used for sampling fauna and flora of background. The position of the tubular body activates a counter that Record the time on the background.
Los grandes aparejos de pesca, tales como los arrastres, comprenden módulos de guía que aseguran que se mantiene una cierta apertura del arrastre durante el proceso de pesca. Un ejemplo de tal módulo es el denominado aparejo de fondo, una de cuyas funciones es asegurar que el arrastre se desplaza a lo largo del fondo. Otro ejemplo corresponde a las denominadas puertas, que en su forma más común son cuerpos planos alargados que se fijan al arrastre, por ejemplo mediante barrederas de draga o alambres.Large fishing tackle, such as trawls, include guide modules that ensure that it is maintained a certain drag opening during the fishing process. A An example of such a module is the so-called bottom rig, one of whose functions is to ensure that the drag travels along From the bottom. Another example corresponds to the so-called doors, which in their most common form they are elongated flat bodies that are fixed to the drag, for example by dredge sweepers or wires.
Una puerta de arrastre de la que se tira a lo largo del fondo tendrá una posición angular particular, y será posible también que oscile o balancee alrededor de dicha posición angular. Las oscilaciones se deben en parte a irregularidades en el fondo. Cuando la puerta está a punto de perder contacto con el fondo, las oscilaciones tendrán una amplitud y frecuencia mayores que cuando se tira de la puerta a lo largo del fondo. Cuando la puerta ha perdido contacto con el fondo, estará sometida solamente a fuerzas hidrodinámicas, y esto dará lugar a una posición angular casi estable. Si se baja entonces la puerta, experimentará nuevamente vibraciones hasta que se alcance una nueva posición angular estable en la cual las fuerzas de rozamiento contra el fondo interaccionan con las fuerzas hidrodinámicas. Por tanto, será posible vigilar la posición de la puerta con respecto al contacto con el fondo, es decir si se empuja a lo largo del fondo ("contacto con el fondo"), si se desplaza solamente en el agua ("no contacto con el fondo") o si existe una transición entre estas dos posiciones ("transición"), por medio de la posición angular de la puerta.A drag gate from which it is pulled along the bottom will have a particular angular position, and will be also possible to swing or swing around that position angular. The oscillations are partly due to irregularities in the background. When the door is about to lose contact with the background, the oscillations will have a greater amplitude and frequency than when the door is pulled along the bottom. When the door has lost contact with the bottom, will be subject only at hydrodynamic forces, and this will result in an angular position almost stable. If the door is lowered, you will experience vibrations again until a new position is reached stable angle in which the friction forces against the bottom interact with hydrodynamic forces. Therefore, it will be possible to monitor the position of the door with respect to the contact with the bottom, that is if it is pushed along the bottom ("bottom contact"), if it travels only in the water ("no contact with the fund") or if there is a transition between these two positions ("transition"), through the position door angle.
La posición angular de la puerta puede describirse por medio de tres ángulos:The angular position of the door can Describe by means of three angles:
a) Angulo de ataque: el arrastre se mueve en una dirección y la puerta sigue este movimiento, mientras el plano de la puerta forma un ángulo con la dirección del desplazamiento. Se hará referencia posteriormente a este primer ángulo, es decir el ángulo entre un eje horizontal del plano de la puerta y la dirección de movimiento del barco, como ángulo de ataque.a) Angle of attack: the drag moves in a direction and the door follows this movement, while the plane of The door forms an angle with the direction of travel. Be will refer later to this first angle, that is the angle between a horizontal axis of the plane of the door and the Ship's direction of movement, as an angle of attack.
b) Angulo de alabeo: el plano de la puerta formará un ángulo con el plano vertical; se hará referencia posteriormente a este como ángulo de alabeo.b) Warping angle: the plane of the door it will form an angle with the vertical plane; reference will be made subsequently to this as warping angle.
c) Angulo de cabeceo: el ángulo que forma el eje horizontal del la puerta con un plano horizontal se llama ángulo de cabeceo.c) Pitch angle: the angle formed by the axis horizontal of the door with a horizontal plane is called angle of pitching.
Como se ha mencionado anteriormente, la posición angular de la puerta variará dependiendo de su posición. En las transiciones a y desde el fondo, la posición angular es inestable, y esto se reflejará en cambios relativamente acusados en algunos de dichos ángulos.As mentioned above, the position Door angle will vary depending on your position. In the transitions to and from the bottom, the angular position is unstable, and this will be reflected in relatively sharp changes in some of those angles.
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De este modo, será posible utilizar la posición angular de la puerta y sus variaciones para vigilar la posición, o sea para comprobar si existe o no contacto con el fondo, y opcionalmente para deducir características relativas a la situación del contacto con el fondo. Estos últimos términos se refieren a que el análisis de la posición angular permitirá conocer si la puerta está hundida en el fondo, si el borde inferior o solo una parte del mismo tiene contacto con el fondo, si existe cualquier irregularidad en el fondo, etc.In this way, it will be possible to use the position angle of the door and its variations to monitor the position, or either to check whether or not there is contact with the fund, and optionally to deduce characteristics related to the situation of contact with the fund. These last terms refer to that the analysis of the angular position will allow to know if the door it is sunk at the bottom, if the bottom edge or only part of the same has contact with the fund, if there is any bottom irregularity, etc.
El método acuerdo con el invento está caracterizado así porque comprende las operaciones de:The method according to the invention is characterized in that way it comprises the operations of:
- --
- tomar medidas de un primer ángulo para el módulo de guía;drink measures of a first angle for the guide module;
- --
- calcular la media y la desviación estándar para las medidas angulares;calculate the mean and deviation standard for angular measurements;
- --
- en base a la media y a la desviación estándar, proporcionar una indicación de posición para el módulo de guía con respecto al contacto con el fondo.in based on the mean and standard deviation, provide a position indication for the guide module with respect to the background contact.
El primer ángulo puede ser el ángulo de alabeo, el ángulo de cabeceo o el ángulo de ataque, y en una realización preferida del invento se utiliza el ángulo de alabeo para proporcionar la indicación de posición.The first angle can be the warping angle, the pitch angle or the angle of attack, and in one embodiment preferred of the invention the angle of warping is used to Provide position indication.
Es posible también medir un segundo ángulo
además del primero, y utilizar la media y la desviación estándar
para el segundo ángulo en combinación con los valores del primer
ángulo con el fin de proporcionar la indicación de posición. Si el
primer ángulo es el ángulo de alabeo, sería natural elegir el
ángulo de cabeceo como segundo
ángulo.It is also possible to measure a second angle in addition to the first, and use the mean and standard deviation for the second angle in combination with the values of the first angle in order to provide the position indication. If the first angle is the warping angle, it would be natural to choose the pitch angle as the second
angle.
La indicación de posición podría tomar varias formas. En algunos casos dará lugar simplemente a la visualización de un mensaje del tipo "contacto con el fondo/no contacto con el fondo" en el módulo, o indicará la situación directamente mostrando el valor de la media y la desviación estándar, mientras que en otros casos será proporcionada una señal de indicación de posición que podría mostrar el tiempo transcurrido en la posición asociada al contacto con el fondo.The position indication could take several shapes. In some cases it will simply lead to visualization of a message of the type "contact with the fund / no contact with the background "in the module, or it will indicate the situation directly showing the value of the mean and standard deviation, while that in other cases an indication signal of position that could show the elapsed time in the position associated with contact with the fund.
La señal o señales de indicación de posición podrían también transmitirse a un receptor en la superficie por medio de una conexión por cable, acústicamente, por señales de radio o inalámbricamente por cualquier otro medio. Esto permitiría tener una indicación del tipo "contacto con el fondo/transición/no contacto con el fondo" a bordo del barco. Esto sería muy útil, especialmente si está implicada una transición, puesto que sería posible iniciar medidas rápidas para evitar la situación de contacto con el fondo/flotación libre.The signal or position indication signals could also be transmitted to a receiver on the surface by by means of a cable connection, acoustically, by signals from radio or wirelessly by any other means. This would allow have an indication of the type "contact with the bottom / transition / no bottom contact "aboard ship. This would be very useful, especially if a transition, since it would be possible to initiate rapid measures to avoid contact with the bottom / free float.
La señal o señales de indicación de posición pueden almacenarse en una memoria en el módulo. El invento comprende también la transmisión de la señal o señales de indicación de posición a un dispositivo de visualización.The signal or position indication signals they can be stored in a memory in the module. The invention it also includes the transmission of the signal or signals of position indication to a display device.
Finalmente, el método de acuerdo con una realización del invento comprenderá la operación de controlar la posición del módulo en base a la señal o señales de indicación de posición y los valores deseados. En relación con esto, los valores deseados pueden ser valores para la media, desviación estándar u otras variables que indican la posición del módulo. Tanto una alternativa en la que el valor deseado es posición = contacto con el fondo (para arrastres de fondo, como una alternativa en la que el valor deseado es posición = no contacto con el fondo (para arrastres pelágicos), son incluidas por la función de control. El objetivo principal de la función de control es mantener el módulo fuera de las posiciones de transición.Finally, the method according to a embodiment of the invention will comprise the operation of controlling the module position based on the signal or indication signals of position and desired values. In relation to this, the values Desired values may be for the mean, standard deviation or other variables that indicate the position of the module. Both a alternative in which the desired value is position = contact with the bottom (for bottom trawls, as an alternative in which the desired value is position = no contact with the bottom (for pelagic trawls), are included by the control function. He main objective of the control function is to keep the module out of transition positions.
En una realización del invento, el método se realiza en relación con un aparejo de pesca en la forma de al menos un aparejo de arrastre. En este caso, el módulo de guía consiste en una puerta de arrastre, lastre, barredera o aparejo de fondo.In one embodiment of the invention, the method is performed in relation to a fishing tackle in the form of at least a drag rig. In this case, the guide module consists of on a drag gate, ballast, sweeper or rig background.
De acuerdo con una realización del invento, la medida de ángulo se realizará utilizando un inclinómetro. Dependiendo del número de ángulos que se utilicen, se utilizarán inclinómetros de uno, dos o tres ejes. El inclinómetro puede estar incorporado al módulo o fijado al mismo por alambres, soldadura, etc.According to an embodiment of the invention, the Angle measurement will be performed using an inclinometer. Depending on the number of angles used, they will be used one, two or three axis inclinometers. The inclinometer can be incorporated into the module or fixed to it by wires, welding, etc.
El invento comprende también un aparato para vigilar la posición de módulos de guía para un aparejo de pesca con respecto al contacto con el fondo, que comprende: una unidad de medida para medir un primer ángulo para el módulo de guía; una unidad de procesamiento destinada a calcular la media y la desviación estándar para las medidas angulares, y proporcionar, en base a la desviación estándar calculada, una indicación de posición para el módulo de guía con respecto al contacto con el fondo; y una unidad de memoria.The invention also comprises an apparatus for monitor the position of guide modules for a fishing tackle with with respect to contact with the fund, which comprises: a unit of measure to measure a first angle for the guide module; a processing unit intended to calculate the mean and the standard deviation for angular measurements, and provide, in based on the calculated standard deviation, an indication of position for the guide module with respect to contact with the bottom; and one memory unit
En una realización del invento, la unidad de medida está destinada a medir el ángulo de alabeo, el ángulo de cabeceo o el ángulo de ataque.In one embodiment of the invention, the unit of measurement is intended to measure the angle of warping, the angle of pitch or angle of attack.
En otra realización, la unidad de medida está destinada a medir un segundo ángulo seleccionado de entre el ángulo de alabeo, el ángulo de cabeceo o el ángulo de ataque. En relación con esto, la unidad de procesamiento está destinada a calcular la media y la desviación estándar para las medidas del segundo ángulo, y proporcionar una indicación de posición en base a la media/desviación estándar para ambos ángulos.In another embodiment, the unit of measure is intended to measure a second angle selected from the angle of warping, the pitch angle or the angle of attack. In relation with this, the processing unit is intended to calculate the mean and standard deviation for second angle measurements, and provide an indication of position based on the mean / standard deviation for both angles.
En una realización, el aparato comprende una unidad de salida conectada a la unidad de procesamiento para proporcionar una señal de indicación de posición en base a la indicación de posición, y/o una unidad transmisora para transmitir la señal de indicación de posición a un receptor.In one embodiment, the apparatus comprises a output unit connected to the processing unit for provide a position indication signal based on the position indication, and / or a transmitter unit to transmit the position indication signal to a receiver.
En otra realización, la unidad de memoria está destinada a almacenar la señal de indicación de posición.In another embodiment, the memory unit is intended to store the position indication signal.
En otra realización adicional, el aparato comprende una unidad de control conectada a la unidad de salida para controlar la posición del módulo en base a la señal de indicación de contacto con el fondo y valores deseados.In another additional embodiment, the apparatus comprises a control unit connected to the output unit to control the position of the module based on the signal of indication of contact with the fund and desired values.
La unidad de medida, en una realización preferida del invento, es un inclinómetro de uno, dos o tres ejes.The unit of measure, in one embodiment preferred of the invention is an inclinometer of one, two or three axes
Aunque se hace referencia individual a diferentes realizaciones del método y el aparato acuerdo con el invento, resultará claro para los expertos en la técnica que pueden combinarse de diferentes modos, de tal forma que, por ejemplo, podría aplicarse un método en el cual se midiesen dos ángulos, se almacenase la señal de indicación de posición en la memoria y se utilizase como señal real para controlar la posición del módulo, o bien podría utilizarse un aparato con el cual se midiese un ángulo y se transmitiese la señal de indicación de posición acústicamente al barco para su visualización. Es posible también la medida y generación de la indicación de posición utilizando tres ángulos.Although individual reference is made to different embodiments of the method and the apparatus according to the invention, it will be clear to those skilled in the art that they can be combined in different ways, such that, for example, a method could be applied in which two angles were measured, the position indication signal is stored in memory and be used as a real signal to control the module position, or an apparatus could be used with which an angle was measured and the position indication signal was transmitted acoustically to the Boat for viewing. It is also possible to measure and position indication generation using three angles
Para conseguir este objetivo de acuerdo con el invento, es importante utilizar la frecuencia de muestreo correcta. La frecuencia de muestreo es la frecuencia de las medidas angulares, que debe determinarse en relación con las frecuencias y oscilaciones a detectar. La frecuencia de muestreo tendrá que permitir también la transmisión de las medidas angulares en caso de que la unidad de procesamiento esté alejada de la unidad de medida. Si la unidad de procesamiento está situada en el barco que desplaza el aparejo de pesca y solamente se toma una medida cada vez que han de transmitirse datos al barco, en la mayoría de los casos se submuestreará un movimiento oscilatorio. Cuando adicionalmente existe una filtración del valor medido en el instrumento de puente, no se obtendrá ciertamente una buena indicación del comportamiento real del módulo. Las oscilaciones no serán captadas por el aparato. Con pequeños movimientos oscilatorios, el sistema puede estar a punto de obtener una imagen muy correcta del ángulo de cabeceo y el ángulo de alabeo medio. Por supuesto, es posible contemplar que los datos se midan y se envíen muy rápidamente de tal modo que no se submuestree cualquier movimiento oscilatorio, pero debido a limitaciones en los métodos de transmisión y a requerimientos de duración, esta solución no es siempre óptima.To achieve this goal according to the invention, it is important to use the correct sampling frequency. The sampling frequency is the frequency of the measurements angular, which must be determined in relation to frequencies and oscillations to detect. The sampling frequency will have to also allow the transmission of angular measures in case of the processing unit is far from the unit of measure. If the processing unit is located on the ship that moves the fishing gear and only one measure is taken each time they have If data is transmitted to the ship, in most cases will subsample an oscillatory movement. When additionally there is a leak of the measured value in the bridge instrument, certainly no good indication of behavior will be obtained module real. The oscillations will not be captured by the device. With small oscillatory movements, the system can be at point of obtaining a very correct image of the pitch angle and the average warping angle. Of course, it is possible to contemplate that the data is measured and sent very quickly so that no any oscillatory movement is subsampled, but due to limitations on transmission methods and requirements of duration, this solution is not always optimal.
El aparato acuerdo con el invento, por consiguiente, realizará medidas (muestreará) tan rápidamente como no resulte submuestreado un posible movimiento oscilatorio, y calculará datos de usuario relevantes completos que pueden ser enviados al barco con una tasa de transferencia mucho más baja que la correspondiente a la medida de ángulo real tomada directamente en la puerta. En una realización preferida del invento, la unidad de procesamiento, por consiguiente, estará muy próxima a la unidad de medida.The apparatus according to the invention, by consequently, it will take measurements (sample) as quickly as a possible oscillatory movement is not subsampled, and will calculate complete relevant user data that can be sent to the ship with a much lower transfer rate than the one corresponding to the actual angle measurement taken directly at the door. In a preferred embodiment of the invention, the unit of processing, therefore, will be very close to the unit of measure.
En una realización simplificada del invento, la señal de indicación de posición es idéntica a la indicación de posición, y comprende simplemente la media y la desviación estándar para las medidas angulares.In a simplified embodiment of the invention, the position indication signal is identical to the indication of position, and simply understands the mean and standard deviation for angular measurements.
En esta realización, al menos se transmiten al barco dos señales de indicación de posición. Estas son el ángulo medio y además la desviación estándar para uno de los ángulos que definen la posición del módulo. El valor medio representará el ángulo nominal en el cual puede estar situado el módulo con oscilaciones alrededor de este valor. La desviación estándar es la desviación "normal" en relación con el valor medio, e indicará la amplitud de las oscilaciones que experimenta el módulo con relación al valor medio. La desviación estándar será un "factor de oscilación" que hará muy fácil al usuario saber si el módulo se está desplazando o no de un modo estable. Si existe una desviación estándar (factor de oscilación) pequeña, el módulo se está desplazando de un modo estable y si existe una desviación estándar grande, el módulo es inestable y presenta grandes oscilaciones.In this embodiment, they are at least transmitted to Boat two position indication signals. These are the angle mean and also the standard deviation for one of the angles that Define the position of the module. The average value will represent the nominal angle at which the module with oscillations around this value. The standard deviation is the "normal" deviation in relation to the average value, and will indicate the amplitude of the oscillations that the module experiences with relation to the average value. The standard deviation will be a "factor of oscillation "that will make it very easy for the user to know if the module it is moving or not in a stable way. If there is one standard deviation (oscillation factor) small, the module is is moving in a stable way and if there is a deviation large standard, the module is unstable and features large oscillations
Se explicará a continuación el invento con más detalle por medio de una realización a modo de ejemplo ilustrada en los dibujos. El ejemplo se refiere a la medida del ángulo de alabeo y el ángulo de cabeceo para puertas de arrastre y a la generación de una indicación de posición en relación con el contacto con el fondo, en base a la media y a la desviación estándar para estos valores. Como se ha mencionado anteriormente, es totalmente posible utilizar el invento en relación con otros módulos de guía y para otro aparejo de pesca, y también es posible establecer una indicación de posición en base a las medidas angulares de un solo ángulo o de tres ángulos.The invention will be explained below with more detail by way of an exemplary embodiment illustrated in the drawings. The example refers to the measure of the angle of warping and pitching angle for drag doors and to the generation of a position indication in relation to the contact with the fund, based on the mean and deviation standard for these values. As mentioned above, it is totally possible to use the invention in relation to others guide modules and other fishing tackle, and it is also possible establish a position indication based on the measurements single angle or three angle angles.
La figura 1 es una vista de una puerta y de la definición del ángulo de alabeo, el ángulo de cabeceo y el ángulo de ataque.Figure 1 is a view of a door and of the definition of warping angle, pitch angle and angle Of attack.
La figura 2 muestra la posición de un inclinómetro bidireccional en relación con la puerta.Figure 2 shows the position of a bidirectional inclinometer in relation to the door.
La figura 3 es un diagrama de bloques del proceso de cálculo del valor medido.Figure 3 is a block diagram of the Measured value calculation process.
La figura 4 muestra la desviación estándar y el valor medido para el ángulo de cabeceo y el ángulo de alabeo.Figure 4 shows the standard deviation and the measured value for the pitch angle and warping angle.
Las figuras 5, 6, 7 y 8 muestran detalles de los diagramas de la figura 4.Figures 5, 6, 7 and 8 show details of the diagrams in figure 4.
La figura 9 representa una imagen en pantalla que comprende una indicación de posición proporcionada por el invento.Figure 9 represents a screen image comprising a position indication provided by the invention.
La figura 1 representa una vista de detalle de una puerta y de las definiciones del ángulo de alabeo y el ángulo de cabeceo. La puerta 1 es, como se ha mencionado, un cuerpo relativamente plano que se utiliza para controlar la apertura de un aparejo de arrastre. La puerta se moverá durante la operación de arrastre, y este movimiento puede describirse como un giro alrededor de ejes coincidentes con los ejes "principales" de la puerta 1 o paralelos a los mismos. Los ejes principales de la puerta 1 son el eje x', coplanar con la puerta y que se extiende en la dirección longitudinal de la puerta, el eje y' que es coplanar con la puerta y perpendicular a x', y z' que es perpendicular al plano de la puerta.Figure 1 represents a detail view of a gate and the definitions of the warping angle and the angle of pitching. Door 1 is, as mentioned, a body relatively flat that is used to control the opening of a drag rig. The door will move during the operation of drag, and this movement can be described as a turn around axes coinciding with the "main" axes of Door 1 or parallel to them. The main axes of the Door 1 is the x 'axis, coplanar with the door and extending in the longitudinal direction of the door, the axis and 'which is coplanar with the door and perpendicular to x ', and z' which is perpendicular to the Door plane.
La figura 1a representa un ángulo \alpha de cabeceo, que es el ángulo entre el eje x' y la dirección horizontal (marcada con la letra x). La figura 1b representa el ángulo \beta de alabeo, que es el ángulo que forma el eje y' con la dirección vertical (marcada con la letra y). La figura 1c es una vista desde arriba de la puerta. En esta figura la dirección de desplazamiento del casco está indicada por la letra R y el ángulo de ataque, indicado por \gamma, es el ángulo que forma el eje x' (dirección de la puerta) con la dirección R.Figure 1a represents an angle α of pitch, which is the angle between the x 'axis and the horizontal direction (marked with the letter x). Figure 1b represents the angle β of warping, which is the angle that forms the y-axis with the direction vertical (marked with the letter y). Figure 1c is a view from Above the door. In this figure the direction of travel of the helmet is indicated by the letter R and the angle of attack, indicated by γ, is the angle that forms the x 'axis (direction of the door) with the address R.
La figura 2 representa la posición de una unidad de medida en la forma de un inclinómetro 2 en relación con una puerta 1. En algunos casos (figura 2a), el inclinómetro 2 estará sujeto a la puerta 1 por alambres, soldadura, etc. En otros casos, estará embebido en la puerta 1 o en otro módulo de medida o guía. Dependiendo del tipo de inclinómetro (con uno, dos o tres ejes) y de la correspondencia entre los ejes del inclinómetro y los ejes de la puerta, será posible medir los ángulos de alabeo, cabeceo y ataque.Figure 2 represents the position of a unit of measurement in the form of an inclinometer 2 in relation to a gate 1. In some cases (figure 2a), the inclinometer 2 will be subject to door 1 by wires, welding, etc. In other cases, it will be embedded in door 1 or another measurement module or guide. Depending on the type of inclinometer (with one, two or three axes) and of the correspondence between the axes of the inclinometer and the axes of the door, it will be possible to measure warping, pitching and attack.
En el ejemplo ilustrado, la unidad de medida es un inclinómetro 2 de dos ejes. Todos los cálculos necesario de filtración y valor medido en esta realización tienen lugar en circuitos muy próximos a la unidad de medida.In the illustrated example, the unit of measure is an inclinometer 2 with two axes. All necessary calculations of filtration and measured value in this embodiment take place in circuits very close to the unit of measure.
El invento está basado en el cálculo de la desviación estándar y el valor medio de una serie de medidas angulares, y en la utilización de estos valores para establecer la posición del módulo. La base teórica para los cálculos es la siguiente.The invention is based on the calculation of the standard deviation and the average value of a series of measurements angular, and in the use of these values to establish the module position. The theoretical basis for calculations is the next.
La varianza de una variable x se define como:The variance of a variable x is defined how:
var(x) = \int\limits^{+\infty}\limits_{-\infty} (x - \bar{x})^{2}\cdot p(x)dx = E\{(x - \bar{x})^{2}\}var (x) = \ int \ limits ^ {+ \ infty} \ limits _ {- \ infty} (x - \ bar {x}) ^ {2} \ cdot p (x) dx = E \ {(x - \ bar {x}) 2 \}
donde p (x) es la función de probabilidad y \bar{x} = E(x) es el valor medio de x:where p (x) is the function of probability y \ bar {x} = E (x) is the average value of x:
\bar{x} = E(x) = \int\limits^{+\infty}\limits_{-\infty} x \cdot p(x)dx\ bar {x} = E (x) = \ int \ limits ^ {+ \ infty} \ limits _ {- \ infty} x \ cdot p (x) dx
La varianza puede expresarse a su vez como:The variance can be expressed as:
var(x) = E\{(x - \bar{x})^{2}\} = E(x^{2}) - [E(x)]^{2}var (x) = E \ {(x - \ bar {x}) 2 \} = E (x2) - [E (x)] 2
Esto significa que si ha de calcularse la varianza de una medida, esto puede hacerse hallando en primer lugar el valor medio de los valores medidos elevados al cuadrado y restando a continuación el valor medio de la medida al cuadrado. El valor medio puede estimarse utilizando un filtro de paso bajo, y esto proporciona un método para calcular la varianza continua de una medida. Como se ha descrito anteriormente, se desea indicar un "factor de oscilación" en la forma de la desviación estándar, y es más fácil dar una interpretación física a la desviación estándar que a la varianza. La desviación estándar se expresa como la raíz cuadrada de la varianza:This means that if the variance of a measure, this can be done by finding first the average value of the measured values squared and then subtracting the average value of the measure squared. He average value can be estimated using a low pass filter, and this provides a method to calculate the continuous variance of a measure. As described above, it is desired to indicate a "swing factor" in the form of the standard deviation, and it is easier to give a physical interpretation to the deviation standard than to variance. The standard deviation is expressed as The square root of the variance:
std (x) = \sqrt{var(x)}std (x) = \ sqrt {var (x)}
La figura 3 es un diagrama de bloques para el cálculo del valor medido e ilustra la presente realización del invento. El aparato ilustrado en la figura comprende una unidad de medida, en este caso en la forma de un acelerómetro 10, un dispositivo 11 de filtro, un convertidor 12 de analógico a digital, una primera unidad 13 de procesamiento para calcular la media Av y la desviación estándar Std, una segunda unidad 14 de procesamiento para proporcionar una indicación Pos de posición para el módulo con respecto al contacto con el fondo, y una unidad 15 de memoria para instrucciones de procesamiento, variables, etc.Figure 3 is a block diagram for the calculation of the measured value and illustrates the present embodiment of the invention. The apparatus illustrated in the figure comprises a unit of measured, in this case in the form of an accelerometer 10, a filter device 11, an analog-to-digital converter 12, a first processing unit 13 to calculate the Av average and the standard deviation Std, a second processing unit 14 to provide a position Pos indication for the module with regarding contact with the bottom, and a memory unit 15 for processing instructions, variables, etc.
Como se muestra en el diagrama de bloques, antes de ser digitalizada (muestreada) la señal, se transmite a través del dispositivo 11 de filtro, que en una realización del invento es un filtro analógico de paso bajo. El filtro de paso bajo asegura que se eliminan todas las frecuencias superiores a la mitad de la frecuencia de muestreo. De este modo, con una frecuencia de muestreo de 2 Hz (la mitad de la segunda tasa de muestreo) se filtran las frecuencias superiores a 1 Hz. Las características del dispositivo de filtro y del muestreo podrían ser alteradas para adaptar este primer filtrado al tipo de lecho marino o fondo.As shown in the block diagram, before if the signal is digitized (sampled), it is transmitted through of the filter device 11, which in one embodiment of the invention is an analog low pass filter. Low pass filter ensures that all frequencies higher than half of the sampling frequency Thus, with a frequency of 2 Hz sampling (half of the second sampling rate) is filter frequencies above 1 Hz. The characteristics of the filter and sampling device could be altered to adapt this first filter to the type of seabed or bottom.
Aunque este ejemplo muestra una unidad de procesamiento que consiste en dos unidades 13 y 14, es perfectamente posible realizar todas las operaciones de cálculo en una sola unidad. Es posible también establecer una conexión inalámbrica entre las unidades 13 y 14, y colocar la unidad 14, por ejemplo, en el casco que desplaza el aparejo de arrastre. El diagrama de bloques muestra también componentes adicionales del aparato acuerdo con el invento:Although this example shows a unit of processing consisting of two units 13 and 14, is perfectly possible to perform all calculation operations in one unity. It is also possible to establish a wireless connection between units 13 and 14, and place unit 14, for example, in the hull that displaces the trawl. The diagram of blocks also shows additional components of the device agreement with the invention:
- una unidad 16 de salida para proporcionar una señal de indicación de posición, es decir una señal que comprende un número de valores de posición ("contacto con el fondo", "transición", "no contacto con el fondo");- an output unit 16 to provide a position indication signal, that is a signal comprising a number of position values ("background contact", "transition", "no contact with the fund");
- una unidad 17 de visualización para presentar la indicación de posición en la forma de letras/números/sonido;- a display unit 17 to present the indication of position in the form of letters / numbers / sound;
- una unidad 18 de control conectada a una unidad de entrada de valor deseado y una unidad actuadora, de modo que es posible controlar la posición del módulo en base a valores deseados y valores medidos (valores reales);- a control unit 18 connected to a input unit of desired value and an actuator unit, so that it is possible to control the position of the module based on values desired and measured values (real values);
- una unidad transmisora 20 para transmitir la señal de indicación de posición a un receptor 21 que está, por ejemplo, a bordo del casco.- a transmitter unit 20 to transmit the position indication signal to a receiver 21 which is, by example, on board the helmet.
La figura 3b ilustra una parte del procesamiento que se efectúa en la primera unidad 13 de procesamiento. La figura muestra que la señales de medida procedentes de la superficie 10 emisora de luz son en primer lugar convertidas/linealizadas (bloque 101) y filtradas a continuación para eliminar puntos anómalos (bloque 102). La finalidad del filtro de puntos anómalos es eliminar valores medidos erróneos. Una posibilidad es utilizar un filtro de mediada de tres puntos que eliminará un punto de medida erróneo que aparezca en solitario. Sin embargo, si se producen dos medidas erróneas sucesivas, se transmitirán.Figure 3b illustrates a part of the processing which is carried out in the first processing unit 13. The figure shows that the measurement signals from surface 10 Light emitters are first converted / linearized (block 101) and filtered below to eliminate anomalous points (block 102). The purpose of the anomalous point filter is eliminate erroneous measured values. One possibility is to use a three point mediating filter that will eliminate a measurement point wrong to appear alone. However, if two occur successive erroneous measures will be transmitted.
Subsiguientemente, las señales sol filtradas por filtros RC (bloques 103 y 106) que, por ejemplo, consisten en un filtro digital RC de primer orden:Subsequently, the sun signals filtered by RC filters (blocks 103 and 106) which, for example, consist of a First order RC digital filter:
y(i) = y(i - 1) + [u(i) - y(i - 1)]\cdot Kand (i) = y (i - 1) + [u (i) - y (i - 1)] \ cdot K
donde y es el valor medido filtrado y u es el valor en bruto sin filtrar. K es una constante de filtro comprendida entre 0 y 1.where and is the measured value filtered and u is the raw value unfiltered. K is a filter constant between 0 and one.
En lo que respecta a la elección de la constante de tiempo del filtro, esta debe escogerse en base a la oscilación más baja que pueda tener la puerta. Se supone que un periodo típico para una posible oscilación en el ángulo de alabeo está comprendido entre 5 y 10 segundos, pero en el caso de grandes puertas pelágicas, el periodo puede ser tan grande como 20 segundos. Se supone, por consiguiente, un período máximo de 20 segundos cuando se escoge la constante K de filtro. Las simulaciones muestran que con una tasa de muestreo de 0,5 segundos, un valor K = 0,050 proporciona una buena respuesta. Esta constante de filtro se utiliza en los dos filtros que están incluidos en el cálculo de la desviación estándar.Regarding the choice of the constant of filter time, this should be chosen based on the oscillation lower than the door can have. It is assumed that a typical period for a possible oscillation in the angle of warping is comprised between 5 and 10 seconds, but in the case of large doors pelagic, the period can be as large as 20 seconds. Be assumes, therefore, a maximum period of 20 seconds when the filter constant K is chosen. The simulations show that with a sampling rate of 0.5 seconds, a K value = 0.050 It provides a good answer. This filter constant is used in the two filters that are included in the calculation of the standard deviation.
Después del filtrado, los valores son elevados al cuadrado (bloques 104 y 105), se restan y se calcula la raíz cuadrada del resultado (bloque 107). La señal de salida del bloque 103 representa la media Av de las medidas angulares (el proceso se lleva a cabo independientemente para ángulos diferentes), mientras que la señal de salida del bloque 107 proporciona la desviación estándar para las medidas angulares.After filtering, the values are high squared (blocks 104 and 105), subtract and calculate the root square of the result (block 107). Block output signal 103 represents the mean Av of the angular measures (the process is carried out independently for different angles), while that the output signal of block 107 provides the deviation standard for angular measurements.
La figura 4 representa la desviación estándar y el valor medido para los ángulos de alabeo y cabeceo de una puerta, donde la puerta en ciertos momentos está en contacto con el fondo. En los diagramas, Meas 1 corresponde al valor medio para el ángulo \beta de alabeo, Meas 2 corresponde a la desviación estándar (Std) para el ángulo \beta de alabeo, Meas 3 corresponde al valor medio para el ángulo \alpha de cabeceo, y Meas 4 es la desviación estándar para dicho ángulo. El eje horizontal representa el tiempo en segundos.Figure 4 represents the standard deviation and the measured value for the warping and pitching angles of a door, where the door at certain times is in contact with the background. In the diagrams, Meas 1 corresponds to the average value for the warping angle β, Meas 2 corresponds to the deviation standard (Std) for angle? warping, Meas 3 corresponds at the mean value for the pitch angle α, and Meas 4 is the standard deviation for said angle. The horizontal axis represents The time in seconds.
Puede verse en esta figura (Meas 1 y Meas 2) que la puerta tiene un primer ángulo de alabeo en los primeros 600 segundos, subsiguientemente presenta una transición (entre 600 segundos y 800 segundos) y la puerta se estabiliza entonces en un segundo ángulo. El primer ángulo de alabeo tiene un valor típico para contacto con el fondo, mientras que el segundo corresponde típicamente a una ausencia de contacto con el fondo. La transición muestra como oscila la puerta a medida que pierde contacto con el fondo. En Meas 2 se muestra la transición como un pico marcado en el valor estándar alrededor de 750 segundos. Estableciendo límites para el valor medio, estando los límites entre los valores medios para contacto con el fondo y para ausencia de contacto con el fondo, puede proporcionarse una indicación de posición. Del mismo modo, estableciendo límites para la desviación estándar y en ningún caso para sus aumentos (derivada, valor de pico), será posible proporcionar una indicación de posición con respecto a una transición.It can be seen in this figure (Meas 1 and Meas 2) that the door has a first angle of warping in the first 600 seconds, subsequently presents a transition (between 600 seconds and 800 seconds) and the door then stabilizes in a second angle The first warping angle has a typical value for contact with the bottom, while the second corresponds typically in the absence of contact with the fund. The transition shows how the door swings as it loses contact with the background. In Meas 2 the transition is shown as a peak marked in the standard value around 750 seconds. Setting limits for the average value, the limits being between the average values for contact with the fund and for absence of contact with the fund, an indication of position can be provided. In the same way, setting limits for standard deviation and in no case for its increases (derivative, peak value), it will be possible provide an indication of position with respect to a transition.
Es posible también proporcionar una indicación de posición simplemente mostrando los valores para el valor medio y la desviación estándar de los ángulos.It is also possible to provide an indication of position simply showing the values for the average value and the standard deviation of the angles.
La figura 9 representa una imagen en pantalla que comprende una indicación de posición proporcionada por medio del invento. La imagen en pantalla muestra los parámetros asociados con un arrastre de fondo que está controlado por dos puertas.Figure 9 represents a screen image comprising a position indication provided by means of the invention The screen image shows the associated parameters with a bottom drag that is controlled by two doors.
Los campos superiores de la imagen en pantalla muestran, de izquierda a derecha:The upper fields of the screen image show, from left to right:
- profundidad de la puerta de babor: 111 m; variación: 0 m/min.- port port depth: 111 m; variation: 0 m / min
- profundidad de la línea de proa de arrastre: 108 m; variación: 0 m/min.- depth of the drag line: 108 m; variation: 0 m / min
- profundidad de la puerta de estribor: 110 m; variación 1 m/min.- starboard door depth: 110 m; 1 m / min variation.
- temperatura: 10,3ºC, variación: 3ºC/min.- temperature: 10.3ºC, variation: 3ºC / min.
- velocidad: 1,6 nudos; variación: 0 nudos/min, dirección del flujo de agua coincidente con la dirección de arrastre.- speed: 1.6 knots; variation: 0 knots / min, water flow direction coinciding with the direction of drag
- distancia entre puertas: 38,3 m; variación: 0 m/min.- distance between doors: 38.3 m; variation: 0 m / min
- ángulo de alabeo para la primera puerta (valor medio Av): 19,4º; desviación estándar para el ángulo de alabeo "factor de oscilación"): 4, ángulo de cabeceo para la primera puerta: 6,9º; desviación estándar para el ángulo de cabeceo: 2.- warping angle for the first door (value Av average): 19.4º; standard deviation for warping angle "swing factor"): 4, pitch angle for the first door: 6,9º; standard deviation for the pitch angle: 2.
- ángulo de alabeo para la segunda puerta (valor medio Av): 14,8º; desviación estándar para el ángulo de alabeo: 6; ángulo de cabeceo para la segunda puerta: 7,6º; desviación estándar para el ángulo de cabeceo: 3.- warping angle for the second door (value Av average): 14.8º; standard deviation for warping angle: 6; pitch angle for the second door: 7.6º; standard deviation for the pitch angle: 3.
- altura del arrastre (entre la línea de proa y el aparejo de fondo): 2,7 m; apertura de arrastre: 2,7 m; distancia desde el fondo: 0,0 m.- drag height (between the bow line and bottom rigging): 2.7 m; drag opening: 2.7 m; distance from the bottom: 0,0 m.
El campo izquierdo inferior muestra, desde la parte superior de la imagen hacia abajo y de izquierda a derecha:The lower left field shows, from the top of the image down and from left to right:
- distancia entre las puertas: 38,3.- distance between the doors: 38.3.
- tensión en el cable de babor (que tira del arrastre): 0,6 toneladas; variación: 0 toneladas/min.- tension on the port cable (pulling the trawl): 0.6 tons; variation: 0 tons / min.
- longitud del cable de babor (que tira del arrastre): 250,7 m; variación: 0 m/min.- port cable length (pulling drag): 250.7 m; variation: 0 m / min
- profundidad de la línea de proa de arrastre: 108 m; variación: 0.- depth of the drag line: 108 m; variation: 0.
- altura del arrastre: 2,7 m.- drag height: 2.7 m.
- tensión en el cable de estribor: 0,6; variación: 0.- starboard cable tension: 0.6; variation: 0.
- longitud del cable de estribor: 252,1 m; variación: 0.- starboard cable length: 252.1 m; variation: 0.
- apertura de arrastre: 2,7 m.- drag opening: 2.7 m.
- ángulo de alabeo para la primera puerta: 19º.- warping angle for the first door: 19th.
- profundidad de la primera puerta: 111 m; variación: 0 m/min.- depth of the first door: 111 m; variation: 0 m / min
- distancia desde el fondo: 0 m; profundidad relativa de las puertas: 0S.- distance from the bottom: 0 m; depth Relative of the doors: 0S.
- profundidad de la segunda puerta: 110 m; variación: 1 m/min.- depth of the second door: 110 m; variation: 1 m / min
- ángulo de la segunda puerta: -15º.- angle of the second door: -15º.
Finalmente, la imagen en pantalla muestra esquemáticamente la señal procedente de un retorno de arrastre, es decir desde un emisor de sonido de eco situado en la línea de proa que apunta hacia el fondo. El lado izquierdo del diagrama muestra que el fondo "se está aproximando al sensor" o, en otras palabras, que el arrastre está en camino hacia el fondo. Subsiguientemente, muestra la posición relativa del aparejo de fondo y del fondo. Este sensor no es capaz de determinar gráficamente la posición del arrastre con respecto al contacto con el fondo de un modo satisfactorio. Una determinación de posición de este tipo es posible utilizando el invento.Finally, the screen image shows schematically the signal from a drag return is say from an echo sound emitter located on the bow line that points to the bottom. The left side of the diagram shows that the background "is approaching the sensor" or, in other words, that the drag is on its way to the bottom. Subsequently, it shows the relative position of the bottom rig and from the bottom. This sensor is not able to graphically determine the position of the drag relative to the contact with the bottom of a satisfactory way. A position determination of this type is possible using the invention.
Como puede verse, el invento permite obtener una indicación de posición neta y fiable para módulos de guía. La indicación de posición es proporcionada rápidamente y asegura la posibilidad de corrección horaria de los parámetros de control del arrastre.As can be seen, the invention allows obtaining a Net and reliable position indication for guide modules. The Position indication is provided quickly and ensures the possibility of hourly correction of the control parameters of the drag
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