ES2430219T3 - Método y sistema para geometría de sensores - Google Patents
Método y sistema para geometría de sensores Download PDFInfo
- Publication number
- ES2430219T3 ES2430219T3 ES08832767T ES08832767T ES2430219T3 ES 2430219 T3 ES2430219 T3 ES 2430219T3 ES 08832767 T ES08832767 T ES 08832767T ES 08832767 T ES08832767 T ES 08832767T ES 2430219 T3 ES2430219 T3 ES 2430219T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- sensor
- vehicles
- training
- intended
- sensor carrier
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 8
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 5
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 23
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
- G01V1/3808—Seismic data acquisition, e.g. survey design
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
- G01V1/3817—Positioning of seismic devices
- G01V1/3826—Positioning of seismic devices dynamic steering, e.g. by paravanes or birds
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
- G05D1/0291—Fleet control
- G05D1/0293—Convoy travelling
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
- G05D1/104—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft involving a plurality of aircrafts, e.g. formation flying
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C13/00—Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal
- G01C13/008—Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal measuring depth of open water
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Geology (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Toys (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Método para la recogida de datos en operaciones marítimas a partir de una geometría de sensores dinámicamediante el control de formación de los miembros de la formación en forma de vehículos portadores de sensores(11, 12a-d), pudiendo dichos vehículos portadores de sensores (11, 12a-d) funcionar en la superficie marítima ysiendo vehículos pilotados o no pilotados (11, 12a-d), estando dichos vehículos portadores de sensores (11, 12a-d)provistos de uno o más medios sensores, dispuestos en los vehículos portadores de sensores (11, 12a-d) y/odispuestos para los vehículos portadores de sensores (11, 12a-d), como por ejemplo remolcados por los vehículos(11, 12a-d), comprendiendo dicho método los siguientes pasos: a) obtener los parámetros de definición de la formación pretendidos, establecidos por un centro de comando, b) obtener los vectores de estado de los miembros de la formación mediante sistemas de navegación paraproporcionar información sobre su posición, velocidad y dirección, c) comparar el vector de estado de cada vehículo portador de sensor con los parámetros de definición de laformación pretendidos y los vectores de estado de otros miembros de la formación y calcular la distancia relativa(DA) entre los miembros de la formación, d) obtener la distancia (D) entre los medios sensores del vehículo portador de sensores y el objeto a medir y elángulo de alcance (α) de los medios sensores en relación con el objeto a medir, e) calcular los nuevos vectores de estado pretendidos para cada vehículo portador de sensores según lacomparación y el cálculo en el paso c), la distancia (D) hasta el objeto a medir y el ángulo de alcance (α) de losmedios sensores en relación con el objeto a medir, f) calcular la potencia de control para los medios de propulsión de cada vehículo portador de sensores paraconseguir el nuevo vector de estado pretendido según los cálculos del paso e), g) realizar un cambio dinámico de la distancia relativa (DA) entre los vehículos portadores de sensores mediante elcontrol de la potencia de control de los medios de propulsión de cada vehículo portador de sensores según loscálculos del paso f), h) repetir continuamente los pasos a) a g) para cada vehículo portador de sensores.
Description
Método y sistema para geometría de sensores
5 La presente invención se refiere a un método para la recogida de datos en operaciones marítimas desde una geometría de sensores dinámica, mediante el control de formación de los miembros de formación en forma de vehículos portadores de sensores, para obtener la geometría de sensores pretendida, según el preámbulo de la reivindicación 1. Dicha invención se refiere asimismo a un sistema para llevar a cabo el método según el preámbulo de la reivindicación 10.
ANTECEDENTES
Actualmente, los vehículos están provistos de diversos tipos de sistemas de sensores para la recogida de datos. Algunos sensores/aplicaciones comunes pueden ser: ecosondas multihaz/exploración submarina, sonar/pesca,
15 sonar/detección de minas, hidrófonos/sismología marítima, escáner laser/sondeo topográfico y similares.
Los sistemas de sensores de los vehículos tendrán un alcance limitado. Este problema se suele solucionar haciendo que el portador de sensores (el vehículo) siga unos patrones repetitivos y parcialmente solapados, para poder interpolar los resultados medidos a un resultado medido general para una zona concreta. Los vehículos portadores
20 de sensores habitualmente experimentan una gran cantidad de uso diario. Para aumentar la eficacia de la recogida de datos del vehículo, existen tres claras alternativas:
- 1.
- aumentar la velocidad de los portadores de sensores, cubriendo así una zona más amplia por unidad de tiempo;
- 2.
- aumentar el alcance de los sensores; y
25 3. aumentar el número de sensores.
La velocidad a la que se puede realizar la medición (la velocidad del vehículo) a menudo se ve limitada debido a las limitaciones de la técnica de medición (calidad de los datos medidos).
30 El alcance de los sensores también puede verse limitado por la técnica de medición. A menudo se prefiere tener una alta resolución en el sensor, por lo que la zona real de búsqueda del sensor debe ser baja.
Aumentar el número de sensores no es en absoluto una solución posible, ya que los sensores siguen dependiendo de su disposición en el vehículo, y por tanto su alcance se solapará.
35 A partir del documento US n.º 2006235584 se conoce un método para controlar las maniobras de un vehículo autónomo en una red que comprende una pluralidad de vehículos autónomos. El método comprende la monitorización del estado del vehículo autónomo, la recepción periódica de datos sobre los estados de un subgrupo de la pluralidad de vehículos autónomos, y la determinación periódica de al menos una orden a un circuito de control
40 para el vehículo autónomo basándose en el estado monitorizado y los datos del subgrupo de la pluralidad de vehículos autónomos.
El documento US n.º 2003208320 da a conocer un método y un dispositivo que comprende un sistema de control activo para un dispositivo de buque sísmico remolcado que permite cualquier control de posición relativa de
45 cualquier cantidad de buques sísmicos remolcados. El dispositivo y el método permiten la maniobra de un dispositivo sísmico mientras el buque remolque mantiene el rumbo o el propio buque maniobra para colaborar en la reubicación del dispositivo. El sistema permite el mantenimiento de la posición y geometría específica del dispositivo en presencia de factores ambientales variables
50 No se conoce ninguna publicación que dé a conocer o sugiera métodos para conseguir una geometría de sensores pretendida mediante un control de formación de una embarcación portadora de sensores.
OBJETIVO
55 El objetivo de la presente invención es proporcionar un método para crear una geometría de sensores dinámica mediante un control de formación de una embarcación portadora de sensores para conseguir una geometría de sensores pretendida. Otro objetivo adicional de la presente invención es facilitar la recogida de datos reales mediante la embarcación de formación controlada en una geometría de sensores pretendida. El vehículo portador de sensores puede funcionar en tierra (vehículo de conducción), sobre el agua (vehículo flotante), bajo el agua
60 (vehículo sumergido) y/o en el aire (vehículo volador). Dicho vehículo puede ser tripulado o no. El vehículo portador de sensores puede estar provisto de uno o más medios sensores, dispuestos dentro o encima del vehículo portador de sensores y/o fuera del vehículo portador de sensores de maneras adecuadas, como por ejemplo remolcadas tras el vehículo.
LA INVENCIÓN
En la reivindicación 1 se define un método según la presente invención. En las reivindicaciones 2 a 9 se definen
otras características ventajosas de dicho método. En la reivindicación 10 se define un sistema según la presente
invención. En las reivindicaciones 11 a 15 se definen más características ventajosas de dicho sistema.
Una forma de realización del método según la presente invención puede aumentar la eficacia de medición y el
alcance, aumentando el número de sensores. Dichos sensores se disponen en su correspondiente vehículo portador
de sensores, estando dicho vehículo controlado para una geometría de sensores pretendida para los sensores
mediante el método según la presente invención. La referencia al vehículo portador hecha en el presente documento
engloba todo tipo de vehículos que puedan transportar sensores, que pueden funcionar en tierra, agua y/o aire, y
que pueden ser tripulados o no. El vehículo portador de sensores está provisto de uno o más medios sensores que
están acoplados con el vehículo portador de sensores de maneras adecuadas, como por ejemplo remolcados tras el
vehículo.
Otra forma de realización de un método según la presente invención puede utilizar información sobre el ángulo de
alcance de los sensores para mantener un solapamiento fijo, aunque la distancia hasta el objeto medido varíe. Ello
se obtiene al variar la distancia relativa entre el vehículo portador de sensores.
Si, por ejemplo, se utilizan vehículos portadores de sensores no tripulados, que se mantienen en una posición física
mediante un método para geometría de sensores según la presente invención, es posible aumentar el número de
sensores, por ejemplo, al realizar exploraciones marinas, sin que por ello aumente significativamente el coste
correspondiente. Los costes de funcionamiento y operación de los vehículos portadores de sensores no tripulados
suelen ser considerablemente menores que los de los vehículos portadores de sensores tripulados de capacidad
similar.
Mediante un método para geometría de sensores según la presente invención, se puede conseguir una geometría
de sensores dinámica mediante el control de formación del vehículo portador de sensores. La geometría es
controlable y, por tanto, es posible realizar un cambio dinámico de la geometría relativa de los sensores, según la
operación que se quiera llevar a cabo.
Un método para crear una geometría de sensores según la presente invención puede resumirse en los pasos
siguientes:
a) obtener los parámetros de definición de formación pretendidos, establecidos por un centro de comando,
b) obtener los vectores de estado de los miembros de la formación a partir de sistemas de navegación, para
proporcionar información sobre su posición, velocidad y dirección,
c) comparar el vector de estado de cada vehículo portador de sensores con los parámetros de definición de
formación pretendidos y los vectores de estado de otros miembros de la formación y calcular la distancia relativa
(DA) entre los miembros de la formación,
d) obtener la distancia (D) entre los medios sensores del vehículo portador de sensores y el objeto a medir y el
ángulo de alcance (α) de los medios sensores en relación con el objeto a medir,
e) calcular los nuevos vectores de estado pretendidos para cada vehículo portador de sensores, basándose en la
comparación y el cálculo del paso c), la distancia (D) hasta el objeto a medir y el ángulo de alcance (α) de los medios
sensores en relación con el objeto a medir,
f) calcular la potencia de control para los medios de propulsión de cada vehículo portador de sensores para
conseguir el nuevo vector de estado pretendido según los cálculos del paso e),
g) cambiar dinámicamente la distancia relativa (DA) entre los vehículos portadores de sensores, controlando la
potencia de control de los medios d propulsión de cada vehículo portador de sensores según el cálculo en el paso f),
h) repetir continuamente los pasos a) a g) para cada vehículo portador de sensores.
El paso a) comprende la obtención de parámetros definidos manualmente que definen la geometría de
sensores/forma de la formación (distancia relativa y posición), y otros posibles parámetros para controlar, por
ejemplo, la amplitud de búsqueda de los sensores y/o la distancia entre los sensores y el objeto a medir, u otros
parámetros medidos por los sensores que indican la necesidad de un cambio de formación para mejorar la calidad
de la técnica de medición. Los parámetros se obtienen preferentemente desde un centro de comandos.
El paso b) comprende la obtención del propio vector de estado y los vectores de estado de los otros miembros de la
formación para proporcionar información sobre su posición, velocidad y dirección. La información está disponible en
el sistema de navegación de cada miembro/vehículo portador de sensores.
Los pasos d) y e) se realizan preferentemente mediante unos medios de control de formación que están provistos de
software/algoritmos y/o están programados para ello.
El paso f) comprende el cálculo de la potencia de control para que el vehículo portador de sensores alcance el vector
de estado pretendido según el paso e), que, preferentemente, se realiza mediante medios de control de
dirección/velocidad. El vector de estado propio se proporciona preferentemente como una referencia para una comparación continua con un nuevo vector de estado pretendido y un ajuste continuo de la potencia de control para conseguir el vector de estado pretendido para el vehículo portador de sensores.
El paso g) comprende el control de la potencia de control del vehículo portador de sensores mediante unos medios de control de velocidad/dirección según una comparación continua del vector de estado pretendido y del vector de estado propio del vehículo portador de sensores presente en cada momento, para un control rápido de la potencia de control.
El paso h) comprende la repetición continua de los pasos a) a g) durante una operación.
El método que puede llevar a cabo cada vehículo portador de sensores comprende unos medios de propulsión/dirección y un sistema de control adaptado para llevar a cabo dicho método.
El método comprende diversas áreas de utilización y el vehículo portador de sensores puede comprender unos medios sensores unidos al vehículo, o conectados de algún otro modo con dicho vehículo (remolque, etc.), como una ecosonda multihaz/exploración submarina/pesca, sonar/detección de minas, hidrófonos/sismología marítima, escáner laser/exploración topográfica, ortofotografía/exploración del terreno.
A partir de la siguiente descripción de un ejemplo aparecerán detalles adicionales de la presente invención.
EJEMPLO
A continuación, la presente invención se describe en las formas de realización, haciendo referencia a los dibujos
adjuntos, en los que:
la Figura 1 representa una red de comunicación según la presente invención,
las Figuras 2a y 2b representan dos geometrías de sensor diferentes que se pueden conseguir mediante el control
de formación del vehículo portador de sensores según la presente invención,
la Figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema de control para una primera forma de realización de la
presente invención,
la Figura 4 representa la recogida de datos del lecho marino, y
la Figura 5 es un diagrama de bloques de un sistema de control para una segunda forma de realización de la
presente invención.
La Figura 1 representa la estructura de comunicación entre los diferentes miembros de la formación en una red de
comunicación según la presente invención. Dicha figura muestra un ejemplo de cinco vehículos portadores de
sensores 11 y 12a-d, donde el vehículo portador de sensores 1 es el vehículo principal, y los vehículos portadores
de sensores 12a-d son los demás.
El vehículo principal 11 comprende preferentemente un centro de comandos para monitorizar, controlar y ajustar
manualmente los parámetros para determinar la geometría de sensores mediante un control de formación de los
otros vehículos 12a-d. La comunicación entre las unidades se realiza preferentemente sin cables y las diferentes
unidades 11 y 12a-d están provistas de medios para comunicación sin cables, preferentemente con medios de
comunicación de datos a tiempo real. Por tanto, se puede contactar con cualquiera de los miembros de la
formación/los vehículos portadores de sensores 11 y 12a-d individualmente.
Las Figuras 2a y 2b representan ejemplos de geometría de sensores conseguidos según la presente invención
mediante el control de formación de los vehículos portadores de sensores 12a-d en relación con el vehículo principal
11. Las Figuras muestran cómo se aplica el método a una pluralidad de vehículos portadores de sensores 11 y 12ad para conseguir dos geometrías distintas para las formaciones.
Cada vehículo portador de sensores 12a-d comprende además un sistema de control 100, que se muestra como un diagrama de bloques en la Figura 3. Preferentemente, dicho sistema de control 100 comprende unos medios de control de formación 101, unos medios de control de dirección/velocidad 102, un bloque para los vehículos 12a-d y un sistema de navegación 103. La Figura muestra además el flujo de información en el sistema de control 100.
En esta forma de realización, los medios de control de formación 101 están provistos de lo siguiente:
- 1.
- parámetros de definición de formación 104 - parámetros definidos manualmente que definen la forma de la formación (distancia relativa y posición),
- 2.
- vectores de estado 105 de los miembros de la formación - datos de estado de los otros miembros de la formación 11 y 12a-d.
Además, los medios de control de formación 101 reciben información procedente de un sistema de navegación 103 sobre sus propios datos de estado, como por ejemplo la posición, la dirección y la velocidad del sistema de navegación en forma de un vector de estado 106.
Preferentemente, los parámetros de definición de formación 104 se ajustan manualmente desde el centro de comandos del vehículo principal 11 o un centro de comandos cercano.
Además, los medios de control de formación 101 están provistos de software/algoritmos y/o están programados para comparar su propio vector de estado 106 de los vehículos portadores de sensores 12a-d, procedentes del sistema de navegación 103, con los parámetros de entrada.
Seguidamente, los medios de control de formación 101 calculan un nuevo vector de estado pretendido para los vehículos portadores de sensores 12a-d. El vector de estado calculado se envía a los medios de control de dirección/velocidad 102, que establecen la potencia de control P en los medios de potencia de los vehículos portadores de sensores 12a-d. Preferentemente, el vector de estado 106 presente en cada momento determinado en los vehículos portadores de sensores 11 y 12a-d se ofrece como referencia para la comparación continua entre el vector de estado pretendido y el vector de estado del vehículo portador de sensores mostrado en cada momento determinado, para un control rápido de la potencia de control.
De este modo, se consigue una distancia relativa dinámica configurable DA entre los diferentes vehículos portadores de sensores 11 y 12a-d, que se puede controlar para la geometría de sensores pretendida mediante un control de formación de los vehículos portadores de sensores 12a-d respecto al vehículo principal 11 en el presente ejemplo. Debido a que la geometría de sensores (control de formación del vehículo portador de sensores) se puede controlar, la geometría relativa de los sensores que depende de la operación pretendida puede entonces cambiarse en términos de dinámica, según la operación pretendida.
La Figura 4 representa una segunda forma de realización según la presente invención, que ha sido adaptada para la recogida de datos del lecho marino. En la recogida de datos, por ejemplo, de un lecho marino 120, los sensores suelen estar dispuestos en un ángulo α de alcance fijo. Cuando dichos sensores son transportados por vehículos portadores de sensores 12a-d con control de formación, normalmente se pretende que sus zonas de alcance se solapen un poco. Si el ángulo de alcance α de los sensores es fijo, la anchura real de búsqueda de los sensores cambiará según la distancia del objeto a medir (la profundidad D del océano, en este ejemplo).
Según la presente invención, se proporciona un método que garantiza que los sensores mantengan un solapamiento fijo, aunque cambie la distancia del objeto D a medir. Ello se obtiene cambiando la distancia relativa DA entre los vehículos portadores de sensores 12a-d. Por ejemplo, si aumenta la distancia D, la distancia DA entre los miembros de la formación, es decir los vehículos portadores de sensores 12a-d, aumenta ya que el sensor podrá inspeccionar ("observar") una mayor anchura del objeto 120 a medir. Para ello se utiliza la distancia D como un parámetro de control de entrada para el sistema de control 100', es decir, como dato de entrada de los medios de control de formación 101.
Haciendo referencia a la Figura 5, se trata de un diagrama de bloques del sistema de control 100' de la segunda forma de realización de la presente invención.
Tal como se ha mencionado anteriormente, el sistema de control 100' comprende unos medios de control de formación 101, unos medios de control de dirección/velocidad 102, un bloque para los vehículos 12a-c y un sistema de navegación 103. Dicho sistema de navegación 103 comprende asimismo un sensor de distancia para proporcionar información sobre la distancia D del objeto 120 a medir.
Dicha Figura muestra además el flujo de información en el sistema de control 101'.
En dicha forma de realización, los medios de control de formación 101 están provistos de lo siguiente:
- 1.
- parámetros de formación 107 - parámetros definidos manualmente que definen la forma de la formación y la anchura de búsqueda de los sensores y el solapamiento pretendido de dichos sensores,
- 2.
- vectores de estado 108 de los miembros de formación - los datos de estado de los otros miembros de la formación.
Los medios de control de formación 101 reciben también información de un sistema de navegación 103 sobre sus propios datos de estado, como la posición, la dirección y la velocidad, así como información sobre la distancia D del objeto a medir en forma de un vector de estado 109.
Los medios de control de formación 101 están provistos también de software/algoritmos y/o están programados para comparar el vector propio de estado 109 de los vehículos 12a-c, obtenidos del sistema de navegación 103, con los parámetros de entrada. Entonces, los medios de control de formación 101 calculan un nuevo vector de estado pretendido para los vehículos portadores de sensores 12a-c. El vector de estado calculado se envía a los medios de control de dirección/velocidad 102 que establecen la potencia de control P en los medios de potencia de control de los vehículos portadores de sensores 12a-c, del mismo modo que en la primera forma de realización. El vector propio de estado 109 presente en cada momento determinado en los vehículos portadores de sensores 12a-c se proporcionan preferentemente como referencia para una comparación continua entre el vector de estado pretendido
5 y el vector de estado presente en cada momento determinado en los vehículos portadores de sensores, para un control rápido de la potencia de control.
De este modo, se consigue una distancia relativa DA dinámica entre los diversos vehículos portadores de sensores 12a-c, que se puede controlar para una geometría de sensores pretendida mediante los vehículos portadores de
10 sensores 12a-c, de modo que los sensores se solapen parcialmente entre sí. Debido a que la geometría es controlable, es posible realizar un cambio dinámico en la geometría de los sensores, según la distancia del objeto a medir en relación con el ángulo de alcance de los sensores.
MODIFICACIONES
15 Un posible vehículo principal puede ser también un vehículo igual en las disposiciones anteriores, y entonces la operación se controla desde una ubicación cercana. Si un vehículo cercano se utiliza como centro de comandos, no se requiere un vehículo principal, ya que se pueden controlar todos los vehículos para una geometría de sensores pretendida mediante el control de formación de los vehículos.
20 Se puede cambiar el número de vehículos a una cantidad pretendida según la operación y el objetivo pretendidos.
El presente método puede comprender además parámetros de control, como otros parámetros de control de técnicas de medición, que se utilizarán para mantener la geometría de sensores. Por ejemplo, la distancia relativa 25 DA se puede cambiar como una función del sonido/electromagnetismo reflejado desde una fuente y/o otras mediciones de los sensores de medición tales como por ejemplo las descritas en la Figura 4.
Dicho método se puede utilizar para el control de formación de un vehículo sumergible, de superficie (marítima o terrestre) o volador, o una combinación de los mismos. Para los vehículos sumergibles o voladores, se requieren los 30 parámetros de entrada sobre la distancia entre el vehículo individual y la superficie del agua y el lecho marino (para embarcaciones sumergibles) o la distancia hasta la superficie marítima o terrestre (vehículo volador).
Debido a que cada vehículo portador de sensores se puede utilizar individualmente, es posible hacer que el vehículo portador de sensores esté provisto de diversos medios sensores, y controlarlos en consecuencia.
35 Dicho método se puede adaptar para los diferentes medios sensores de los que se puede encargar el vehículo portador de sensores, como por ejemplo multihaz/exploración submarina, sonar/pesca, sonar/detección de minas, hidrófonos/sismología marítima, escáner laser/sondeo topográfico, sensores/geología y similares.
Claims (14)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Método para la recogida de datos en operaciones marítimas a partir de una geometría de sensores dinámica mediante el control de formación de los miembros de la formación en forma de vehículos portadores de sensores (11, 12a-d), pudiendo dichos vehículos portadores de sensores (11, 12a-d) funcionar en la superficie marítima y siendo vehículos pilotados o no pilotados (11, 12a-d), estando dichos vehículos portadores de sensores (11, 12a-d) provistos de uno o más medios sensores, dispuestos en los vehículos portadores de sensores (11, 12a-d) y/o dispuestos para los vehículos portadores de sensores (11, 12a-d), como por ejemplo remolcados por los vehículos (11, 12a-d), comprendiendo dicho método los siguientes pasos:
a) obtener los parámetros de definición de la formación pretendidos, establecidos por un centro de comando, b) obtener los vectores de estado de los miembros de la formación mediante sistemas de navegación para proporcionar información sobre su posición, velocidad y dirección, c) comparar el vector de estado de cada vehículo portador de sensor con los parámetros de definición de la formación pretendidos y los vectores de estado de otros miembros de la formación y calcular la distancia relativa (DA) entre los miembros de la formación, d) obtener la distancia (D) entre los medios sensores del vehículo portador de sensores y el objeto a medir y el ángulo de alcance (α) de los medios sensores en relación con el objeto a medir, e) calcular los nuevos vectores de estado pretendidos para cada vehículo portador de sensores según la comparación y el cálculo en el paso c), la distancia (D) hasta el objeto a medir y el ángulo de alcance (α) de los medios sensores en relación con el objeto a medir, f) calcular la potencia de control para los medios de propulsión de cada vehículo portador de sensores para conseguir el nuevo vector de estado pretendido según los cálculos del paso e), g) realizar un cambio dinámico de la distancia relativa (DA) entre los vehículos portadores de sensores mediante el control de la potencia de control de los medios de propulsión de cada vehículo portador de sensores según los cálculos del paso f), h) repetir continuamente los pasos a) a g) para cada vehículo portador de sensores. -
- 2.
- Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el paso a) comprende la obtención de los parámetros definidos manualmente que definen la forma de la formación, conforme a la distancia relativa y posición de los miembros de la formación.
-
- 3.
- Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el paso a) comprende además la obtención de otros parámetros de control, conforme a uno o más de entre: anchura de búsqueda de los medios sensores, u otros parámetros medidos por sensores que indiquen la necesidad de un cambio de formación para conseguir una mejora en la calidad de la técnica de medición.
-
- 4.
- Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el paso g) comprende el control de la potencia de control de los medios de propulsión de cada vehículo portador de sensores según una comparación continua entre el nuevo vector de estado pretendido y el vector de estado propio presente en cada momento determinado en el vehículo correspondiente, para un rápido control de la potencia de control de los medios de propulsión.
-
- 5.
- Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el paso f) comprende además el uso del vector de estado propio de cada vehículo portador de sensores como referencia para una comparación continua con el nuevo vector de estado pretendido para cada vehículo portador de sensores y un continuo ajuste de la potencia de control de los medios de propulsión para cada vehículo portador de sensores para alcanzar el vector de estado pretendido de cada vehículo portador de sensores.
-
- 6.
- Método según la reivindicación 1, caracterizado porque se llevan a cabo los pasos d) a g) por medios de control de formación provistos de software/algoritmos y/o programados para ello.
-
- 7.
- Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el uso de un sistema de navegación o un sistema de medición para proporcionar información sobre la distancia (D) entre los medios sensores y el objeto a medir u otros parámetros medidos por sensores, que indican la necesidad de un cambio en la formación para una mejora en la técnica de medición.
-
- 8.
- Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el uso de unos medios sensores con un ángulo de alcance (α) fijo.
-
- 9.
- Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dicho método comprende el mantenimiento de un solapamiento fijo de la zona de alcance de los medios sensores.
-
- 10.
- Sistema para llevar a cabo el método según las reivindicaciones 1 a 9, comprendiendo dicho sistema uno o más miembros de formación en forma de vehículos portadores de sensores (11, 12a-d), pudiendo dichos vehículos portadores de sensores (11, 12a-d) funcionar en la superficie marítima y siendo vehículos pilotados o no pilotados
(11, 12a-d), estando dichos vehículos portadores de sensores (11, 12a-d) provistos de uno o más medios sensores, dispuestos en los vehículos portadores de sensores (11, 12a-d) y/o dispuestos para los vehículos portadores de sensores (11, 12a-d), como por ejemplo remolcados por los vehículos (11, 12a-d), caracterizado porque cada vehículo portador de sensores (11, 12a-d) comprende un sistema de control (100, 100') que comprende medios de5 control de formación (101), medios de propulsión (102), un sistema de navegación (103) y medios para detectar la distancia (D) entre los medios sensores del vehículo portador de sensores (11, 12a-d) y el objeto a medir. - 11. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de control de formación (101) están dispuestos para la recepción de parámetros de definición de la formación (104, 107) y/o vectores de estado (105,10 108) de los miembros de la formación, y el vector de estado propio (106, 109) de los vehículos portadores de sensores (11, 12a-d).
- 12. Sistema según las reivindicaciones 10 y 11, caracterizado porque el sistema de navegación (103) estádispuesto para proporcionar el vector de estado (106, 108) del vehículo portador de sensores (11, 12a-d). 15
- 13. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho sistema comprende sistemas de medición para proporcionar parámetros medidos por sensor que indican la necesidad de un cambio en la formación para una mejora en la técnica de medición.20 14. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de control de formación (101) están provistos de software/algoritmos y/o programados para la comparación del vector de estado propio (106, 109) de los vehículos portadores de sensores (12a-d) con parámetros de definición de la formación (104, 107) y/o vectores de estado (105, 108) pretendidos de los miembros de la formación, y están provistos con software/algoritmos y/o programados para calcular un nuevo vector de estado pretendido para los vehículos portadores de sensores (11,25 12a-d).
- 15. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de propulsión (102) están dispuestos para calcular la potencia de control y establecer la potencia de control en los vehículos portadores de sensores (11, 12ad) para conseguir un vector de estado pretendido.REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓNEsta lista de referencias citadas por el solicitante se proporciona únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de patente Europea. Aunque las referencias se han recopilado cuidadosamente, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina toda responsabilidad en este sentido.Documentos de patentes citados en la descripción · US 2006235584 A [0007] · US 2003208320 A [0008]
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20074975 | 2007-10-03 | ||
| NO20074975A NO327433B1 (no) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | Fremgangsmate og system for sensorgeometri |
| PCT/NO2008/000346 WO2009045109A1 (en) | 2007-10-03 | 2008-09-29 | Method and system for sensor geometry |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2430219T3 true ES2430219T3 (es) | 2013-11-19 |
Family
ID=40526412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES08832767T Active ES2430219T3 (es) | 2007-10-03 | 2008-09-29 | Método y sistema para geometría de sensores |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9151858B2 (es) |
| EP (1) | EP2198355B1 (es) |
| ES (1) | ES2430219T3 (es) |
| NO (1) | NO327433B1 (es) |
| WO (1) | WO2009045109A1 (es) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8472281B2 (en) * | 2010-03-30 | 2013-06-25 | Pgs Geophysical As | Noise suppression by adaptive speed regulation of towed marine geophysical streamer |
| US9663192B2 (en) | 2010-03-30 | 2017-05-30 | Pgs Geophysical As | Noise suppression by adaptive speed regulations of towed marine geophysical streamer |
| EP2442201B1 (en) * | 2010-07-01 | 2020-01-22 | Sikorsky Aircraft Corporation | Formation flying method and system |
| WO2012002976A1 (en) | 2010-07-01 | 2012-01-05 | Mearthane Products Corporation | High performance resilient skate wheel with compression modulus gradient |
| US8718939B2 (en) | 2011-03-29 | 2014-05-06 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for three dimensional dynamic measurements in water system |
| EP2657725B1 (en) * | 2012-04-27 | 2015-01-14 | Sercel | Method and system for managing a multi-vessel seismic system |
| SE541940C2 (en) * | 2015-11-04 | 2020-01-07 | Eronn Martin | System for detecting subsurface objects and unmanned surface vessel |
| CN108603790B (zh) | 2015-12-09 | 2020-09-25 | 菲力尔系统公司 | 基于无人机系统的热成像系统和方法 |
| JP6302956B2 (ja) * | 2016-06-15 | 2018-03-28 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 隊形設定装置、隊形設定方法及び隊形設定プログラム |
| US11430332B2 (en) | 2016-09-02 | 2022-08-30 | FLIR Belgium BVBA | Unmanned aerial system assisted navigational systems and methods |
| WO2018116919A1 (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 日本電気株式会社 | 航走体制御装置、航走体の制御方法、及び航走体制御装置の制御プログラム |
| CN109541625B (zh) * | 2018-11-27 | 2020-10-09 | 中国农业大学 | 植保无人机飞行参数测量方法及系统 |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4008470A (en) * | 1968-02-27 | 1977-02-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Passive ranging system |
| US3890593A (en) * | 1971-05-21 | 1975-06-17 | Advance Oil And Gas Co Inc | Multi-directional seismic exploration methods on navigable water |
| US3906352A (en) * | 1973-03-16 | 1975-09-16 | Del Norte Technology | Method of making a three-dimensional seismic profile of ocean floor |
| US4405999A (en) * | 1980-12-31 | 1983-09-20 | Mobil Oil Corporation | Method for collecting and generating composite trace signals with improved signal to noise ratios |
| NO850948L (no) * | 1984-03-12 | 1985-09-13 | Atlantic Richfield Co | Fremgangsmaate og system til seismiske undersoekelser til havs |
| FR2574560B1 (fr) * | 1984-12-06 | 1987-05-15 | Inst Francais Du Petrole | Systeme utilisant un ou plusieurs bateaux telecommandes pour la conduite d'operations marines |
| US4924448A (en) * | 1989-03-09 | 1990-05-08 | Gaer Marvin C | Bistatic system and method for ocean bottom mapping and surveying |
| US5043903A (en) * | 1989-12-01 | 1991-08-27 | Thomson Csf | System for aiding the movement of moving units in group formation |
| US5523951A (en) * | 1991-09-06 | 1996-06-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | System and method for automatic ship steering |
| US5231609A (en) * | 1992-09-28 | 1993-07-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multiplatform sonar system and method for underwater surveillance |
| US5521817A (en) * | 1994-08-08 | 1996-05-28 | Honeywell Inc. | Airborne drone formation control system |
| US5810297A (en) * | 1996-04-29 | 1998-09-22 | Basuthakur; Sibnath | Satellite cluster attitude/orbit determination and control system and method |
| US6072433A (en) * | 1996-07-31 | 2000-06-06 | California Institute Of Technology | Autonomous formation flying sensor |
| US6028817A (en) * | 1997-12-30 | 2000-02-22 | Western Atlas International, Inc. | Marine seismic system with independently powered tow vehicles |
| US6590831B1 (en) * | 1997-12-30 | 2003-07-08 | Westerngeco L.L.C. | Method and apparatus for controlling and optimizing seismic data acquisition |
| DE19929143A1 (de) * | 1999-06-26 | 2000-12-28 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Hochauflösendes Synthetik-Apertur-Radarsystem |
| US6338023B1 (en) * | 2000-01-03 | 2002-01-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Autonomous survey system (auto survey) |
| AU2001291322A1 (en) * | 2000-09-19 | 2002-04-02 | Westerngeco, L.L.C. | Seismic acquisition using multiple sources and separate shooting vessels |
| US6691038B2 (en) | 2001-06-15 | 2004-02-10 | Westerngeco L.L.C. | Active separation tracking and positioning system for towed seismic arrays |
| US6653970B1 (en) * | 2002-11-12 | 2003-11-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Multi-static UAV radar system for mode-adaptive propagation channels with obscured targets |
| US7024309B2 (en) * | 2003-08-28 | 2006-04-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Autonomous station keeping system for formation flight |
| US7272472B1 (en) * | 2004-07-15 | 2007-09-18 | Rockwell Collins, Inc. | System and method for improving aircraft formation flying accuracy and integrity |
| US7123169B2 (en) * | 2004-11-16 | 2006-10-17 | Northrop Grumman Corporation | Method and apparatus for collaborative aggregate situation awareness |
| US20060235584A1 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-19 | Honeywell International Inc. | Decentralized maneuver control in heterogeneous autonomous vehicle networks |
| US8391102B2 (en) * | 2005-08-26 | 2013-03-05 | Westerngeco L.L.C. | Automatic systems and methods for positioning marine seismic equipment |
| WO2007070499A2 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-21 | Bp Corporation North America Inc. | Method of wide azimuth seismic aquisition |
| ES2397646T3 (es) * | 2006-03-23 | 2013-03-08 | Thales | Sistema de control de despliegue de ingenios espaciales que deben volar en formación , por determinación simultánea y de gran precisión de sus posiciones |
-
2007
- 2007-10-03 NO NO20074975A patent/NO327433B1/no unknown
-
2008
- 2008-09-29 ES ES08832767T patent/ES2430219T3/es active Active
- 2008-09-29 EP EP08832767.1A patent/EP2198355B1/en active Active
- 2008-09-29 US US12/680,313 patent/US9151858B2/en active Active
- 2008-09-29 WO PCT/NO2008/000346 patent/WO2009045109A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2198355A1 (en) | 2010-06-23 |
| NO327433B1 (no) | 2009-06-29 |
| EP2198355A4 (en) | 2012-01-11 |
| EP2198355B1 (en) | 2013-07-10 |
| US9151858B2 (en) | 2015-10-06 |
| US20100235098A1 (en) | 2010-09-16 |
| NO20074975L (no) | 2009-04-06 |
| WO2009045109A1 (en) | 2009-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2430219T3 (es) | Método y sistema para geometría de sensores | |
| Tokekar et al. | A robotic system for monitoring carp in Minnesota lakes | |
| US6590831B1 (en) | Method and apparatus for controlling and optimizing seismic data acquisition | |
| US20030208320A1 (en) | Active separation tracking and positioning system for towed seismic arrays | |
| Kaizu et al. | Development of unmanned airboat for water-quality mapping | |
| CN101750614A (zh) | 无人艇自动观测系统以及无人艇自动观测方法 | |
| EP2869092A2 (en) | System and method for underwater distance measurement | |
| CN109085597B (zh) | 用于水下地形测量的无人艇 | |
| EP3371623B1 (en) | System for detecting subsurface objects and unmanned surface vessel | |
| Bhadauria et al. | A robotic sensor network for monitoring carp in Minnesota lakes | |
| JP6672661B2 (ja) | 波浪計測装置、自動操船装置、及び波浪計測方法 | |
| EP0772787B1 (en) | A system for underwater survey operations | |
| EP3696078B1 (en) | A method and system for piloting an unmanned surface vessel | |
| US11904996B2 (en) | Methods and systems for controlling propulsion of a marine vessel to enhance proximity sensing in a marine environment | |
| AU2014201353B2 (en) | Streamers without tailbuoys | |
| JP2001247085A (ja) | 潜水機による深浅計測方法 | |
| JP2017165333A (ja) | 水中航走体の航走支援装置、航走体及び水中航走体の航走支援方法 | |
| Pasnani et al. | Underwater gravity-based navigation for long-range AUV missions | |
| KR100913724B1 (ko) | 자율탐사를 위한 항로생성 및 탐사 알고리즘을 이용한 농업용 댐 및 저수지무인탐사방법 | |
| Baker et al. | A new procedure for simultaneous navigation of multiple auv's | |
| Park et al. | Validation of underwater acoustic-based navigation and geophysical mapping with an autonomous surface vehicle | |
| Raygosa-Barahona et al. | Experimental evaluation of an autonomous surface craft for shallow-water bathymetry | |
| Singh et al. | Control of autonomous underwater vehicles | |
| KR20230074865A (ko) | 천해 및 접근 위험지역 측량 및 해양조사를 위한 저흘수 2축 센서마운트 장착 무인선박 | |
| McKerrow et al. | Navigating an outdoor robot with simple discontinuous landmarks |