FR2737026A1 - Self-propelled boat with autoguidance - monitors boat's own position, position and speed of obstacles and pitch roll and yaw, with computer to control boat to avoid obstacles and operated stabilisers - Google Patents

Self-propelled boat with autoguidance - monitors boat's own position, position and speed of obstacles and pitch roll and yaw, with computer to control boat to avoid obstacles and operated stabilisers Download PDF

Info

Publication number
FR2737026A1
FR2737026A1 FR9508665A FR9508665A FR2737026A1 FR 2737026 A1 FR2737026 A1 FR 2737026A1 FR 9508665 A FR9508665 A FR 9508665A FR 9508665 A FR9508665 A FR 9508665A FR 2737026 A1 FR2737026 A1 FR 2737026A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
self
boat
module
machine
computer
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.)
Granted
Application number
FR9508665A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2737026B1 (en
Inventor
Goff Jean Pierre Le
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SIREHNA D INGENIERIE D Ste
Original Assignee
SIREHNA D INGENIERIE D Ste
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SIREHNA D INGENIERIE D Ste filed Critical SIREHNA D INGENIERIE D Ste
Priority to FR9508665A priority Critical patent/FR2737026B1/en
Publication of FR2737026A1 publication Critical patent/FR2737026A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2737026B1 publication Critical patent/FR2737026B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/0206Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B49/00Arrangements of nautical instruments or navigational aids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63CLAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/34Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base
    • B63C11/36Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base of closed type
    • B63C11/42Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base of closed type with independent propulsion or direction control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

The self-propelled autoguided boat is intended to follow a particular trajectory or to go to a particular point defined by the operator. The boat has a propulsion unit (2) and a governor (3) for the engine driving the propulsion unit. The engine is controlled by a computer (4) receiving information from a position determining module (5) fitted to the boat to determine position and speed data continuously in real-time. The boat also carries a module (6) to detect obstacles. The position relative the obstacle is determined along with the speed of the obstacle and used to guide the boat round the obstacle. The roll, pitch and yaw of the boat are also measured, and used to control the engine and the automatic stabilisers to reduce their effect on the boat. Global Positioning Satellites are used for navigation.

Description

Engin marin automoteur.Self-propelled marine engine.

La présente invention concerne un engin marin automoteur capable de s'autoguider pour suivre une trajectoire et/ou rallier un point prédéfini par un opérateur. L'invention concerne plus particulièrement un engin automoteur du type comportant une structure flottante équipée de moyens de propulsion et de moyens de gouverne de l'engin commandés par un calculateur recevant notamment des informations d'un module de localisation de l'engin, embarqué à bord, et apte à mesurer en temps réel et en continu la position dans l'espace et la vitesse absolue dudit engin.The present invention relates to a self-propelled marine vehicle capable of self-guiding to follow a trajectory and / or reach a point predefined by an operator. The invention relates more particularly to a self-propelled vehicle of the type comprising a floating structure equipped with propulsion means and means for controlling the vehicle controlled by a computer receiving in particular information from a module for locating the vehicle, on board board, and able to measure in real time and continuously the position in space and the absolute speed of said machine.

Les fonctions de surveillance, que ce soit celles de surveillance de l'évolution de l'environnement marin ou de la circulation sur mer, se sont, depuis quelques années, développées de manière importante. Ces opérations de surveillance necessitent l'utilisation de bateaux spécialisés, tels que des vedettes hydrographiques ou des vedettes de surveillance dont les coûts de fonctionnement sont particulièrement élevés. Or, aujourd'hui, les seuls véhicules de type robot qui existent pour, par exemple, l'inspection d'ouvrages ou de pipe-lines immergés, sont des véhicules sous-marins robotisés ou des engins de surface pouvant se déplacer sur des plans d'eau peu agités tels que des lacs ou des rivières.The monitoring functions, whether monitoring the evolution of the marine environment or traffic on the sea, have in recent years developed significantly. These surveillance operations require the use of specialized boats, such as hydrographic speedboats or surveillance speedboats whose operating costs are particularly high. However, today, the only robot type vehicles that exist for, for example, the inspection of submerged works or pipelines, are robotic underwater vehicles or surface vehicles that can move on planes of little agitated water such as lakes or rivers.

Le but de la présente invention est donc de proposer un engin marin automoteur de surface, entièrement automatisé, capable, sans intervention humaine, de suivre une trajectoire prédéterminée et/ou de rallier un point défini par un opérateur tout en recueillant, au cours de son déplacement, des informations du monde environnant à des fins par exemple de surveillance.The aim of the present invention is therefore to propose a self-propelled surface marine device, fully automated, capable, without human intervention, of following a predetermined trajectory and / or of reaching a point defined by an operator while collecting, during his movement, information from the surrounding world for purposes of surveillance, for example.

Les capacités opérationnelles de tels engins peuvent etre réduites dans de larges proportions lors de missions dans des mers formées. En particulier, il faut souligner que les mouvements de l'engin peuvent gravement compromettre les performances des capteurs de perception pouvant y être installés et donc l'ensemble des fonctions qui en dépendent.The operational capacities of such devices can be reduced in large proportions during missions in formed seas. In particular, it should be emphasized that the movements of the machine can seriously compromise the performance of the perception sensors that can be installed there and therefore all of the functions which depend on it.

Pour augmenter les capacités opérationnelles de l'engin il faut réduire la sensibilité de l'ensemble aux vagues. Cette insensibilité sera obtenue dans le cadre de l'invention par l'addition de dispositifs travaillant à plusieurs niveaux pour la stabilisation des capteurs de perception.To increase the operational capabilities of the machine, it is necessary to reduce the overall sensitivity to waves. This insensitivity will be obtained in the context of the invention by the addition of devices working at several levels for the stabilization of the perception sensors.

L'invention, à cet effet, a pour objet un engin marin automoteur capable de s autoguider pour suivre une trajectoire et/ou rallier un point prédéfini par un opérateur, du type comportant une structure flottante équipée de moyens de propulsion et de moyens de gouverne de l'engin commandés par un calculateur recevant notamment des informations d'un module de localisation de l'engin, embarqué à bord, et apte à mesurer en temps réel et en continu la position dans l'espace et la vitesse absolue dudit engin, caractérisé en ce que cet engin comporte en outre, embarqués à son bord, un module de perception d'obstacles pour la mesure de la position relative d'un obstacle et de la vitesse de cet obstacle, un module d'analyse du comportement de l'engin identifiant en temps réel et en continu le lacet, le roulis, le tangage et la vitesse sur l'eau dudit engin, l'ensemble de ces modules transmettant, en temps réel et en continu, lesdites données mesurées au calculateur qui définit la trajectoire à suivre en tenant compte des dérives et des obstacles puis traite lesdites informations au moyen d'une part d'un modèle de manoeuvrabilité, d'autre part de données de positionnement et de fonctionnement fournies par des capteurs reliés aux moyens de propulsion et aux moyens de gouverne de l'engin pour agir sur lesdits moyens de gouverne et de propulsion dudit engin.The invention, for this purpose, relates to a self-propelled marine craft capable of self-guiding to follow a trajectory and / or reach a point predefined by an operator, of the type comprising a floating structure equipped with propulsion means and steering means of the machine controlled by a computer receiving in particular information from a module for locating the machine, on board, and able to measure in real time and continuously the position in space and the absolute speed of said machine, characterized in that this machine further comprises, on board, an obstacle perception module for measuring the relative position of an obstacle and the speed of this obstacle, a module for analyzing the behavior of the machine identifying in real time and continuously the yaw, roll, pitch and speed on water of said machine, all of these modules transmitting, in real time and continuously, said measured data to the computer which defines it the trajectory to be followed taking account of drifts and obstacles then processes said information using on the one hand a maneuverability model, on the other hand positioning and operating data supplied by sensors connected to the propulsion means and to the control means of the vehicle for acting on said control and propulsion means of said vehicle.

Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le module de perception d'obstacles comporte au moins une platine mobile au moins autour de trois axes par rapport à la structure flottante, cette platine, qui supporte des moyens optiques, étant commandée en déplacement par ledit calculateur agissant sur des actionneurs équipant ladite platine après traitement des informations relatives au lacet, au tangage et au roulis reçues du module d'analyse du comportement de l'engin. Les moyens optiques du module de perception d'obstacles portés par la platine dudit module fournissent des images qui sont traitées numériquement en temps réel et en continu pour permettre, par ce traitement de reconnaissance des formes, le calcul de la vitesse et du positionnement d'un obstacle.According to a preferred embodiment of the invention, the obstacle perception module comprises at least one plate movable at least around three axes relative to the floating structure, this plate, which supports optical means, being controlled in displacement by said computer acting on actuators equipping said plate after processing the information relating to the yaw, pitch and roll received from the module for analyzing the behavior of the machine. The optical means of the obstacle perception module carried by the plate of said module provide images which are digitally processed in real time and continuously to allow, by this shape recognition processing, the calculation of the speed and positioning of a barrier.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence à la figure unique qui représente une vue schématique d'un engin autonome conforme à l'invention.The invention will be clearly understood on reading the following description of an exemplary embodiment, with reference to the single figure which represents a schematic view of an autonomous machine according to the invention.

L'engin marin automoteur, objet de l'invention, est, de préférence, un engin de petite taille (environ 3-4 mètres de long) et léger avec un poids à vide de l'ordre de 500 kg. Il est capable d'atteindre des vitesses supérieures à 20 noeuds sur mer plate et possède une autonomie supérieure à 10 heures. Le choix des formes de l'engin constitue en lui-même un des dispositifs de stabilisation des mouvements car elles lui permettent d'amortir de façon plus ou moins efficace les excitations dues aux vagues. L'engin possédera donc des formes lui donnant les mouvements les plus faibles dans une mer formée compte tenu de sa petite taille. Cet engin est destiné à suivre une trajectoire prédéterminée ou à rallier un point prédéfini choisi par un opérateur 12.The self-propelled marine vehicle, object of the invention, is preferably a small vehicle (about 3-4 meters long) and light with an empty weight of the order of 500 kg. It is capable of reaching speeds above 20 knots on flat sea and has a range of more than 10 hours. The choice of the forms of the machine constitutes in itself one of the devices for stabilizing movements because they allow it to more or less effectively dampen the excitations due to waves. The machine will therefore have forms giving it the weakest movements in a sea formed given its small size. This machine is intended to follow a predetermined trajectory or to reach a predefined point chosen by an operator 12.

Cet opérateur 12 est situé à distance de l'engin sur une base fixe ou mobile. Cet opérateur 12 peut à tout moment réintervenir sur la trajectoire fournie ou le point prédéfini. A partir de ces informations et en fonction de leur teneur, l'engin va soit adapter sa trajectoire en fonction des dérives et des obstacles, voire meme la définir entièrement.This operator 12 is located at a distance from the machine on a fixed or mobile base. This operator 12 can at any time intervene again on the trajectory provided or the predefined point. From this information and depending on their content, the machine will either adapt its trajectory according to drifts and obstacles, or even define it entirely.

Cet engin comporte une structure flottante 1 équipée de moyens de propulsion 2 et de moyens de gouverne 3 de l'engin. Les moyens de propulsion 2 de l'engin peuvent, de manière en soi connue, être par exemple constitués par une hélice actionnée par un moteur. Les moyens de gouverne 3 comprennent quant à eux un gouvernail, des ailerons motorisés horizontaux 10 et verticaux 11 qui permettent une stabilisation de l'engin. Ces ailerons motorisés constituent en eux-mêmes un deuxième dispositif de stabilisation des mouvements. Leur but est de diminuer de façon active l'amplitude des mouvements de la structure flottante dans la houle. Ces moyens de gouverne 3 sont commandés par des actionneurs, tels que des vérins électromécaniques, qui appliquent des consignes de position reçues du calculateur 4. Ces gouvernes sont en outre reliés à des capteurs qui envoient au calculateur 4 des données de mesure de la position et du fonctionnement des gouvernes 3.This machine comprises a floating structure 1 equipped with propulsion means 2 and control means 3 of the machine. The propulsion means 2 of the machine can, in a manner known per se, be for example constituted by a propeller actuated by a motor. The steering means 3 include a rudder, horizontal 10 and vertical 11 motorized fins which allow stabilization of the machine. These motorized fins constitute in themselves a second device for stabilizing movements. Their goal is to actively reduce the range of motion of the floating structure in the swell. These control means 3 are controlled by actuators, such as electromechanical jacks, which apply position instructions received from the computer 4. These control surfaces are also connected to sensors which send data to measure the position and the operation of control surfaces 3.

Le calculateur prend en compte et traite les informations reçues desdits capteurs préalablement à l'envoi des consignes de position aux actionneurs des gouvernes. Ce traitement des informations est notamment réalisé à l'aide d'un modèle de manoeuvrabilité. The computer takes into account and processes the information received from said sensors before sending the position setpoints to the actuators of the control surfaces. This processing of information is notably carried out using a maneuverability model.

Pour permettre le calcul des consignes de position à adresser aux actionneurs des gouvernes 3, le calculateur 4 est en outre relié à un module de localisation de l'engin.To enable the position setpoints to be sent to the actuators of the control surfaces 3 to be calculated, the computer 4 is also connected to a module for locating the machine.

Ce module, embarqué à bord de l'engin, est apte à mesurer en temps réel et en continu la position dans l'espace et la vitesse absolue dudit engin. Ce module 5 de localisation de l'engin est par exemple un système de localisation GPS différentiel, connu en soi, du type comprenant une station de référence installée à terre, un récepteur, tel qu'une antenne, embarqué sur l'engin et un ensemble de satellites adressant en parallèle des informations à la station de référence et au récepteur 5 embarqué sur l'engin. Outre ce module de localisation de l'engin, le calculateur comporte, embarqués à son bord, un module 6 de perception d'obstacles pour la mesure de la position relative d'un obstacle et la vitesse de cet obstacle. En effet, l'autoguidage de l'engin ne peut être envisagé qu'à partir du moment où l'engin est capable de repérer un obstacle et d'analyser la position et le déplacement de cet obstacle.This module, on board the vehicle, is able to measure in real time and continuously the position in space and the absolute speed of said vehicle. This module 5 for locating the machine is for example a differential GPS localization system, known per se, of the type comprising a reference station installed on the ground, a receiver, such as an antenna, on board the vehicle and a set of satellites sending information in parallel to the reference station and to the receiver 5 on board the vehicle. In addition to this module for locating the machine, the computer includes, on board, a module 6 for perceiving obstacles for measuring the relative position of an obstacle and the speed of this obstacle. Indeed, the autoguiding of the machine can only be envisaged from the moment when the machine is able to identify an obstacle and to analyze the position and the displacement of this obstacle.

Pour ce faire, le module 6 de perception d'obstacles comporte au moins une platine 8 mobile autour d'au moins trois axes par rapport à la structure flottante 1. Cette platine 8 ainsi désaccouplée de la structure flottante l peut être stabilisée indépendamment des mouvements de l'engin de manière à permettre la prise de vues. Cette platine support 8 constitue en elle-même un troisième dispositif de stabilisation permettant de diminuer l'amplitude des mouvements des capteurs de perception.To do this, the obstacle perception module 6 comprises at least one plate 8 movable around at least three axes relative to the floating structure 1. This plate 8 thus uncoupled from the floating structure l can be stabilized independently of the movements of the machine so as to allow shooting. This support plate 8 constitutes in itself a third stabilization device making it possible to reduce the amplitude of the movements of the perception sensors.

Cette platine 8, qui supporte des moyens optiques 9, est commandée en déplacement par ledit calculateur 4 agissant sur des actionneurs 13 équipant ladite platine 8 après traitement des informations relatives au lacet, au tangage et au roulis reçues par un module 7, 7' d'analyse du comportement de l'engin qui sera décrit ultérieurement. Les moyens optiques 9 du module 6 de perception d'obstacles sont par exemple constitués par une caméra. Ces moyens optiques 9 sont portés par la platine 8 dudit module et fournissent des images qui sont traitées numériquement en temps réel et en continu. Ce traitement pourra comporter entre autre une étape de stabilisation numérique par des procédés de déconvolution du flou de bougé et de dérotation existant en eux-mêmes par exemple. Cette étape constitue alors un cinquième dispositif de stabilisation des signaux des capteurs de perception. Par ailleurs, ce traitement, qui inclut notamment un traitement de reconnaissance des formes, permet le calcul de la vitesse et le positionnement d'un obstacle. Parallèlement, ces images peuvent être envoyées à un opérateur qui est à terre, en particulier dans le cadre d'une mission de surveillance assignée à l'engin.This plate 8, which supports optical means 9, is controlled to move by said computer 4 acting on actuators 13 fitted to said plate 8 after processing of the information relating to the yaw, pitch and roll received by a module 7, 7 'd analysis of the behavior of the machine which will be described later. The optical means 9 of the obstacle perception module 6 are for example constituted by a camera. These optical means 9 are carried by the plate 8 of said module and provide images which are digitally processed in real time and continuously. This processing could include, among other things, a digital stabilization step by methods of deconvolution of camera shake and of derotation existing in themselves, for example. This step then constitutes a fifth device for stabilizing the signals from the perception sensors. Furthermore, this processing, which notably includes a shape recognition processing, allows the speed to be calculated and the positioning of an obstacle. At the same time, these images can be sent to an operator who is on the ground, in particular within the framework of a surveillance mission assigned to the machine.

Un autre module essentiel au fonctionnement de l'engin est constitué par un module 7, 7' d'analyse du comportement de l'engin. Ce module permet d'identifier en temps réel et en continu le lacet, le roulis, le tangage et la vitesse sur l'eau dudit engin. Ces informations serviront d'une part lors de la commande des actionneurs 13 servant au déplacement de la platine 8, d'autre part lors de la commande des actionneurs servant à modifier la position des gouvernes 3. Ce module 7, 7' d'analyse du comportement de l'engin est donc essentiel car il permet d'assurer une stabilité maximale de la platine 8 pour garantir des prises de vues optimales. Ce module 7, 7' comporte au moins un capteur Loch pour la mesure de la vitesse de l'engin sur l'eau et au moins une centrale gyroscopique associée à au moins un accéléromètre pour la mesure du lacet, du roulis et du tangage, cette centrale et ces capteurs transmettant les données mesurées au calculateur 4. Grâce à l'ensemble des informations recueillies à partir de ces différents modules, le calculateur 4 est capable de définir la trajectoire à suivre de l'engin en tenant compte des dérives et des obstacles. Another essential module for the operation of the machine is constituted by a module 7, 7 ′ for analyzing the behavior of the machine. This module makes it possible to identify in real time and continuously the yaw, roll, pitch and speed on the water of said machine. This information will be used on the one hand when controlling the actuators 13 used to move the plate 8, on the other hand when controlling the actuators used to modify the position of the control surfaces 3. This analysis module 7, 7 ' the behavior of the machine is therefore essential because it ensures maximum stability of the plate 8 to guarantee optimal shots. This module 7, 7 ′ comprises at least one Loch sensor for measuring the speed of the craft on the water and at least one gyroscopic central unit associated with at least one accelerometer for measuring yaw, roll and pitch, this central unit and these sensors transmitting the measured data to the computer 4. Thanks to all of the information collected from these different modules, the computer 4 is capable of defining the trajectory to be followed by the machine taking account of the drifts and obstacles.

Afin qu'un opérateur puisse suivre la mission à réaliser éventuellement par ledit engin et surveiller ce qui se passe à bord, une liaison, telle qu'une liaison hertzienne, peut être établie entre le calculateur 4 embarqué sur l'engin et l'opérateur 12 situé à distance de l'engin.So that an operator can follow the mission possibly carried out by said machine and monitor what is happening on board, a link, such as a radio link, can be established between the computer 4 on board the machine and the operator 12 located at a distance from the machine.

Cette transmission de données entre l'opérateur 12 et le calculateur 4 permet à l'opérateur, à partir des données reçues, de modifier la trajectoire ou le point rallié ou, à partir des images reçues, d'exercer une action de surveillance.This data transmission between the operator 12 and the computer 4 allows the operator, from the data received, to modify the trajectory or the point reached or, from the images received, to exercise a monitoring action.

Bien évidemment, d'autres applications que celles de surveillance peuvent être envisagées. Ainsi, un tel engin pourrait servir à la détection d'épaves et de mines, à la mesure des profondeurs de sites stratégiques afin de dresser des cartes marines. Obviously, other applications than those of surveillance can be envisaged. Thus, such a device could be used to detect wrecks and mines, to measure the depths of strategic sites in order to draw up nautical charts.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Engin marin automoteur capable de s'autoguider pour suivre une trajectoire et/ou rallier un point prédéfini par un opérateur, du type comportant une structure flottante (1) équipée de moyens de propulsion (2) et de moyens de gouverne (3) de l'engin commandés par un calculateur (4) recevant notamment des informations d'un module (5) de localisation de l'engin, embarqué à bord, et apte à mesurer en temps réel et en continu la position dans l'espace et la vitesse absolue dudit engin, caractérisé en ce que cet engin comporte en outre, embarqués à son bord, un module (6) de perception d'obstacles pour la mesure de la position relative d'un obstacle et de la vitesse de cet obstacle, un module (7, 7') d'analyse du comportement de l'engin identifiant en temps réel et en continu le lacet, le roulis, le tangage et la vitesse sur l'eau dudit engin, l'ensemble de ces modules (5, 6, 7, 7') transmettant, en temps réel et en continu, lesdites données mesurées au calculateur (4) qui définit la trajectoire à suivre en tenant compte des dérives et des obstacles puis traite lesdites informations au moyen d'une part d'un modèle de manoeuvrabilité, d'autre part de données de positionnement et de fonctionnement fournies par des capteurs reliés aux moyens de propulsion (2) et aux moyens de gouverne (3) de l'engin pour agir sur lesdits moyens de gouverne (2) et de propulsion (3) dudit engin.1. Self-propelled marine craft capable of self-guiding to follow a trajectory and / or reach a point predefined by an operator, of the type comprising a floating structure (1) equipped with propulsion means (2) and steering means (3) of the machine controlled by a computer (4) receiving in particular information from a module (5) for locating the machine, on board, and capable of continuously measuring the position in space in real time and the absolute speed of said device, characterized in that this device also comprises, on board, a module (6) for perceiving obstacles for measuring the relative position of an obstacle and the speed of this obstacle, a module (7, 7 ′) for analyzing the behavior of the machine identifying in real time and continuously the yaw, roll, pitch and speed over water of said machine, all of these modules (5 , 6, 7, 7 ') transmitting, in real time and continuously, said measured data to the computer (4) q ui defines the trajectory to be followed taking account of drifts and obstacles and then processes said information using on the one hand a maneuverability model, on the other hand positioning and operating data supplied by sensors connected to the means of propulsion (2) and the control means (3) of the machine to act on said control means (2) and propulsion (3) of said machine. 2. Engin marin automoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs dispositifs agissant à différents niveaux pour la stabilisation de signaux issus de capteurs de perception lorsque l'engin se déplace dans une mer formée, ces dispositifs comprenant une structure 'flottante dont les qualités permettent un amortissement de l'excitation due aux vagues et/ou des ailerons stabilisateurs actifs et/ou une plate-forme stabilisatrice active et/ou un dispositif de stabilisation numérique des signaux des capteurs de perception. 2. Self-propelled marine craft according to claim 1, characterized in that it comprises several devices acting at different levels for the stabilization of signals from perception sensors when the craft is moving in a formed sea, these devices comprising a structure ' floating, the qualities of which allow damping of the excitation due to waves and / or active stabilizing fins and / or an active stabilizing platform and / or a device for digital stabilization of the signals of the perception sensors. 3. Engin marin automoteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le module (6) de perception d'obstacles comporte au moins une platine (8) mobile au moins autour de trois axes par rapport à la structure flottante (1), cette platine (8), qui supporte des moyens optiques (9), étant commandée en déplacement par ledit calculateur (4) agissant sur des actionneurs (13) équipant ladite platine (8) après traitement des informations relatives au lacet, au tangage et au roulis reçus du module (7) d'analyse du comportement de l'engin. 3. Self-propelled marine vehicle according to one of claims 1 and 2, characterized in that the module (6) for perceiving obstacles comprises at least one plate (8) movable at least around three axes relative to the floating structure (1), this plate (8), which supports optical means (9), being controlled in displacement by said computer (4) acting on actuators (13) equipping said plate (8) after processing the information relating to the yaw, the pitch and roll received from the module (7) for analyzing the behavior of the machine. 4. Engin marin automoteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens optiques (9) du module (6) de perception d'obstacles portés par la platine (8) dudit module fournissent des images qui sont traitées numériquement en temps réel et en continu pour permettre, notamment par un traitement de reconnaissance des formes, le calcul de la vitesse et du positionnement d'un obstacle.4. Self-propelled marine vehicle according to claim 3, characterized in that the optical means (9) of the module (6) for perceiving obstacles carried by the plate (8) of said module provide images which are digitally processed in real time and continuously to allow, in particular by a shape recognition processing, the calculation of the speed and positioning of an obstacle. 5. Engin marin automoteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le module (5) de localisation de l'engin est un système de localisation GPS différentiel du type comprenant une station de référence installée à terre, un récepteur embarqué sur l'engin et un ensemble de satellites adressant en parallèle des informations à la station de référence et au récepteur embarqué sur l'engin. 5. Self-propelled marine vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the module (5) for locating the vehicle is a differential GPS location system of the type comprising a reference station installed on land, a receiver on board the vehicle and a set of satellites sending information in parallel to the reference station and to the receiver on board the vehicle. 6. Engin marin automoteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de gouverne (3) de l'engin comprennent un gouvernail, des ailerons motorisés horizontaux (10) et verticaux (11), ces moyens de gouverne (3) étant commandés par des actionneurs recevant du calculateur (4) des consignes de position. 6. Self-propelled marine craft according to one of claims 1 to 5, characterized in that the steering means (3) of the craft comprise a rudder, horizontal (10) and vertical (11) motorized fins, these means control surface (3) being controlled by actuators receiving position setpoints from the computer (4). 7. Engin marin automoteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le calculateur (4), préalablement à l'envoi de consignes de position aux gouvernes (3), traite des données de mesure de la position et du fonctionnement de ces gouvernes (3) reçues de capteurs reliés à ces gouvernes (3).7. self-propelled marine vehicle according to claim 6, characterized in that the computer (4), before sending position instructions to the control surfaces (3), processes data for measuring the position and operation of these control surfaces ( 3) received from sensors connected to these control surfaces (3). 8. Engin marin automoteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une liaison, telle qu'une liaison hertzienne, est établie entre le calculateur (4) embarqué sur l'engin (1) et un opérateur (12) situé à distance de l'engin pour assurer la transmission de données entre l'opérateur (12) et le calculateur (4).8. Self-propelled marine vehicle according to one of claims 1 to 7, characterized in that a connection, such as a radio link, is established between the computer (4) on board the vehicle (1) and an operator ( 12) located at a distance from the machine to ensure the transmission of data between the operator (12) and the computer (4). 9. Engin marin automoteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le module (7, 7') d'analyse du comportement de l'engin comporte au moins un capteur Loch pour la mesure de la vitesse de l'engin sur l'eau et au moins une centrale gyroscopique associée à au moins un accéléromètre pour la mesure du lacet, du roulis et du tangage, cette centrale et ces capteurs transmettant les données mesurées au calculateur (4). 9. Self-propelled marine craft according to one of claims 1 to 8, characterized in that the module (7, 7 ') for analyzing the behavior of the craft comprises at least one Loch sensor for measuring the speed of the vehicle on the water and at least one gyroscopic central unit associated with at least one accelerometer for measuring yaw, roll and pitch, this central unit and these sensors transmitting the measured data to the computer (4).
FR9508665A 1995-07-18 1995-07-18 SELF-PROPELLED MARINE MACHINE CAPABLE OF SELF-GUIDING Expired - Lifetime FR2737026B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9508665A FR2737026B1 (en) 1995-07-18 1995-07-18 SELF-PROPELLED MARINE MACHINE CAPABLE OF SELF-GUIDING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9508665A FR2737026B1 (en) 1995-07-18 1995-07-18 SELF-PROPELLED MARINE MACHINE CAPABLE OF SELF-GUIDING

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2737026A1 true FR2737026A1 (en) 1997-01-24
FR2737026B1 FR2737026B1 (en) 1998-01-16

Family

ID=9481082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9508665A Expired - Lifetime FR2737026B1 (en) 1995-07-18 1995-07-18 SELF-PROPELLED MARINE MACHINE CAPABLE OF SELF-GUIDING

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2737026B1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002054110A1 (en) * 2001-01-03 2002-07-11 Flight Refuelling Limited Subsea navigation and survey
WO2003086850A2 (en) * 2002-04-10 2003-10-23 Board Of Regents, The University Of Texas System Autonomous surface watercraft
EP1602574A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-07 Coden Co., Ltd. Remote control unmanned boat and remote control device
ES2324971A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-20 Juan Mariano Bendito Vallori Evasive autopilot system for vessels
CN105549589A (en) * 2015-12-15 2016-05-04 吴宝举 Foresight radar based collision avoidance method of unmanned ship
WO2018228670A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-20 Cpac Systems Ab Method for determining a speed profile for a marine vessel
CN110837255A (en) * 2019-11-08 2020-02-25 哈尔滨工程大学 Autonomous danger avoiding method suitable for high-speed water surface unmanned ship
CN117406757A (en) * 2023-12-12 2024-01-16 西北工业大学宁波研究院 Underwater autonomous navigation method based on three-dimensional global vision

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4611209A (en) * 1979-10-12 1986-09-09 Lemelson Jerome H Navigation warning system and method
EP0359587A1 (en) * 1988-09-15 1990-03-21 Gec-Marconi Limited A course recommendation display
US5153836A (en) * 1990-08-22 1992-10-06 Edward J. Fraughton Universal dynamic navigation, surveillance, emergency location, and collision avoidance system and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4611209A (en) * 1979-10-12 1986-09-09 Lemelson Jerome H Navigation warning system and method
EP0359587A1 (en) * 1988-09-15 1990-03-21 Gec-Marconi Limited A course recommendation display
US5153836A (en) * 1990-08-22 1992-10-06 Edward J. Fraughton Universal dynamic navigation, surveillance, emergency location, and collision avoidance system and method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FOX J S: "STATIONKEEPING USING OPTICAL RANGING OF NATURAL FEATURES", ACOUSTICS, ARCTIC STUDIES, SEATTLE, SEPT. 18 - 21, 1989, vol. VOL. 4, no. -, 18 September 1989 (1989-09-18), INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS, pages 1027 - 1031, XP000130438 *
HYLAND J C ET AL: "A COMPARISON OF TWO OBSTACLE AVOIDANCE PATH PLANNERS FOR AUTONOMOUS UNDERWATER VEHICLES", PROCEEDINGS OF THE SYMPOSIUM ON AUTONOMOUS UNDERWATER VEHICLE TECHNOLOGY, WASHINGTON, JUNE 5 - 6, 1990, no. -, 5 June 1990 (1990-06-05), INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS, pages 216 - 222, XP000145934 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002054110A1 (en) * 2001-01-03 2002-07-11 Flight Refuelling Limited Subsea navigation and survey
US6865139B2 (en) 2001-01-03 2005-03-08 Expro North Sea Limited Subsea navigation and survey
WO2003086850A2 (en) * 2002-04-10 2003-10-23 Board Of Regents, The University Of Texas System Autonomous surface watercraft
US6854406B2 (en) 2002-04-10 2005-02-15 Board Of Regents, The University Of Texas System Autonomous surface watercraft
WO2003086850A3 (en) * 2002-04-10 2005-03-10 Univ Texas Autonomous surface watercraft
EP1602574A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-07 Coden Co., Ltd. Remote control unmanned boat and remote control device
US7398741B2 (en) 2004-06-04 2008-07-15 Coden Co., Ltd. Remote control unmanned boat and remote control device
ES2324971A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-20 Juan Mariano Bendito Vallori Evasive autopilot system for vessels
CN105549589A (en) * 2015-12-15 2016-05-04 吴宝举 Foresight radar based collision avoidance method of unmanned ship
WO2018228670A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-20 Cpac Systems Ab Method for determining a speed profile for a marine vessel
CN110770119A (en) * 2017-06-13 2020-02-07 科派克系统公司 Method for determining a speed profile of a ship
CN110770119B (en) * 2017-06-13 2022-06-14 科派克系统公司 Method for determining a speed profile of a ship
US11414168B2 (en) 2017-06-13 2022-08-16 Cpac Systems Ab Method for determining a speed profile for a marine vessel
CN110837255A (en) * 2019-11-08 2020-02-25 哈尔滨工程大学 Autonomous danger avoiding method suitable for high-speed water surface unmanned ship
CN110837255B (en) * 2019-11-08 2022-07-15 哈尔滨工程大学 Autonomous danger avoiding method suitable for high-speed water surface unmanned ship
CN117406757A (en) * 2023-12-12 2024-01-16 西北工业大学宁波研究院 Underwater autonomous navigation method based on three-dimensional global vision
CN117406757B (en) * 2023-12-12 2024-04-19 西北工业大学宁波研究院 Underwater autonomous navigation method based on three-dimensional global vision

Also Published As

Publication number Publication date
FR2737026B1 (en) 1998-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Whitcomb et al. Advances in underwater robot vehicles for deep ocean exploration: Navigation, control, and survey operations
US11486346B1 (en) Autonomous underwater beacon locator
KR101946542B1 (en) Unmanned vehicle for underwater survey
FR2497370A1 (en) SIDE POSITIONING SYSTEM FOR A TRAILERED MARINE CABLE AND METHOD OF USING THE SAME
Salumäe et al. Design principle of a biomimetic underwater robot u-cat
WO2015134473A2 (en) Underwater inspection system using an autonomous underwater vehicle ("auv") in combination with a laser micro bathymetry unit (triangulation laser) and high-definition camera
US20210053660A1 (en) Sensor system for maritime vessels
EP0685387B1 (en) Watercraft for charting a site, especially for depth soundings
US20220100207A1 (en) Unmanned aerial vehicle control system and unmanned aerial vehicle control method
FR2737026A1 (en) Self-propelled boat with autoguidance - monitors boat's own position, position and speed of obstacles and pitch roll and yaw, with computer to control boat to avoid obstacles and operated stabilisers
EP4309994A1 (en) System for coupling aquatic relay machine and underwater cruising body, and operation method therefor
EP0188928A1 (en) System using one or more remotely controlled boats for conducting operations at sea
EP0788969A1 (en) Semi-submergible, self-propelled and radio controlled underwater vehicle
Neto et al. Autonomous underwater vehicle to inspect hydroelectric dams
Choi et al. Autonomous towed vehicle for underwater inspection in a port area
Eskesen et al. Design and performance of Odyssey IV: a deep ocean hover-capable AUV
Kitowski Selection of UUV Type ROV Equipment and Cooperation System with USV" Edredon" in Protection Tasks of Ports and Critical Objects
Cadena et al. Development of an autonomous underwater vehicle for census of antarctic marine life
JP2021116019A (en) Own position estimation error compensation method for underwater sailing body and own position estimation error compensation system for underwater sailing body
Wang et al. High-Speed Craft Model Design, Data Acquisition and Environment Monitoring for Free-Running Tests
WO2022196812A1 (en) System for coupling aquatic relay machine and underwater cruising body, and operation method therefor
EP1582455A1 (en) Apparatus for the observation of underwater objects
KR102664012B1 (en) Data production and matching method of investigation system for marine structure
Bourgeois et al. ORCA-oceanographic remotely controlled automaton
Nakamura et al. Acoustic Systems of the AUV" URASHIMA"