FR3002764A1

FR3002764A1 - System for real-time collection of video information on sea surface to be exploited from submerged submarine, has video module comprising processing unit for processing signals from video camera for exploitation of video in submarine

Info

Publication number: FR3002764A1
Application number: FR1300300A
Authority: FR
Inventors: Yvon Jacquelin
Original assignee: BMTI
Current assignee: BMTI
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2014-09-05

Abstract

The system has a releasable buoy (3), and a receiving system connected to the releasable buoy to receive hertzian signals. A transmission unit i.e. modem, is provided between the buoy and a submarine (1). A video module (5) is ejected from the buoy. The video module includes a video camera and a hertzian transmission system arranged toward the buoy. A processing unit processes signals from the camera for exploitation of video in the submarine. The buoy includes a communication module for communication with the submarine through a cable (2).

Description

SYSTEME ET PROCEDE DE COLLECTE D'INFORMATIONS VIDEO POUR SOUS-MARINS La présente invention concerne le domaine de la collecte d'informations par prise de vue vidéo à la surface de la mer pour être exploitées, en temps réel, depuis un sous-marin en plongée.The present invention relates to the field of the collection of information by video shooting on the surface of the sea to be exploited, in real time, from a submarine. diving.

Les communications entre un sous-marin en plongée et son environnement sont effectuées principalement par : des sonars qui permettent une communication acoustique, des antennes filaires remorquées par le sous-malin permettant des communications hertziennes et des bouées remorquées. Ces moyens de communication sont limités en performances et en possibilité d'exploitation de systèmes associés. De la publication FR2897214B1 est connu un système et procédé de collecte d'informations pour sous-marins. Ce système comporte une bouée largable permettant la réception et le traitement de signaux hertziens. Cette bouée est reliée au sous-marin par un fil en fibre optique ou en cuivre permettant la transmission des informations traitées. Le but de l'invention est d'étendre les possibilités de la bouée en intégrant un système possédant une caméra vidéo permettant la visualisation vidéo dans le sous-marin en 25 plongée de ce qui se passe en surface et ainsi de permettre au sous-marin d'améliorer sa connaissance de son environnement en surface tout en restant discret. L'invention a pour objet un dispositif permettant la prise de vue vidéo au-dessus de la 30 surface de la mer et sa retransmission vers le sous-marin en plongée. Le dispositif comprend : Une bouée largable depuis le sous-marin et reliée à celui-ci par un fil Un dispositif éjecté de la bouée incorporant une caméra vidéo 35 Un dispositif de visualisation de la vidéo dans le sous-marin Les moyens de communication de l'information vidéo dans l'air et dans le fil relié au sous-marin La bouée largable (3) faisant partie du système de la présente invention est éjectée depuis le sous-marin (1). Elle est reliée par un câble au sous-marin. Elle possède un système de réception (22) de signaux hertzien. Les informations entre le sous-marin et la bouée largable sont transmises par le câble de façon bidirectionnel. Le sous-marin possède à son bord des moyens de traitement des signaux issus de la 10 caméra (3) pour une exploitation dans le sous-marin (1). La présente invention consiste en l'ajout d'un module éjectable depuis la bouée largable et incorporant vidéo (5, 6, 7 ou 5, 6, 8) intégré dans la bouée, ce module vidéo incorpore les éléments suivants : Caméra vidéo (10). 15 Moyen de communication sans fil entre la bouée et le module vidéo (11,12, 6, 4, 21). - Piles ou batterie. Dans la suite de la description, nous l'appellerons « module vidéo ». 20 La présente invention décrit deux systèmes différents : Système A : Le module vidéo est incorporé dans la bouée largable et maintenu dans celle-ci lors de l'éjection de la bouée et pendant la remontée. Lorsque la bouée arrive en surface, un système d'éjection extrait le module vidéo et le 25 catapulte en l'air. Arrivé au point extrême, un parachute, ou tout autre système équivalent, se déploie et le module caméra redescend lentement tout en faisant l'acquisition vidéo. Pendant la redescente, une communication hertzienne est établie avec la bouée. Cette communication transmet les informations vidéo de la caméra vers la bouée qui 30 elle-même retransmet vers l'intérieur du sous-marin. L'opérateur situé dans le sous-marin peut ainsi voir l'environnement extérieur. Système B : Ce système diffère du précédent en ce sens que le module vidéo ne possède pas de parachute mais est relié à un ballon, ou tout autre système équivalent, qui est gonflé 35 avec un gaz plus léger que l'air lors de l'expulsion de la bouée.The communications between a submerged submarine and its environment are carried out mainly by: sonars that allow acoustic communication, wired antennas towed by the sub-malin allowing radio communications and towed buoys. These means of communication are limited in performance and the possibility of operating associated systems. From the publication FR2897214B1 is known a system and method for collecting information for submarines. This system includes a dropable buoy for receiving and processing radio signals. This buoy is connected to the submarine by a fiber optic or copper wire for the transmission of processed information. The object of the invention is to extend the possibilities of the buoy by integrating a system having a video camera allowing video visualization in the submarine by diving of what is happening on the surface and thus to allow the submarine to improve their knowledge of their surface environment while remaining discreet. The invention relates to a device for shooting video above the surface of the sea and its retransmission to the submerged submarine. The device comprises: A buoy releasable from the submarine and connected thereto by a wire A device ejected from the buoy incorporating a video camera 35 A device for viewing the video in the submarine The communication means of the submarine video information in the air and in the wire connected to the submarine The releasable buoy (3) forming part of the system of the present invention is ejected from the submarine (1). It is connected by a cable to the submarine. It has a radio signal reception system (22). The information between the submarine and the releasable buoy is transmitted by the cable bidirectionally. The submarine has on board means for processing signals from the camera (3) for operation in the submarine (1). The present invention consists in adding an ejectable module from the buoy releasable and incorporating video (5, 6, 7 or 5, 6, 8) integrated in the buoy, this video module incorporates the following elements: Video camera (10 ). 15 Wireless communication means between the buoy and the video module (11, 12, 6, 4, 21). - Batteries or battery. In the rest of the description, we will call it "video module". The present invention describes two different systems: System A: The video module is incorporated into the buoy releasable and held therein during the ejection of the buoy and during the ascent. When the buoy arrives at the surface, an ejection system extracts the video module and the catapult in the air. Arrived at the extreme point, a parachute, or any other equivalent system, unfolds and the camera module goes down slowly while making video acquisition. During the descent, a wireless communication is established with the buoy. This communication transmits the video information from the camera to the buoy which itself retransmits to the interior of the submarine. The operator located in the submarine can thus see the outside environment. System B: This system differs from the previous one in that the video module does not have a parachute but is connected to a balloon, or any other equivalent system, which is inflated with a lighter gas than air at the same time. expulsion of the buoy.

Ce ballon permet la montée lente du module vidéo Lors de la montée du ballon, la caméra retransmet par voie hertzienne l'information vidéo vers la bouée comme dans la solution A.This balloon allows the slow rise of the video module During the rise of the balloon, the camera retransmitted by radio signal video information to the buoy as in the solution A.

Pour le système A, on pourra avoir les fonctionnalités suivantes : Le parachute, ou système équivalent, pourra posséder une ouverture et un déflecteur sur le côté. Cette caractéristique de l'invention permettrait au module vidéo d'effectuer une rotation lente lors de la descente et ainsi d'effectuer un panoramique. On pourrait utilement ajouter un système mécanique permettant le réglage de cette ouverture pour contrôler la rotation soit de façon automatique, soit pilotée par l'opérateur a bord du sous-marin. Pour le système B, on pourra avoir également les fonctionnalités suivantes : Le ballon, ou système équivalent, peut posséder une dissymétrie sur le côté permettant 15 une rotation lente lors de l'ascension et permettant d'effectuer un panoramique. Cette dissymétrie pourrait être réduite ou augmentée mécaniquement par un système piloté automatiquement ou par l'opérateur pour contrôler la vitesse de rotation. La caméra pourrait être équipée d'un système de rotation en site et en azimut. 20 Cette caractéristique de l'invention permet à l'opérateur a bord du sous-marin de positionner la caméra vers une orientation choisie. Il serait également possible de paramétrer la carte électronique embarquée qui décrira un champ vidéo définit. La caméra pourrait être également équipée d'un zoom piloté par l'opérateur à bord du sous-marin. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui suit, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente un sous-marin en plongée équipé du système A de 30 l'invention et montrant les différents modules nécessaire à sa mise en oeuvre. la figure 2 représente un sous-marin en plongée équipé du système B de l'invention et montrant les différents modules nécessaire à sa mise en oeuvre. la figure 3 représente une vue schématique de la partie bouée avant l'expulsion du module vidéo. la figure 4 représente une vue schématique de la partie bouée après l'expulsion du module vidéo. En référence à la figure 1, le dispositif conforme à l'invention du système A comprend : Une bouée largable (3) reliée au sous-marin (1) par un câble (2).For system A, we can have the following features: The parachute, or equivalent system, may have an opening and a deflector on the side. This feature of the invention would allow the video module to perform a slow rotation during the descent and thus to perform a panoramic. One could usefully add a mechanical system allowing the adjustment of this opening to control the rotation either automatically or driven by the operator aboard the submarine. For the system B, it will also be possible to have the following functionalities: The balloon, or equivalent system, may have an asymmetry on the side allowing a slow rotation during the ascent and making it possible to pan. This asymmetry could be reduced or increased mechanically by an automatically controlled system or by the operator to control the speed of rotation. The camera could be equipped with a rotation system in site and in azimuth. This feature of the invention allows the operator on board the submarine to position the camera to a selected orientation. It would also be possible to set the on-board electronic card that will describe a defined video field. The camera could also be equipped with an operator-controlled zoom on the submarine. Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which follows, by way of indication and in no way limitative, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 represents a submerged dive equipped with the system A of The invention and showing the different modules necessary for its implementation. FIG. 2 represents a diving submarine equipped with the system B of the invention and showing the various modules necessary for its implementation. Figure 3 shows a schematic view of the buoy portion before the expulsion of the video module. Figure 4 shows a schematic view of the buoy portion after the expulsion of the video module. Referring to Figure 1, the device according to the invention of the system A comprises: A releasable buoy (3) connected to the submarine (1) by a cable (2).

Un module vidéo (5) éjecté de la bouée (3) incorporant une caméra qui filme lors de la redescente en parachute (7) et qui communique avec la bouée par voie hertzienne en utilisant les antennes (6) du module vidéo et (4) de la bouée. Opérationnellement, la bouée (3) est expulsée du sous-marin (1), un câble (2) se 10 déploie lors de l'avancement du sous-marin (1) et de la remontée de la bouée (3). Le câble est préférentiellement en fibre optique. La durée d'utilisation du système est limitée à la quantité de fil (2) déployée. Une fois la bouée arrivée en surface, le module vidéo (5) avec le parachute replié (23) est catapulté dans l'air verticalement par le système d'éjection (22). Ce système 15 d'éjection peut être de type fusée à poudre ou un système mécanique à base de ressort. Le déclenchement de l'éjection est assuré par la partie électronique (21). Lorsque le module vidéo arrive à l'apogée de sa trajectoire, le parachute contenu dans la partie (23) se déploie comme schématisé en (7) de la fig 1. Le module vidéo effectue 20 ensuite sa descente. Le module vidéo (5) est schématisé en fig. 5. Il est constitué d'une caméra (10) reliée à un module électronique de commande et batterie (11) qui lui-même est relié à un modem radio (12). Il est suspendu au parachute (7). Lorsque le module vidéo est éjecté, le module de commande met en marche la caméra 25 (10). Le signal vidéo est retransmit par l'intermédiaire du modem radio (12) et de son antenne (6 ) vers la bouée (3). Dans celle-ci le signal est capté par l'antenne (4) qui est connectée au modem bouée (21). Le signal est ensuite renvoyé vers le sous-marin par le câble (2). 30 L'exploitation de la vidéo sera assurée dans le sous-marin en temps réel. Les parties radio (12) et (21) assurant la communication hertzienne pourront être par exemple de type WIFI. La communication sera monodirectionnelle ou bidirectionnelle. 3002 764 5 La bouée (3) avant l'expulsion du module vidéo (5) est représentée schématiquement en Fig. 3. Elle est constituée d'un corps de bouée (3) assurant la flottaison, du module vidéo (5), du lien filaire avec le sous-marin (2) et son modem (20), du système d'éjection (22) du module vidéo, du parachute plié et son système d'ouverture (23). 5 En fig. 4 il est représenté la bouée après l'éjection du module vidéo (5). Concernant la variante du système B objet de l'invention, la fig. 2 représente l'ensemble déployé. Le système est analogue au système A à ceci près : Le module vidéo n'est pas fixé à un parachute mais à un ballon gonflable. Au départ, dans la bouée (3), le ballon plié dans la partie (23) qui incorpore une cartouche d'un gaz sous pression plus léger que l'air comme l'hélium. Arrivé en surface, le module (5) avec le ballon est éjecté par le système (22). Puis le ballon se gonfle par le gaz sous pression.A video module (5) ejected from the buoy (3) incorporating a camera that films during the parachute descent (7) and communicates with the buoy by radio using the antennas (6) of the video module and (4) buoy. Operationally, the buoy (3) is expelled from the submarine (1), a cable (2) unfolds during the advancement of the submarine (1) and the rise of the buoy (3). The cable is preferably in optical fiber. The duration of use of the system is limited to the amount of wire (2) deployed. Once the buoy arrives at the surface, the video module (5) with the folded parachute (23) is catapulted into the air vertically by the ejection system (22). This ejection system may be of the rocket type or a mechanical spring-based system. The triggering of the ejection is provided by the electronic part (21). When the video module arrives at the apogee of its trajectory, the parachute contained in the part (23) unfolds as shown schematically in (7) of Fig. 1. The video module then makes its descent. The video module (5) is shown schematically in FIG. 5. It consists of a camera (10) connected to an electronic control module and battery (11) which itself is connected to a radio modem (12). He is suspended from the parachute (7). When the video module is ejected, the control module turns on the camera (10). The video signal is retransmitted via the radio modem (12) and its antenna (6) to the buoy (3). In it, the signal is picked up by the antenna (4) which is connected to the buoy modem (21). The signal is then sent back to the submarine by the cable (2). The operation of the video will be ensured in the submarine in real time. The radio portions (12) and (21) providing the wireless communication may for example be of WIFI type. The communication will be one-way or two-way. 3002 764 5 The buoy (3) before the expulsion of the video module (5) is shown schematically in FIG. 3. It consists of a float buoy body (3), the video module (5), the wire link with the submarine (2) and its modem (20), and the ejection system (22). ) of the video module, the folded parachute and its opening system (23). 5 In fig. 4 the buoy is represented after the ejection of the video module (5). Concerning the variant of the system B object of the invention, FIG. 2 represents the deployed set. The system is similar to System A except that: The video module is not attached to a parachute but to an inflatable balloon. Initially, in the buoy (3), the balloon folded in the part (23) which incorporates a cartridge of a pressurized gas lighter than air as helium. Arrived at the surface, the module (5) with the balloon is ejected by the system (22). Then the balloon inflates with the pressurized gas.

Le ballon monte dans l'air et embarque le module vidéo (5). Pendant la remontée, la caméra filme et retransmet le signal comme expliqué ci-dessus dans la solution A. Pour chaque système A ou B, on pourra utilement avoir également les fonctionnalités suivantes : Le module vidéo (5) en plus de la caméra (10) et du moyen de communication (12) pourra incorporer une carte électronique de compression de type H262 ou autre afin de réduire le débit d'information transmise.The balloon climbs into the air and loads the video module (5). During the ascent, the camera films and retransmits the signal as explained above in solution A. For each system A or B, it will be useful to also have the following functionalities: The video module (5) in addition to the camera (10) ) and the communication means (12) may incorporate a type H262 compression electronic card or the like to reduce the information rate transmitted.

Les formes, les matériaux, les couleurs utilisées par le module vidéo (3) pourront utilement être optimisés pour présenter une faible signature radar et une bonne discrétion. La bouée (3) et le module vidéo (5) pourront être munis de système de sabordage déclenché par l'opérateur ou automatiquement en fin d'utilisation. Une fois le système 30 de sabordage déclenché, ces modules couleront au fond de la mer. Le système de communication hertzien entre la bouée (3) et le module vidéo (5) pourra être bidirectionnel afin d'utiliser entre autre les fonctions de télécommande de la caméra. Il en est de même pour le moyen de communication entre la bouée et le sous-marin.The shapes, materials, colors used by the video module (3) can usefully be optimized to have a low radar signature and good discretion. The buoy (3) and the video module (5) may be equipped with scuttling system triggered by the operator or automatically at the end of use. Once the scuttling system has been triggered, these modules will sink to the bottom of the sea. The radio communication system between the buoy (3) and the video module (5) can be bidirectional in order to use, among other things, the remote control functions. the camera. It is the same for the means of communication between the buoy and the submarine.

La communication pourra être de type Ethernet entre les modules radio (12) et (21) et également entre la bouée (3) et le sous-marin (1). L'exploitation de la vidéo par l'opérateur dans le sous-marin pourra être effectuée sur un moniteur vidéo ou sur un ordinateur personnel ou une tablette (31).The communication may be Ethernet type between the radio modules (12) and (21) and also between the buoy (3) and the submarine (1). The operation of the video by the operator in the submarine can be performed on a video monitor or on a personal computer or tablet (31).

Le contrôle du module vidéo pourrait être effectué par ces mêmes moyens (31).The control of the video module could be performed by these same means (31).

Claims

CLAIMS1) A system for collecting real-time video information at the surface to be operated from a submerged submarine (1) comprising: a. An ejection buoy (3); b. At least one radio signal reception system (21) connected to said buoy (3); vs. Transmission means (20) between said buoy (3) and the submarine (1). d. A video module (5) ejectable from the buoy (3). e. This video module (5) is composed of a camera (10) and a radio transmission system (12) to the buoy (3). f. Signal processing means from the camera (3) for operation in the submarine (31).

2) video information collection system according to claim 1, characterized in that the buoy (3) contains a communication module with the submarine (20) via a cable (2), a part electronic system (21) for the operation of the buoy and the radio communication, an ejection system (22) of the video module (5) equipped with a parachute or a balloon (23)

3) video information collection system according to claim 1 or 2 characterized in that the video module 5 comprises a camera (10), an electronic processing and management unit (11), a radio communication means (12) provided with an antenna (6) and communicating with the buoy (3)

4) video information collection system according to claim 1 characterized in that the operation of the video or the control of the camera (10) or the module (5) or the buoy (3) can be performed in real time by an operator on the equipment located in the submarine (31).

5) video information collection system according to claim 1, 2 or 3 characterized in that the shooting by the camera (10) can be performed during the descent of the video module (5) when it is equipped with a parachute (7) or equivalent or mounted when equipped with an ascending balloon (8) or equivalent.

6) video information collection system according to any one of the preceding claims characterized in that the video module (5) is ejected from the buoy (3) when it is on the surface of the sea.

7) video information collection system according to any one of the preceding claims characterized in that the orientation of the camera (10) can be controllable from the equipment located in the submarine (31).

8) video information collection system according to claim 5 characterized in that the parachute (7) may be provided with a controllable opening or not allowing the rotation of the balloon to perform a panoramic shooting.

9) video information collection system according to claim 5 characterized in that the balloon (8) can be provided with a mechanical system for the deformation of the balloon or not allowing balloon rotation to perform a panoramic shooting .5