FR3101324A1 - UNDERWATER EXPLORATION SYSTEM INCLUDING A FLEET OF DRONES - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un système (1) d’exploration sous-marine, comportant : un drone sous-marin maître (2) agencé pour se déplacer de façon autonome selon un plan de vol prédéterminé (E) et comportant un module de communication (C) pour émettre des signaux de communications ; une pluralité de drones sous-marins suiveurs (31, 32, 33, 34, 35, 36), comportant chacun au moins un système de détection de champ magnétique (D), chaque drone suiveur comportant en outre un module de communication (C) pour recevoir des signaux de communication du drone maître; le drone maître étant agencé pour émettre des instructions de navigation (I) à destination des drones suiveurs et chaque drone suiveur étant agencé pour se déplacer de façon autonome selon ladite instruction de déplacement de sorte à ce que son déplacement soit asservi au déplacement du drone maître. Figure pour l’abrégé : Fig. 1The invention relates to an underwater exploration system (1), comprising: a master underwater drone (2) arranged to move autonomously according to a predetermined flight plan (E) and comprising a communication module ( C) to send communications signals; a plurality of follower submarine drones (31, 32, 33, 34, 35, 36), each comprising at least one magnetic field detection system (D), each follower drone further comprising a communication module (C) to receive communication signals from the master drone; the master drone being arranged to send navigation instructions (I) to the follower drones and each follower drone being arranged to move autonomously according to said movement instruction so that its movement is slaved to the movement of the master drone . Figure for the abstract: Fig. 1

Description

SYSTÈME D’EXPLORATION SOUS-MARINE COMPRENANT UNE FLOTTE DE DRONESUNDERWATER EXPLORATION SYSTEM INCLUDING A FLEET OF DRONES

L’invention concerne le domaine de l’exploration sous-marine. Plus précisément, l’invention concerne l’exploration des grands fonds marins à l’aide d’une flotte de drones sous-marins.The invention relates to the field of underwater exploration. More specifically, the invention relates to the exploration of the deep seabed using a fleet of underwater drones.

Les grands fonds marins comportent des sites à fort potentiel minier. En effet, l’activité hydrothermale au niveau des dorsales océaniques a par exemple contribué à créer des sites hydrothermaux, comme des amas sulfurés polymétalliques, riches en métaux, et notamment en Zinc, en Silice, en Cuivre et en Plomb, et généralement enrichis en Or et en Argent.The deep seabed contains sites with high mining potential. Indeed, the hydrothermal activity at the level of the oceanic ridges has for example contributed to creating hydrothermal sites, such as polymetallic sulphide masses, rich in metals, and in particular in Zinc, Silica, Copper and Lead, and generally enriched in Gold and Silver.

Malgré leurs potentiels, ces sites ne sont pas encore exploités. D’une part, la profondeur à laquelle se situent ces sites, au-delà de 800m, voire à plus de 4000m, rendent les techniques classiques d’exploration sous-marine peu adaptées. D’autre part, les faibles dimensions de ces sites, 10 à 500 mètres de rayon, au regard de la surface océanique considérablement étendue dans laquelle ils sont susceptibles de se trouver rendent complexe l’exploration de cette surface afin de les identifier. Enfin, tous les sites ne sont pas susceptibles d’être exploités. En effet, certains sites sont dits inactifs, à savoir froids et avec une faible biodiversité présumée, et d’autres sites sont dits actifs, à savoir chauds et présentant des oasis de vie. Il va ainsi de soi que les sites actifs doivent être exempts de toute exploitation, afin de préserver l’environnement écologique marin. Or, les techniques actuelles de découverte des sites sont essentiellement basées sur la détection de panaches hydrothermaux présents dans la colonne d’eau qui ne sont associés qu’aux sites actifs et sont donc inopérantes pour localiser des sites inactifs.Despite their potential, these sites are not yet exploited. On the one hand, the depth at which these sites are located, beyond 800m, or even more than 4000m, makes conventional underwater exploration techniques unsuitable. On the other hand, the small dimensions of these sites, 10 to 500 meters in radius, with regard to the considerably extended ocean surface in which they are likely to be found, make it difficult to explore this surface in order to identify them. Finally, not all sites are likely to be exploited. Indeed, some sites are said to be inactive, i.e. cold and with presumed low biodiversity, and other sites are said to be active, i.e. hot and presenting oases of life. It goes without saying that the active sites must be exempt from any exploitation, in order to preserve the marine ecological environment. However, current site discovery techniques are essentially based on the detection of hydrothermal plumes present in the water column which are only associated with active sites and are therefore ineffective for locating inactive sites.

Il existe ainsi un besoin pour une solution d’exploration des grands fonds marins afin d’identifier des sites à potentiel minier, qui soit efficace et rapide et qui permette de détecter des sites actifs et des sites inactifs.There is therefore a need for a solution for exploring the deep seabed in order to identify sites with mining potential, which is efficient and fast and which makes it possible to detect active sites and inactive sites.

Dans le domaine de l’exploration sous-marine, une solution connue consiste à employer plusieurs drones sous-marins autonomes, également appelés AUV (de l’anglais Autonomous Underwater Vehicle), pourvus de capteurs permettant de détecter des sites à potentiel minier, les drones formant une flotte qui couvre les fonds marins. Ces drones, capables de se déplacer de façon autonome selon un plan de vol donné, présentent l’inconvénient d’être extrêmement onéreux, notamment du fait, d’une part, de la précision du système de navigation qu’ils emploient, et d’autre part, du fait de la multiplicité des capteurs embarqués. Or, afin de permettre une exploration efficace des fonds marins, il est nécessaire d’employer une multitude de drones, chacun couvrant une partie de la surface à explorer, de sorte à diminuer le temps d’exploration. Ces contraintes rendent ainsi impossible une exploration des grands fonds efficace, rapide et à bas coût. En outre, les capteurs embarqués dans ces drones ne permettent pas de détecter les sites inactifs.In the field of underwater exploration, a known solution consists in using several autonomous underwater drones, also called AUV (Autonomous Underwater Vehicle), equipped with sensors allowing the detection of sites with mining potential, the drones forming a fleet that covers the seabed. These drones, capable of moving autonomously according to a given flight plan, have the disadvantage of being extremely expensive, in particular because, on the one hand, of the precision of the navigation system that they use, and of on the other hand, due to the multiplicity of on-board sensors. However, in order to allow effective exploration of the seabed, it is necessary to use a multitude of drones, each covering part of the surface to be explored, so as to reduce the exploration time. These constraints thus make it impossible to explore the deep sea efficiently, quickly and at low cost. In addition, the sensors embedded in these drones do not make it possible to detect inactive sites.

L’invention s’inscrit dans ce contexte et vise à pallier les problèmes identifiés, en proposant une solution d’exploration des grands fonds marins répondant aux besoins de rapidité, d’efficacité et de détection des sites actifs et inactifs tout en maintenant un coût d’exploration raisonnable.The invention falls within this context and aims to overcome the problems identified, by proposing a solution for exploring the deep seabed meeting the needs for speed, efficiency and detection of active and inactive sites while maintaining a cost reasonable exploration.

A ces fins, l’invention a pour objet un système d’exploration sous-marine, comportant :

  1. un drone sous-marin maître agencé pour se déplacer de façon autonome selon un plan de vol prédéterminé et comportant un module de communication pour émettre des signaux de communication ;
  2. une pluralité de drones sous-marins suiveurs, comportant chacun au moins un système de détection de champ magnétique, chaque drone suiveur comportant en outre un module de communication pour recevoir des signaux de communication du drone maître.
For these purposes, the subject of the invention is an underwater exploration system, comprising:
  1. a master underwater drone arranged to move autonomously according to a predetermined flight plan and comprising a communication module for transmitting communication signals;
  2. a plurality of follower underwater drones, each comprising at least one magnetic field detection system, each follower drone further comprising a communication module for receiving communication signals from the master drone.

Selon l’invention, le drone maître est agencé pour émettre des instructions de navigation à destination des drones suiveurs et chaque drone suiveur est agencé pour se déplacer de façon autonome selon ladite instruction de déplacement de sorte à ce que son déplacement soit asservi au déplacement du drone maître.According to the invention, the master drone is arranged to transmit navigation instructions to the follower drones and each follower drone is arranged to move autonomously according to said movement instruction so that its movement is slaved to the movement of the master drone.

On comprend ainsi que, d’une part, seul le drone maître nécessite un équipement de navigation précis pour se déplacer conformément à son plan de vol, les drones suiveurs se bornant à suivre le drone maître dans son déplacement. Dès lors, l’équipement des drones suiveurs peut être simplifié, ce qui en réduit le coût. D’autre part, il a été constaté que les sites hydrothermaux à potentiel minier, comme les amas sulfurés, présentent une signature magnétique significative avec des anomalies magnétiques de fond de mer dont l’amplitude crête à crête excède plusieurs centaines à milliers de nanoTeslas. De plus, cette signature magnétique est persistante, même après l’arrêt de l’activité hydrothermale comme dans le cas des sites inactifs. Du fait de cette persistance, l’utilisation de systèmes de détection de champ magnétique dans les drones suiveurs permet ainsi de détecter des anomalies magnétiques pouvant être aussi bien des sites actifs que des sites inactifs. Le drone maître peut en outre embarquer d’autres types de capteurs permettant, suite à la détection d’une anomalie magnétique, de caractériser la source de l’anomalie magnétique et notamment de discriminer s’il s’agit d’un site actif ou inactif.It is thus understood that, on the one hand, only the master drone requires precise navigation equipment to move in accordance with its flight plan, the follower drones being limited to following the master drone in its movement. Therefore, the equipment of follower drones can be simplified, which reduces the cost. On the other hand, it has been found that hydrothermal sites with mining potential, such as sulphide piles, exhibit a significant magnetic signature with seabed magnetic anomalies whose peak-to-peak amplitude exceeds several hundreds to thousands of nanoTeslas. Moreover, this magnetic signature is persistent, even after the hydrothermal activity has ceased, as in the case of inactive sites. Because of this persistence, the use of magnetic field detection systems in follower drones thus makes it possible to detect magnetic anomalies that can be both active sites and inactive sites. The master drone can also embed other types of sensors making it possible, following the detection of a magnetic anomaly, to characterize the source of the magnetic anomaly and in particular to discriminate whether it is an active site or idle.

On entend par drone sous-marin tout type de véhicule capable de se déplacer de façon autonome sous l’eau.Underwater drone means any type of vehicle capable of moving autonomously under water.

Avantageusement, les modules de communication des drones maître et suiveurs sont des modules de communication acoustique. En d’autres termes, les données émises par le module de communication de chacun des drones maître et suiveurs sont par exemple codées par modulation de la fréquence d’un signal acoustique émis par ledit module de communication. Le cas échéant, le drone maître peut être agencé pour émettre périodiquement des instructions de navigation à destination de tous les drones suiveurs, chaque drone suiveur étant agencé pour se déplacer conformément à la dernière instruction reçue jusqu’à réception de l’instruction suivante. La périodicité sur une période courte, par exemple 6 secondes, des émissions des instructions de navigation par le drone maître permet d’assurer que le déplacement des drones suiveurs sera asservi au déplacement du drone maître sur une distance courte, par exemple sur une distance inférieure à 15 mètres, de sorte à éviter des dérives trop importantes et ainsi à augmenter la robustesse du système.Advantageously, the communication modules of the master and follower drones are acoustic communication modules. In other words, the data emitted by the communication module of each of the master and follower drones are for example coded by frequency modulation of an acoustic signal emitted by said communication module. If necessary, the master drone can be arranged to periodically transmit navigation instructions to all the follower drones, each follower drone being arranged to move in accordance with the last instruction received until the next instruction is received. The periodicity over a short period, for example 6 seconds, of the transmissions of the navigation instructions by the master drone makes it possible to ensure that the movement of the follower drones will be slaved to the movement of the master drone over a short distance, for example over a shorter distance at 15 meters, so as to avoid excessive drifts and thus increase the robustness of the system.

Avantageusement, le drone maître est agencé pour déterminer de façon périodique, à partir du plan de vol, un cap à suivre et une géométrie de formation des drones suiveurs, chaque instruction de navigation émise par le drone maître à destination de tous les drones suiveurs comprenant ledit cap à suivre et ladite géométrie de formation. Le cas échéant, chaque drone suiveur est agencé, à la réception de chaque instruction de navigation, pour se déplacer dans une direction conforme audit cap à suivre, et pour déterminer et adopter une position relative par rapport au drone maître conforme à ladite géométrie de formation, jusqu’à la réception de l’instruction de navigation suivante. Par exemple, le plan de vol prédéterminé peut définir un plan de lignes de navigation ainsi qu’une géométrie de formation, adaptés à l’exploration d’une zone donnée selon des conditions relatives aux drones maître et suiveurs, le drone maître étant agencé pour déterminer ledit cap à suivre à partir du plan de lignes de navigation et à l’aide de sa propre position sur ledit plan de lignes de navigation. On entend par géométrie de formation un ensemble de positions relatives des drones maître et suiveurs, et par exemple comprendre, pour chaque drone suiveur, sa position spatiale par rapport au drone maître, à savoir à gauche, à droite, devant ou derrière, ainsi que la distance latérale séparant ce drone suiveur du drone maître.Advantageously, the master drone is arranged to periodically determine, from the flight plan, a course to follow and a formation geometry of the follower drones, each navigation instruction transmitted by the master drone to all the follower drones comprising said course to follow and said formation geometry. Where appropriate, each follower drone is arranged, upon receipt of each navigation instruction, to move in a direction conforming to said course to be followed, and to determine and adopt a relative position with respect to the master drone conforming to said formation geometry , until the next navigation instruction is received. For example, the predetermined flight plan can define a plan of navigation lines as well as a formation geometry, adapted to the exploration of a given zone according to conditions relating to the master and follower drones, the master drone being arranged to determining said course to steer from the navigation line plan and using its own position on said navigation line plan. By training geometry is meant a set of relative positions of the master and follower drones, and for example to understand, for each follower drone, its spatial position relative to the master drone, namely to the left, to the right, in front or behind, as well as the lateral distance separating this follower drone from the master drone.

Selon un exemple, une géométrie de formation peut consister en une formation des drones maître et suiveurs en peigne centré sur le drone maître, les drones suiveurs étant répartis de part et d’autre du drone maître en étant régulièrement espacés de 100 m. Dans cette formation, on comprend que les drones maître et suiveurs se déplacent progressivement et simultanément, au fur et à mesure de l’émission et de la réception des instructions de navigation, selon des lignes parallèles telles que définies dans le plan de lignes de navigation du plan de vol, en respectant la géométrie de formation définie par le drone maître. Les déplacements s’opèrent par exemple avec une altitude de vol de 100 m au-dessus du fond et une vitesse de navigation de 3 à 4 nœuds. Cette stratégie de reconnaissance constitue un bon compromis entre les objectifs de détection et les besoins d’efficacité et de rapidité.According to one example, a formation geometry can consist of a formation of the master and follower drones in a comb centered on the master drone, the follower drones being distributed on either side of the master drone being regularly spaced 100 m apart. In this formation, it is understood that the master and follower drones move progressively and simultaneously, as navigation instructions are transmitted and received, along parallel lines as defined in the navigation lines plan of the flight plan, respecting the formation geometry defined by the master drone. Movements take place, for example, with a flight altitude of 100 m above the seabed and a navigation speed of 3 to 4 knots. This recognition strategy is a good compromise between the detection objectives and the need for efficiency and speed.

Selon un exemple, le drone maître et chaque drone suiveur comportent une mémoire, une pluralité de géométries de formation étant chargée dans chacune des mémoires et chaque géométrie de formation étant associée à un code de formation identifiant cette géométrie. Le cas échéant, les instructions de navigation émises par le drone maître contiennent le code de formation identifiant la géométrie de formation déterminée par le drone maître et chaque drone suiveur est agencé pour déterminer sa position relative par rapport au drone maître en sélectionnant la géométrie de formation chargée dans sa mémoire et associée audit code de formation transmis.According to one example, the master drone and each follower drone comprise a memory, a plurality of training geometries being loaded into each of the memories and each training geometry being associated with a training code identifying this geometry. If applicable, the navigation instructions transmitted by the master drone contain the training code identifying the training geometry determined by the master drone and each follower drone is arranged to determine its relative position with respect to the master drone by selecting the training geometry loaded into its memory and associated with said transmitted training code.

Dans un mode de réalisation de l’invention, chaque drone suiveur comporte un système de navigation agencé pour déterminer une position du drone suiveur à un instant donné et pour se déplacer depuis cette position déterminée en fonction de l’instruction de navigation reçue du drone maître. Le drone suiveur peut être en particulier agencé pour se déplacer, depuis cette position déterminée, selon le cap à suivre et en conservant sa position relative au drone maître telle que définie dans la géométrie de formation de l’instruction de navigation émise par le drone maître. Par exemple, le système de navigation peut comporter des instruments de mesure de l’attitude du drone suiveur à un instant donné, et notamment une centrale d’attitude de type MEMS (de l’anglais Micro Electro Mechanical System) permettant notamment d’obtenir des informations relatives au roulis et au tangage du drone suiveur et un magnétomètre permettant d’obtenir un cap magnétique du drone suiveur. La position du drone suiveur à l’instant donné peut ainsi être estimée par le système de navigation en fonction de son attitude mesurée par lesdits instruments de mesure, de l’instruction de navigation reçue et à partir de sa dernière position estimée. Ce type de système, réalisant une navigation dite à l’estime, offre un compromis satisfaisant entre la précision d’estimation de la position du drone suiveur et le coût du système de navigation.In one embodiment of the invention, each follower drone comprises a navigation system arranged to determine a position of the follower drone at a given instant and to move from this determined position according to the navigation instruction received from the master drone . The follower drone can in particular be arranged to move, from this determined position, according to the heading to be followed and while maintaining its position relative to the master drone as defined in the formation geometry of the navigation instruction transmitted by the master drone . For example, the navigation system may comprise instruments for measuring the attitude of the follower drone at a given instant, and in particular a MEMS (Micro Electro Mechanical System) type attitude unit making it possible in particular to obtain information relating to the roll and the pitch of the follower drone and a magnetometer making it possible to obtain a magnetic heading of the follower drone. The position of the follower drone at the given instant can thus be estimated by the navigation system according to its attitude measured by said measuring instruments, the navigation instruction received and from its last estimated position. This type of system, performing so-called dead reckoning navigation, offers a satisfactory compromise between the accuracy of estimating the position of the follower drone and the cost of the navigation system.

Avantageusement, le système de navigation de chaque drone suiveur est agencé pour déterminer une altitude du drone suiveur par rapport au fond marin à un instant donné, chaque drone suiveur étant agencé pour se déplacer en conservant une altitude constante par rapport au fond marin. On comprend ainsi que le drone suiveur est autonome en ce qui concerne son altitude. Dans le cas contraire, un asservissement complet du déplacement du drone suiveur, y compris en ce qui concerne son altitude, pourrait amener une collision avec une variation locale du fond marin qui ne serait pas prise en compte par le plan de vol au niveau du drone maître. L’autonomie du drone suiveur vis-à-vis de l’altitude permet ainsi de prendre en compte ces variations locales.Advantageously, the navigation system of each follower drone is arranged to determine an altitude of the follower drone relative to the seabed at a given instant, each follower drone being arranged to move while maintaining a constant altitude relative to the seabed. It is thus understood that the follower drone is autonomous as regards its altitude. Otherwise, a complete control of the movement of the follower drone, including with regard to its altitude, could lead to a collision with a local variation of the seabed which would not be taken into account by the flight plan at the level of the drone. master. The autonomy of the follower drone with respect to altitude thus makes it possible to take these local variations into account.

De préférence, le module de communication de chaque drone suiveur est agencé pour transmettre au drone maître un signal comportant ladite position déterminée du drone suiveur.Preferably, the communication module of each follower drone is arranged to transmit to the master drone a signal comprising said determined position of the follower drone.

Avantageusement, le module de communication de chaque drone suiveur est agencé pour transmettre au drone maître un signal comportant ladite position déterminée du drone suiveur et un état de fonctionnement du drone suiveur, le drone maître étant agencé pour déterminer, à partir de l’état de fonctionnement des drones suiveurs, ledit cap à suivre et ladite géométrie de formation. Par exemple, chaque drone suiveur est agencé pour déterminer son état de fonctionnement, à savoir un état viable ou un état défaillant. Le cas échéant, en cas de défaillance, chaque drone suiveur peut être agencé pour quitter la formation et pour rejoindre une base. Avantageusement, à la réception d’un signal comprenant un état de défaillance d’un drone suiveur, le drone maître peut être agencé pour déterminer une nouvelle géométrie de formation adaptée aux drones suiveurs dont l’état est viable.Advantageously, the communication module of each follower drone is arranged to transmit to the master drone a signal comprising said determined position of the follower drone and an operating state of the follower drone, the master drone being arranged to determine, from the state of operation of the follower drones, said course to follow and said formation geometry. For example, each follower drone is arranged to determine its operating state, namely a viable state or a failed state. If necessary, in the event of a failure, each follower drone can be arranged to leave the formation and to join a base. Advantageously, upon receipt of a signal comprising a follower drone's failure state, the master drone can be arranged to determine a new formation geometry suitable for follower drones whose state is viable.

En effet, lors d’une défaillance d’un drone suiveur, l’exploration de la zone à explorer par la formation de drones comporte une lacune d’enregistrement correspondant à la zone désormais inexplorée par le drone suiveur défaillant. Afin de combler cette lacune, le drone maître peut déterminer un nouveau plan de vol, à savoir un nouveau plan de lignes de navigation et/ou une nouvelle géométrie de formation. Par exemple, en cas de défaillance d’un drone défaillant dans une géométrie de formation en peigne, le drone maître pourra déterminer une nouvelle géométrie de formation dans laquelle un drone suiveur viable placé à l’extrémité du peigne prend la place du drone suiveur défaillant, et un nouveau plan de lignes de navigation dans lequel les lignes de navigation sont resserrées. Le nouveau plan de vol pourra par exemple être sélectionné, en fonction des états de fonctionnement des drones suiveurs, parmi une pluralité de plans de vol stockés dans une mémoire du drone maître, chaque plan de vol étant par exemple associé à un nombre donné de drones suiveurs viables.Indeed, during a failure of a follower drone, the exploration of the zone to be explored by the formation of drones includes a recording gap corresponding to the zone now unexplored by the failed follower drone. In order to fill this gap, the master drone can determine a new flight plan, namely a new navigation lines plan and/or a new formation geometry. For example, in the event of a failure of a failed drone in a comb formation geometry, the master drone will be able to determine a new formation geometry in which a viable follower drone placed at the end of the comb takes the place of the failed follower drone , and a new navigation lines plan in which the navigation lines are tightened. The new flight plan could for example be selected, depending on the operating states of the follower drones, from among a plurality of flight plans stored in a memory of the master drone, each flight plan being for example associated with a given number of drones viable followers.

Avantageusement, le module de communication de chaque drone suiveur peut être agencé pour recevoir un écho du signal émis par le module de communication du drone suiveur au drone maître et réfléchi par le drone maître et pour déterminer, à partir dudit écho, une distance relative séparant le drone suiveur du drone maître. Le cas échéant, le système de navigation du drone suiveur est agencé pour déterminer ladite position du drone suiveur audit instant donné à l’aide de la distance relative déterminée. Le drone suiveur détermine ainsi sa distance relative au drone maître par écholocalisation du drone maître au moyen du signal que le drone suiveur émet.Advantageously, the communication module of each follower drone can be arranged to receive an echo of the signal emitted by the communication module from the follower drone to the master drone and reflected by the master drone and to determine, from said echo, a relative distance separating the follower drone of the master drone. Where applicable, the navigation system of the follower drone is arranged to determine said position of the follower drone at said given instant using the determined relative distance. The follower drone thus determines its distance relative to the master drone by echolocation of the master drone by means of the signal that the follower drone emits.

Le système de navigation de chaque drone suiveur peut ainsi fonctionner alternativement dans un mode de navigation dit « à l’estime », selon lequel seules son attitude et l’instruction de navigation reçue sont utilisées pour estimer sa position audit instant donné à partir de sa dernière position estimée, et dans un mode dit « en contraction », intervenant à chaque émission d’un signal par son module de communication et selon lequel sa distance relative au drone maître est intégrée dans la détermination de sa position audit instant donné. Cette intégration permet de corriger des dérives pouvant intervenir lors du mode de navigation à l’estime et pouvant entrainer un écart dans le positionnement relatif du drone suiveur au drone maître. Par exemple, la distance relative au drone maître déterminée par écholocalisation pourra être employée dans la détermination de la position audit instant donné en la comparant à la distance relative fixée par la géométrie de formation déterminée par le drone maître. En cas de dérive, le drone suiveur peut ainsi corriger son déplacement de sorte à se déplacer conformément au cap à suivre tout en reprenant sa position relative au drone maître telle que définie dans la géométrie de formation de l’instruction de navigation reçue du drone maître.The navigation system of each follower drone can thus operate alternately in a so-called "dead reckoning" navigation mode, according to which only its attitude and the navigation instruction received are used to estimate its position at said given instant from its last estimated position, and in a so-called "contraction" mode, occurring each time a signal is transmitted by its communication module and according to which its distance relative to the master drone is integrated into the determination of its position at said given instant. This integration makes it possible to correct drifts that may occur during dead reckoning mode and that may cause a difference in the relative positioning of the follower drone to the master drone. For example, the distance relative to the master drone determined by echolocation could be used in determining the position at said given instant by comparing it to the relative distance fixed by the formation geometry determined by the master drone. In the event of drift, the follower drone can thus correct its movement so as to move in accordance with the heading to be followed while resuming its position relative to the master drone as defined in the formation geometry of the navigation instruction received from the master drone .

Dans un mode de réalisation de l’invention, le drone maître comporte un système de navigation agencé pour déterminer une position du drone maître à un instant donné et une mémoire dans laquelle est chargé le plan de vol, le drone maître étant agencé de sorte à se déplacer depuis sa position déterminée conformément au plan de vol chargé dans sa mémoire. Le cas échéant, la précision du système de navigation du drone maître est supérieure à la précision des systèmes de navigation des drones suiveurs. Par exemple, le système de navigation du drone maître peut comporter une centrale inertielle de type FOG (de l’anglais Fiber Optic Gyroscope), recevant des informations d’un système de positionnement acoustique comme un DVL (de l’anglais Doppler Velocity Log) et comportant un module de traitement des données intégrant par exemple un algorithme de type filtre de Kalman.In one embodiment of the invention, the master drone comprises a navigation system arranged to determine a position of the master drone at a given instant and a memory in which the flight plan is loaded, the master drone being arranged so as to move from its determined position in accordance with the flight plan loaded in its memory. If applicable, the precision of the navigation system of the master drone is higher than the precision of the navigation systems of the follower drones. For example, the navigation system of the master drone may include an inertial unit of the FOG (Fiber Optic Gyroscope) type, receiving information from an acoustic positioning system such as a DVL (Doppler Velocity Log) and comprising a data processing module integrating for example a Kalman filter type algorithm.

Avantageusement, le drone maître comporte une pluralité de systèmes de caractérisation du fond marin de types différents. Le cas échéant, chaque drone suiveur comporte un unique système de caractérisation du fond marin, formé par ledit système de détection de champ magnétique. Les drones suiveurs sont ainsi dits mono-capteur et le drone maître est dit multi-capteur. Par exemple, le drone maître peut comporter au moins deux systèmes de caractérisation du fond marin choisis parmi la liste non limitative de systèmes suivantes : un système de détection de champ magnétique, un système de cartographie bathymétrique (comme par exemple un sondeur bathymétrique multifaisceaux), un système d’imagerie acoustique (comme par exemple un sonar à balayage latéral), un système de détection d’objet (comme une caméra) et un système de mesure de paramètres hydrodynamiques physiques ou chimiques. De la sorte, en cas de détection d’une anomalie magnétique à l’aide des systèmes de détection de champ magnétique des drones suiveurs et éventuellement du drone maître, le drone maître peut permettre de discriminer, à l’aide des systèmes de caractérisation du fond marin dont il dispose, le type de la source de l’anomalie magnétique et en particulier s’il s’agit d’un site hydrothermal à potentiel minier actif ou inactif.Advantageously, the master drone comprises a plurality of seabed characterization systems of different types. Where applicable, each follower drone comprises a single system for characterizing the seabed, formed by said magnetic field detection system. The follower drones are thus said to be single-sensor and the master drone is said to be multi-sensor. For example, the master drone may include at least two seabed characterization systems chosen from the following non-exhaustive list of systems: a magnetic field detection system, a bathymetric mapping system (such as a multibeam bathymetric sounder, for example), an acoustic imaging system (such as for example a side scan sonar), an object detection system (such as a camera) and a system for measuring physical or chemical hydrodynamic parameters. In this way, in the event of detection of a magnetic anomaly using the magnetic field detection systems of the follower drones and possibly of the master drone, the master drone can make it possible to discriminate, using the characterization systems of the seabed it has, the type of source of the magnetic anomaly and in particular whether it is a hydrothermal site with active or inactive mining potential.

Dans un exemple de réalisation de l’invention, le système de détection de champ magnétique de chaque drone suiveur comporte un capteur de champ magnétique apte à mesurer le champ magnétique au voisinage du drone suiveur. Le cas échéant, le système selon l’invention peut comporter un module de traitement de données agencé pour extraire à partir du champ magnétique mesuré une valeur indépendante des valeurs du champ magnétique ambiant et du champ magnétique propre au drone suiveur et pour détecter à partir de ladite valeur une anomalie magnétique. Le cas échéant, le capteur de champ magnétique peut être un magnétomètre vectoriel dit 3 composantes, comprenant trois magnétomètres agencés à 90° les uns des autres. Ce type de magnétomètre permet de s’affranchir en partie des effets des champs magnétiques parasites générés par le drone suiveur.In an exemplary embodiment of the invention, the magnetic field detection system of each follower drone comprises a magnetic field sensor capable of measuring the magnetic field in the vicinity of the follower drone. Where appropriate, the system according to the invention may comprise a data processing module arranged to extract from the measured magnetic field a value independent of the values of the ambient magnetic field and of the magnetic field specific to the follower drone and to detect from said value a magnetic anomaly. If necessary, the magnetic field sensor can be a so-called 3-component vector magnetometer, comprising three magnetometers arranged at 90° from each other. This type of magnetometer partially overcomes the effects of parasitic magnetic fields generated by the follower drone.

Avantageusement, le module de traitement de données est agencé pour corriger le champ magnétique total mesuré de sorte à extraire ladite valeur, la correction étant opérée en fonction de l’attitude de déplacement du drone suiveur, à savoir son roulis, son tangage et son cap, et en fonction du champ géomagnétique local ambiant. Il a en effet été observé que le champ magnétique mesuré par le capteur de champ magnétique est la somme des anomalies magnétiques présentes localement au niveau du fond marin, du champ géomagnétique ambiant et des champs magnétiques parasites liés au drone suiveur, à savoir les champs magnétiques induit et permanent. Or, les champs magnétiques induit et permanent générés par le drone suiveur dépendent de l’attitude de déplacement du drone suiveur. Le drone suiveur étant équipé d’un système de navigation, le module de traitement de données du système de détection de champ magnétique peut ainsi récupérer les données relatives à l’attitude de déplacement du drone suiveur à chaque instant et peut déterminer à partir de ces données les champs magnétiques induit et permanent, par exemple en déterminant les coefficients du tenseur de susceptibilité magnétique et le vecteur d’aimantation rémanente du drone suiveur. Par exemple, la valeur pourra être extraite au moyen de l’opération de correction suivante : , où A représente la valeur extraite, Hmesle champ magnétique mesuré par le capteur de champ magnétique, Hile champ magnétique induit du drone suiveur, Hple champ magnétique permanent du drone suiveur et F le champ géomagnétique local ambiant.Advantageously, the data processing module is arranged to correct the measured total magnetic field so as to extract said value, the correction being made as a function of the displacement attitude of the follower drone, namely its roll, its pitch and its heading , and depending on the ambient local geomagnetic field. It has indeed been observed that the magnetic field measured by the magnetic field sensor is the sum of the magnetic anomalies present locally at the level of the seabed, the ambient geomagnetic field and the parasitic magnetic fields linked to the follower drone, namely the magnetic fields induced and permanent. However, the induced and permanent magnetic fields generated by the follower drone depend on the displacement attitude of the follower drone. Since the follower drone is equipped with a navigation system, the data processing module of the magnetic field detection system can thus retrieve the data relating to the movement attitude of the follower drone at each instant and can determine from these given the induced and permanent magnetic fields, for example by determining the coefficients of the magnetic susceptibility tensor and the remanent magnetization vector of the follower drone. For example, the value could be retrieved using the following correction operation: , where A represents the extracted value, H mes the magnetic field measured by the magnetic field sensor, H i the induced magnetic field of the follower drone, H p the permanent magnetic field of the follower drone and F the ambient local geomagnetic field.

Le cas échéant, le module de traitement de données du système de détection de champ magnétique peut être agencé pour détecter une anomalie magnétique si ladite valeur extraite est supérieure à une valeur seuil prédéterminée.If necessary, the data processing module of the magnetic field detection system can be arranged to detect a magnetic anomaly if said extracted value is greater than a predetermined threshold value.

Si on le souhaite, le module de traitement de données peut être embarqué dans un, plusieurs, voire chaque drone suiveur. En variante, le module de traitement de données peut être externe aux drones du système selon l’invention.If desired, the data processing module can be embedded in one, several, or even each follower drone. As a variant, the data processing module can be external to the drones of the system according to the invention.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les modules de communication acoustique des drones maître et suiveurs sont agencés pour émettre des signaux de communication sur un même canal de communication. Le cas échéant, les modules de communication des drones maître et suiveurs sont agencés de sorte à ce que les signaux de communication émis par les drones maître et suiveurs sur ledit canal de communication soient multiplexés. Si on le souhaite, les modules de communication des drones maître et suiveurs peuvent être agencés de sorte à ce que les signaux de communication émis par les drones maître et suiveurs sur ledit canal de communication soient multiplexés temporellement. Le cas échéant, les modules de communication des drones maître et suiveurs peuvent être agencés pour émettre des signaux acoustiques modulés sur une même fréquence porteuse ou sur une même bande de fréquence.According to one embodiment of the invention, the acoustic communication modules of the master and follower drones are arranged to transmit communication signals on the same communication channel. If necessary, the communication modules of the master and follower drones are arranged so that the communication signals transmitted by the master and follower drones on said communication channel are multiplexed. If desired, the communication modules of the master and follower drones can be arranged so that the communication signals transmitted by the master and follower drones on said communication channel are time multiplexed. If necessary, the communication modules of the master and follower drones can be arranged to transmit acoustic signals modulated on the same carrier frequency or on the same frequency band.

De préférence, les modules de communication des drones maître et suiveurs sont agencés pour émettre ensemble périodiquement une trame de données, chacun de ces modules de communications étant agencé pour émettre un signal de communication dans au moins un intervalle de temps de cette trame de données qui lui est attribué. En d’autres termes, les modules de communication accèdent à tour de rôle au canal de communication selon une technique de type accès multiple à répartition dans le temps (également appelée TDMA de l’anglais Time Division Multiple Access).Preferably, the communication modules of the master and follower drones are arranged to periodically transmit together a data frame, each of these communication modules being arranged to transmit a communication signal in at least one time interval of this data frame which is assigned to him. In other words, the communication modules take turns accessing the communication channel using a technique of the time division multiple access type (also called TDMA from English Time Division Multiple Access).

Avantageusement, le module de communication du drone maître est agencé pour émettre une instruction de navigation à destination de tous les drones suiveurs dans le premier intervalle de temps de la trame de données. On comprend ainsi qu’une même instruction, à savoir un cap à suivre et un code relatif à une géométrie de formation établis à partir du plan de vol du drone maître, est envoyée pour tous les drones suiveurs. Si on le souhaite, le module de communication du drone maître est agencé pour émettre plusieurs instructions de navigation à destination de tous les drones suiveurs dans plusieurs intervalles de temps disjoints de la trame de données, les modules de communication d’une partie seulement des drones suiveurs étant agencés pour émettre un signal à destination du drone maître dans des intervalles de temps de la trame de données situés entre un premier et un deuxième intervalles de temps successifs de la trame de données attribués au drone maître. Le cas échéant, les modules de communication d’une autre partie des drones suiveurs sont agencés pour émettre un signal à destination du drone maître dans des intervalles de temps de la trame de données situés entre le deuxième et un troisième intervalle de temps successif de la trame de données attribués au drone maître. Cette caractéristique permet d’accélérer l’émission des instructions de navigation à destination des drones suiveurs de sorte à diminuer leurs dérives au cours de leur déplacement. Advantageously, the communication module of the master drone is arranged to send a navigation instruction to all the follower drones in the first time interval of the data frame. It is thus understood that the same instruction, namely a course to follow and a code relating to a formation geometry established from the flight plan of the master drone, is sent for all the follower drones. If desired, the communication module of the master drone is arranged to transmit several navigation instructions intended for all the follower drones in several disjoint time slots of the data frame, the communication modules of only part of the drones trackers being arranged to transmit a signal to the master drone in time slots of the data frame located between a first and a second successive time slots of the data frame allocated to the master drone. If necessary, the communication modules of another part of the follower drones are arranged to transmit a signal to the master drone in time slots of the data frame located between the second and a third successive time slot of the data frame assigned to the master drone. This characteristic makes it possible to accelerate the transmission of navigation instructions to the follower drones so as to reduce their drifts during their movement.

Avantageusement, le module de communication de chacun des drones suiveurs est agencé pour émettre un signal à destination du drone maître comprenant une information relative à sa position dans un intervalle de temps de la trame de données qui lui est attribué. De préférence, le module de communication de chacun des drones suiveurs est agencé pour émettre un signal à destination du drone maître comprenant une information relative à sa position et une information relative à son état de fonctionnement dans ledit intervalle de temps qui lui est attribué.Advantageously, the communication module of each of the follower drones is arranged to transmit a signal intended for the master drone comprising information relating to its position in a time interval of the data frame which is allocated to it. Preferably, the communication module of each of the follower drones is arranged to transmit a signal intended for the master drone comprising information relating to its position and information relating to its operating state in the said time slot allocated to it.

De préférence, les modules de communication des drones maître et suiveurs sont agencés de sorte à ce qu’un intervalle de temps de garde sépare deux intervalles de temps successifs attribués à des modules de communication.Preferably, the communication modules of the master and follower drones are arranged so that a guard time interval separates two successive time intervals allocated to communication modules.

Avantageusement encore, le module de communication du drone maître est agencé pour émettre une information d’état du système d’exploration sous-marine à destination d’une unité de contrôle distante dans le dernier intervalle de temps de la trame de donnée.Advantageously again, the communication module of the master drone is arranged to send status information from the underwater exploration system to a remote control unit in the last time interval of the data frame.

Selon un exemple de réalisation de l’invention, les modules de communication des drones maître et suiveurs sont agencés de sorte à ce que la durée des intervalles de temps attribués à ces modules de communication soit identique pour tous les modules de communications et de sorte que la période d’émission des instructions de navigation par le drone maître corresponde à un déplacement de chacun des drones suiveurs inférieur à une distance seuil prédéterminée. Par exemple, la durée de la période d’émission des instructions de navigation est fixée de sorte que les drones suiveurs puissent se déplacer selon un cap donné par le drone maître sur une distance de15 mètres maximum à une vitesse de 3,5 nœuds.According to an exemplary embodiment of the invention, the communication modules of the master and follower drones are arranged so that the duration of the time intervals allocated to these communication modules is identical for all the communication modules and so that the period of transmission of the navigation instructions by the master drone corresponds to a movement of each of the follower drones less than a predetermined threshold distance. For example, the duration of the navigation instruction transmission period is set so that the follower drones can move according to a heading given by the master drone over a maximum distance of 15 meters at a speed of 3.5 knots.

Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque drone suiveur comporte un corps comprenant un compartiment avant isolé du reste du corps, et chaque drone suiveur comporte un système de propulsion, une batterie, et le système de détection de champ magnétique est agencé dans le compartiment avant et le système de propulsion et la batterie sont agencés dans le corps en dehors du compartiment avant. On limite ainsi l’impact des champs magnétiques induit et permanent du système de propulsion et de la batterie sur le système de détection de champ magnétique.According to one embodiment of the invention, each follower drone comprises a body comprising a front compartment isolated from the rest of the body, and each follower drone comprises a propulsion system, a battery, and the magnetic field detection system is arranged in the front compartment and the propulsion system and the battery are arranged in the body outside the front compartment. This limits the impact of the induced and permanent magnetic fields of the propulsion system and the battery on the magnetic field detection system.

Avantageusement, le corps est formé d’un compartiment arrière, d’un compartiment central et du compartiment avant, chaque compartiment étant isolé des autres, et le système de propulsion est agencé dans le compartiment arrière et la batterie est agencée dans le compartiment central.Advantageously, the body is formed of a rear compartment, a central compartment and the front compartment, each compartment being isolated from the others, and the propulsion system is arranged in the rear compartment and the battery is arranged in the central compartment.

Le cas échéant, le module de communication acoustique et/ou le système de navigation du drone suiveur sont agencés dans le compartiment avant.If applicable, the acoustic communication module and/or the navigation system of the follower drone are arranged in the front compartment.

L’invention a également pour objet un procédé d’exploration sous-marine mis en œuvre par un système d’exploration sous-marine selon l’invention. Avantageusement, le procédé comporte les étapes suivantes :

  1. Sélection d’au moins un plan de vol prédéterminé par le drone maître ;
  2. Déplacement autonome du drone maître en fonction du plan de vol sélectionné ;
  3. Emission par le drone maître d’instructions de navigation, déterminées à partir du plan de vol sélectionné, à destination des drones suiveurs ;
  4. Déplacement autonome de chacun des drones suiveurs selon l’instruction de navigation reçue.
The invention also relates to an underwater exploration method implemented by an underwater exploration system according to the invention. Advantageously, the method comprises the following steps:
  1. Selection of at least one predetermined flight plan by the master drone;
  2. Autonomous movement of the master drone according to the selected flight plan;
  3. Emission by the master drone of navigation instructions, determined from the selected flight plan, to follower drones;
  4. Autonomous movement of each of the follower drones according to the navigation instruction received.

Si on le souhaite, le procédé peut comporter une étape d’émission par chacun des drones suiveurs d’un signal à destination du drone maître comportant au moins une information relative à son état de fonctionnement et, dans le cas où le drone maître reçoit un signal d’un drone suiveur comportant une information indiquant une défaillance de ce drone suiveur, une étape de reconfiguration dans laquelle le drone maître sélectionne un nouveau plan de vol en fonction des drones viables restants.If desired, the method may comprise a step of transmission by each of the follower drones of a signal intended for the master drone comprising at least information relating to its operating state and, in the case where the master drone receives a signal from a follower drone comprising information indicating a failure of this follower drone, a reconfiguration step in which the master drone selects a new flight plan as a function of the remaining viable drones.

Avantageusement, le procédé peut comporter une étape d’écholocalisation du drone maître opérée par chacun des drones suiveurs à l’aide du signal émis comportant au moins une information relative à son état de fonctionnement, et une étape de correction du déplacement du drone suiveur au moyen d’une distance relative au drone maître obtenue lors de l’étape d’écholocalisation.Advantageously, the method can comprise a step of echolocation of the master drone operated by each of the follower drones using the transmitted signal comprising at least information relating to its operating state, and a step of correcting the movement of the follower drone at means of a distance relative to the master drone obtained during the echolocation step.

Si on le souhaite, le procédé peut comporter une étape de mesure du champ magnétique local mise en œuvre par chacun des drones suiveurs, une étape d’extraction à partir de chaque champ magnétique mesuré d’une valeur indépendante du champ magnétique ambiant et du champ magnétique propre au drone suiveur ayant mesuré ce champ magnétique, et une étape de détection à partir de ladite valeur extraite d’une anomalie magnétique.If desired, the method may comprise a step of measuring the local magnetic field implemented by each of the follower drones, a step of extracting from each measured magnetic field a value independent of the ambient magnetic field and of the field magnetic specific to the follower drone having measured this magnetic field, and a detection step based on said value extracted from a magnetic anomaly.

La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des illustrations jointes, dans lesquelles :The present invention is now described using examples which are only illustrative and in no way limit the scope of the invention, and from the accompanying illustrations, in which:

représente, schématiquement et partiellement, une vue d’un système d’exploration sous-marine selon un mode de réalisation de l’invention ; represents, schematically and partially, a view of an underwater exploration system according to one embodiment of the invention;

représente un procédé d’exploration sous-marine mis en œuvre par le système d’exploration sous-marine de la [Fig. 1] ; represents an underwater exploration method implemented by the underwater exploration system of [FIG. 1];

représente un procédé de communication entre les drones maître et suiveurs du système d’exploration sous-marine de la [Fig. 1] ; represents a method of communication between the master and follower drones of the underwater exploration system of [FIG. 1];

représente des déplacements du drone maître et d’un des drones suiveurs du système d’exploration sous-marine de la [Fig. 1] ; represents movements of the master drone and of one of the follower drones of the underwater exploration system of [FIG. 1];

représente différentes étapes d’un procédé de détection d’une anomalie magnétique mis en œuvre par le système d’exploration sous-marine de la [Fig. 1] ; et represents different steps of a method for detecting a magnetic anomaly implemented by the underwater exploration system of [FIG. 1]; And

représente une vue en coupe d’un drone suiveur du système d’exploration sous-marine de la [Fig. 1]. shows a sectional view of a follower drone of the underwater exploration system of [Fig. 1].

Dans la description qui suit, les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.In the following description, the identical elements, by structure or by function, appearing in different figures retain, unless otherwise specified, the same references.

On a représenté en une vue d’un système d’exploration sous-marine 1 selon un mode de réalisation de l’invention.We represented in a view of an underwater exploration system 1 according to one embodiment of the invention.

Le système 1 comporte un drone sous-marin maître 2 et une pluralité de drones sous-marins suiveurs 31 à 36. Les drones 2 et 31 à 36 sont des drones sous-marins capables de se déplacer de façon autonome. Chacun des drones maître 2 et suiveurs 31 à 36 est équipé d’un module de communication C pour émettre et recevoir des signaux, d’un système de détection de champ magnétique D apte à mesurer un champ magnétique et d’un système de navigation N agencé pour déterminer une position du drone à un instant donné. Le drone maître 2 comporte en outre, et contrairement aux drones suiveurs 31 à 36, une pluralité de systèmes de caractérisation du fond marin dont un système de cartographie bathymétrique sous la forme d’un sondeur bathymétrique multifaisceaux SBM et un système d’imagerie acoustique sous la forme d’un sonar à balayage latéral SBL. Le drone maître 2 est ainsi multi-capteur et les drones suiveurs 31 à 36 sont donc mono-capteur.System 1 comprises a master underwater drone 2 and a plurality of follower underwater drones 31 to 36. Drones 2 and 31 to 36 are underwater drones capable of moving autonomously. Each of the master 2 and follower 31 to 36 drones is equipped with a communication module C for transmitting and receiving signals, with a magnetic field detection system D capable of measuring a magnetic field and with a navigation system N arranged to determine a position of the drone at a given instant. The master drone 2 also comprises, and contrary to the follower drones 31 to 36, a plurality of seabed characterization systems including a bathymetric mapping system in the form of a multibeam bathymetric sounder SBM and an acoustic imaging system in the form of an SBL side scan sonar. The master drone 2 is thus multi-sensor and the follower drones 31 to 36 are therefore single-sensor.

Le système de navigation N de chacun des drones suiveurs 31 à 36 comporte une centrale d’attitude de type MEMS apte à déterminer le roulis et le tangage du drone suiveur. En outre, le système de détection de champ magnétique D de chaque drone suiveur fournit un cap magnétique au système de navigation N. En variante, on pourrait prévoir que chaque drone suiveur soit pourvu d’un deuxième système de détection de champ magnétique pour fournir ledit cap magnétique, le système de détection de champ magnétique D étant dans ce cas dédié à la mesure du champ magnétique. Le système de navigation N du drone maître 2 comporte une centrale inertielle de type FOG, recevant des informations fournies par un système de positionnement acoustique comme un DVL (de l’anglais Doppler Velocity Log) et comportant un module de traitement des données de position intégrant un algorithme de type filtre de Kalman. La précision du système de navigation du drone maître 2 est ainsi bien supérieure à celle du système de navigation de chacun des drones suiveurs 31 à 36.The navigation system N of each of the follower drones 31 to 36 comprises a MEMS type attitude unit able to determine the roll and the pitch of the follower drone. In addition, the magnetic field detection system D of each follower drone provides a magnetic heading to the navigation system N. Alternatively, provision could be made for each follower drone to be provided with a second magnetic field detection system to provide said magnetic heading, the magnetic field detection system D being in this case dedicated to the measurement of the magnetic field. The navigation system N of the master drone 2 comprises an inertial unit of the FOG type, receiving information supplied by an acoustic positioning system such as a DVL (from the English Doppler Velocity Log) and comprising a position data processing module integrating a Kalman filter type algorithm. The precision of the navigation system of the master drone 2 is thus much higher than that of the navigation system of each of the follower drones 31 to 36.

Les modules de communication C des drones maître 2 et suiveurs 31 à 36 sont des modules de communication acoustique, de sorte à ce que les drones puissent échanger des données sous la forme de signaux acoustiques modulés et émis par lesdits modules de communication sur un même canal de communication, à savoir sur une même bande de fréquence. Par ailleurs, les signaux acoustiques émis par les drones maître 2 et suiveurs 31 à 36 sur ce canal de communication sont multiplexés temporellement, de sorte à ce que les modules de communication C accèdent à tour de rôle au canal de communication selon une technique de type accès multiple à répartition dans le temps, chacun des drones émettant ainsi un signal acoustique dans au moins un intervalle de temps d’une trame de données périodique qui lui est attribué.The communication modules C of the master 2 and follower drones 31 to 36 are acoustic communication modules, so that the drones can exchange data in the form of acoustic signals modulated and emitted by said communication modules on the same channel communication, namely on the same frequency band. Furthermore, the acoustic signals emitted by the master 2 and follower 31 to 36 drones on this communication channel are time multiplexed, so that the communication modules C access the communication channel in turn according to a technique of the type time division multiple access, each of the drones thus transmitting an acoustic signal in at least one time slot of a periodic data frame which is assigned to it.

On a représenté en , en vue de dessus, un procédé d’exploration sous-marine d’une zone d’exploration Z mis en œuvre par le système d’exploration 1, en [Fig. 3] un procédé de communication entre le drone maître 2 et les drones suiveurs 31 à 36 au cours de l’exploration, ainsi qu’une trame de données F qui circule ainsi dans le canal de communication formé entre les drones et en [Fig. 4] un exemple d’asservissement d’un déplacement d’un des drones suiveurs 31 au déplacement du drone maître 2.We represented in , in top view, a method of underwater exploration of an exploration zone Z implemented by the exploration system 1, in [FIG. 3] a communication method between the master drone 2 and the follower drones 31 to 36 during exploration, as well as a data frame F which thus circulates in the communication channel formed between the drones and in [Fig. 4] an example of enslavement of a movement of one of the follower drones 31 to the movement of the master drone 2.

Au préalable de l’exploration, une pluralité de géométries de formation est chargée dans une mémoire de chacun des drones maître 2 et suiveurs 31 à 36. Chaque géométrie de formation décrit, pour un nombre donné de drones suiveurs et pour chacun de ces drones suiveurs, sa position spatiale par rapport au drone maître 2, à savoir s’il doit se placer à gauche, à droite, devant ou derrière le drone maître 2, et une distance latérale séparant ce drone suiveur du drone maître 2. Toujours au préalable de l’exploration, le drone maître sélectionne un plan de vol E, à savoir une géométrie de formation GF donnée et un plan de lignes de navigation PL associé à ladite géométrie de formation GF et adapté à la zone d’exploration Z envisagée. Chaque ligne du plan de lignes PL définit ainsi le déplacement d’un drone dans la zone d’exploration Z (en traits pleins pour le drone maître 2 et en traits pointillés pour les drones suiveurs 31 à 36 sur la ). Telle que décrit sur la [Fig. 2], la géométrie de formation GF définie dans le plan de vol E sélectionné correspond à une formation en peigne centrée sur le drone maître 2, les drones suiveurs étant répartis de part et d’autre du drone maître 2 en étant régulièrement espacés de 100 mètres.Prior to the exploration, a plurality of formation geometries is loaded into a memory of each of the master 2 and follower drones 31 to 36. Each formation geometry describes, for a given number of follower drones and for each of these follower drones , its spatial position relative to the master drone 2, namely whether it should be placed to the left, to the right, in front or behind the master drone 2, and a lateral distance separating this follower drone from the master drone 2. Always beforehand exploration, the master drone selects a flight plan E, namely a given formation geometry GF and a plane of navigation lines PL associated with said formation geometry GF and adapted to the exploration zone Z envisaged. Each line of the line plan PL thus defines the movement of a drone in the exploration zone Z (in solid lines for the master drone 2 and in dotted lines for the follower drones 31 to 36 on the ). As described in [Fig. 2], the formation geometry GF defined in the selected flight plan E corresponds to a comb formation centered on the master drone 2, the follower drones being distributed on either side of the master drone 2 being regularly spaced 100 meters.

Le drone maître 2 est agencé pour se déplacer de façon autonome, à l’aide de son système de navigation N, conformément au plan de vol E et à sa propre ligne dans le plan de lignes de navigation PL. Lors de son déplacement le long du plan de vol E, le drone maître 2 émet périodiquement, par exemple toutes les 6 secondes, via son module de communication C, une instruction de navigation I à destination de tous les drones suiveurs 31 à 36 comprenant un cap à suivre Cm, déterminé à partir du plan de vol E ainsi qu’un code identifiant la géométrie de formation GF définie dans le plan de vol sélectionné E. Plusieurs instructions de navigation I sont ainsi émises à destination de tous les drones suiveurs dans plusieurs intervalles de temps de la trame de données F.The master drone 2 is arranged to move autonomously, using its navigation system N, in accordance with the flight plan E and its own line in the navigation line plan PL. During its movement along the flight plan E, the master drone 2 periodically transmits, for example every 6 seconds, via its communication module C, a navigation instruction I intended for all the follower drones 31 to 36 comprising a course to follow Cm, determined from the flight plan E as well as a code identifying the formation geometry GF defined in the selected flight plan E. Several navigation instructions I are thus transmitted to all the follower drones in several time slots of the data frame F.

A la réception d’une instruction de navigation I par son module de communication C, chaque drone suiveur 31 à 36 détermine sa position relative au drone maître 2 en sélectionnant la géométrie de formation chargée dans sa mémoire et associée audit code contenu dans l’instruction de navigation I. Chaque drone suiveur 31 à 36 se déplace alors de façon autonome, conformément à l’instruction de navigation I reçue, en fonction du cap à suivre et de la position estimée du drone suiveur par son système de navigation N, en conservant sa position relative par rapport au drone maître 2, jusqu’à la réception de l’instruction de navigation suivante. Plus spécifiquement, chaque drone suiveur 31 à 36 adopte un mode de navigation dit à l’estime, dans lequel il estime sa position P1 à P6 en fonction de son déplacement, déterminé par le cap magnétique mesuré par le système de détection de champ magnétique et de son attitude mesurée par la centrale d’attitude, à partir de sa dernière position estimée. Le drone suiveur se déplace alors vers une nouvelle position déterminée par sa position estimée et par le cap à suivre Cm contenu dans l’instruction de navigation I, et en conservant sa position relative au drone maître 2 définie dans la géométrie de formation GF.Upon receipt of a navigation instruction I by its communication module C, each follower drone 31 to 36 determines its position relative to the master drone 2 by selecting the training geometry loaded in its memory and associated with said code contained in the instruction navigation I. Each follower drone 31 to 36 then moves autonomously, in accordance with the navigation instruction I received, depending on the heading to be followed and the estimated position of the follower drone by its navigation system N, while maintaining its relative position with respect to the master drone 2, until the reception of the next navigation instruction. More specifically, each follower drone 31 to 36 adopts a so-called dead reckoning navigation mode, in which it estimates its position P1 to P6 as a function of its displacement, determined by the magnetic heading measured by the magnetic field detection system and of its attitude measured by the attitude unit, from its last estimated position. The follower drone then moves to a new position determined by its estimated position and by the course to follow Cm contained in the navigation instruction I, and by keeping its position relative to the master drone 2 defined in the formation geometry GF.

Comme illustré en , le mode de navigation à l’estime introduit une dérive dans le déplacement de chaque drone suiveur (illustré par le drone suiveur 31), due à l’incertitude de positionnement introduite par l’estimation de la position P1 à P6. En d’autres termes, l’incertitude de positionnement (matérialisée par le cercle IP en [Fig. 4]) croît au cours du temps, ce qui peut générer, d’une part, une déviation du drone suiveur 31 par rapport à sa ligne de navigation dans le plan de lignes PL et, d’autre part, une différence entre la distance latérale réelle d1 entre le drone maître 2 et le drone suiveur 31 et celle fixée dans la géométrie de formation GF.As illustrated in , the dead reckoning mode introduces a drift in the movement of each follower drone (illustrated by the follower drone 31), due to the positioning uncertainty introduced by the estimation of the position P1 to P6. In other words, the positioning uncertainty (materialized by the circle IP in [FIG. 4]) increases over time, which can generate, on the one hand, a deviation of the follower drone 31 with respect to its navigation line in the plane of lines PL and, on the other hand, a difference between the real lateral distance d1 between the master drone 2 and the follower drone 31 and that fixed in the formation geometry GF.

Chaque drone suiveur 31 à 36 émet un signal S1 à S6 à destination du drone maître 2 contenant sa position estimée P1 à P6 ainsi qu’un état de fonctionnement E1 à E6, à savoir un état viable ou un état défaillant, dans un intervalle de temps de la trame de données F qui lui est attribué. Afin de remédier aux dérives des déplacements des drones suiveurs décrites ci-dessus, le module de communication C de chaque drone suiveur reçoit un écho S1’ du signal S1 réfléchi par le drone maître 2 et détermine, à partir dudit écho, la distance relative réelle d1 séparant le drone suiveur du drone maître. Le drone suiveur 31 passe alors du mode de navigation à l’estime à un mode de navigation dit « en contraction », dans lequel cette distance relative d1 déterminée par écholocalisation est intégrée dans la détermination de la position du drone suiveur par le système de navigation N et dans le déplacement du drone suiveur. D’une part, cette distance relative déterminée d1 permet de réduire l’incertitude de positionnement. D’autre part, la comparaison entre la distance relative réelle d1 et celle fixée dans la géométrie de formation GF permet au drone suiveur 31 de regagner sa ligne de navigation, et ainsi de respecter cette géométrie de formation GF.Each follower drone 31 to 36 transmits a signal S1 to S6 to the master drone 2 containing its estimated position P1 to P6 as well as an operating state E1 to E6, namely a viable state or a failed state, in an interval of time of the data frame F assigned to it. In order to remedy the drifts of the movements of the follower drones described above, the communication module C of each follower drone receives an echo S1 'of the signal S1 reflected by the master drone 2 and determines, from said echo, the real relative distance d1 separating the follower drone from the master drone. The follower drone 31 then switches from the dead reckoning navigation mode to a so-called "contraction" navigation mode, in which this relative distance d1 determined by echolocation is integrated into the determination of the position of the follower drone by the navigation system N and in the movement of the follower drone. On the one hand, this determined relative distance d1 makes it possible to reduce the positioning uncertainty. On the other hand, the comparison between the real relative distance d1 and that fixed in the formation geometry GF allows the follower drone 31 to regain its line of navigation, and thus to respect this formation geometry GF.

Dans l’exemple décrit, les instructions de navigation I émises par le drone maître 2 sont dépourvues d’instructions quant à une altitude à suivre. En outre, le système de navigation N de chaque drone suiveur 31 à 36 comporte un altimètre agencé pour déterminer une altitude du drone suiveur par rapport au fond marin à un instant donné, chaque drone suiveur étant agencé pour se déplacer en conservant une altitude constante par rapport au fond marin.In the example described, the navigation instructions I issued by the master drone 2 are devoid of instructions as to an altitude to be followed. In addition, the navigation system N of each follower drone 31 to 36 comprises an altimeter arranged to determine an altitude of the follower drone relative to the seabed at a given instant, each follower drone being arranged to move while maintaining a constant altitude by relative to the seabed.

Dans l’exemple de la , le drone 32 subit une avarie et envoie ainsi, dans son intervalle de temps, un signal S2 contenant sa position P2 et un état de fonctionnement E2 indiquant une défaillance. A la suite de l’envoi du signal S2, le drone 32 n’est plus en état de poursuivre l’exploration et quitte la zone d’exploration Z par exemple pour rejoindre une base. A la réception du signal S2 indiquant l’état de défaillance E2 du drone suiveur 32, le drone maître sélectionne un nouveau plan de vol E définissant une nouvelle géométrie de formation GF adaptée aux drones suiveurs restant 31 et 33 à 36. Dans l’exemple décrit, le drone suiveur 36 remplace le drone suiveur 32 et emprunte ainsi sa position. Afin de conserver une exploration homogène de la zone d’exploration Z, le drone maître 2 détermine en outre un nouveau plan de lignes de navigation PL. Le drone maître 2 opère ainsi une reconfiguration de la flotte de drones.In the example of the , the drone 32 suffers damage and thus sends, in its time interval, a signal S2 containing its position P2 and an operating state E2 indicating a failure. Following the sending of the signal S2, the drone 32 is no longer able to continue the exploration and leaves the exploration zone Z for example to join a base. Upon receipt of the signal S2 indicating the state of failure E2 of the follower drone 32, the master drone selects a new flight plan E defining a new formation geometry GF adapted to the remaining follower drones 31 and 33 to 36. In the example described, the follower drone 36 replaces the follower drone 32 and thus borrows its position. In order to maintain a homogeneous exploration of the exploration zone Z, the master drone 2 also determines a new plane of navigation lines PL. The master drone 2 thus carries out a reconfiguration of the fleet of drones.

Comme décrit en , un intervalle de temps de garde G sépare l’émission successive de signaux par les drones maître 2 et suiveurs 31 à 36 dans la trame de données F. On notera en outre que les intervalles de temps attribués aux drones suiveurs 31 à 36 sont distribués entre les différents intervalles de temps attribués au drone maître 2.As described in , a guard time interval G separates the successive transmission of signals by the master drones 2 and followers 31 to 36 in the data frame F. It will also be noted that the time intervals allocated to the follower drones 31 to 36 are distributed between the different time slots assigned to master drone 2.

Enfin, le drone maître 2 émet une information d’état E du système d’exploration sous-marine à destination d’une unité de contrôle distante, par exemple située dans un bateau en surface de la zone d’exploration Z, dans le dernier intervalle de temps de la trame de données F.Finally, the master drone 2 sends status information E of the underwater exploration system to a remote control unit, for example located in a boat on the surface of the exploration zone Z, in the last time interval of the data frame F.

La durée des intervalles de temps attribués aux modules de communication C des drones maître 2 et suiveurs 31 à 36 est identique pour tous ces modules de communication. En outre, la période d’émission des instructions de navigation I par le drone maître est telle que le déplacement de chacun des drones suiveurs 31 à 36 entre deux instructions de navigation successives est sensiblement égal à 15 mètres, selon une vitesse de 3,5 nœuds. On constate ainsi que les drones suiveurs 31 à 36 se déplacent selon des déplacements élémentaires de 15 mètres en suivant le plan de vol E, ce qui permet d’obtenir un asservissement précis de la trajectoire des drones suiveurs 31 à 36 à celle du drone maître 2, tout en garantissant une robustesse du système d’exploration 1 en cas de dérive ou de défaillance de l’un des drones suiveurs.The duration of the time intervals allocated to the communication modules C of the master 2 and follower drones 31 to 36 is identical for all these communication modules. In addition, the period of transmission of the navigation instructions I by the master drone is such that the movement of each of the follower drones 31 to 36 between two successive navigation instructions is substantially equal to 15 meters, at a speed of 3.5 knots. It is thus noted that the follower drones 31 to 36 move according to elementary displacements of 15 meters following the flight plan E, which makes it possible to obtain a precise servo-control of the trajectory of the follower drones 31 to 36 to that of the master drone 2, while guaranteeing robustness of the exploration system 1 in the event of drift or failure of one of the follower drones.

Chaque système de détection de champ magnétique D des drones maître 2 et suiveurs 31 à 36 comporte un capteur de champ magnétique, sous la forme d’un magnétomètre vectoriel dit 3 composantes, comprenant trois magnétomètres directionnels agencés à 90° les uns des autres, chacun étant apte à mesurer le champ magnétique au voisinage du drone. On a ainsi représenté en dans le premier graphique G1 un exemple de mesures des trois composantes du champ magnétique obtenues par chacun des magnétomètres directionnels de l’un des drones suiveurs 31 à 36 au cours de l’exploration de la zone Z.Each magnetic field detection system D of the master 2 and follower drones 31 to 36 comprises a magnetic field sensor, in the form of a so-called 3-component vector magnetometer, comprising three directional magnetometers arranged at 90° from each other, each being able to measure the magnetic field in the vicinity of the drone. We have thus represented in in the first graph G1 an example of measurements of the three components of the magnetic field obtained by each of the directional magnetometers of one of the follower drones 31 to 36 during the exploration of the zone Z.

Le système d’exploration 1 comporte un module de traitement de données (non représenté), externe aux drones 2 et 31 à 36, agencé pour calculer un champ magnétique total à partir des mesures des trois composantes du champ magnétique illustrées dans le graphique G1. Ce champ magnétique total a été illustré dans le deuxième graphique G2.The exploration system 1 comprises a data processing module (not shown), external to the drones 2 and 31 to 36, arranged to calculate a total magnetic field from the measurements of the three components of the magnetic field illustrated in the graph G1. This total magnetic field has been illustrated in the second graph G2.

Le module de traitement de données récupère, à partir du système de navigation N au cours de l’exploration, les données relatives au déplacement du drone suiveur lors de l’exploration de la zone Z, et en particulier son cap qui a été représenté dans le troisième graphique G3 et son roulis et son tangage qui ont été illustrés dans le quatrième graphique G4. En outre, le module de traitement de données détermine le tenseur de susceptibilité magnétique du drone suiveur ainsi que le vecteur d’aimantation rémanente, par exemple au moyen d’un jeu de données magnétique dit de calibration. Le module de traitement de données corrige, à partir de cet ensemble de données, le champ magnétique total du graphique G2, afin d’en éliminer les champs magnétiques induit et permanent ainsi que le champ magnétique ambiant, afin d’en extraire une valeur représentée dans le graphique G5. On constate sur ce graphique G5 que la valeur extraite présente une variation, correspondant à une anomalie magnétique A dans la zone d’exploration. En outre, les données récoltées par les systèmes de caractérisation du fond marin SBM et SBL du drone maître permettent de caractériser la source de l’anomalie magnétique A et particulier de déterminer s’il s’agit d’un site hydrothermal à potentiel minier inactif.The data processing module recovers, from the navigation system N during the exploration, the data relating to the movement of the follower drone during the exploration of the zone Z, and in particular its heading which has been represented in the third graph G3 and its roll and pitch which were illustrated in the fourth graph G4. In addition, the data processing module determines the magnetic susceptibility tensor of the follower drone as well as the remanent magnetization vector, for example by means of a so-called calibration magnetic data set. The data processing module corrects, from this set of data, the total magnetic field of the G2 graph, in order to eliminate the induced and permanent magnetic fields as well as the ambient magnetic field, in order to extract a value represented therefrom. in the G5 graph. It can be seen on this graph G5 that the extracted value presents a variation, corresponding to a magnetic anomaly A in the exploration zone. In addition, the data collected by the SBM and SBL seabed characterization systems of the master drone make it possible to characterize the source of the magnetic anomaly A and in particular to determine whether it is a hydrothermal site with inactive mining potential. .

Enfin, on a représenté en une vue en coupe d’un des drones suiveurs 31, étant entendu que la structure de tous les drones suiveurs 31 à 36 est identique. Le drone 31 comporte un corps 4 formé d’un compartiment arrière 41, d’un compartiment central 42 et d’un compartiment avant 43. Chaque compartiment est isolé des autres.Finally, we represented a sectional view of one of the follower drones 31, it being understood that the structure of all the follower drones 31 to 36 is identical. The drone 31 comprises a body 4 formed by a rear compartment 41, a central compartment 42 and a front compartment 43. Each compartment is isolated from the others.

Le drone suiveur 31 comporte un système de propulsion 5 agencé dans le compartiment arrière 41 et une batterie 6 agencée dans le compartiment central 42. Le système de détection de champ magnétique D, le module de communication acoustique C et le système de navigation N sont agencés dans le compartiment avant 43, de sorte à limiter l’impact des champs magnétiques induit et permanent du système de propulsion et de la batterie sur le système de détection de champ magnétique D.The follower drone 31 comprises a propulsion system 5 arranged in the rear compartment 41 and a battery 6 arranged in the central compartment 42. The magnetic field detection system D, the acoustic communication module C and the navigation system N are arranged in the front compartment 43, so as to limit the impact of the induced and permanent magnetic fields of the propulsion system and the battery on the magnetic field detection system D.

La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixée, et notamment en proposant un système d’exploration sous-marine composé d’une flotte de drones sous-marins comprenant un drone maître autonome et des drones suiveurs dont les déplacements sont asservis à celui du drone maître. Le système qui a été décrit permet ainsi une exploration des grands fonds marins rapide, efficace, permettant de détecter et de discriminer les sites actifs des sites inactifs et dont le cout d’exploration est maitrisé.The preceding description clearly explains how the invention makes it possible to achieve the objectives it has set itself, and in particular by proposing an underwater exploration system composed of a fleet of underwater drones comprising a master drone autonomous and follower drones whose movements are slaved to that of the master drone. The system that has been described thus allows rapid, efficient exploration of the deep seabed, making it possible to detect and discriminate between active sites and inactive sites and whose exploration cost is controlled.

En tout état de cause, l'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. En particulier, on pourra envisager d’autres types de formations des drones maître et suiveurs. On pourra également envisager l’utilisation d’un autre type de procédé de communication entre les drones maître et suiveurs qu’un TDMA ou encore une structure interne des drones suiveurs différente de celle qui a été décrite.In any event, the invention cannot be limited to the embodiments specifically described in this document, and extends in particular to all equivalent means and to any technically effective combination of these means. In particular, other types of training for master and follower drones can be considered. It is also possible to envisage the use of another type of communication method between the master and follower drones than a TDMA or even an internal structure of the follower drones different from that which has been described.

Claims (12)

Système (1) d’exploration sous-marine, comportant :
  1. un drone sous-marin maître (2) agencé pour se déplacer de façon autonome selon un plan de vol prédéterminé (E) et comportant un module de communication (C) pour émettre des signaux de communications ;
  2. une pluralité de drones sous-marins suiveurs (31, 32, 33, 34, 35, 36), comportant chacun au moins un système de détection de champ magnétique (D), chaque drone suiveur comportant en outre un module de communication (C) pour recevoir des signaux de communication du drone maître;
  3. le drone maître étant agencé pour émettre des instructions de navigation (I) à destination des drones suiveurs et chaque drone suiveur étant agencé pour se déplacer de façon autonome selon ladite instruction de déplacement de sorte à ce que son déplacement soit asservi au déplacement du drone maître.
System (1) for underwater exploration, comprising:
  1. a master underwater drone (2) arranged to move autonomously according to a predetermined flight plan (E) and comprising a communication module (C) for transmitting communication signals;
  2. a plurality of follower underwater drones (31, 32, 33, 34, 35, 36), each comprising at least one magnetic field detection system (D), each follower drone further comprising a communication module (C) to receive communication signals from the master drone;
  3. the master drone being arranged to issue navigation instructions (I) to the follower drones and each follower drone being arranged to move autonomously according to said movement instruction so that its movement is slaved to the movement of the master drone .
Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel les modules de communication (C) des drones maître (2) et suiveurs (31, 32, 33, 34, 35, 36) sont des modules de communication acoustique.System (1) according to the preceding claim, in which the communication modules (C) of the master (2) and follower (31, 32, 33, 34, 35, 36) drones are acoustic communication modules. Système (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le drone maître (2) est agencé pour émettre périodiquement des instructions de navigation (I) à destination de tous les drones suiveurs (31, 32, 33, 34, 35, 36), chaque drone suiveur étant agencé pour se déplacer conformément à la dernière instruction reçue jusqu’à réception de l’instruction suivante.System (1) according to one of the preceding claims, in which the master drone (2) is arranged to periodically transmit navigation instructions (I) to all the follower drones (31, 32, 33, 34, 35, 36), each follower drone being arranged to move in accordance with the last instruction received until the next instruction is received. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel le drone maître (2) est agencé pour déterminer de façon périodique, à partir du plan de vol (E), un cap à suivre (Cm) et une géométrie de formation (GF) des drones suiveurs (31, 32, 33, 34, 35, 36), chaque instruction de navigation (I) émise par le drone maître à destination de tous les drones suiveurs (31, 32, 33, 34, 35, 36) comprenant ledit cap à suivre et ladite géométrie de formation, et dans lequel chaque drone suiveur est agencé, à la réception de chaque instruction de navigation, pour se déplacer dans une direction conforme audit cap à suivre, et pour déterminer et adopter une position relative (d1) par rapport au drone maître conforme à ladite géométrie de formation, jusqu’à la réception de l’instruction de navigation suivante.System (1) according to the preceding claim, in which the master drone (2) is arranged to determine periodically, from the flight plan (E), a heading to be followed (Cm) and a formation geometry (GF) follower drones (31, 32, 33, 34, 35, 36), each navigation instruction (I) transmitted by the master drone to all the follower drones (31, 32, 33, 34, 35, 36) comprising said heading to follow and said formation geometry, and in which each follower drone is arranged, on receipt of each navigation instruction, to move in a direction conforming to said heading to follow, and to determine and adopt a relative position (d1 ) with respect to the master drone conforming to said training geometry, until the reception of the next navigation instruction. Système (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque drone suiveur (31, 32, 33, 34, 35, 36) comporte un système de navigation (N) agencé pour déterminer une position (P1, P2, P3, P4, P5, P6) du drone suiveur à un instant donné et pour se déplacer depuis cette position déterminée en fonction de l’instruction de navigation (I) reçue du drone maître (2).System (1) according to one of the preceding claims, in which each follower drone (31, 32, 33, 34, 35, 36) comprises a navigation system (N) arranged to determine a position (P1, P2, P3, P4, P5, P6) of the follower drone at a given instant and to move from this determined position according to the navigation instruction (I) received from the master drone (2). Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel le système de navigation (N) de chaque drone suiveur (31, 32, 33, 34, 35, 36) est agencé pour déterminer une altitude du drone suiveur par rapport au fond marin à un instant donné, chaque drone suiveur étant agencé pour se déplacer en conservant une altitude constante par rapport au fond marin.System (1) according to the preceding claim, in which the navigation system (N) of each follower drone (31, 32, 33, 34, 35, 36) is arranged to determine an altitude of the follower drone with respect to the seabed at a given moment, each follower drone being arranged to move while maintaining a constant altitude relative to the seabed. Système (1) selon l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel le module de communication (C) de chaque drone suiveur (31, 32, 33, 34, 35, 36) est agencé pour transmettre au drone maître (2) un signal (S1, S2, S3, S4, S5, S6) comportant ladite position déterminée (P1, P2, P3, P4, P5, P6) du drone suiveur.System (1) according to one of Claims 5 or 6, in which the communication module (C) of each follower drone (31, 32, 33, 34, 35, 36) is arranged to transmit to the master drone (2) a signal (S1, S2, S3, S4, S5, S6) comprising said determined position (P1, P2, P3, P4, P5, P6) of the follower drone. Système (1) selon la revendication précédente en combinaison avec la revendication 4, dans lequel le module de communication (C) de chaque drone suiveur (31, 32, 33, 34, 35, 36) est agencé pour transmettre au drone maître (2) un signal (S1, S2, S3, S4, S5, S6) comportant ladite position déterminée (P1, P2, P3, P4, P5, P6) du drone suiveur et un état de fonctionnement (E1, E2, E3, E4, E5, E6) du drone suiveur, le drone maître étant agencé pour déterminer, à partir de l’état de fonctionnement des drones suiveurs, ledit cap à suivre (Cm) et ladite géométrie de formation (GF).System (1) according to the preceding claim in combination with claim 4, in which the communication module (C) of each follower drone (31, 32, 33, 34, 35, 36) is arranged to transmit to the master drone (2 ) a signal (S1, S2, S3, S4, S5, S6) comprising said determined position (P1, P2, P3, P4, P5, P6) of the follower drone and an operating state (E1, E2, E3, E4, E5, E6) of the follower drone, the master drone being arranged to determine, from the operating state of the follower drones, said course to follow (Cm) and said formation geometry (GF). Système (1) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le module de communication (C) de chaque drone suiveur (31, 32, 33, 34, 35, 36) est agencé pour recevoir un écho (S1’) du signal (S1) émis par le module de communication (C) du drone suiveur au drone maître (2) et réfléchi par le drone maître et pour déterminer à partir dudit écho une distance relative (d1) séparant le drone suiveur du drone maître ; et dans lequel le système de navigation (N) du drone suiveur est agencé pour déterminer ladite position (P1, P2, P3, P4, P5, P6) du drone suiveur audit instant donné à l’aide de ladite distance relative déterminée.System (1) according to claim 7 or 8, in which the communication module (C) of each follower drone (31, 32, 33, 34, 35, 36) is arranged to receive an echo (S1') of the signal ( S1) transmitted by the communication module (C) of the follower drone to the master drone (2) and reflected by the master drone and to determine from said echo a relative distance (d1) separating the follower drone from the master drone; and in which the navigation system (N) of the follower drone is arranged to determine said position (P1, P2, P3, P4, P5, P6) of the follower drone at said given instant using said determined relative distance. Système (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le drone maître (2) comporte une pluralité de systèmes de caractérisation du fond marin de types différents (SBM, SBL).System (1) according to one of the preceding claims, in which the master drone (2) comprises a plurality of seabed characterization systems of different types (SBM, SBL). Système (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le système de détection de champ magnétique (D) de chaque drone suiveur (31, 32, 33, 34, 35, 36) comporte un capteur de champ magnétique apte à mesurer le champ magnétique au voisinage du drone suiveur, le système (1) comportant un module de traitement de données agencé pour extraire à partir du champ magnétique mesuré une valeur indépendante des valeurs du champ magnétique ambiant et du champ magnétique propre au drone suiveur et à détecter à partir de ladite valeur une anomalie magnétique (A).System (1) according to one of the preceding claims, in which the magnetic field detection system (D) of each follower drone (31, 32, 33, 34, 35, 36) comprises a magnetic field sensor capable of measuring the magnetic field in the vicinity of the follower drone, the system (1) comprising a data processing module arranged to extract from the measured magnetic field a value independent of the values of the ambient magnetic field and of the magnetic field specific to the follower drone and to be detected from said value a magnetic anomaly (A). Procédé d’exploration sous-marine mis en œuvre par un système d’exploration sous-marine (1) selon l’une des revendications 1 à 11.Underwater exploration method implemented by an underwater exploration system (1) according to one of Claims 1 to 11.
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