IT201900002659A1 - Sistema di comando per imbarcazioni - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: “Sistema di comando per imbarcazioni”
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione ha per oggetto un sistema di comando per imbarcazioni, comprendente un sistema di comando di direzione ed un sistema di comando di accelerazione/decelerazione di almeno una unità di propulsione.
In particolare il sistema di comando di direzione comprende almeno un organo di comando direzionale ed il sistema di comando di accelerazione/decelerazione comprende almeno un organo di comando di accelerazione/decelerazione.
L’organo di comando direzionale attiva una unità direzionale per la generazione di segnali di comando direzionali volti a impostare l’orientamento di almeno un motore e/o di un timone, mentre l’organo di comando di accelerazione/decelerazione attiva una unità di accelerazione/decelerazione per la generazione di segnali di comando di accelerazione/decelerazione volti a impostare almeno il numero di giri dell’unità di propulsione.
Quella appena descritta è la comune configurazione dei dispositivi di comando di una imbarcazione noti allo stato dell’arte.
Tali dispositivi comprendono una stazione di comando che permette all’utente di comandare la direzione dell’imbarcazione attraverso l’orientamento di almeno un motore/timone e la velocità dell’imbarcazione, attraverso la regolazione del numero dei giri delle unità di propulsione.
Nelle imbarcazioni a motore note allo stato dell’arte, generalmente l’organo di comando direzionale è costituito da un volante che regola l’orientazione dei motori marini e/o di un timone attraverso la movimentazione di cilindri attuatori: tali sistemi possono essere elettrici, idraulici, meccanici, elettroidraulici o elettromeccanici.
La stazione di comando presenta inoltre organi di comando tipo leve o simili, che regolano la velocità e la marcia dell’imbarcazione in quanto in base al posizionamento della leva un utente stabilisce marcia in avanti, marcia indietro o folle e la velocità alla quale far girare le eliche di propulsione.
Un esempio di un sistema noto allo stato dell’arte è descritto all’interno del brevetto EP2019036 di proprietà della richiedente, il cui contenuto è da considerarsi parte integrante della presente domanda di brevetto.
Indipendentemente dalla realizzazione del sistema di comando di direzione e del sistema di comando di accelerazione/decelerazione, i sistemi di comando noti allo stato dell’arte non consentono una elevata manovrabilità dell’imbarcazione in quanto destinati a ricevere input dal pilota che agisce per lo più sulla base di informazioni visive limitate. Si pensi, ad esempio, al caso di una imbarcazione che traina uno sportivo che fa sci nautico. Poiché il pilota è occupato ad osservare lo specchio di acqua a prua per evitare la presenza di eventuali ostacoli, un evento come la caduta dello sciatore scatenerà una modifica dell’andatura dell’imbarcazione, quale, ad esempio una decelerazione e/o una virata, ad opera del sistema di guida, solo quando il pilota si sarà reso conto di tale caduta dopo avere distolto temporaneamente lo sguardo da prua verso poppa.
Lo stesso per quanto riguarda la presenza di ostacoli sulla rotta che richiedono un immediato intervento del sistema di guida sulla base di informazioni percettive del pilota che spesso non sono neppure rilevabili come nel caso nel passaggio dalla navigazione lenta a quella in planata che determina un innalzamento della prua e una conseguente diminuzione del campo di vista del pilota.
Si pensi poi alla possibile presenza di persone in acqua in prossimità dei motori in fase di accensione degli stessi, circostanza che, soprattutto nelle imbarcazioni più grosse, non può essere rilevata se non tramite ispezione accurata dello specchio di poppa.
Scopo della presente invenzione è, pertanto, realizzare sistemi di comando per imbarcazioni che risultino più manovrabili ed affidabili dei sistemi noti.
L’invenzione raggiunge lo scopo con un sistema come descritto all’inizio in cui è presente una unità di visualizzazione dotata di almeno uno schermo e un sistema di controllo di almeno una telecamera in grado di fornire immagini di aree o zone non osservabili da chi opera sul sistema di comando in sede di governo della imbarcazione tale da consentire il pilotaggio dell’unità di accelerazione/decelerazione e/o dell’unità direzionale in funzione del contenuto di suddette immagini.
Particolarmente vantaggioso risulta l’impiego di tecniche di elaborazione delle immagini fornite dalla o dalle telecamere che possono consentire al sistema di intervenire in maniera automatica sull’andatura dell’imbarcazione ad esempio per effettuare una virata e/o una decelerazione in caso di caduta di uomo in mare o di presenza di ostacoli sulla rotta.
Il sistema di elaborazione può altresì consentire operazioni di ormeggio assistito o di mantenimento di posizioni iniziali di ancoraggio.
Aumentando il livello percettivo del pilota e/o dotando lo stesso di sistemi di elaborazione in grado di impostare automaticamente i parametri di navigazione in funzione del manifestarsi di determinati eventi rilevati tramite l’impiego di videocamere dei più svariati tipi si è in grado di ottenere un sistema estremamente potente e flessibile per la manovrabilità in sicurezza della imbarcazione.
Secondo ancora una ulteriore caratteristica, il sistema di elaborazione delle immagini può essere configurato in modo tale da elaborare le immagini raccolte dalla o dalle telecamere al fine di calcolare l’altezza dell’onda.
L’invenzione prvede in questo caso un metodo per il calcolo dell’altezza dell’onda che prevde di acqusire almeno due immagini dello spacchio di acqua a prua od a poppa e/o lateralmente allo scafo ed ciascuna immagine in un istante di tempo diverso e di determinate in base a calcoli trigonometrici l’altezza dell’onda dalle dette due o più immagini.
Secondo una variante esecutiva ai dati ottenuti dalla o dalle telecamere relativamente all’altezza dell’onda, ad esempio come decritto nella forma esecutiva precedente possono venire aggiunti dati relativi ad una misurazione dell’inclinazione e/o dell’accelerazione dello scafo in una o più direzioni, in particolare relativamente alla direzione verticale.
L’invenzione ha per oggetto anche un sistema previsto in combinazione con una imbarcazione il quale sistema comprende almeno una telecamera ed almeno una unità di elaborazione d’immagine, la quale unità di elaborazione di immagine è configurata ad esempio mediante dedicato software a calcolare l’altezza dell’onda.
In una forma esecutiva il sistema comprende ulteriormente almeno un accelerometro e/o almeno un inclinometro essendo l’unità di elaborazione configurata mediante software a calcolare l’altezza dell’onda in base ai dati ottenuti dalle immagini della o delle telecamere e dal o dagli accelerometri e/o inclinometri.
Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:
la fig. 1 illustra uno schema di principio di una possibile forma esecutiva del sistema oggetto della presente invenzione;
la fig. 2 illustra un esempio di posizionamento di telecamere su una imbarcazione in un sistema secondo l’invenzione.
le figg. 3 a 9 mostrano schemi di principio di ulteriori forme esecutive del sistema oggetto della presente invenzione.
la fig. 10 mostra uno schema a blocchi del sistema di elaborazione secondo una forma attuativa dell’invenzione;
le figg. 11 a 13 mostrano i diagrammi di flusso delle operazioni svolte dalla centralina di controllo in tre specifiche applicazioni sulla base dell’elaborazione delle immagini provenienti dalle telecamere di bordo e/o su droni in sistemi secondo l’invenzione.
Con particolare riferimento alla figura 1, il sistema di comando per imbarcazioni oggetto della presente invenzione comprende un sistema di comando di direzione, un sistema di comando di accelerazione/decelerazione di almeno una unità di propulsione 12 e un sistema di controllo della visuale 101.
In particolare il sistema di comando di direzione comprende almeno un organo di comando direzionale 3, quale ad esempio un volante, il sistema di comando di accelerazione/decelerazione comprende almeno un organo di comando di accelerazione/decelerazione 1, quale, ad esempio una leva, mentre il sistema di controllo della visuale comprende almeno una telecamera 100. Questa può essere di qualsivoglia tipo, posizionata sull’imbarcazione o su un veicolo esterno, quale un drone, controllabile dall’imbarcazione. Può, ad esempio, essere fissa o orientabile, con o senza zoom, per visione notturna o nebbia, ad infrarossi e simili.
L’organo di comando direzionale 3 attiva una unità direzionale 11 per la generazione di segnali di comando direzionali volti a impostare l’orientamento dell’unità di propulsione 12 o di un timone.
L’organo di comando di accelerazione/decelerazione 1 attiva una unità di accelerazione/decelerazione 10 per la generazione di segnali di comando di accelerazione/decelerazione volti a impostare almeno il numero di giri delle eliche di propulsione dell’unità di propulsione 12.
I due organi di comando 1 e 3 permettono dunque il comando dell’imbarcazione, in quanto attraverso l’orientazione della unità di propulsione 12 o del timone si imposta la direzione dell’imbarcazione, mentre attraverso l’impostazione del numero dei giri delle eliche di propulsione si stabilisce la spinta dell’imbarcazione e il verso, ossia se fare procedere l’imbarcazione in avanti o indietro e con quale velocità.
Il sistema di controllo della visuale 101 a sua volta fornisce immagini di aree o zone non osservabili da chi opera sul sistema di comando in sede di governo della imbarcazione tale da consentire il pilotaggio dell’unità di accelerazione/decelerazione 10 e/o dell’unità direzionale 11 in funzione del contenuto di suddette immagini.
Il sistema di controllo della visuale 101 può andare da un semplice monitor 6 che mostra le inquadrature di una telecamera 100 ad esso connessa ad un complesso sistema di controllo in grado di gestire il funzionamento di più telecamere disposte nelle più svariate posizioni e con le più svariare funzionalità. A titolo di esempio in figura 2 è mostrata una configurazione a cinque telecamere di cui due laterali 200, 300, due frontali 400, 500, di cui una in prossimità del parabrezza e una a prua, e una posteriore 600.
Più in generale il sistema di controllo della visuale 101 può comprendere una unità di visualizzazione in grado di mostrare le inquadrature di una pluralità di telecamere che consentono la ripresa da più parti dell’imbarcazione o esternamente ad essa come nel caso di telecamere posizionate su droni.
L’unità di visualizzazione 101 può comprendere più monitor 6 collegati ciascuno ad una singola telecamera o un singolo monitor o comunque un numero di monitor inferiore al numero di telecamere installate. In questo caso lo schermo può essere vantaggiosamente suddiviso in un numero di zone almeno pari al numero di telecamere in modo da visualizzare immagini provenienti da telecamere diverse in contemporanea oppure in un numero di zone inferiore al numero di telecamere essendo prevista una unità di selezione delle immagini da mostrare su dette zone dello schermo impostabile manualmente o automaticamente per consentire una visione ciclica di tutte o parte delle immagini provenienti dalle telecamere. Tale selezione può, ad esempio, essere operata tramite un commutatore manuale o un commutatore elettronico associato ad un temporizzatore.
A titolo di esempio, qualora sia presente una telecamera posteriore 600 o comunque tale da consentire la ripresa dello specchio di poppa, l’unità di visualizzazione può essere configurata per visualizzare le immagini provenienti da detta telecamera quando il motore o i motori vengono accessi e prima dell’inserimento della marcia avanti o della retromarcia. In questo modo è possibile controllare l’eventuale presenza di un uomo a mare in prossimità dei motori senza dover spostarsi dalla plancia di comando con evidente aumento della sicurezza della navigazione.
In un’altra vantaggiosa configurazione, nel caso siano presenti una telecamera anteriore 500 e una telecamera posteriore 600 o comunque almeno due telecamere tali da consentire la ripresa a prua e a poppa, l’unità di visualizzazione 101 può essere configurata per visualizzare le immagini provenienti dalla telecamera di prua 500 se è inserita la marcia avanti o le immagini provenienti dalla telecamera di poppa 600 se è inserita la retromarcia così da facilitare la manovrabilità dell’imbarcazione.
In alternativa o in combinazione, è anche possibile prevedere la presenza di più telecamere tali da consentire la ripresa secondo più direzioni e un GPS. In questo caso l’unità di visualizzazione può essere vantaggiosamente configurata per rivelare lo spostamento dell’imbarcazione in una determinata direzione dall’analisi dei segnali provenienti dal GPS e attivare la ripresa da quella o quelle telecamere che riprendono immagini nella medesima direzione o in una direzione che si interseca con la direzione di spostamento dell’imbarcazione così garantendo la massima manovrabilità della stessa.
Quelli descritti rappresentano alcuni esempi che possono trovare impiego in sistemi anche non particolarmente complessi, in particolari anche in quelle imbarcazioni da diporto con comandi di tipo meccanico o idraulico ovvero senza o con un limitato impiego di sistemi computerizzati di controllo.
Nelle versioni più evolute che prevedono l’impiego di centraline elettroniche di controllo, gli insegnamenti della presente invenzione trovano i massimi benefici.
In questa tipologia di imbarcazioni, è tipicamente presente una centralina di controllo 8 collegata all’organo di comando direzionale 3 e all’unità di accelerazione/decelerazione 1, la quale centralina di controllo 8 prevede sensori atti a rilevare la movimentazione del detto organo di comando direzionale 3 e del detto organo di comando di accelerazione/decelerazione 1. La centralina 8 modifica i segnali di comando direzionale e di accelerazione/decelerazione sulla base dei segnali ricevuti dai sensori durante la movimentazione di detti organi di comando. La comunicazione fra la centralina e gli organi di comando è tipicamente tramite CAN BUS, identificato dal riferimento 9 nelle figure 3 a 7 che mostrano alcuni esempi non limitativi di installazioni di telecamere su imbarcazioni dotate di centralina di comando 8.
L’organo di comando direzionale 3 è tipicamente un volante mentre l’unità di accelerazione/decelerazione 1 è tipicamente un dispositivo a leva per il controllo del numero dei giri e la selezione della marcia avanti, retro e folle del motore. Può essere ulteriormente presente un joystick 2 di comando imbarcazione con effetto combinato su direzione, numero di giri motore e selezione folle, marcia avanti ed indietro come mostrato nelle figure. Possono essere presenti ulteriori dispositivi come un sensore GPS 4 e/o altri sensori di posizione 5 come giroscopi, bussola, radar, sonar, radiofari tutti interfacciati con la centralina di controllo 8.
In questa tipologia di sistemi, la centralina 8 può essere interfacciata anche con il sistema di controllo della visuale per ricevere le immagini da almeno una telecamera. In questo modo la centralina 8 può impostare le immagini da visualizzare sullo schermo 6 ad essa associato oppure, in combinazione o in alternativa, elaborare dette immagini, direttamente o per il tramite di una unità di processazione 7, e modificare i segnali di comando direzionale e/o di accelerazione/decelerazione sulla base del risultato di detta elaborazione. Questa configurazione risulta particolarmente vantaggiosa perché consente una completa integrazione del sistema di controllo della visuale con i dispositivi di comando e controllo dell’imbarcazione.
Ad esempio, nel caso sia presente almeno una telecamera posteriore o comunque tale da consentire la ripresa di un soggetto che esegue un’attività che comporta il traino da parte dell’imbarcazione quale lo sci nautico o simili, la centralina può vantaggiosamente elaborare le immagini provenienti da tale ripresa, riconoscere quando il soggetto cade a mare ed avvisare e/o ridurre automaticamente la velocità agendo sul sistema di accelerazione/decelerazione dell’imbarcazione con una rampa di decelerazione progressiva e prestabilita. La centralina può anche essere programmata per porre in folle il o i motori dell’imbarcazione, a fine rampa o al raggiungimento di un prestabilito numero di giri, ed eventualmente modificare i segnali di comando direzionale per eseguire una virata. Ciò consente un tempestivo intervento per il recupero dell’uomo a mare.
Nel caso in cui sia presente una telecamera anteriore o comunque tale da consentire la ripresa dello specchio di acqua a prua, la centralina può vantaggiosamente elaborare le immagini provenienti da tale ripresa, riconoscere la presenza di un ostacolo e modificare i segnali di comando direzionale per automaticamente eseguire una virata per scansare l’ostacolo.
La possibilità di elaborare le immagini, ad esempio con tecniche di pattern recognition, segmentazione, algoritmi esperti come quelli di tipo predittivo autoapprendente, reti neurali e simili, consente di massimizzare i benefici del sistema di controllo della visuale creando dei meccanismi automatici di controllo dei parametri di navigazione.
Ad esempio, quando sono presenti una o più telecamere in grado di fornire immagini di punti di riferimento o zone fisse quando l’imbarcazione è all’ancora, la centralina di controllo può essere programmata per rivelare variazioni in immagini provenienti dalla medesima inquadratura corrispondenti a situazioni di scarroccio e attivare allarmi e/o il sistema di accelerazione/decelerazione e/o di comando direzionale per il recupero della iniziale posizione di ancoraggio. Questa funzionalità è particolarmente utile quando una imbarcazione è alla fonda in rada la notte con un numero di persone limitate di equipaggio, al limite il solo pilota.
Quando sono presenti più telecamere sui vari lati dell’imbarcazione, la centralina di controllo, elaborando dette immagini, è in grado di rivelare la presenza di tali ostacoli e la loro distanza dall’imbarcazione in modo da facilitare, ad esempio, l’operazione di accosto con eventuale segnalazione acustica e/o visiva quando detta distanza è inferiore ad un valore di guardia preimpostato.
Particolarmente vantaggioso è l’impiego di almeno una telecamera orientabile in grado di fornire riprese secondo più angolazioni e/o di almeno una telecamera posizionata su un drone in grado di fornire riprese aeree secondo più angolazioni e a distanze diverse dall’imbarcazione.
In questo caso l’unità di visualizzazione può essere configurata per generare una proiezione in vista dall’alto dove sono visualizzati gli ostacoli rilevati dalla o dalle telecamere e la sagoma dell’imbarcazione, quest’ultima essendo disegnata a video sulla base delle dimensioni dell’imbarcazione e della posizione delle telecamere rispetto alla imbarcazione.
Tornando alle figure, queste mostrano in forma esemplificativa varie configurazioni del sistema secondo l’invenzione.
La figura 3 mostra schematicamente un sistema di comando installato su una piccola imbarcazione dotata di una telecamera 400 girevole su palo telescopico 401.
La figura 4 mostra una variante del sistema su una imbarcazione cabinata con telecamera 400 su palo telescopico come nella figura precedente e con ulteriori telecamere posizionate come mostrato in figura 2.
La figura 5 mostra una versione su piccola imbarcazione con una telecamera 15 posizionata su un drone 18 in aggiunta o in alternativa alla telecamera telescopica centrale 400.
In questa configurazione l’imbarcazione tipicamente presenta una stazione di parcheggio 16, ad esempio a prua, su cui i droni possono atterrare e ricaricarsi grazie all’impiego di una unità di ricarica 17 collegata alla centralina 8. Il drone 18 può essere controllato tramite una unità di comando 12 interfacciata ad una antenna 13 e ad un joystick o altro dispositivo di controllo 14. E’ anche possibile prevedere che lo stesso joystick 2 di controllo dell’imbarcazione possa essere utilizzato per controllare il drone 18. In figura l’unità di controllo del drone 12 è mostrata interfacciata con il processore grafico 7 tipicamente impiegato per effettuare elaborazione di immagini, ma può essere direttamente connessa con la centralina 8 o essere indipendente da questa.
Il drone 18, o un qualunque aeromobile telecomandato con a bordo almeno una telecamera, può essere vantaggiosamente pilotato in avanscoperta per verificare la presenza di posti barca liberi per ormeggio o di ostacoli presenti sulla rotta molto in anticipo rispetto ad eventuali avvistamenti dall’imbarcazione.
La figura 6 mostra una variante in cui, oltre al drone ed eventualmente alla telecamera girevole su asta telescopica 400, sono presenti anche le telecamere 200, 300, 500, 600 sui quattro lati dell’imbarcazione per ottenere una panoramica completa.
La figura 7 mostra la medesima configurazione di figura 6 con vista dall’alto e due stazioni di parcheggio per droni 16A, 16B. In questo modo possono essere impiegati anche contemporaneamente due droni da inviare in avanscoperta per la massima flessibilità di utilizzo.
Le figure 8 e 9 mostrano varianti nella posizione della o delle stazioni di parcheggio per droni 16, rispettivamente a poppa e sul tetto della cabina.
La figura 10 mostra lo schema a blocchi del sistema di elaborazione delle immagini ad opera della centralina 8 per il pilotaggio in automatico di organi attuatori dell’imbarcazione sulla base di input provenienti da telecamere.
Con 7 è indicata una unità opzionale di elaborazione immagine come una GPU che sottintende al processing grafico. L’insieme centralina / unità di processing grafico è indicato in figura con il riferimento 87 come generica unità a microprocessore. L’unità di processing grafico 7 può non essere presente lasciando alla centralina 8 il compito di svolgere anche questa funzione.
L’unità a microprocessore 87 è connessa con una memoria 870 che contiene le istruzioni di programma per i processing delle immagini provenienti dalle telecamere e per l’invio di comandi di attuazione verso gli svariati organi di comando presenti sull’imbarcazione.
Sulla base dell’impostazione operata dall’utente agendo sull’interfaccia grafica 877, l’unità 87 riceve in input 875 l’impostazione dei comandi da eseguire sulla base dell’esito dell’elaborazione delle immagini provenienti dalle telecamere. L’impostazione dei comandi è ad esempio selezionabile da una lista indicata con il riferimento 876. Possono, ad esempio, essere inviati comandi agli attuatori motore, all’invertitore, al trim tab, al bow-thruster, al timone, ecc complessivamente indicati con 874 come pure avvisi acustici o segnalazioni visive all’utente tramite una interfaccia di output 878.
L’unita a microprocessore 87 può ricevere in ingresso segnali provenienti da altri sensori come GPS, bussola, giroscopi, radar, sonar e simili, collettivamente indicati con 878, per la massima flessibilità del controllo.
L’unità a microprocessore può altresì occuparsi di controllare il movimento delle telecamere e dei droni attraverso le unità indicate rispettivamente con 871 e 872.
Tutto ciò ovviamente in aggiunta o comunque ad integrazione dei sistemi di navigazione comunemente presenti in una imbarcazione.
L’unità a processore 87, sulla base delle istruzioni di programma memorizzate nella memoria 870, è in grado di eseguire un certo numero di operazioni, alcune delle quali sono riportate a titolo di esempio nelle figure 11 a 13.
Nel primo esempio di figura 11 è riportato il diagramma di flusso per una operazione di emergenza a seguito della rivelazione della caduta di un uomo a mare.
Le telecamere, eventualmente presenti anche su drone, riprendono e trasmettono le immagini sia su monitor che all’unità di elaborazione. Qualora venga rivelata la caduta di un uomo a mare dall’imbarcazione, se la segnalazione e il governo automatico sono impostati, viene azionato un allarme e si attivano le procedure di governo per l’emergenza che possono prevedere, ad esempio, l’impostazione di una decelerazione all’andatura dell’imbarcazione con una rampa di decelerazione progressiva e prestabilita. Risolta l’emergenza, il governo normale può essere ripristinato.
Un altro esempio è mostrato in figura 12. In questo caso la centralina interviene per scongiurare l’impatto con un ostacolo a prua.
Le telecamere, eventualmente presenti anche su drone, riprendono lo specchio di mare presente sulla rotta dell’imbarcazione e trasmettono le relative immagini sia su monitor che all’unità di elaborazione. Qualora dall’analisi delle immagini risulti la presenza di un ostacolo a prua, se la segnalazione automatica è impostata, come pure il governo automatico, allora viene azionato un allarme e si attivano le procedure di governo per l’emergenza che possono prevedere, ad esempio, l’impostazione di una virata e/o di una decelerazione all’andatura dell’imbarcazione. Risolta l’emergenza, il governo normale può essere ripristinato.
Nell’esempio di figura 13 è riportato il diagramma di flusso per una operazione di ormeggio assistito.
Le telecamere, eventualmente presenti anche su drone, riprendono e trasmettono le immagini sia su monitor che all’unità di elaborazione. Qualora la distanza laterale risulti inferiore ad un valore di guardia, la centralina imposta la generazione di una immagine dall’alto con eventuale indicazione delle distanze laterali in grafica, ad esempio utilizzando linee colorate fra bordo imbarcazione e ostacolo e/o sequenza di punti colorati.
Se risulta impostato il governo automatico dell’imbarcazione, vengono attivati gli allarmi e le procedure di governo per la manovra di ormeggio agendo sugli attuatori di direzione e di accelerazione/decelerazione fino all’avvenuto ormeggio con conseguente messa in folle del motore.
L’invenzione può essere ampiamente variata costruttivamente. E’ ad esempio possibile prevedere l’impiego della telecamera anteriore per facilitare la manovra di aggancio dell’imbarcazione su un trailer oppure prevedere una telecamera che riprenda sotto la chiglia dell’imbarcazione per la visualizzazione dei fondali, ad esempio per attività ricreative. Il tutto senza abbandonare il principio informatore sopra esposta e di seguito rivendicato.
Claims (18)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema di comando per imbarcazioni, comprendente un sistema di comando di direzione ed un sistema di comando di accelerazione/decelerazione di almeno una unità di propulsione, il sistema di comando di direzione comprendendo almeno un organo di comando direzionale (3) ed il sistema di comando di accelerazione/decelerazione comprendendo almeno un organo di comando di accelerazione/decelerazione (1), attivando l’organo di comando direzionale (3) una unità direzionale (11) per la generazione di segnali di comando direzionali volti a impostare l’orientamento di almeno un motore o un timone (12), attivando l’organo di comando di accelerazione/decelerazione (1) una unità di accelerazione/decelerazione (10) per la generazione di segnali di comando di accelerazione/decelerazione volti a impostare almeno il numero di giri dell’unità di propulsione (12), caratterizzato dal fatto di comprendere una unità di visualizzazione (101) dotata di almeno uno schermo (6) e un sistema di controllo di almeno una telecamera (100) in grado di fornire all’unità di visualizzazione immagini di aree o zone non osservabili da chi opera sul sistema di comando in sede di governo della imbarcazione tale da consentire il pilotaggio dell’unità di accelerazione/decelerazione e/o dell’unità direzionale in funzione del contenuto di suddette immagini.
- 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui è presente una pluralità di telecamere (200, 300, 400, 500, 600, 15) tali da consentire la ripresa da più parti dell’imbarcazione o esternamente ad essa, l’unità di visualizzazione (101) essendo configurata per suddividere lo schermo (6) in un numero di zone almeno pari al numero di telecamere della pluralità in modo da visualizzare immagini provenienti da telecamere diverse in zone diverse in contemporanea oppure in un numero di zone inferiore al numero di telecamere della pluralità essendo prevista una unità di selezione delle immagini da mostrare su dette zone dello schermo impostabile manualmente o automaticamente per consentire una visione ciclica di tutte o parte delle immagini provenienti dalle telecamere.
- 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui è presente una telecamera posteriore (600) o comunque tale da consentire la ripresa dello specchio di poppa, il sistema essendo configurato per visualizzare le immagini provenienti da detta telecamera quando il motore o i motori sono accessi e prima dell’inserimento della marcia avanti o della retromarcia.
- 4. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui sono presenti una telecamera anteriore (500) e una telecamera posteriore (600) o comunque almeno due telecamere tali da consentire la ripresa a prua e a poppa, il sistema essendo configurato per visualizzare le immagini provenienti dalla telecamera di prua (500) se è inserita la marcia avanti o le immagini provenienti dalla telecamera di poppa (600) se è inserita la retromarcia.
- 5. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui sono presenti più telecamere (200, 300, 400, 500, 600, 15) tali da consentire la ripresa secondo più direzioni e un GPS, il sistema essendo configurato per rivelare lo spostamento dell’imbarcazione in una determinata direzione dall’analisi dei segnali provenienti dal GPS e attivare la ripresa da quella o quelle telecamere che riprendono immagini nella medesima direzione o in una direzione che si interseca con la direzione di spostamento dell’imbarcazione.
- 6. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui è presente una centralina di controllo (8) collegata all’organo di comando direzionale (3) e all’unità di accelerazione/decelerazione (1), la quale centralina di controllo (8) prevede almeno un sensore atto a rilevare la movimentazione del detto organo di comando direzionale (3) e/o del detto organo di comando di accelerazione/decelerazione (1), modificando la centralina di controllo (8) i segnali di comando direzionale e di accelerazione/decelerazione sulla base della movimentazione di detti organi di comando, la centralina essendo interfacciata al sistema di controllo (101) della almeno una telecamera per ricevere le immagini da detta almeno una telecamera e configurata per impostare le immagini da visualizzare su almeno parte dello schermo (6) dell’unità di visualizzazione e/o per elaborare dette immagini, direttamente o per il tramite di una unità di processazione (7), e modificare i segnali di comando direzionale e/o di accelerazione/decelerazione sulla base del risultato di detta elaborazione.
- 7. Sistema secondo la rivendicazione 6, in cui è presente almeno una telecamera posteriore (600) o comunque tale da consentire la ripresa di un soggetto che esegue un’attività che comporta il traino da parte dell’imbarcazione quale lo sci nautico o simili, la centralina (8) essendo configurata per elaborare le immagini provenienti da tale ripresa, riconoscere quando il soggetto cade a mare ed avvisare e/o ridurre automaticamente la velocità agendo sul sistema di accelerazione/decelerazione dell’imbarcazione con una rampa di decelerazione progressiva e prestabilita.
- 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui la centralina (8) è configurata per porre in folle il o i motori dell’imbarcazione, a fine rampa o al raggiungimento di un prestabilito numero di giri, ed eventualmente modificare i segnali di comando direzionale per eseguire una virata.
- 9. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui è presente una telecamera anteriore (500) o comunque tale da consentire la ripresa dello specchio di acqua a prua, la centralina (8) essendo configurata per elaborare le immagini provenienti da tale ripresa, riconoscere la presenza di un ostacolo e modificare i segnali di comando direzionale per automaticamente eseguire una virata per scansare l’ostacolo.
- 10. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui è presente una pluralità di telecamere (200, 300, 400, 500, 600, 15) che riprendono i lati dell’imbarcazione, la centralina essendo configurata per elaborare le immagini provenienti da tali riprese, riconoscere la caduta di un uomo a mare e modificare i segnali di comando di accelerazione/decelerazione per ridurre automaticamente la velocità agendo sul sistema di accelerazione/decelerazione dell’imbarcazione con una rampa di decelerazione progressiva e prestabilita.
- 11. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui sono presenti una o più telecamere (200, 300, 400, 500, 600, 15) in grado di fornire immagini di punti di riferimento o zone fisse quando l’imbarcazione è all’ancora, la centralina di controllo (8) essendo configurata per rivelare variazioni in immagini provenienti dalla medesima inquadratura corrispondenti a situazioni di scarroccio e attivare allarmi e/o il sistema di accelerazione/decelerazione e/o di comando direzionale per il recupero della iniziale posizione di ancoraggio.
- 12. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui sono presenti una o più telecamere (200, 300, 400, 500, 600, 15) in grado di mostrare la presenza di ostacoli presenti sui vari lati dell’imbarcazione, la centralina di controllo (8) elaborando le immagini per rivelare la presenza di tali ostacoli e la loro distanza dall’imbarcazione in modo da facilitare l’operazione di accosto con eventuale segnalazione acustica e/o visiva quando detta distanza è inferiore ad un valore di guardia preimpostato.
- 13. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui è presente almeno una telecamera orientabile (400) in grado di fornire riprese secondo più angolazioni.
- 14. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui è presente almeno una telecamera (15) posizionata su un drone (18) in grado di fornire riprese aeree secondo più angolazioni e a distanze diverse dall’imbarcazione.
- 15. Sistema secondo la rivendicazione 14, in cui il drone (18) è pilotato in avanscoperta per verificare la presenza di posti barca liberi per ormeggio o di ostacoli presenti sulla rotta in anticipo.
- 16. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui l’unità di visualizzazione è configurata per generare una proiezione in vista dall’alto dove sono visualizzati gli ostacoli rilevati dalla o dalle telecamere e la sagoma dell’imbarcazione, detta sagoma essendo calcolata sulla base delle dimensioni dell’imbarcazione e della posizione delle telecamere rispetto alla imbarcazione.
- 17. Sistema secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui l’unità di controllo di almeno una telecamera (100, 101) è configurata per determinare l’altezza dell’onda da almeno una, due o più immagini di una sequenza temporale di immagini acquisite da almeno una telecamera.
- 18. Sistema secondo la rivendicazione 17, in cui il detto sistema comprende ulteriormente almeno un accelerometro e/o almeno un inclinometro i quali sono collegati all’unità di controllo (100, 101) essendo la detta unità di controllo configurata per determinare l’altezza dell’onda dalle immagini delle detta una o più telecamere e/o dai dati di misurazione del o degli accelerometri e/o del o degli inclinometri.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11472521B2 (en) * | 2019-02-25 | 2022-10-18 | Ultraflex S.P.A. | Control system for boats |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230002022A1 (en) * | 2021-07-02 | 2023-01-05 | Mastercraft Boat Company, Llc | System and method for identifying when a water-sports participant has fallen |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2019036A2 (en) | 2007-07-27 | 2009-01-28 | Ultraflex Spa | Control device for watercrafts |
US20160368578A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | Gary L. Walke | Imaging System for Watercraft and Trailers |
US20180275649A1 (en) * | 2016-10-13 | 2018-09-27 | Navico Holding As | Unmanned vehicle control and operation in a marine environment |
WO2018232376A1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-12-20 | FLIR Belgium BVBA | Autonomous and assisted docking systems and methods |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2001243285A1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-12 | Donnelly Corporation | Video mirror systems incorporating an accessory module |
US9207675B1 (en) * | 2005-02-11 | 2015-12-08 | Enovation Controls, Llc | Event sensor |
US8215252B1 (en) * | 2009-07-14 | 2012-07-10 | Lockheed Martin Corporation | System and method for dynamic stabilization and navigation in high sea states |
US20130302755A1 (en) * | 2011-06-06 | 2013-11-14 | Instructional Technologies, Inc. | System, Method, and Apparatus for Automatic Generation of Training based upon Operator-Related Data |
US8874360B2 (en) * | 2012-03-09 | 2014-10-28 | Proxy Technologies Inc. | Autonomous vehicle and method for coordinating the paths of multiple autonomous vehicles |
US9536361B2 (en) * | 2012-03-14 | 2017-01-03 | Autoconnect Holdings Llc | Universal vehicle notification system |
FR3008378B1 (fr) * | 2013-07-11 | 2015-07-31 | Nymphea Environnement | Embarcation autonome |
US10431099B2 (en) * | 2014-02-21 | 2019-10-01 | FLIR Belgium BVBA | Collision avoidance systems and methods |
US20160042621A1 (en) * | 2014-06-13 | 2016-02-11 | William Daylesford Hogg | Video Motion Detection Method and Alert Management |
US11899465B2 (en) * | 2014-12-31 | 2024-02-13 | FLIR Belgium BVBA | Autonomous and assisted docking systems and methods |
US9930233B2 (en) * | 2015-04-22 | 2018-03-27 | Light Labs Inc. | Filter mounting methods and apparatus and related camera apparatus |
JP6718514B2 (ja) * | 2015-11-02 | 2020-07-08 | エヌエスヴイ・グループ・フリーゾーンカンパニー | シートバックへの取付けのための付属品組立体 |
US20180342329A1 (en) * | 2017-05-24 | 2018-11-29 | Happie Home, Inc. | Happie home system |
US10489934B2 (en) * | 2017-05-26 | 2019-11-26 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle exterior conditioning |
US20210269128A1 (en) * | 2017-06-16 | 2021-09-02 | FLIR Belgium BVBA | Assisted docking graphical user interface systems and methods |
US20210261226A1 (en) * | 2017-06-16 | 2021-08-26 | FLIR Belgium BVBA | Polar mapping for autonomous and assisted docking systems and methods |
US20210166568A1 (en) * | 2017-06-16 | 2021-06-03 | FLIR Belgium BVBA | Collision avoidance systems and methods |
US10562524B2 (en) * | 2017-06-29 | 2020-02-18 | Nio Usa, Inc. | Rollover control algorithm |
US10640104B2 (en) * | 2018-01-30 | 2020-05-05 | GM Global Technology Operations LLC | Anticipatory control for hybrid vehicle propulsion system |
US10845812B2 (en) * | 2018-05-22 | 2020-11-24 | Brunswick Corporation | Methods for controlling movement of a marine vessel near an object |
US11198494B2 (en) * | 2018-11-01 | 2021-12-14 | Brunswick Corporation | Methods and systems for controlling propulsion of a marine vessel to enhance proximity sensing in a marine environment |
CN109501974B (zh) * | 2018-12-12 | 2022-05-13 | 山东科技大学 | 水面垃圾清理船 |
IT201900002659A1 (it) * | 2019-02-25 | 2020-08-25 | Ultraflex Spa | Sistema di comando per imbarcazioni |
-
2019
- 2019-02-25 IT IT102019000002659A patent/IT201900002659A1/it unknown
-
2020
- 2020-02-24 EP EP20158966.0A patent/EP3699714A3/en active Pending
- 2020-02-24 US US16/798,774 patent/US11472521B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2019036A2 (en) | 2007-07-27 | 2009-01-28 | Ultraflex Spa | Control device for watercrafts |
US20160368578A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | Gary L. Walke | Imaging System for Watercraft and Trailers |
US20180275649A1 (en) * | 2016-10-13 | 2018-09-27 | Navico Holding As | Unmanned vehicle control and operation in a marine environment |
WO2018232376A1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-12-20 | FLIR Belgium BVBA | Autonomous and assisted docking systems and methods |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11472521B2 (en) * | 2019-02-25 | 2022-10-18 | Ultraflex S.P.A. | Control system for boats |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200269962A1 (en) | 2020-08-27 |
US11472521B2 (en) | 2022-10-18 |
EP3699714A2 (en) | 2020-08-26 |
EP3699714A3 (en) | 2020-09-09 |
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