KR20040021655A - 광자 부표 - Google Patents

광자 부표 Download PDF

Info

Publication number
KR20040021655A
KR20040021655A KR10-2004-7001146A KR20047001146A KR20040021655A KR 20040021655 A KR20040021655 A KR 20040021655A KR 20047001146 A KR20047001146 A KR 20047001146A KR 20040021655 A KR20040021655 A KR 20040021655A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
buoy
photon
hull
image output
transmission cable
Prior art date
Application number
KR10-2004-7001146A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100889425B1 (ko
Inventor
윌리엄 크로아스데일
Original Assignee
레이던 컴퍼니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 레이던 컴퍼니 filed Critical 레이던 컴퍼니
Publication of KR20040021655A publication Critical patent/KR20040021655A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100889425B1 publication Critical patent/KR100889425B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/38—Arrangement of visual or electronic watch equipment, e.g. of periscopes, of radar
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source

Abstract

본 발명은, 워터라인 하부에 있는 안정기부와 상기 워터라인 상부에 배치되는 상부를 포함하는 긴 선체; 수평선의 파노라마 뷰를 제공하도록 구성되는 상기 선체 상부의 광학대; 및 영상 신호들을 원격 위치로 전송하기 위한 상기 광학대에서 연장되는 전송 케이블을 포함하는 광자 부표이다.

Description

광자 부표{PHOTONIC BUOY}
해양 표면 아래의 깊이에서 잠망경 깊이로의 잠수함의 이동은 잠수함 및 표면 크래프트를 위험을 무릅쓰고 배치할 수 있다. U.S.S. 그린빌 및 U.S.S. 잭슨빌 잠수함과 관련된 사고들에 의해 입증된 바와 같이, 수동 수중음파탐지기(sonar)와 잠수함의 잠망경을 이용하는 현재의 방법들이 잠수함/표면 크래프트 충돌을 항상 피할 수 있는 것은 아니다.
표면과 맞닿는 U.S. 잠수함 내부에서 현재의 관례는 패시브 수중음파탐지기를 이용하여 존재하는 접촉물들을 체크하는 것이다. 어떤 접촉물들이 잠수함 근처에 있고 카운터-검출 또는 충돌의 가능성이 있다면, 잠망경 깊이로 어떤 운동도 일어나지 않는다. 접촉물들이 없다면, 잠수함은 잠망경 깊이로 진행한다. 해안 환경에서 잠망경 깊이로 오는 잠수함의 주된 위험은 낚시배나 유람선과 같은 조용한 표면 접촉물이다. 접촉물(예, 요트)의 조용함 또는 수중 조건들(예, 표면층)로 인해 표면 접촉물들이 감지될 수 없을 때, 접촉물에 대한 잠수함의 첫 번째 감지는잠망경이 수중 표면에서 정지되는 대단히 짧은 순간일 수 있다.
종래 기술에서, 잠수함의 3인치 카운터-측정 추진기로부터 발사되는 카메라 부표를 형성하는 시도가 있었다. 원래 비-관통 마스트(NPP) 디지털 잠망경 프로그램에 부가되는 하나의 실험으로서 제너럴 다이나믹스(General Dynamics)에 의해 단일 유닛이 제조된다. 제너럴 다이나믹스에 의해 구상된 시스템은 자이로-안정화 광 어셈블리를 갖는 소모성 3인치 직경 부표를 이용한다. 그러나, 이러한 시도는 기계적 이미지 안정화 서브시스템의 무게와 변형되지 않는 3인치 추진기의 크기로 패키지가 제한됨으로 인한 부표의 극히 낮은 눈높이 때문에 성공적이지 못했다. 또한, 영상 신호를 전송하는데 이용되는 매우 짧은 구리선 범위로 인해 이러한 시스템의 완전한 배치가 이루어지지 못했다.
또한 종래 기술에서, 해양 표면에서 상향 조준되는 잠수함상에 카메라를 배치하는 시도가 있었다. 그러나, 이러한 시스템은 잠수함의 깊이가 어떤 한계 이하일 때, 물이 어두울 때, 날씨가 흐리거나 어두울 때, 해양 표면상에 큰 파도가 있을 때에는 작동하지 않는다.
본 발명은 예를 들어, 잠수함이 표면 크래프트와 충돌하지 않고 적군에 의해 감지되지 않도록 보장하기 위해 수면상의 물체의 존재를 감지하거나 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것이다.
이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명과 도면들로부터 통상의 당업자는 다른 목적, 특징 및 장점들을 알 수 있을 것이다.
도 1은 해양 표면을 정지시키는 잠수함을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 광자 부표와 연동되는 주요 컴포넌트들을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도 2에 도시된 광자 부표와 연동되는 주요 컴포넌트를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도 2에 도시된 광자 부표와 연동되는 주요 컴포넌트들을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 광자 부표 시스템과 연동되는 주요 컴포넌트들을 나타내고, 특히, 본 발명의 시스템에 의해 제공되는 상이한 운동물의 보상된 이미지들을 나타내는 다른 개념도이다.
따라서, 본 발명의 목적은 배치할 수 있는 광자 부표를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적군의 함선들에 의해 잠수함이 감지되는 것을 방지하고 잠수함/표면 크래프트 충돌을 방지하는 광자 부표를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 비-잠수함 환경들, 예를 들어 정찰선, 마약 차단선, 인근 진주 양식장을 감시하는 연안 상업 벤처, 석유 플랫폼 등 및 사설 해안 정찰선과 모니터링 어플리케이션과 연계하여 이용될 수 있는 광자 부표를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자이로-안정화 광 어셈블리를 필요로 하지 않고 이와 관련된 단점들이 없는 광자 부표를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수평선의 파노라마 뷰를 제공하는 광자 부표를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수평선의 안정한 합성 이미지를 제공하는 광자 부표 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광자 부표가 배치되더라도 잠수함이 자유롭게 기동할 수 있도록 매우 긴 전송 케이블 범위를 갖는 광자 부표 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 잠수함이 해양 표면 아래로 잠수할 때에도 배치될 수 있는 광자 부표를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 해수가 어둡고, 날씨가 흐리거나 어두울 때, 및 해양 표면상에 큰 파도가 있을 때에도 분명한 수평선의 파노라마 뷰를 제공하는 광자 부표를 제공하는 것이다.
본 발명은 값비싼 자이로-안정화 광 어셈블리를 사용하지 않고 표준 추진기로부터 발사되도록 구성되는 긴 부표의 상부에 광학대(optical bench)를 제공하고 워터라인 상부에 상기 광학대를 유지하는 안정기를 포함함으로써, 수평선의 파노라마 뷰를 나타내는 안정한 합성 이미지를 제공할 수 있도록 실현할 수 있다. 상기 광학대는 원뿔형 미러 또는 원뿔형 프리즘과 같은 파노라마 광 엘리먼트에 조준되는 수직 방향의 영상출력기(imager)를 포함한다. 상기 부표는 회전하고 보빙(bobbing)하며 수중으로 움직이지만, 잠수함 내부 또는 그외에 위치하는 원격 워크스테이션이 모든 이동 물체를 보상하도록 구현되어 스틸 프레임 이미지들을 캡쳐하고 안정한 합성 이미지를 함께 스티치(stitch)한다. 임의의 감지되는 선박의 베어링은 상기 부표 내부의 플럭스 게이트 나침판에 의해 제공된다.
본 발명은 워터라인 하부에 있는 안정기 부분과 워터라인 상부에 배치되는 상부를 포함하는 긴 선체; 수평선의 파노라마 뷰를 제공하도록 구현되는 상기 선체의 상부의 광학대; 및 원격 위치로 영상 신호를 전송하기 위해 상기 광학대로부터 연장되는 전송 케이블을 포함하는 광자 부표를 특징으로 한다.
일 예로서, 상기 광학대는 투명한 벽으로 둘러싸이는 상기 선체의 상부 내부의 원뿔형 미러 및 상기 원뿔형 미러에 조준되는 수직 방향의 영상출력기를 포함한다. 다른 예로서, 상기 광학대는 상기 선체의 상부에 대해 밀봉되는 원뿔형 프리즘 및 상기 원뿔형 프리즘에 조준되는 상기 선체의 수직 방향의 영상출력기를 포함한다. 상기 두 경우에, 상기 영상출력기는 통상 CCD 카메라 및/또는 적외선 카메라이다.
통상, 상기 광자 부표는 상기 부표의 모양을 감지하는 선체의 센서를 더 포함한다. 또한, 전송 케이블은 통상 광섬유를 포함하고, 영상 데이터를 전송 케이블의 광섬유에 대해 전송되는 광 데이터로 변환하기 위해 상기 영상출력기에 응답하는 상기 부표 내부의 컨버터가 있다.
상기 광자 부표는 그 내부에 셀프 스커트링(scuttling) 플러그를 포함할 수있다. 상기 광자 부표의 선체는 잠수함의 추진기와 호환될 수 있는 직경을 갖는 것이 바람직하다. 안정기부는 그 내부에 배치되는 추(weight)를 포함하고 전송 케이블의 스풀(spool)을 포함한다.
본 발명의 시스템은 워터라인 하부에 있는 안정기부와 워터라인 상부에 배치되는 안정기부; 및 수평선의 파노라마 뷰를 제공하도록 구성되는 상기 선체 상부의 광학대를 포함하는 긴 선체를 갖는 부표를 특징으로 한다. 이러한 시스템은 상기 광학대에 응답하는 상기 선체로부터 떨어진 워크스테이션을 포함하고 상기 디스플레이상에 수평선의 합성 이미지를 나타내기 위한 디스플레이 및 영상 안정화 회로를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 선체의 안정화부는 전송 케이블의 제 1 스풀(spool)을 포함하고, 워크스테이션은 전송 케이블의 제 2 스풀을 포함하는 잠수함 내부에 위치한다. 통상, 영상 안정화 회로는 프레임 비율 영상 프로세싱 소프트웨어 및 하드웨어를 포함한다.
이러한 시스템의 광자 부표는 통상 선체에서 수직 배향되는 영상출력기, 및 상기 수직 방향의 영상 출력기로 수평선의 파노라마 뷰를 향하도록 구현되는 상기 선체 상부의 광 엘리먼트를 포한한다. 일 예로서, 상기 광 엘리먼트는 원뿔형 미러이다. 다른 예로서, 상기 광 엘리먼트는 원뿔형 프리즘이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 잠수함(10)이 표면에 붙을 때, 잠수함(10) 및 잠수함(10)에 인접한 임의의 표면 크래프트가 극히 격렬한 이벤트를 받아서 손상되거나 잠수함(10) 및/또는 표면 크래프트의 탑승자들이 최악의 부상 또는 사망에 이를 수 있다.
상술한 종래술 부분에서, 이러한 충돌 및/또는 잠수함(10)의 감지를 방지하기 위한 종래 기술의 시도들은 극히 실패하였다.
본 발명에서, 도 2의 잠수함(10)이 잠망경 깊이에 도달하기 전에, 4-6' 길이의 부표가 잠수함(10)의 추진기(14), 통상 추진 플레어와 확장형 심해 자기온도계(XBT)에 일반적으로 사용되는 3인치 카운터 측정 추진기에 배치된다.잠수함(10)은 공격급 또는 트라이던트(Trident)급 잠수함일 수 있다. 부표(12)는 상기 추진기의 후미 도어와 잠수함(10) 내부에 워크스테이션(18)을 갖는 상호연결 부표(12)를 통해 연장되는 인프라(infra)로 언급되는 케이블(16)을 통해 잠수함(10)에 묶인다.
확장형 광자 부표(12)의 배치는 상기 잠수함에 있는 카운터 측정 추진기(14)에서 상기 부표의 로딩을 시작한다. 상기 부표를 이미징 워크스테이션(18)에 연결하는데 사용되는 광섬유 케이블(16)은 상기 추진기의 후미 도어를 통해 이송되어 이미징 워크스테이션(18)에 연결된다. 상기 추진기 뒤의 확장형 광자 부표(12)는 상기 광섬유 케이블을 풀면서 상기 표면으로 흐른다. 상기 부표가 상기 표면에 도달하면, 부표(12)의 카메라에 의해 갭쳐되는 파노라마 영상(표면의 선박(20)을 포함함)은 상기 광섬유 케이블을 통해 이미징 워크스테이션(18)으로 전송된다. 이미징 워크스테이션(18)을 이용하여, 운영자는 영상 이미지를 관찰하고, 스틸 프레임 이미지들을 캡쳐하며, "22"로 도시된 접촉물들을 마크할 수 있다. 북쪽에 대한 영상 이미지의 방향은 온-보드 플럭스 케이트 나침반을 이용하여 결정된다. 상기 부표가 이용되는 동안, 잠수함(10)은 추진기(14)에 남는 광섬유 케이블의 스풀로부터 케이블을 풀면서 자유롭게 기동된다. 분해할 수 있는 플러그를 이용하여 운영자 선택가능 시간의 끝에서 상기 부표가 자체적으로 가라앉을 수(scuttle) 있도록 광자 부표(12)를 배치한다.
따라서, 도 3의 광자 부표(12)는 예를 들어, 200ft 추진 깊이에서 200psi의 압력을 견딜 수 있는 알루미늄으로 이루어진 긴 원통형 4' 길이의 선체를 포함한다. 선체(30)는 2개의 섹션들 또는 부분들로 분할된다: 워터라인(34) 하부에 있는 안정기부(32) 및 워터라인(34) 상부의 1½- 2'에 배치되는 상부(36). 부표(12)는 도시된 바와 같이 통상 수평선의 40°이상 20°이하로 "40"으로 도시된 수평선의 파노라마 뷰를 제공하도록 구성되는 상부(36)의 광학대(38)를 포함한다. 전송 케이블(16)은 잠수함(10) 내부에서 도 2의 워크스테이션(18)과 같은 원격 위치로 영상 신호들을 전송한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 도 3의 부표(12)는 닻을 내릴 수 있고 감시 목적과 부표(12)상에 송신기 등을 포함함으로써 달성되는 원격 통신을 위해 사용될 수 있다. 어플리케이션들은 민감한 해양 환경의 감시(에, 산호초, 위험에 노출된 종 서식지 등), 마약 감시선, 진주 양식장과 석유 플랫폼과 같은 근해 상업적 벤쳐, 및 해안가 사유 재산의 감시를 포함한다. 상기 광자 부표는 음파 및 무선 주파수 센서와 같은 다른 형태의 알려진 센서들을 포함할 수 있고, 워크스테이션(18)에 통신 채널을 제공하는 인공위성 업-링크를 포함할 수 있으며, 연속적인 사진 감시를 제공하도록 프로그램되어 식별 및 감찰 목적으로 사진 증거를 제공할 수 있다.
도 3 및 도 4의 광학대(38, 38')는 영상출력기로 파노라마 뷰의 수평선을 향하도록 구성되는 광 엘리먼트를 포함한다. 일 실시예에서, 도 3의 광학대(38)는 투명한 유리 실린더 벽(54)으로 둘러싸이고 밀봉되는 부표(12)의 상부(36) 내부에 45° 원뿔형 미러(50)를 포함한다. 원뿔형 미러(50)는 10mm 직경이고 알루미늄 코팅된 ⅛웨이브일 수 있다. 수직 방향의 영상출력기(56)(예, 단일 보드 컬러 영상 CCD 카메라, NTSC 포맷 768×494 해상도)는 원뿔형 미러(52)에서 조준된다. 몇가지 실시예들에서, 영상 출력기(56)는 야간 감시용 적외선 카메라일 수 있고, CCD 영상 카메라 및 적외선 카메라로 2개의 카메라가 이용될 수 있다.
다른 실시예에서, 도 4의 부표(12')의 광학대(38')는 도시된 바와 같이 선체(30')의 상부에 대해 밀봉되는 원뿔형 프리즘(60)을 포함하므로, 부표(12)의 선체에 투명 실린더부를 필요로 하지 않는다.
두 가지 실시예에서, 본 발명의 광자 부표와 연동되는 다른 주요 컴포넌트들은 동일하거나 유사하므로 도 3 및 도 4는 동일한 도면 부호를 사용한다.
통상, 플럭스 게이트 나침반인 선체(30)의 센서(70)는 "72"에서 도시된 것처럼 전송 케이블(14)을 통해 도 2의 워크스테이션(18)의 북쪽에 대해 영상 이미지의 방향 정보를 제공하기 위해 부표(12)의 형태를 감지한다. 바람직한 실시예에서, 케이블(14)은 광섬유를 포함하므로, 도 3 및 4의 부표(12)는 카메라(56)에 의해 갭쳐되는 영상 데이터를 "82"에서 도시된 것처럼 컴버터(80)에 연결되는 케이블(14)의 광섬유들을 통해 전송되는 광학 데이터로 변환하는 컨버터(80)를 포함한다. 일 예로서, 컨버터(80)는 상표 "FiberPath"로 블랙박스 코포레이션에서 제조된 NTSC 대 파이버 엔코더/디코더이다.
전원(90)(예, 12볼트 베터리)은 컨버터(82), 나침반(70), 및 카메라(56)를 위한 전력을 제공한다.
부표(12)의 안정기부(32)는 통상 추(90), 및 벌크헤드(94) 아래에 배치되는 케이블 스풀(92)을 포함한다. 셀프 스커트링 플러그(96)는 수중에서 미리 결정된 시간 후에 분해되거나 침식되므로 선체부(32)는 물로 채워지고 부표(12)는 가라앉는다.
도 5의 워크스테이션(18)은 도 3-4의 카메라(56)에 의해 영상화된 수평선의 하나 이상의 합성 영상(102, 104, 106)을 도 3의 원뿔형 미러(52) 또는 도 4의 원뿔형 프리즘(60) 또는 파노라마 뷰의 수평선이 카메라(56)를 향하도록 구성되는 어떤 다른 적절한 광 엘리먼트를 통해 나타내기 위한 디스플레이(100) 및 영상 안정화 회로부를 포함한다. 상기 영상 안정화 회로는 프레임 갭쳐와 프레임-비율 영상 프로세싱(8×8 합성, 프레임 에버리징 및 LUT 동작)을 지원하는 통상 데이터큐브(덴버, MA) MAX PCI 보드 세트(INTEL/PCI)와 같은 프레임 비율 영상 프로세싱 소프트웨어 및 하드웨어를 포함한다. 각각의 영상에서, 안정한 합성 영상을 함께 스티치하는 워크스테이션(18)상에 동작하는 픽셀 모자이크식 소프트웨어를 사용하기 때문에 해양 표면상에 파도가 있을 때 조차도 안정한 방식으로 선박(20)(도 2 참조)이 나타난다. 파도로 인한 부표 운동물의 보상은 또한 상기 부표가 파도의 피크에 위치하는 동안 스틸 프레임 영상들을 캡쳐함으로써 달성될 수 있다- 관측 범위를 증가시키기 위해 워터라인 상부의 도 3-4의 광학대(38) 높이를 추가로 증가시키는 특징을 통해 이룰 수 있다.
따라서, 부표(12)는 통상적으로 복잡하고, 비싸며, 종래 기술의 비효율적인 자이로-안정화 광 어셈블리를 포함하지 않는다. 대신에, 도 5의 워크스테이션(18)은 상기 부표상의 카메라를 통해 영상 신호 출력상의 파동 운동의 영향을 극복한다.
더욱이, 도 3-4의 플럭스 게이트 나침반(70)의 사용은 각 픽셀 공간에서 측정되는 각 접촉물의 베어링을 결정하는 도 5의 워크스테이션(18)에 방향 정보를 제공한다.
또한, 도 5에서 도시된 바와 같이, 스풀(120)은 상기 부표를 발사시킨 후 잠수함이 이동함에 따라 전송 케이블(16)을 풀기 위해 추진기(14)에 위치한다. 추진기(14)는 표준 3인치 추진기로서 기술되므로 부표(12)는 통상 3인치 이하의 직경이고 4' 길이의 다른 추진기들이 이용될 수 있고, 또는 추진기(14)는 더 긴 6' 길이의 부표를 허용하도록 후미 도어 어뎁터로 고정될 수 있다. 도 3-4의 부표(12)상의 스풀(92)은 통상 전송 케이블의 200'상에 포함되고, 도 5의 스풀(120)은 1½마일의 전송 케이블까지 포함된다.
카메라 형태의 부표를 형성하는 종래 기술의 시도와 비교해 보면, 도 3-4의 부표(12) 내부에 어떤 자이로-안정화 광 어셈블리를 필요로 하지 않기 때문에, 도 3-4의 광학대(38)는 파노라마 뷰의 수평선을 캡쳐하기 위해 워터라인 상부보다 더 높고 영상 안정화는 도 5의 워크스테이션(18)에 의해 제공된다. 광통신을 이용함으로써, 전송 케이블(16)은 종래 기술에서 제안된 짧은 구리선 범위와 비교해 볼 때 매우 길 수 있다.
도 3의 원뿔형 미러(52)(또는 도 4의 프리즘(60))의 사용은 컴포넌트들의 이동하지 않고 수평선의 파노라마 뷰를 제공한다. 도 3의 이미징 워크스테이션(18)의 사용은 "106"에서 나타낸 것처럼 플롯의 원주에서 "업(up)"하는 전체의 수평선을 나타내거나, "102" 및 "104"에서 나타낸 것처럼 현재의 잠수함 잠망경에 의해 배치되는 상기 이미지를 모방하는 수직 방향의 영상으로 사용자에게 나타나도록 처리되는 것처럼 원래 형태(토로이드와 같이)의 결과 이미지를 보여줄 수 있다. 주로 스틸 프레임 이미지를 위한 영상 갭쳐 장치로서 도 3-4의 카메라(56)의 사용은 워터라인 상부의 눈높이(광학대(38)의 높이)를 얻는 장점으로서 파동 운동을 이용한다. 이전에 개발된 광자 마스트 워크스테이션 소프트웨어의 재사용함으로써 지원되는 프레임 비율 영상 프로세싱은 워크스테이션(180)상에서 장점이 된다.
부표(12)가 표면상에 있으면, 2-3피트의 상기 부표는 노출된다. 이는 초기의 안전한 스위프(sweep)를 위해 이용될 때 현재의 잠망경들에 대해 통상적인 노출을 따른다. 트롤러 어선(65피트 마스트 헤드 높이를 가짐)을 감지하는 범위는 5해리 범위이다. 100피트 마스트 헤드 높이를 갖는 큰 표면 접촉물은 10해리 밖에서 감지될 수 있다.
이러한 방식으로, 도 2-4의 광자 부표(12)는 충돌을 방지하고 적군 함선에 의해 잠수함이 감지되는 것을 방지한다. 자이로-안정화 광 어셈블리들은 영상 안정화를 위해 필요하지 않고 상기 부표 시스템은 사용자에게 영상 안정화된 파노라마 뷰의 수평선을 여전히 제공한다. 긴 전송 케이블 범위는 잠수함이 광자 부표가 배치될 때에도 자유롭게 기동할 수 있도록 하고, 잠수함이 해양 표면 아래로 매우 깊이 잠수할 때에도 상기 광자 부표가 배치될 수 있도록 한다.
파노라마 뷰의 수평선을 나타내는 안정한 합성 영상은 비싼 자이로-안정화 광 어셈블리를 사용하지 않고 제공된다. 대신에, 상기 부표 상부의 광학대는 원뿔형 미러 또는 원뿔형 프리즘과 같이 파노라마 광 엘리먼트에서 조준되는 수직 방향의 영상출력기를 포함한다. 상기 부표는 회전하고, 보빙되며, 파도로 이동하지만잠수함 내부 또는 그외에 위치하는 원격 워크스테이션은 모든 운동 물체들 보상하도록 구현되어 스틸 프레임 이미지들을 캡쳐하고, 안정한 합성 영상을 함께 스티치한다. 상기 부표상의 플럭스 게이트 나침반에 의해 임의의 감지되는 선박의 베어링이 제공된다.
본 발명의 구체적인 특징들은 편의상 각 특징들로서 몇가지 도면들에서만 나타내었지만, 이는 본 발명에 따른 임의의 또는 모든 다른 특징들과 결합될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 "포함하는", "이루어지는", "가지는", "갖는"이란 용어들은 폭넓게 해석될 수 있고 어떤 물리적 상호연결에 국한되지 않는다. 더욱이, 본 발명의 어플리케이션에 나타낸 실시예들은 가능한 실시예들만을 의미하는 것은 아니다.
다른 실시예들이 첨부된 청구항들의 범위내에서 통상의 당업자에게 가능할 수 있다.

Claims (33)

  1. 워터라인 하부에 있는 안정기부와 상기 워터라인 상부에 배치되는 상부를 포함하는 긴 선체;
    수평선의 파노라마 뷰를 제공하도록 구성되는 상기 선체 상부의 광학대; 및
    영상 신호들을 원격 위치로 전송하기 위한 상기 광학대에서 연장되는 전송 케이블을 포함하는 광자 부표.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학대는 투명한 벽으로 둘러싸인 상기 선체 상부 내부의 원뿔형 미러 및 상기 원뿔형 미러에 조준되는 수직 방향의 영상출력기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광학대는 상기 선체의 상부에 대해 밀봉된 원뿔형 프리즘 및 상기 원뿔형 프리즘에 조준되는 상기 선체의 수직 방향의 영상출력기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 영상출력기는 CCD 카메라인 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 영상출력기는 적외선 카메라인 것을특징으로 하는 광자 부표.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 부표의 자세를 감지하는 상기 선체의 센서를 더 포함하는 광자 부표.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 전송 케이블은 광섬유를 포함하고, 상기 전송 케이블의 광섬유를 통해 전송하기 위해 영상 데이터를 광학 데이터로 변환하고 상기 영상출력기에 응답하는 상기 부표 내의 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 선체는 그 내부에 셀프 스커트링 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 선체는 잠수함의 추진기와 호환될 수 있는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 안정기부는 그 내부에 배치되는 추를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 안정기부는 상기 전송 케이블의 스풀을 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  12. 워터라인 하부에 있는 안정기부와 상기 워터라인 상부에 배치되는 상부를 갖는 긴 선체를 포함하는 부표;
    수평선의 파노라마 뷰를 제공하도록 구성되는 상기 선체의 상부의 광학대;
    상기 선체로부터 떨어져 있고, 상기 광학대에 응답하며, 상기 수평선의 합성 영상을 디스플레이상에 나타내기 위한 디스플레이와 영상 안정화 회로부를 포함하는 워크스테이션; 및
    상기 광학대와 상기 워크스테이션을 상호연결하는 전송 케이블을 포함하는 광자 부표 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 선체의 상기 안정화부는 전송 케이블의 제 1 스풀을 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 워크스테이션은 상기 전송 케이블의 제 2 스풀을 포함하는 잠수함 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 영상 안정화 회로부는 프레임 비율 영상 프로세싱 소프트웨어 및 하드웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 광학대는 투명한 벽으로 둘러싸이는 상기 선체의 상기 상부 내부의 원뿔형 미러 및 상기 원뿔형 미러에 조준되는 수직 방향의 영상출력기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 광학대는 상기 선체의 상부에 대해 밀봉되는 원뿔형 프리즘 및 상기 원뿔형 프리즘에 조준되는 수직 방향의 영상출력기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 영상출력기는 CCD 카메라인 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 영상출력기는 적외선 카메라인 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 부표의 자세를 감지하는 상기 선체의 센서를 더 포함하는 광자 부표 시스템.
  21. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 전송 케이블은 광섬유를 포함하고, 상기 전송 케이블의 광섬유를 통해 전송하기 위해 영상 데이터를 광학 데이터로 변환하고 상기 영상출력기에 응답하는 상기 부표의 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  22. 제 12 항에 있어서, 상기 선체는 그 내부에 셀프 스커트링 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  23. 제 12 항에 있어서, 상기 선체는 잠수함의 추진기와 호환될 수 있는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  24. 제 12 항에 있어서, 상기 안정기부는 그 내부에 배치되는 추를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표 시스템.
  25. 워터라인 하부에 있는 안정기부와 상기 워터라인 상부에 배치되는 상부를 포함하는 긴 선체;
    상기 선체의 수직 방향의 영상출력기;
    수평선의 파노라마 뷰를 상기 수직 방향의 영상출력기로 향하도록 구성되는 상기 선체의 상부의 광 엘리먼트; 및
    상기 수직 방향의 영상출력기로부터 원격 위치로 영상 신호들을 전송하기 위한 전송 케이블을 포함하는 광자 부표.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 광 엘리먼트는 원뿔형 미러인 것을 특징으로 하는광자 부표.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 광 엘리먼트는 원뿔형 프리즘인 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 영상출력기는 CCD 카메라인 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  29. 제 25 항에 있어서, 상기 영상출력기는 적외선 카메라인 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  30. 제 25 항에 있어서, 상기 부표의 자세를 감지하는 상기 선체의 센서를 더 포함하는 광자 부표.
  31. 제 25 항에 있어서, 상기 전송 케이블은 광섬유를 포함하고, 상기 전송 케이블의 광섬유를 통해 전송하기 위해 영상 데이터를 광학 데이터로 변환하고 상기 영상출력기에 응답하는 상기 부표의 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 부표.
  32. 워터라인 하부에 있는 하부 안정기부와 상기 워터라인 상부에 배치되는 상부를 포함하는 긴 선체; 및
    수평선의 파노라마 뷰를 제공하도록 구성되며, 투명한 벽으로 둘러싸인 상기 선체 상부 내부의 원뿔형 미러 및 상기 원뿔형 미러에 조준되는 영상출력기를 포함하는 상기 선체 상부의 광학대를 포함하는 광자 부표.
  33. 워터라인 하부에 있는 하부 안정기부와 상기 워터라인 상부에 배치되는 상부를 포함하는 긴 선체; 및
    수평선의 파노라마 뷰를 제공하도록 구성되며, 상기 선체의 상부에 대해 밀봉되는 원뿔형 프리즘 및 상기 원뿔형 프리즘에 조준되는 상기 선체의 영상출력기를 포함하는 상기 선체 상부의 광학대를 포함하는 광자 부표.
KR1020047001146A 2001-07-27 2002-07-09 광자 부표 KR100889425B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/917,025 2001-07-27
US09/917,025 US7345705B2 (en) 2001-07-27 2001-07-27 Photonic buoy
PCT/US2002/021517 WO2003012469A2 (en) 2001-07-27 2002-07-09 Photonic buoy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040021655A true KR20040021655A (ko) 2004-03-10
KR100889425B1 KR100889425B1 (ko) 2009-03-23

Family

ID=25438245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047001146A KR100889425B1 (ko) 2001-07-27 2002-07-09 광자 부표

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7345705B2 (ko)
EP (1) EP1419399B1 (ko)
JP (2) JP2004537451A (ko)
KR (1) KR100889425B1 (ko)
AU (1) AU2002318222B2 (ko)
CA (1) CA2454097C (ko)
WO (1) WO2003012469A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100953233B1 (ko) * 2005-02-16 2010-04-16 레이던 컴퍼니 연장가능한 원통 부표 해상기지 통신 시스템

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004021873A2 (en) 2002-09-06 2004-03-18 C.R. Bard, Inc. Integrated endoscope and accessory treatment device
US7567284B2 (en) * 2003-06-17 2009-07-28 Olympus Corporation Encoder, lens-implement and digital camera
IL163564A (en) * 2004-08-16 2010-06-30 Rafael Advanced Defense Sys Floating periscope
JP2007008193A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Kuniyuki Matsushita 海上浮遊型ブイ装置
CN100367322C (zh) * 2005-12-01 2008-02-06 上海交通大学 遥控遥测自动光电探测浮标
ES2633742T3 (es) * 2007-03-16 2017-09-25 L-3 Communications Corporation Sistema para procesamiento de imagen panorámica
US7862394B2 (en) * 2008-05-14 2011-01-04 Ultra Electronics Ocean Systems, Inc. Apparatus having a buoyant structure that resists rotation
WO2010014789A2 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Raytheon Company Methods and apparatus for a scuttle mechanism
FR2944507B1 (fr) * 2009-04-17 2011-06-17 Dcns Periscope flottant notamment pur un engin sous-marin.
US9315243B2 (en) * 2009-09-30 2016-04-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Buoy for automated data collection and transmittal
DE102009054214B4 (de) 2009-11-21 2013-03-14 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Darstellung einer Umgebung
EP2915738B1 (en) * 2011-04-22 2016-04-20 Westinghouse Electric Company Llc Underwater robotic venting and inspection system
US9870504B1 (en) * 2012-07-12 2018-01-16 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Army Stitched image
KR101858435B1 (ko) * 2016-04-08 2018-05-16 김동환 위장 잠수정
KR101777380B1 (ko) * 2016-11-23 2017-09-27 엘아이지넥스원 주식회사 공중 부양식 원격 표적 영상 획득 시스템 및 방법
KR101777384B1 (ko) * 2016-11-23 2017-09-27 엘아이지넥스원 주식회사 부유형 표적 데이터 획득 장치 및 시스템
CN107156001A (zh) * 2017-05-15 2017-09-15 柳州译海网络科技有限公司 一种便携式识别水生动物的装置
US10573870B2 (en) * 2017-08-11 2020-02-25 Cora Aero Llc Series batteries to reduce an interfering magnetic field
CN107801006B (zh) * 2017-11-17 2018-06-29 泉州市奥维电子有限公司 一种智能化电视机监控方法
JP6715281B2 (ja) * 2018-03-23 2020-07-01 Ｈａｐｓモバイル株式会社 水中探査を行うシステム及び情報処理装置
US11062821B1 (en) * 2019-06-18 2021-07-13 Facebook, Inc. Intermediate node to power submarine cable system
JP6931683B2 (ja) * 2019-09-12 2021-09-08 三菱重工業株式会社 水中航走体、制御方法、及びプログラム
DE102021101519A1 (de) 2021-01-25 2022-07-28 Rheinmetall Landsysteme Gmbh Winkelspiegel mit Notvisierung
CN115424475B (zh) * 2022-11-07 2023-01-24 亚太卫星宽带通信（深圳）有限公司 一种应用于智慧航运数据采集的装置与系统

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3258595A (en) * 1966-06-28 Remotely operated self-powered observation device including remotely controllable visual scanning means
DE2837134A1 (de) * 1978-08-25 1980-03-06 Licentia Gmbh Anordnung fuer unterwasserfahrzeuge zur erkennung, identifizierung und sichtbarmachung von ueberwasserfahrzeugen und/oder flugkoerpern
US4784575A (en) 1986-11-19 1988-11-15 General Electric Company Counterrotating aircraft propulsor blades
US4794575A (en) * 1987-10-02 1988-12-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Submarine launched sea-state buoy (SLSSB)
DE3908575A1 (de) * 1989-03-16 1990-09-20 Laukien Guenther Unterwasserfahrzeug mit einem passiven optischen beobachtungssystem
JPH02136201U (ko) * 1989-04-20 1990-11-14
JP2988948B2 (ja) * 1990-01-25 1999-12-13 応用地質株式会社 スパーブイ型作業足場
US5018852A (en) * 1990-08-16 1991-05-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Motion detection, novelty filtering, and target tracking using an interferometric technique with GaAs phase conjugate mirror
US5060206A (en) * 1990-09-25 1991-10-22 Allied-Signal Inc. Marine acoustic aerobuoy and method of operation
US5543972A (en) * 1990-10-09 1996-08-06 Raax Co., Ltd. Mirror for producing a development picture of the wall of a borehole in the ground and device therefor
JP3467785B2 (ja) * 1992-10-22 2003-11-17 ソニー株式会社 表示システムおよび撮像装置
FR2699713B1 (fr) * 1992-12-17 1995-03-24 Hubert Thomas Procédé et dispositif de contrôle à distance d'un engin sous marin inhabité.
EP0657732A1 (de) * 1993-12-06 1995-06-14 Elpatronic Ag Verfahren und Vorrichtung zur optischen Prüfung eines durchsichtigen Behälterbereichs, insbesondere des Mündungsbereichs
US5973733A (en) * 1995-05-31 1999-10-26 Texas Instruments Incorporated Video stabilization system and method
US5690041A (en) * 1995-10-11 1997-11-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Unmanned undersea vehicle system for weapon deployment
US6459451B2 (en) * 1996-06-24 2002-10-01 Be Here Corporation Method and apparatus for a panoramic camera to capture a 360 degree image
US5974348A (en) * 1996-12-13 1999-10-26 Rocks; James K. System and method for performing mobile robotic work operations
WO1998047025A2 (en) * 1997-04-16 1998-10-22 Charles Jeffrey R Omniramic optical system having central coverage means which is associated with a camera, projector, or similar article
JPH11298884A (ja) * 1998-04-15 1999-10-29 Nichimo Co Ltd 漁業用監視システム
JP2000125190A (ja) * 1998-10-16 2000-04-28 Olympus Optical Co Ltd カメラシステム及び記録媒体
US6718130B2 (en) * 1999-05-28 2004-04-06 David E. Grober Stabilized camera and marker buoy for media coverage of aquatic events
US6525762B1 (en) * 2000-07-05 2003-02-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Wireless underwater video system
JP3841621B2 (ja) * 2000-07-13 2006-11-01 シャープ株式会社 全方位視覚センサー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100953233B1 (ko) * 2005-02-16 2010-04-16 레이던 컴퍼니 연장가능한 원통 부표 해상기지 통신 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20030020829A1 (en) 2003-01-30
JP4563410B2 (ja) 2010-10-13
JP2007191147A (ja) 2007-08-02
EP1419399B1 (en) 2015-03-25
US7345705B2 (en) 2008-03-18
EP1419399A4 (en) 2009-03-18
CA2454097A1 (en) 2003-02-13
WO2003012469A3 (en) 2004-03-18
AU2002318222B2 (en) 2005-09-01
WO2003012469A2 (en) 2003-02-13
EP1419399A2 (en) 2004-05-19
KR100889425B1 (ko) 2009-03-23
CA2454097C (en) 2008-07-08
JP2004537451A (ja) 2004-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4563410B2 (ja) フォトニックブイ
AU2002318222A1 (en) Photonic Buoy
US10931934B2 (en) Watercraft thermal monitoring systems and methods
US20060280034A1 (en) Submarine remote surface platform
JP2022022323A (ja) コンテナ船
JP5805423B2 (ja) 全方位撮影システム
Harris et al. ARGO: Capabilities for deep ocean exploration
US7279675B2 (en) Floating periscope
US7106359B2 (en) Subsurface video observation system
Belcher et al. Acoustic near-video-quality images for work in turbid water
JP2000147642A (ja) 水中撮像装置
KR100833900B1 (ko) 휴대용 수중초음파 영상표시장치
US20120134657A1 (en) Floating periscope in particular for an underwater vehicle
JPH03505189A (ja) パッシブ光学観測システムを有する水中艦艇
KR101991370B1 (ko) 적외선 카메라 및 이를 구비한 선박용 장애물 검출시스템
WO1987004803A1 (en) Visual display apparatus
CA3091252A1 (en) Towed underwater image acquisition apparatus
JPH11341487A (ja) 監視カメラ装置
RU17738U1 (ru) Видеоблок для наблюдения подводной обстановки
RU9073U1 (ru) Видеоблок для оптоэлектронного перископа
RU17739U1 (ru) Видеомодуль для электронного перископа
Hosotani et al. Simple underwater monitoring of shallow water using a spherical camera mounted on a radio-controlled boat
KR20230123601A (ko) 잠수함용 전자광학체계
EP2643211B1 (en) Under-keel inspection system
RU24002U1 (ru) Телевизионный модуль для работы в морской среде

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130221

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140221

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160218

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170220

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180219

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200218

Year of fee payment: 12