NO335803B1 - Fremgangsmåte og optisk enhet for å fremskaffe informasjon om omgivelsene til en instrumentert kabel tauet i sjøen - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte og optisk enhet for å fremskaffe informasjon om omgivelsene til en instrumentert tauet kabel, hvor styringsinnretninger (20) for styring av den instrumenterte kabelen er forsynt med optiske midler i vinger (22a-c) for innhenting av optiske data for avbildning og analyse for karakterisering av omgivelsene, sjø og havbunnsparametere rundt styringsinnretningen og den instrumenterte streamer-kabelen. Den optiske enhet (30a-c) omfatter minst et optisk kamera (31), en optisk lyskilde (32) og en optisk sensor (33) for å fremskaffe optiske data eller for optisk kommunikasjon.

Description

Fremgangsmåte og optisk enhet for å fremskaffe informasjon om omgivelsene til en instrumentert tauet kabel i vann

Oppfinnelsen gjelder en framgangsmåte å fremskaffe informasjon om omgivelser til en instrumentert tauet kabel i vann, i samsvar med innledningen til patentkrav 1.

Oppfinnelsen gjelder også en optisk enhet for å fremskaffe informasjon om omgivelser til en instrumentert tauet kabel, i samsvar med innledningen til patentkrav 1.

Spesielt gjelder oppfinnelsen fremskaffelse av optisk informasjon om forholdene over og under vann som i tillegg til informasjon fra andre sensorer kan utfylle det operasjonelle bildet og gi bedre beslutningsgrunnlag for styring, drift og dokumentasjon av et seismiske instrumenterte kabel-spread.

Bakgrunn

En seismisk instrumentert kabel (streamer) er en langstrakt kabelliknende struktur (ofte opptil flere tusen meter lang), som omfatter et array av hydrofonkabler og assosiert med elektrisk utstyr langs dens lengde, og som brukes i marin seismisk kartlegging. For å utføre en 3D/4D seismisk kartlegging trekkes et flertall slike instrumenterte kabler bak et kartleggingsfartøy. Akustiske signaler produseres ved at de seismiske kildene er rettet ned gjennom vannet og inn i havbunnen under, hvor de reflekteres av de ulike lagene. De reflekterte signalene mottas av hydrofonkablene og blir så digitalisert og behandlet for å danne en representasjon av lagene i området som kartlegges.

De instrumenterte kablene er typisk trukket med en konstant dybde på omtrent fem og femten meter, for å fremme fjerning av uønskede "falske" refleksjoner fra overflaten av vannet. For å holde de instrumenterte kablene ved en konstant dybde, er styringsinnretninger kjent som "bird" festet til hver instrumentert kabel med intervaller på 200 til 300 meter.

Små variasjoner i dybde og sideveis bevegelse er unngåelig. Hovedårsaken til variasjoner i dybden er lange periodiske bølger og endringer i salinitet og dermed oppdrift langs kabelen. Generelt er den mest kritiske sitasjonen når det trekkes i den samme retningen som dønningene.

Små variasjoner i dybde og sideveis bevegelse er uunngåelig. Hovedårsaken til variasjoner i dybden er lange periodiske bølger og endringer i salinitet og temperatur og dermed oppdrift langs kabelen. Varierende temperatur gir varierende oppdrift og kan dermed påvirke styringsinnretningens dybde. Videre vil variasjoner i temperatur føre til variasjoner i utbredelses-hastigheten for de akustiske signalene og dermed påvirke den akustiske avstandsbestemmelsen. Variasjonen for forplantningshastigheten for akustiske bølger i sjøvann ligger på ca. 4 m/s pr. grad celsius.

Generelt er den mest kritiske sitasjonen når det trekkes i den samme retningen som dønningene. Sideveis bevegelse av instrumenterte kabler er hovedsakelig forårsaket av hav-strømningskomponenter vinkelrett på trekkretningen. Relativt store avvik kan også forekomme i områder med brakkvann der elveløp med ferskvann flyter ut i sjøen noe som kan gi lagdeling av vannmasser med forskjellig tetthet. I tilfeller med både dønninger og sidestrømpåvirkning er det økt fare for at de instrumenterte kablene vikler seg inn i hverandre.

Kabelstrekket avtar proporsjonalt med avstanden fra trekkpunktet. Derfor vil små variasjoner i sideveis bevegelse og vertikal bevegelse tendere til å ha større amplituder nær halen av de instrumenterte kablene. Imidlertid vil ikke kreftene som virker vinkelrett på den instrumenterte kabelen fordeles uniformt over kabelens lengde og de vil endres over tid ettersom det trukne arrayet beveges fremover.

Under en seismisk kartlegging er de instrumenterte kablene tiltenkt å opprettholdes i en rett linje, parallell til hverandre, likt adskilt og på samme dybde. Imidlertid, etter utsetting av de instrumenterte kablene, må vanligvis fartøyet kjøre i en rett linje i minst tre kabellengder før kabelfordelingen er tilstrekkelig nært det ideelle oppsettet og kartlegging kan starte. Detteøker tiden det tar å utføre en kartlegging og derforøkes kostnadene ved kartleggingen. Imidlertid, pga. havstrømninger feiler de instrumenterte kablene i akkurat å følge banen til det seismiske kartleggingsfartøyet og noen ganger avviker fra denne banen med en vinkel, kjent som "feathering angle". Dette kan negativt påvirke dekningen av kartleggingen, hvilket ofte krever at deler av kartleggingen må repeteres. Ved veldig uheldige omstendigheter kan de instrumenterte kablene vikles inn i hverandre, spesielt ved enden av de instrumenterte kablene, som kan medføre betydelig skade og betydelig finansielt tap.

Den foreliggende oppfinnelsen er spesielt rettet mot styringsinnretninger med en hovedkropp og dertil innrettet avtakbare vinger, og da spesielt mot styringsinnretninger med såkalte "smartvinger" hvor elektronikk, styringsenhet, sensorer og batteri er innrettet i avtakbare vinger. Slike styringsinnretninger er blant annet kjent fra NO 20080145 ( Rinnan m. fl.), NO 20083830 ( Rinnan m. fl.) og NO 20092575 ( Rinnan m. fl.), alle i søkerens navn. I NO 20083830 beskrives det også at styringsinnretningen er forsynt med trådløs og kontaktløs kommunikasjon som muliggjør kommunikasjon med en ekstern enhet for kalibrering og diagnostikk, eksempelvis på akterdekket til et fartøy.

Typiske sensorer i hovedkropp eller vinge for en slik styringsinnretning vil være akselerometer, rategyro, magnetkompass, dybdesensor (trykksensor), halleffektsensor, samt kan ha sensorer for temperatur, salinitet, m.fl.

I tillegg kan styringsinnretningene være forsynt med andre anordninger som GNSS-enheter (Globalt navigasjonssatellittsystem, GNSS), akustiske kommunikasjonsmidler, radio-kommunikasjonsmidler og lignende.

Det skal også vises til at det finnes styringsinnretninger som omfatter avtakbare vinger, men hvor det ikke er anordnet elektronikk eller sensorer i de avtakbare vingene, så som f.eks. US 6 671 223 B2 [ Bittleston, Simon Hastings) og NO 20063182 [ Rinnan m. fl.).

Fra US 2010002076 ( Welker m. fl.) er det kjent bruk av undervannskamera anordnet til et array av seismiske instrumenterte kabler, hvor undervannskameraene er innrettet for å avbilde objekter i vannmassen, samt for posisjonering og overvåkning av det tauede seismiske instrumenterte kabel-arrayet.

US 20080008031 ( Vigen m. fl.) beskriver bruk av undervannskamera og optiske skannere i forbindelse med seismiske instrumenterte kabel-array for å bestemme geometri og posisjon for seismiske instrumenterte kabler, samt måling til avstand til merker eller reflektorer på arrayet.

Fra US 20091160000 ( Kiddy m. fl.) er det kjent et fiberoptisk system for å bestemme formen på langstrakte legemer, så som en tauet seismisk instrumentert kabel.

Sensorene som er innrettet i styringsinnretningen i dag gir ikke all den informasjon som erønskelig i forbindelse med utføringen av en seismisk operasjon, spesielt hva angår drift og vedlikehold, samt avgjørende informasjon om operasjonelle forhold som har betydning for sikker drift av det instrumenterte kabel-spreadet.

Spesielt kan nevnes at det i dag mangler gode verktøy for å avdekke groing på den instrumenterte kabelen og styringsinnretninger. Groingøker tyngden og reduserer manøvrer-barheten av de seismiske instrumenterte kablene. I verste fall kan groing hindre fri bevegelse av styringsinnretningens vinger og dermed hindre at styringsinnretningen kan styres som ønsket. Det er følgelig et behov for å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for styringsinnretninger som er i stand til å kontrollere mengden groe og avdekke når dette problemet blir så stort at vedlikehold må utføres.

Et annet problem som i dag ikke dekkes av de sensorer som eksisterer er detektering av is/isformasjoner og andre objekter i sjøen, som for eksempel tapte fiskeredskaper, trålposer eller annet avglemt utstyr eller hensatte gjenstander, samt eventuelt sjødyr som hval eller lignende, hvilke utgjør en stor kollisjonsfare både i overflaten og under vann. Fartøyet som utfører slike operasjoner vil som oftest være forsynt med instrumenter som løser noe av dette, men spesielt under vann er dette et problem. Det er følgelig et behov for å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for styringsinnretninger som er i stand til å avdekke mulige hindringer i form av isforekomster eller objekter/sjødyr som utgjør en kollisjonsfare for det det instrumenterte kabelsystemet.

Det er også i dag et problem i forbindelse med vedlikehold når det er mørkt å finne frem til riktig styringsinnretning. Det er følgelig et behov for å tilveiebringe en optisk enhet for styringsinnretninger som er i stand til å vise hvor den befinner seg når det er mørkt ved å signalisere sin posisjon på en enkel måte.

Et annet problem som i dag ikke dekkes av de sensorer som benyttes er muligheten til å bestemme graden av forurensning av forskjellig slag som oljeutslipp og andre miljøskadelige substanser og kjemikalier. Selskapene som utfører seismiske kartlegginger har krav på seg i forhold til forurensning og det er følgelig et behov for å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for styringsinnretninger som kan gi et mål på forurensning i nærheten av det instrumenterte kabelsystemet.

Videre så mangler det i dag måling av styringsinnretningens og den instrumenterte kabelens hastighet gjennom vannmassene. På grunn av påvirkning fra bølger og strøm kan hastigheten langs en seismisk instrumentert kabel variere slik at kabelen ikke blir liggende i en rett linje bak fartøyet som trekker kabelen, noe som vil føre til unøyaktighet i estimering av kabelens og dermed mikrofonenes korrekte posisjon. Denne unøyaktigheten kan det kompenseres for hvis styringsinnretningens hastighet er kjent. Det er følgelig et behov for å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for styringsinnretning for måling av hastigheten gjennom vannmassen.

Videre så er det et behov i dag for redundante systemer for posisjonsmåling innbyrdes mellom styringsinnretningene i et seismisk kabel-spread. Det er følgelig et behov for å tilveiebringe et nytt måleprinsipp for innbyrdes posisjonsmåling mellom styringsinnretningene.

Formål

Hovedformålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for styringsinnretninger som helt eller delvis reduserer de ovenfor beskrevne manglene med kjent teknikk.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for å framskaffe informasjon om omgivelsene til en instrumentert tauet kabel i vann.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for å fremskaffe optisk informasjon om omgivelsene til en instrumentert kabel over og under vann som i tillegg til informasjon fra andre sensorer kan utfylle det operasjonelle bildet og gi bedre beslutningsgrunnlag for styring, drift og dokumentasjon av det seismiske instrumenterte kabel-spreadet.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet hvor man benytter informasjon fra optiske kamera eller sensorer for i vesentlig grad bidra til å effektivisere drift og vedlikehold, samt gi avgjørende informasjon om operasjonelle forhold som har betydning for sikker drift av det instrumenterte kabel-spreadet.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet som bidrar til å effektivisere vedlikehold og øke operativ driftstid for seismiske kabelsystemer.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for å fremskaffe informasjon om omgivelsene til den instrumenterte kabelen som har direkte betydning for den seismiske operasjonens sikkerhet og effektivitet.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet som gjør at driftspersonell i følgebåt/arbeidsbåt på en enkel måte kan finne en styringsinnretning ved at den kan gi bildeinformasjon om sin posisjon og/eller signalere sin posisjon ved hjelp av en lyskilde på styringsinnretningen i det instrumenterte kabel-spreadet.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for optisk kontroll av groing på styringsinnretning og nærliggende kabelstrekk for å gi verdifull informasjon om når den instrumenterte kabelen må tas inn for rengjøring og behandling.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet for bruk av optiske sensorer eller kamera til bedre posisjoneringsinformasjon og styring av det instrumenterte kabel-spreadet under mulige kollisjonsforhold og forhold der de instrumenterte kablene kan risikere å filtre seg inn i hverandre.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet innrettet for å avdekke mulige hindringer for den instrumenterte kabelen/styringsinnretninger.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet innrettet for måling av hastighet gjennom vannmassen.

Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en optisk enhet som er innrettet for å bestemme graden av forurensning i sjøen.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen at bildeinformasjon skal kunne overføres via radio til arbeidsbåt eller seismikkskip eller via fiberforbindelse i den seismiske instrumenterte kabelen slik at bildedata kan benyttes i sann tid, eller ved at bildedata lagres lokalt for senere analyse og dokumentasjon.

Oppfinnelsen

En fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Fordelaktige trekk og detaljer ved fremgangsmåten er beskrevet i patentkravene 2-17.

En optisk enhet i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 18. Fordelaktige trekk og detaljer ved den optiske enheten er beskrevet i patentkravene 19-31.

Uttrykket "omgivelser" brukt i denne beskrivelsen omfatter også relevant informasjon i forhold til nærliggende instrumenterte kabler og styringsinnretninger.

Et system for posisjonering av en instrumentert tauet kabel i vann, så som en marin seismisk streamer, og/eller et instrumentert tauet kabel-array (streamer-array) omfatter typisk flere styringsinnretninger anordnet til instrumenterte kabler, en styringssentral anordnet ombord på et fartøy, fortrinnsvis et kartleggingsfartøy, hvilken styringssentral er innrettet for kommunikasjon med de instrumenterte kablene og de enkelte styringsinnretningene anordnet dertil. Dette er ofte referert til som et STAP-system (STAP - "Seismic Towed Array Positioning"). Videre omfatter kjente systemer vanligvis halebøyer anordnet til de instrumenterte kablene i kabel-arrayet, samt deflektoranordningerforå spre de instrumenterte kablene i et kabel-array. Styringssentralen innrettet for kommunikasjon med styringsinnretninger og halebøyer, enten via den instrumenterte kabelen eller trådløst, samt innrettet for kommunikasjon med fartøyet og eventuelt deflektor-anordninger. Som vil bli forklart nedenfor kan halebøyer erstattes av styringsinnretninger dersom de er forsynt med en GNSS-enhet (Globalt navigasjonssatellittsystem, GNSS).

Styringsinnretningene anordnet til de instrumenterte kablene er fordelaktig en styringsinnretning som omfatter: - en hovedkropp forsynt med en prosessorenhet, akselerometre, eventuelt rategyro og magnetkompass, trykksensor, samt induktive koblinger for trådløs (kontaktløs) kommunikasjon og energioverføring til vinger eller mekaniske koblinger for kommunikasjon og energioverføring, - avtakbare vinger, fortrinnsvis minst to avtakbare vinger, hvilke vinger er forsynt med en prosessorenhet, induktive kobling eller mekanisk kobling for tilkobling til hovedkroppen, halleffektsensor, oppladbare batterier, intelligent ladeelektronikk, motor med momentsensor,

- lokal styringsinnretningssoftware som kjører på kroppens prosessorenhet,

- lokal vingestyringssoftware som kjører på vingens prosessorenhet,

- sensorer for ulike formål som for eksempel dybde, temperatur, salinitet, magnetfelt og bevegelse, samt eventuelt akustiske sendere og mottakere montert i vingen.

Med andre ord inneholder styringsinnretningene sensorer for måling og kontroll av en eller flere av følgende: posisjon, retning, bevegelse, magnetfelt, trykk, temperatur, akustikk, sjokk og andre sensorer for karakterisering av sjø og havbunnsparametere.

Styringsinnretninger som dette er f.eks. beskrevet i søkers norske patentsøknader NO 20080145, NO 20083830 og NO 20092575.

Den foreliggende oppfinnelsen introduserer et sensorsystem basert på optiske sensorer/kamera som tilveiebringer ny funksjonalitet for overvåkning, kontroll, dokumentasjon og informasjon relevant for styringen av de seismiske instrumenterte kablene og styringsinnretningene mens disse er i drift. Dette oppnås ved at minst en optisk enhet omfattende optisk kamera for generering av bilder eller video og/eller andre optiske sensorer innrettes i minst en av styringsinnretningens avtakbare vinger, hvilken vinge kan omtales som en optisk vinge.

De(n) optiske enheten(e) vil gi verdifull tilleggsinformasjon som kan være avgjørende i forbindelse med vanskelige operasjonelle forhold som for eksempel kollisjon med objekter, typisk is, bøyer eller hensatte og forlatte fiskeredskaper, samt sjødyr.

Eksempelvis vil den optiske enheten ved at den omfatter kamera være innrettet til å kunne ta bilder og/eller video av nærliggende områder for styringsinnretningen over og under vann. For undervannsbehov kan også kamera benyttes til å måle hastigheten gjennom vannmassen ved å ta bilder med korte mellomrom i tid slik at bildeanalyse kan benyttes til å estimere hastighet ved å måle avstand som avbildede faste partikler i vannet flytter seg mellom to eksponeringer.

Den optiske enheten, dvs. kamera, kan videre benyttes til å avbilde groing på styringsinnretningens vinger, innfesting og på selve den seismiske instrumenterte kabelen, da spesielt nærliggende kabelstrekk. Ved å ta bilder med jevne mellomrom, f.eks. hver time, kan videre groingstakten bestemmes slik at man kan bestemme gjenværende operasjonell tid før groingen medfører at operasjonen må avbrytes.

Den optiske enheten kan være innrettet for vanlig eller infrarødt lys avhengig av ønsket funksjonalitet og den kan inneholde styrbare eller faste kamera og/eller optiske sensorer. Videre kan den optiske enheten være fast montert eller montert på bevegelig plattform for stabilisert avbildning i både panorering og tilt, noe som vil medføre skarpere og bedre bilder. Den bevegelige plattformen styres basert på målinger fra bevegelsessensor(er) innrettet i vingen, eksempelvis i form av et treghets-cluster (IMU) omfattende ett eller flere akselerometre og eventuelt rategyro. I tillegg kan den optiske enheten være forsynt med zoom-funksjonalitet.

Den optiske enheten kan aktiveres ved elektroniske styringssignaler via den instrumenterte kabelen eller ved kommunikasjon via det akustiske transmisjonssystemet.

Den optiske enheten kan videre innrettes for å operere autonomt, ved tidsaktivert styring eller ved hjelp av en av de øvrige sensorene i styringsinnretningen.

Den optiske enheten kan også benyttes for å undersøke feil ved styringsinnretninger, da spesielt dersom man har feilfunksjon ved en vinge, ved å undersøke om noe har festet seg til sty ri ngsi n n retn i nge n.

Innsamlet informasjon (sensordata/bilder/video) fra den optiske enheten overføres på lignende måte tilbake til kartleggingsfartøyet, arbeidsbåt eller andre enheter via kabel eller fiberforbindelse i den instrumenterte kabelen eller ved hjelp av akustisk transmisjon. Dersom styringsinnretningen er forsynt med en radioenhet (i det minste antenne) for dataoverføring i minst en av styringsinnretningens vinger kan også radio benyttes for transmisjon av informasjonen. Dette forutsetter imidlertid at overføring skjer når styringsinnretningen er i en overflateposisjon.

Lagrede optiske sensordata og bilder/video fra autonom drift kan ved hjelp av styrings-kommando via den instrumenterte kabelen, akustikk eller radio overføres når det er behov for det og vingen har kommunikasjon med fartøy eller arbeidsbåt. Bildene/video/dataene kan deretter analyseres ombord på fartøyet eller arbeidsbåt og benyttes som vurderingsgrunnlag i den operative prosessen og som dokumentasjon for spesifikke hendelser. Det skal også nevnes at styringsinnretningen selv kan være forsynt med midler og/eller programvare for analyse av data/bilder/video.

Videre kan den optiske enheten i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen forsynes med optiske lyskilder for synlig eller infrarødt lys i en eller flere av styringsinnretningens vinger, hvilke er innrettet for å tilveiebringe eksponeringslys etter behov når styringsinnretningen beveger seg i mørke områder eller om natten. De optiske lyskildene kan styres etter behov ved hjelp av styringssignaler fra den instrumenterte kabelen eller andre kommunikasjonskanaler. Både lyskildens intensitet og eksponeringstid, samt eventuelt bølgelengde kan også styres på denne måten.

Oppfinnelsens primære bruksområde er å ta bilder eller video som kan gi verdifull operasjonell informasjon over og under vann. Dette gjelder i første rekke bilder av styringsinnretningen og nærliggende seismiske instrumenterte kabel for å kontrollere mengden av groe.

Det er også nyttig å kunne ta bilder av objekter i sjøen for å unngå å kollidere med disse, samt å ta bilder av nærliggende styringsinnretninger og instrumenterte kabler hvis disse kommer for nær hverandre. I sammenheng med det sist nevnte kan fordelaktig styringsinnretningene utstyres med optiske kjennemerker, så som serienummer, strekkoder, QR-koder eller lignende, som kan gi mer informasjon om den aktuelle styringsinnretningen. Ved bildebehandling kan man da raskt identifisere den aktuelle styringsinnretningen og medfølgende tilleggsinformasjon.

En annen anvendelse av kamera i vingen er at det muliggjør optisk posisjonering av styringsinnretninger som skal manøvreres relativt nært opp til hverandre. Kameraets synsfelt kan utstyres med et grafisk rutenett eller på annen måte en posisjoneringsskala som kan benyttes for å posisjonere styringsinnretningene i forhold til hverandre. Ved bildebehandling kan denne informasjonen utnyttes til å bestemme styringsinnretningenes relative posisjon med høy nøyaktighet slik at det blir mulig å kjøre to seismiske instrumenterte kabler relativt nært opptil hverandre. Optisk posisjonering kan gjøres som et supplement til akustisk posisjonering ogøker dermed sikkerheten mot kollisjon eller sammenfiltring ved at man har to uavhengige systemer som hver for seg gir nødvendig og nøyaktig posisjoneringsinformasjon.

En ytterligere anvendelse av den optiske enheten er å benytte dens kamera til å måle sikt i vannmassene. Dette kan gjøres ved å ta bilder av et forhåndsdefinert avstandsfelt med markerte avstander langs den seismiske instrumenterte kabelen og på denne måten bestemme hvor lang lengste lesbare avstand er.

En alternativ måte å bestemme sikt i vannmassene er ved at den optiske enhetens kamera benyttes for bestemme reflektert lys eller tilbakespredning fra partikler i vannet når den optiske lyskilden aktiveres.

Sikten er i hovedsak bestemt av innholdet av faste partikler i vannet. Når den optiske kilden aktiveres vil disse reflektere lys tilbake mot kamera og mengden av reflektert lys vil være et mål for sikten i vannet. Ved liten mengde faste partikler har man god sikt og lite lys reflekteres. Ved stor mengde faste partikler og biologisk materiale i sjøen vil mye lys reflekteres og man har redusert sikt.

Ut fra analyse av partikkelmengden i vannet kan en videre estimere groingstakten på de instrumenterte kablene og styringsinnretningene og derigjennom få nyttig informasjon for videre operativ planlegging.

En ytterligere alternativ måte å måle sikt i vannmassene på er ved å benytte de optiske lyskildene til å sende optiske signaler fra en styringsinnretning til en annen på en nærliggende instrumentert kabel og på grunnlag av lysdempingen mellom den optiske lyskilden og mottaker (optisk sensor/kamera) bestemme dempingsparametrene. Ved å gjøre dette mellom flere styringsinnretninger og i forskjellige retninger kan man også bestemme homogeniteten i vannmassene.

Den foreliggende oppfinnelsen kan videre benyttes til å estimere vannmassens transparens ved ulike bølgelengder ved å benytte optiske lyskilder med forskjellig bølgelengde som ved spektral-analyse kan benyttes for å estimere innholdet av ulike biologiske stoffer, f.eks. alger og planktontyper i vannet. Ulike planktontyper og biologiske substanser vil typisk ha forskjellig absorbsjons-koeffisient som funksjon av bølgelengden, noe som kan benyttes til å bestemme hvilke typer biologisk materiale som finnes i vannet. Absorbsjonsspektra for klorofyll, bakterieklorofyll og karotenoider har for eksempel typiske absorbsjonsspektra i området 300 til 900 nanometer, noe som kan benyttes for å identifisere disse substansene.

Alternativt kan flere av de ovenfor nevnte målingene sammenlignes, kombineres og/eller vektes med hverandre for mer nøyaktig bestemmelse av parameterne.

Måling av sikten, transparens og homogenitet gir følgelig informasjon om mengden av partikler og biologisk materiale i sjøen og gir dermed uttrykk for faren for groing. Mye biologisk materiale vil gi raskere groing på kabel og styringsinnretning enn det man får i renere farvann. Groingøker tyngden og reduserer manøvrerbarheten av de seismiske kablene. I verste fall kan groing hindre fri bevegelse av styringsinnretningens vinger og dermed hindre at styringsinnretningen kan styres som ønsket. En optisk kontroll av groing på styringsinnretningen og nærliggende kabelstrekk vil dermed gi verdifull informasjon om når kabelen må tas inn for rengjøring og behandling.

Informasjon fra de(n) optiske enheten(e) vil derfor være en viktig parameter i forbindelse med drift og vedlikehold.

Videre kan bilder tatt i overflateposisjon for styringsinnretningen/kabelen og analyse av vannmassens transparens basert på optiske metoder, som nevnt ovenfor, benyttes til å bestemme graden av forurensing, typisk ved utslipp av olje eller andre forurensende substanser og kjemikalier. Dette har stor betydning for miljøovervåkning og varsling vedrørende miljømessige skader.

Videre kan styringsinnretninger forsynt med optiske enheter (kamera) styres til overflaten slik at man kan ta bilder på langt hold. Spesielt i områder med isforhold kan dette gi verdifull informasjon om eventuell kollisjonsfare med isflak eller andre isforekomster. I og med at 90 % av isen ligger under vann kan isforekomster som virker ubetydelige sett fra overflaten utgjøre en stor trussel og kollisjonsfare under vann. Ved tidlige å detektere is eller andre objekter i vannet kan en manøvrere den enkelte instrumenterte kabel eller hele kabel-spreadet til en hensiktsmessig posisjon for å unngå kollisjon. I og med at kollisjon med is vil kunneødelegge styringsinnretningen eller den instrumenterte kabelen og medføre vesentlig tidsavbrudd i operasjonen vil tidlig deteksjon av kollisjonsfare bety sikrere og mer kontinuerlig drift av kabel-spreadet.

Faren for kollisjonøker ved at drivende is kan komme inn i kabel-spreadet selv om det finnes en isfri sone rett foran fartøyet. Ved å ta flere overflate bi Ide r eller bilder under vann over tid kan man beregne isens hastighet og bevegelsesretning og derved estimere hvor og når isen eventuelt vil komme inn i det seismiske kabel-spreadet.

Det seismiske kabel-spreadet er meget stort og kan i praksis dekke flere kvadratkilometer. Sannsynligheten for at en av de instrumenterte kablene kan komme i kontakt med objekter i sjøen, som for eksempel tapte fiskeredskaper, trålposer eller annet avglemt utstyr eller hensatte gjenstander, samt sjødyr, er relativt stor. Ved bruk av kamera i vinge kan man da samle inn informasjon om hvilken type objekt og hindring som foreligger og dermed få en raskere og mer effektiv beslutningsprosess i forhold til hvordan situasjonen skal løses.

Seismiske instrumenterte kabel-spread benyttes til undersøkelse av forholdene i forskjellige typer farvann og det er alltid en fare for at noen av de instrumenterte kablene kan komme for nært opptil grunner, skjær og umerkede hindringer i sjøen. Kamera i vingen kan da tidlig gi informasjon om at grunnforholdene endrer seg eller om at det forekommer ukjente hindringer i nærheten av den instrumenterte kabelen. Hvis slike hindringer detekteres kan informasjonen fra kamera i vingen bidra til at man kan styre den instrumenterte kabelen eller det instrumenterte kabel-spreadet i god avstand fra slike hindringer. Slik informasjon kan benyttes til kartlegging av traseen og blir spesielt verdifull hvis strekningen skal kjøres på nytt av samme eller andre seismiske fartøy.

Videre kan kamera og programvare og/eller midler for bildebehandling i styringsinnretningen eller styringssentral i vesentlig grad bidra til å hindre kollisjon med undersjøiske objekter. Ved at kamera generer informasjon om hindringer og avstand til disse kan styringsinnretningen autonomt bestemme om det skal foretas avvikende manøvrering i forhold til en nærliggende hindring eller dette kan kommanderes fra styringssentralen. Ved å detektere avstand til nærmeste hindring og sammenholde det med en minimumsgrense, kan styringsinnretningen selv bestemme eller styringssentralen bestemme når det skal foretas en avvikende manøver for å unngå kollisjon.

En annen anvendelse av kamera i vingen er i forbindelse med posisjonering av styringsinnretninger som skal manøvreres relativt nært opp til hverandre. Kameraets synsfelt kan utstyres med et grafisk rutenett eller på annen måte en posisjoneringsskala som kan benyttes for å posisjonere styringsinnretningene i forhold til hverandre. Ved bildebehandling kan denne informasjonen utnyttes til å bestemme styringsinnretningenes relative posisjon med stor nøyaktighet slik at det blir mulig å kjøre to seismiske instrumenterte kabler relativt nært opp til hverandre. Optisk posisjonering kan gjøres som et supplement til akustisk posisjonering ogøker dermed sikkerheten mot kollisjon eller sammenfiltring ved at man har to uavhengige systemer som hver for seg gir nødvendig og nøyaktig posisjoneringsinformasjon.

I tillegg til rene eksponeringsformål kan de optiske lyskildene benyttes til signalering både over og under vann. Under vann kan den optiske transmisjonskanalen benyttes til kommunikasjon med andre styringsinnretninger og over vann til signalering med lys for å fortelle vedlikeholdspersonell hvor i sjøen en styringsinnretning befinner seg.

Videre er detønskelig med redundante systemer som baserer seg på forskjellig sensorteknologi slik at ulike sensorsystemer kan kontrolleres og kalibreres mot hverandre. Med den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebragt et sensorsystem basert på optiske sensorer som gjør det mulig å forbedre posisjoneringsnøyaktigheten og hastighet gjennom vannmassen, samt at det muliggjøre kalibrering mot andre sensorsystemer.

Ytterligere fordelaktige trekk og detaljer ved den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende eksempelbeskrivelsen.

Eksempel

Oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet mer detaljert med henvisning til de vedlagte figurene, hvor: Fig. 1 viser en prinsippskisse av et eksempel på et trukket seismisk instrumentert kabel-spread bak et kartleggingsfartøy, Fig. 2 viser en prinsippskisse av en utførelsesform av en styringsinnretning hvor vingene er forsynt med sensorer og elektronikk, og

Fig. 3 viser en prinsippskisse av en vinge forsynt med optiske midler.

Henviser nå til Figur 1 som viser en prinsippskisse av et eksempel på et typisk instrumentert seismisk kabel-spread, hvor seismiske instrumenterte kabler 50 trekkes bak et kartleggingsfartøy 60. Hver instrumenterte kabel 50 er forsynt med styringsinnretninger 20 innrettet for tilkobling i serie mellom to tilliggende instrumenterte kabelseksjoner 50a av en multi-seksjonskabel 50, for styring av den instrumenterte kabelen 50. På enden av hver instrumenterte kabel 50 kan det enten anordnes en halebøye (ikke vist) eller en styringsinnretning 20 forsynt med en GNSS-enhet (ikke vist) (Globalt navigasjonssatellittsystem), hvilket vil bli ytterligere forklart nedenfor. Hele kabel-spreadet styres av en styringssentral 70 ombord på fartøyet 60.

Henviser nå til Figur 2 som viser en prinsippskisse av et eksempel på en utførelsesform av en styringsinnretning 20 av kjent teknikk.

Styringsinnretningen 20 er dannet av en hovedkropp 21 og tre separate avtakbare vinger 22a-c, fortrinnsvis såkalte smartvinger, hvilke er jevnt fordelt rundt hovedkroppen 21, og er en såkalt treakset bird. Hovedkroppen 21 er hovedsakelig et langstrakt strømlinjeformet rørformet hus, som ved sine ender omfatter tilkoblingsmidler 23a og 23b tilpasset for mekanisk og elektrisk tilkobling i serie mellom kabelseksjoner 50a i den seismisk instrumenterte kabelen 50. Tilkoblingsmidlene 23a-b er for dette tilpasset tilsvarende tilkoblingspunkter (ikke vist) i hver ende av hver kabelseksjon 50a, hvilke tilkoblingspunkter normalt brukes til å koble sammen to tilliggende kabelseksjoner 50a. Vingene 22a-c er videre separat avtakbart festet til hovedkroppen 21.

Hovedkroppen 21 er videre forsynt med en prosessorenhet (ikke vist), trykksensor (ikke vist), samt tre induktive koblinger (ikke vist) for trådløs kommunikasjon og energioverføring til vinger 22a-c eller tre mekaniske koblinger (ikke vist) for kommunikasjon og energioverføring. I tillegg kan hovedkroppen 21 videre omfatte treghets-cluster (IMU) (ikke vist) omfattende ett eller flere akselerometre og eventuelt rategyro.

Vingene 22a-c er forsynt med en prosessorenhet (ikke vist), induktiv kobling (ikke vist) eller mekanisk kobling (ikke vist) for tilkobling til hovedkroppen 21 for kommunikasjon og energi- overføring, halleffektsensor (ikke vist), oppladbare bufferbatterier (ikke vist), intelligent ladeelektronikk (ikke vist), samt motor med gir for styring av vingene 22a-c.

Videre kan en styringsinnretning 20 som dette i minst en av vingene 22a-c være forsynt med akustiske kommunikasjonsmidler (ikke vist) i form av et sender-/mottakerelement, i form av en transduser, samt forsynt med elektronikk for akustisk avstandsmåling.

Styringsinnretninger 20 som dette kan videre omfatte en GNSS-enhet (ikke vist) bestående av en GNSS-antenne og en GNSS-mottaker anordnet i minst en av styringsinnretningens vinger 22a-c, hvor GNSS-antennen fortrinnsvis er anordnet i vingespissen.

Slike styringsinnretninger 20 kan også omfatte en radioenhet (ikke vist) for dataoverføring bestående av en radioantenne og en radiomottaker anordnet i minst en av styringsinnretningens vinger 22a-c, hvor radioantennen fortrinnsvis er anordnet langs kanten av vingen 22a-c som vender fremover, dvs. i taueretningen.

Styringsinnretningen 20 kan videre omfatte et 3-akset magnetometer (ikke vist) i minst en av styringsinnretningens vinger 22a-c, hvilket magnetometer fortrinnsvis er anordnet nær vingespissen.

Videre kan styringsinnretningen 20 være forsynt med et treghets-cluster (Inertial measurement unit, IMU) (ikke vist) omfattende ett eller flere akselerometre og eventuelt rategyro, hvilket treghets-cluster er anordnet i minst en av styringsinnretningens 20 vinger 22.

Som beskrevet ovenfor så omfatter styringsinnretninger 20 som dette en rekke sensorer og i tillegg kan nevnes magnetkompass, samt sensorer for ulike formål som eksempelvis dybde, temperatur, salinitet og andre sensorer for kartlegging av sjøens og sjøbunnens karakteristiske egenskaper.

I forbindelse med det sistnevnte så er styringsinnretningen 20 forsynt med minst en optisk enhet 30, som vist i Figur 3, i minst en av styringsinnretningens vinger 22a-c. I eksempelet er det vist at det er innrettet tre optiske enheter 30a-c i vingen 22a til styringsinnretningen 20, men det er klart at komponentene til disse optiske enhetene 30a-c også kan implementeres i den samme optiske enheten, men for enklere beskrivelse omfatter eksempelet tre optiske enheter 30a-c.

En optisk enhet 30a-c omfatter minst en av følgende komponenter: optiske kamera 31, optiske lyskilde 32 og/eller optiske sensor 33. De optiske enhetene 30a-c vil være innrettet for en eller flere av følgende funksjoner: avbildning og analyse for karakterisering av omgivelser, sjø og havbunnsparametere, signalering, og/eller optisk kommunikasjon. De optiske kameraene 31, lyskildene 32 eller sensorene 33 kan være innrettet for synlig og/eller infrarødt lys.

Videre kan dette være fast innrettede kamera 31, lyskilder 32 eller sensorer 33 eller de kan være styrbare, både i forhold til egenskaper, eksempelvis bølgelengde, intensitet og eksponerings tid, og i forhold til å endre retning/synsvinkel i forhold til vingens 22a-c plan. Videre kan den optiske enhetens 30 komponenter forsynes medønskede filtre dersom det er behov for dette.

De(n) optiske enheten(e) kan være fast montert eller montert på en bevegelig plattform som styres av bevegelsessensorene, dvs. treghets-clusteret.

I det viste eksempelet omfatter to av de optiske enhetene 30a-b kamera 31 med en gitt synsvinkel i vertikalplanet og en gitt synsvinkel i horisontalplanet, eksempelvis 45 grader i begge

plan, men det er klart at alle synsvinkler mellom 0-180 grader kan benyttes. I det viste eksempelet så omfatter styringsinnretningen 20 en ytterligere optisk enhet 30c som omfatter en optisk sensor 31. Videre så er det i alle de optiske enhetene 30a-c i eksempelet anordnet lyskilder 32.1 det viste eksempelet så er den optiske enheten 30a innrettet slik at kameraet 31 observerer et ønsket

område foran vingen 22a, sett i forhold til taueretningen til den instrumenterte kabelen 50, mens den optiske enheten 30b er innrettet slik at kameraet 31 observerer et ønsket område bak vingen 22b, sett i forhold i taueretningen. Den tredje optiske enheten 30c er imidlertid innrettet slik at den optiske sensoren 33 har en synsvinkel vinkelrett på vingens 22a plan, dvs. vinkelrett på taueretningen. Det er fordelaktig innrettet en tilsvarende optisk enhet 30c (ikke vist) også på den andre siden av vingen 22b, slik at vingen 22a er forsynt med fire optiske enheter 30a-c. Selv om det ovenfor er beskrevet fire optiske enheter 30a-c så er det klart at alle disse kan kombineres til en optisk enhet omfattende fire kamera 31, fire optiske sensorer 33 og fire lyskilder 32.

De optiske enhetene 30a-c er fortrinnsvis innrettet i en transparent del av vingen 22a-c eller dekket av et transparent lokk eller vindu.

Det skal også nevnes at kameraene 31 kan være styrbare slik at de kan dreies en gitt vinkel eller være fullstendig roterbare dersom det erønskelig. Dersom kameraene 31 er styrbare kan man oppnå endret synsvinkel i forhold til vingen 22a, eksempelvis ved at midtpunktet i synsfeltet endres inntil 90 grader og blir vinkelrett på vingens 22a plan.

Det at styringsinnretningen 20 er forsynt med kamera 31 muliggjør flere funksjoner, som å kontrollere mengden av groe og groingstakt ved å ta bilder ved jevne mellomrom og analysere utviklingen.

Kameraet 31 kan også benyttes til å måle sikt i vannmassene ved å ta bilder av et forhåndsdefinert avstandsfelt med markerte avstander innrettet langs den seismiske instrumenterte kabelen 50 og på denne måten bestemme hvor lang lengste lesbare avstand er.

Kameraet 31 kan også benyttes sammen med lyskilden 32 til å bestemme sikt i vannmassene ved at kameraet 31 benyttes for bestemme reflektert lys eller tilbakespredning fra partikler i vannet med den optiske lyskilden 32 aktivert. Siden sikt bestemmes av innholdet av faste partikler i vannet som vil reflektere lys tilbake mot kameraet 31 og mengden reflektert lys kan dermed gi et mål for sikten. Partikkelmengden i vannet kan videre benyttes til å estimere groingstakten på de instrumenterte kablene 50 og styringsinnretningene 20.

Også optiske sensorer 33 og lyskilder 32 kan benyttes til å måle sikt i vannmassene ved at de optiske lyskildene 32 sender optiske signaler fra en styringsinnretning 20 til en annen styringsinnretning 20 på en nærliggende instrumentert kabel 50 og på grunnlag av lysdempingen mellom den optiske lyskilden 32 på den sendende styringsinnretningen 20 og den optiske sensoren 33 på mottakende styringsinnretningen 20 bestemme dempingsparametrene. Ved å gjøre dette mellom flere styringsinnretninger 20 og i forskjellige retninger kan man også bestemme homogeniteten i vannmassene.

Ved at man benytter en optisk lyskilde 32 som er styrbar, dvs. kan endre bølgelengde, eller man benytter lyskilder 32 med ulik bølgelengde, eksempelvis ved at det er innrettet lyskilder 32 med ulik bølgelengde i hver av vingene 22-c hos en styringsinnretning 20 eller ved at den optiske enheten 30 omfatter flere lyskilder 32 med ulik bølgelengde, så kan man estimere vannmassens transparens ved ulike bølgelengder, noe som videre kan benyttes for å estimere innholdet av ulike biologiske stoffer, f.eks. alger og planktontyper i vannet. Innholdet kan estimeres basert på at ulike alger og planktontyper vil ha refleksjons- eller transmisjonsspektra som er avhengig av lysets bølgelengde. Ved å benytte flere lyskilder med ulik bølgelengde vil man også kunne fremskaffe fargespektra som vil kunne gi ytterligere informasjon om forholdene undervann.

På denne måten kan det dermed skaffes tilveie et godt dataunderlag for vurdering av fare for groing da måling av sikten, transparens og homogenitet gir informasjon om mengden av partikler og biologisk materiale i sjøen.

I forbindelse med at styringsinnretningen 20 befinner seg i overflateposisjon kan man også ta bilder på langt hold for å avdekke eventuelle objekter i overflaten av sjøen, spesielt for å se etter isforekomster. Ved at den optiske enheten 30 i tillegg omfatter zoom-funksjonalitet så kan rekkevidden og oppløsningen i bildeneøkes ytterligere. Ved å ta flere overflatebilder og/eller undervannsbilder overtid kan man beregne isens eller objekters hastighet og bevegelsesretning og derved estimere hvor og når isen eller objektet eventuelt vil komme inn i det seismiske kabel-spreadet.

I tillegg til det ovenfor nevnte så vil også styringsinnretningen 20 kunne ta bilder under vann for å avdekke objekter under vann, så som for eksempel tapte fiskeredskaper, trålposer eller annet avglemt utstyr eller hensatte gjenstander, samt sjødyr og is/isformasjoner, som er en fare for det seismiske kabel-spreadet. Med kameraet 31 kan man samle inn informasjon om hvilken type objekt og hindring som foreligger og ved hjelp av midler og/eller programvare for bildebehandling innrettet styringsinnretningen 20 lokalt, fortrinnsvis i vingen 22a-c, eller i styringssentralen 70 og beregne avstand til hindringen. Styringsinnretningen 20 eller styringssentralen 70 er da fordelaktig forsynt med en database som inneholder kjente objekter og minimumsavstander forbundet med slike objekter, slik at det aktuelle objektet raskt kan identifiseres og ut ifra hvilken type objekt og avstand til objektet kan det avgjøres om det skal foretas en unnvikende manøver for å unngå kollisjon. I dette kan også ligge at man utfra bildegjenkjenning kan bestemme størrelsen, så som areal og volum, til objektet, herunder også hvor langt ned i sjøen objektet strekker seg. På denne måten kan man enklere vurdere om objektet som er detektert vil kunne gjøre skade på det seismiske kabel-spreadet. Dersom dette skjer autonomt i styringsinnretningen 20 så vil store forandringer i posisjon naturligvis måtte godkjennes av styringssentralen 70 dersom dette medfører endringer i den overordnete styringen. Informasjonen og avstandsbestemmelsen kan også benyttes av styringssentralen 70 til å kommandere flere styringsinnretninger 20 på den samme instrumenterte kabelen 50 til unnvikende manøver dersom dette kreves og eventuelt også styre flere instrumenterte kabler 50 til unnvikende manøver. Unnvikende manøver kan omfatte både å endre posisjon sideveis og endre dybde eller begge deler. Videre kan også kameraets 31 synsfelt forsynes med et grafisk rutenett eller på annen måte en avstandsskala eller posisjonsskala som raskt kan gi informasjon om avstanden og posisjon til objektet.

En optisk enhet 30 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er også anvendbar for å tilveiebringe optisk posisjonsinformasjon, spesielt for styringsinnretninger 20 som skal manøvreres relativt nært opp til hverandre, dvs. i tilfeller hvor flere instrumenterte kabler 50 er relativt nær hverandre. Ved å forsyne kameraets 31 synsfelt med et grafisk rutenett eller på annen måte en posisjoneringsskala som kan benyttes for å posisjonere styringsinnretningene 20 i forhold til hverandre gir dette nøyaktig informasjon. Ved at styringsinnretningen 20 eller styringssentralen 70 er forsynt med midler og/eller programvare for bildebehandling av denne informasjonen til å bestemme styringsinnretningenes 20 relative posisjon med høy nøyaktighet medfører dette at det blir mulig å kjøre flere seismiske instrumenterte kabler 50 relativt nært opptil hverandre. Denne optiske posisjoneringen kan gjøres som et supplement til akustisk posisjonering og øker dermed sikkerheten mot kollisjon eller sammenfiltring ved at man har to uavhengige systemer som hver for seg gir nødvendig og nøyaktig posisjoneringsinformasjon.

I tillegg til den optiske posisjoneringen er det nyttig å ta bilder av nærliggende styringsinnretninger 20 og instrumenterte kabler 50 hvis disse kommer for nær hverandre. Det vil her være fordelaktig å innrette styringsinnretningene 20 med optiske kjennemerker 34, så som serienummer, strekkoder, QR-koder eller lignende, eksempelvis på vingenes 22a-c overflate slik at de er lett synlige, hvilke kan gi mer informasjon om den aktuelle styringsinnretningen 20. Ved bildebehandling av de optiske kjennemerkene 34 kan man da raskt identifisere den aktuelle styringsinnretningen 20 og medfølgende tilleggsinformasjon. Det samme kan gjøres med de instrumenterte kabelseksjonene 50a.

Den optiske enhetens kamera 31 kan også anvendes for måle hastigheten gjennom vannmassene ved at det tas bilder med kort repetisjonsfrekvens (i tid) slik at avstanden som faste partikler i vannet beveger seg mellom to eksponeringer kan estimeres ved bildeanalyse og derigjennom danne grunnlag for å beregne styringsinnretningens 20 (og den instrumenterte kabelens) hastighet gjennom vannet.

Med andre ord tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen også muligheter for kontroll og eventuelt kalibrering av hastighet gjennom vannmassene som vanligvis estimeres fra posisjoneringsmålingene fra de akustiske kommunikasjonsmidlene.

Ved å ta bilder av overflaten av vannet, når styringsinnretningen 20 er i overflateposisjon og analyse av vannmassens transparens basert på de ovenfor nevnte optiske metodene, kan dette benyttes til å bestemme graden av forurensing, typisk ved utslipp av olje eller andre forurensende substanser og kjemikalier.

I tillegg til det ovenfor nevnte så kan de optiske lyskildene 32 benyttes til signalering både over og under vann. Under vann kan den optiske transmisjonskanalen benyttes til kommunikasjon med andre styringsinnretninger 20 og over vann vil signalering med lys kunne benyttes for å fortelle vedlikeholdspersonell hvor i sjøen en styringsinnretning 20 befinner seg.

Det skal til slutt nevnes at siden de optiske enhetene 30 er innrettet i avtakbare vinger 22a-c så medfører det at de enkelt kan tas av og skiftes dersom det oppstår feil eller behov for kalibrering av den optiske enheten 30.

Modifikasjoner

Selv om det i eksempelet er tatt utgangspunkt i en utførelsesform av en styringsinnretning er det klart at optiske enheter som beskrevet i den foreliggende oppfinnelsen kan benyttes på andre typer styringsinnretninger så lenge det er datakommunikasjon mellom vinge og hovedkropp.

Det vil også være mulig å innrette en eller flere optiske enheter i hovedkroppen til styri ngsi n n retn i nge n.

Den optiske enheten kan også omfatte optiske sensorer i form av et array av lysdioder. Ved at den optiske enheten i en styringsinnretning omfatter et array av lysdioder kan man i tillegg til det ovenfor nevnte også peile retningen til et innkommende lys fra en sendende optisk lyskilde på en styringsinnretning og eventuelt også finne høydeforskjell mellom styringsinnretningen som sender ut lys og styringsinnretningen med arrayet av lysdioder.

Videre kan både styringsinnretningen, eksempelvis på vingene, og den instrumenterte kabelen forsynes med reflektorer, enten passive eller aktive, både for optisk refleksjon og radarrefleksjon, hvilke muliggjør ytterligere posisjonsbestemmelse av den instrumenterte kabelen og styri ngsi n n retn i nge ne.

Claims (31)

1. Fremgangsmåte for å fremskaffe informasjon om omgivelser til en instrumentert tauet kabel i vann, så som en marin seismisk streamer eller et instrumentert tauet kabel-array (streamer array), hvor det er anordnet styringsinnretninger (20) for styring av posisjonen til de individuelle kablene både i form og posisjon i forhold til andre instrumenterte kabler og derigjennom motvirke tverrstrømninger eller andre dynamiske krefter som påvirker et tauet array bak et seismisk kartleggingsfartøy, hvilke styringsinnretninger (20) omfatter en hovedkropp (21) og minst to vinger (22a-c),karakterisert vedat den omfatter å innhente optiske data for avbildning og analyse for karakterisering av omgivelser, innhold av partikler og biologisk materiale i sjøen eller grunnforhold rundt styringsinnretningen (20) ved hjelp av minst en optisk enhet (30a-c), omfattende minst et optisk kamera (31), en optisk lyskilde (32) og en optisk sensor (33), innrettet i minst en av styringsinnretningens vinger (22a-c).

2. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat den omfatter å benytte de(n) optiske enheten(e) (30a-c) til å avbilde groing på styringsinnretningen (20) og på den seismiske instrumenterte kabelen (50) ved å ta bilder med jevne mellomrom.

3. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat den omfatter å benytte de(n) optisk enheten(e) (30a-c) til å måle sikt i vannmasser som omgir styringsinnretningen (20) ved å fotografere et forhåndsdefinert avstandsfelt med markerte avstander langs den seismiske instrumenterte kabelen (50) og dermed bestemme hvor lang lengste lesbare avstand er.

4. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat den omfatter å måle en styringsinnretnings (20) hastighet gjennom vannmassene ved å benytte de(n) optiske enheten(e) (30a-c) til ta bilder med kort repetisjonsfrekvens i tid og estimere avstand som faste partikler i vannet beveger seg mellom to eksponeringer for å beregne hastigheten til styringsinnretningen (20) gjennom vannet.

5. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat den omfatter å benytte de(n) optisk enheten(e) (30a-c) til å måle sikt i vannmasser som omgir styringsinnretningen (20) ved å: - sende ut lys fra de optiske lyskildene (32) og registrere reflektert lys eller tilbakespredning fra partikler i vannet ved hjelp av kameraet (31), eller - sende optiske lyssignaler fra de optiske lyskildene (32) fra en styringsinnretning (20) og registrere lysstyrke ved hjelp av optisk kamera (31) eller optiske sensorer (33) på en styringsinnretning (20) på nærliggende instrumenterte kabler (50) og på grunnlag av den registrerte lysstyrken beregne dempingsparameterene for lyset.

6. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 5,karakterisert vedat den videre omfatter å bestemme homogeniteten i vannmassene ved hjelp av at de(n) optiske lyskilden(e) (32) i en styringsinnretning (20) sender ut lys i forskjellige retninger og registrering av lys ved hjelp av kamera (31) eller optiske sensorer (33) i flere styringsinnretninger (20) på nærliggende instrumenterte kabler.

7. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 5,karakterisert vedat den omfatter estimering transparens for vannmasser ved å sende ut lys med forskjellige bølgelengder med lyskilden(e) (32) på en styringsinnretning (20) på en instrumentert kabel (50) og registering av lysstyrke med optisk kamera (31) eller optiske sensorer (33) med en styringsinnretning (20) på en nærliggende instrumentert kabel (50).

8. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 3, 5, 6 eller 7,karakterisert vedat den omfatter å bestemme groingstakten basert på: - den avbildete groingen, - lengste lesbare avstand, - registrert reflektert lys eller tilbakespredning fra partikler, - registrert lysstyrke, - transparens for vannmasser.

9. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 8,karakterisert vedå bestemme gjenværende operasjonell tid før groingen medfører at vedlikehold må utføres.

10. Fremgangsmåte i samsvar med ett av patentkravene 1-9,karakterisert vedå bestemme grad av forurensning i vannet basert på bilder tatt av de(n) de(n) optiske enheten(e) (30a-c) av overflaten til styringsinnretningen/kabelen og analyse av vannmassens transparens.

11. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedå benytte de(n) optisk enheten(e) (30a-c) til å ta bilder under vann eller i overflateposisjon for styringsinnretningen (20)/den instrumenterte kabelen (50) for å avdekke kollisjonsfare med is eller objekter som befinner seg over eller under vann eller avdekke forurensning.

12. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 11,karakterisert vedå ta flere overflatebilder eller undervannsbilder over tid og basert på dette beregne isens eller objektets hastighet og bevegelsesretning og derved estimere hvor og når isen eller objektet eventuelt vil komme inn i det seismiske instrumenterte kabel-spreadet.

13. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 11,karakterisert vedå utføre bildegjenkjenning på bilder av objekter for å finne ut hvilken type objekt som er avdekket og avstand til objektet.

14. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 11,karakterisert vedå utføre unnvikende manøver med en eller flere styringsinnretninger (20) for en eller flere instrumenterte kabler (50) for å unngå kollisjon med avdekket objekt dersom avstanden er innenfor en minimumsgrense.

15. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedå benytte de(n) de(n) optiske enheten(e) (30a-c) til å ta bilder under vann for å kartlegge grunnforholdene i nærheten av det seismiske instrumenterte kabel-spreadet.

16. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat den omfatter innhenting av informasjon om styringsinnretninger (20) eller instrumentert kabelseksjon (50a) ved å benytte de(n) optiske enheten(e) (30a-c) til å ta bilder av styringsinnretningene (20) eller de instrumenterte kabelseksjonene (50a) og utføre bildebehandling av optiske kjennemerker (34).

17. Fremgangsmåte i samsvar med ett av patentkravene 1-16,karakterisert vedat den omfatter å innrette de(n) optiske enheten(e) (30a-c) på en bevegelig plattform og styre den bevegelige plattformen basert på målinger fra bevegelsessensorer innrettet i vingen (22a-c).

18. Optisk enhet (30a-c) for å fremskaffe informasjon om omgivelser til en instrumentert tauet kabel i vann, så som en marin seismisk streamer eller et instrumentert tauet kabel-array (streamer array), hvor det er anordnet styringsinnretninger (20) for styring av posisjonen til de individuelle kablene både i form og posisjon i forhold til andre instrumenterte kabler og derigjennom motvirke tverrstrømninger eller andre dynamiske krefter som påvirker et tauet array bak et seismisk kartleggingsfartøy, hvilken styringsinnretning (20) omfatter en hovedkropp (21) og minst to vinger (22a-c),karakterisert vedat den optiske enheten (30a-c) er innrettet i minst en av styringsinnretningens vinger (22a-c), hvilken optiske enhet (30a-c) omfatter minst et optisk kamera (31), en optisk lyskilde (32) og en optisk sensor (33) for fremskaffe optiske data for avbildning og analyse for karakterisering av omgivelser, innhold av partikler og biologisk materiale i sjøen eller grunnforhold rundt styringsinnretningen (20), signalering, eller optisk kommunikasjon.

19. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat den optiske enhetens (30) kamera (31), lyskilde (32) eller sensor (33) er innrettet for synlig eller infrarødt lys.

20. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat den optiske enheten (30) omfatter faste eller styrbare kamera (31), lyskilder (32) eller sensorer (33).

21. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat den optiske enhetens (30) kamera (31) er innrettet for å ta bilder med kort repetisjonsfrekvens i tid slik at måling av avstand som faste partikler beveger seg over mellom to eksponeringer kan danne grunnlag for beregning av styringsinnretningens (20) hastighet gjennom vannet.

22. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat styringsinnretningen (20) er forsynt med optiske kjennemerker (34).

23. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat den optiske enhetens (30) kamera (31) er forsynt med et grafisk rutenett eller en posisjoneringsskala i synsfeltet.

24. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat den er forsynt med midler eller programvare for bildegjenkjenning.

25. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat den er forsynt med midler eller programvare for avstandsbestemmelse til et objekt i sjøen.

26. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat den optiske enheten er innrettet for visuell signalering av sin posisjon i overflateposisjon ved hjelp av den optiske lyskilden (32).

27. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat den er innrettet for overføring av bilder, sensordata eller video via styringsinnretningen (20) til en styringssentral (70) på et kartleggingsfartøy (60).

28. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat de optiske lyskildene (32) er innrettet for optisk kommunikasjon med andre styringsinnretninger (20).

29. Optisk enhet i samsvar med ett av patentkravene 18-28,karakterisert vedat den optiske enheten (30) er fast montert eller montert på en bevegelig plattform for stabilisert avbildning i både panorering og tilt.

30. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 29,karakterisert vedat styringsinnretningens vinge (22a-c) er forsynt med minst en bevegelsessensor i form av akselerometer og eventuelt rategyro, samt at den bevegelige plattformen er innrettet for å bli styrt basert på målinger fra den minst ene bevegelsessensoren.

31. Optisk enhet i samsvar med patentkrav 18,karakterisert vedat den optiske enheten (30) er forsynt med zoom-funksjonalitet.