NO774015L

NO774015L - PROCEDURE FOR LOCATING DIVERS OR SUBSIDIARY FACILITIES AND FACILITIES FOR ITS PERFORMANCE

Info

Publication number: NO774015L
Application number: NO774015A
Authority: NO
Inventors: Edmond Saintenoy; Alain Boussard
Original assignee: Doris Dev Richesse Sous Marine
Priority date: 1976-11-24
Filing date: 1977-11-23
Publication date: 1978-05-25
Also published as: BR7707792A; FR2372435A1; SE7713257L

Description

Fremgangsmåte til lokalisering av dykkere eller undersjøiske innretninger samt innretning til dens utførelse Procedure for locating divers or underwater facilities as well as equipment for its implementation

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til å lokalisere dykkere eller undersjøiske innretninger i et geometrisk volum som er belemret med hindere, og nærmere bestemt nær eller innenfor en undersjøisk konstruksjon som omfatter søyler. The invention relates to a method for locating divers or underwater devices in a geometric volume which is encumbered with obstacles, and more precisely near or within an underwater structure which includes pillars.

Virkningen av elde på konstruksjoner til oljeutvinning til sjøs nødvendiggjør en overvåkning som må foretas nøyere jo eldre anlegget er, og nødvendiggjør stadig hyppigere kontrolloperasjoner for å avverge enhver oksydasjon, rissdannelse eller annen anomali. Slik kontroll reiser alvorlige problemer når den skal foretas på The effect of aging on constructions for oil extraction at sea necessitates a monitoring which must be carried out more carefully the older the facility is, and necessitates increasingly frequent control operations to prevent any oxidation, cracking or other anomaly. Such control raises serious problems when it is to be carried out

stor dybde (100 m og mer) og ved meget dårlig sikt. Dykkeren, resp. dykkerne har store vanskeligheter med å lokalisere de kontrollerte punkter, og det er så og si sikkert at der er soner som unnslipper kontroll. På grunn av de forekommende hindere i det utforskede volum er de konvensjonelle peilemetoder med akustiske målinger ikke anvendelige, og dykkeren har ikke andre midler til innpeiling enn kompass og dybdemåler. Dykkeren, som har forbindelse med overflaten via kabel, overfører derfor informasjoner om sin posisjon bare som funksjon av den retning han flytter seg i, noe som ikke gjør det mulig å bestemme hans posisjon absolutt, siden farten han beveger seg med, er vanskelig å bedømme. great depth (100 m and more) and in very poor visibility. The diver, resp. the divers have great difficulty in locating the controlled points, and it is virtually certain that there are zones that escape control. Due to the existing obstacles in the explored volume, the conventional bearing methods with acoustic measurements are not applicable, and the diver has no other means of bearing than a compass and depth gauge. The diver, who is connected to the surface via cable, therefore transmits information about his position only as a function of the direction in which he moves, which does not make it possible to determine his position absolutely, since the speed with which he moves is difficult to judge .

Oppfinnelsen gir anvisning på en lokaliseringsmetode somThe invention provides guidance on a localization method which

gjør det mulig å kjenne dykkerens posisjon på ethvert tidspunkt,makes it possible to know the diver's position at any time,

og det uansett hva for slags hindere der foreligger i det miljøand that regardless of what kind of obstacles exist in that environment

han skal arbeide i. Dykkerens posisjon blir stadig registrert, og takket være hans forbindelse med plattformens overflate via kabel, vil det alltid være mulig å lede ham, f.eks. til soner som er av særlig interesse eller nødvendiggjør en tilleggskontroll. he will work in. The diver's position is constantly recorded, and thanks to his connection with the surface of the platform via cable, it will always be possible to guide him, e.g. to zones that are of particular interest or require an additional check.

Den fremgangsmåte til tredimensjonal lokalisering som oppfinnelsen går ut på, har følgende særtrekk: Man plaserer minst tre transduktorer i et horisontalt referanseplan og minst en fjerde transduktor utenfor dette plan, slik at denne transduktor sammen med to av transduktorene i planet definerer et annet referanseplan; The method for three-dimensional localization that the invention is based on has the following distinctive features: One places at least three transducers in a horizontal reference plane and at least a fourth transducer outside this plane, so that this transducer together with two of the transducers in the plane defines another reference plane;

Die fire transduktorer bestemmer et grunnlag for tredimensjonal triangulering ut fra hvilket man definerer posisjonen av dykkerne eller de undersjøiske innretninger, som er utstyrt med en prosjektør eller svargiver, ved å måle den tid signalene fra prosjektøren eller svargiveren tar for å nå transduktorene; The four transducers determine a basis for three-dimensional triangulation from which to define the position of the divers or the underwater devices, which are equipped with a projector or transponder, by measuring the time the signals from the projector or transponder take to reach the transducers;

målingene skjer samtidig på transduktorene i de to referanseplan; the measurements take place simultaneously on the transducers in the two reference planes;

tidsverdiene behandles med et matematisk apparat som gjørthe time values are processed with a mathematical device that does

det mulig i avhengighet av lydhastigheten i det betraktede miljøthe possible depending on the speed of sound in the considered environment

og avstanden mellom transduktorene å utlede koordinatene for dykkerne og/eller de undersjøiske innretninger ved å bestemme verdien av projeksjonselementene på referanseplanet av de triangler som dannes av de fire transduktorer og prosjektoren eller svargiveren, idet en gruppe av to tilgrensende triangler, definert ved tre transduktorer og prosjektøren eller svargiveren, definerer et koordinatelement. and the distance between the transducers to derive the coordinates of the divers and/or the underwater devices by determining the value of the projection elements on the reference plane of the triangles formed by the four transducers and the projector or transponder, being a group of two adjacent triangles, defined by three transducers and the projector or responder, defines a coordinate element.

Ifølge varianter av fremgangsmåten står det annet referanseplan perpendikulært på det første, og skjæringslinjen mellom de to plan faller sammen med den rette forbindelseslinje mellom to transduktorer plasert i det horisontale referanseplan. According to variants of the method, the second reference plane is perpendicular to the first, and the line of intersection between the two planes coincides with the straight connecting line between two transducers placed in the horizontal reference plane.

De transduktorer som befinner seg i forskjellige vertikale referanseplan, blir avspurt for bestemmelse av dem som gjør det mulig å definere koordinatelementene. The transducers located in different vertical reference planes are interrogated for determination of those that make it possible to define the coordinate elements.

Når transduktorene i et valgt referanseplan ikke lenger mottar signaler, blir transduktorene i andre referanseplan avspurt inntil der fås et nytt plan som gjør det mulig å definere koordinatelementer. When the transducers in a selected reference plane no longer receive signals, the transducers in other reference planes are interrogated until a new plane is obtained which makes it possible to define coordinate elements.

De forskjellige referanseplan avspørres cyklisk, og målingene The different reference planes are queried cyclically, and the measurements

koordineres for bestemmelse av koordinatelementene.are coordinated to determine the coordinate elements.

Dykkerne, resp. de undersjøiske innretninger utrustes medThe divers, resp. the underwater facilities are equipped with

en prosjektørtransduktor, og transduktorene i referanseplanene er hydrofoner, hvorav den første som nås av signalet fra prosjektøren, utløser et ur som måler den tid det samme signal tar for å nå a projector transducer, and the transducers in the reference planes are hydrophones, the first of which is reached by the signal from the projector, triggering a clock that measures the time taken by the same signal to reach

hver av de øvrige hydrofoner, og disse tidsverdier blir så behandlet for å definere koordinatelementene. each of the other hydrophones, and these time values are then processed to define the coordinate elements.

Dykkerne eller de undersjøiske innretninger utrustes medThe divers or the underwater facilities are equipped with

en svartransduktor som mottar et signal fra en prosjektørtransduktor a response transducer that receives a signal from a projector transducer

r r

anbragt i nærheten av en hydrofon i referanseplanet og sender et signal tilbake. Utsendelsen av signalet fra prosjektøren utløser et ur som registrerer den tid svargiverens signal behøver for å placed near a hydrophone in the reference plane and sends a signal back. The sending of the signal from the projector triggers a clock which records the time the transponder's signal takes to

nå hydrofonene, og disse tidsverdier behandles for å definere koordinatelementene . reach the hydrophones, and these time values are processed to define the coordinate elements.

Svaret fra svargiveren forsinkes i forhold til mottagningenThe response from the responder is delayed in relation to reception

av det av prosjektøren utsendte signal med et bestemt tidsrom. of the signal emitted by the projector with a specific period of time.

Svargiveren er passiv og virker som reflektor som senderThe transponder is passive and acts as a reflector that transmits

det av prosjektøren utsendte signal tilbake uten endring.the signal emitted by the projector returns unchanged.

De følgende forklaringer med tilhørende figurer, som anføres eksempelvis, vil gjøre det godt mulig å forstå hvorledes oppfinnelsen kan bringes til utførelse. Fig. 1 viser et minimumsskjema for tredimensjonal triangulering i henhold til fremgangsmåten. The following explanations with accompanying figures, which are cited as examples, will make it possible to understand how the invention can be implemented. Fig. 1 shows a minimum scheme for three-dimensional triangulation according to the method.

Fig. 2 er et skjema som viser transduktorenes plasering iFig. 2 is a diagram showing the placement of the transducers in

et enkelt geometrisk mønster.a simple geometric pattern.

Fig. 3 er et funksjonsskjema for en innretning til utførelse Fig. 3 is a functional diagram for a device for execution

av fremgangsmåten ogof the procedure and

Fig. 4 er et skjematisk perspektivriss av en konstruksjon Fig. 4 is a schematic perspective view of a construction

utstyrt med en innretning til utførelse av fremgangsmåten.equipped with a device for carrying out the method.

Fig. 1 viser skjematisk en plasering av et minimalt antall apparatér som behøves for utførelsen av den fremgangsmåte til tredimensjonal triangulering som oppfinnelsen gir anvisning på . ' Sende-og/eller mottagningsorganer 0, A, B, som i den følgende beskrivelse vil bli betegnet som transduktorer, og hvis rolle som sender eller mottager vil bli spesifisert i nødvendig utstrekning, er plasert i et plan H som stort sett er parallelt med vannflaten, og en transduktor C er plasert i tilstrekkelig dybde til at en struktur som skal kontrolleres, inneholdes i et tetraeder som er definert ved de fire transduktorer. For å forenkle forklaringen og figuren er transduktoren C plasert i et plan V som står loddrett på planet H og går gjennom punktene 0 og B. Dykkeren P, som flytter seg, er i dette eksempel tenkt forsynt med et sendeåpparat eller en "prosjektør" som er i stand til å omdanne elektrisk energi til akustisk energi via en transduktor. Prosjektøren bør være ikke-direktiv foråt de utsendte bølger skal forplante seg i en minst mulig deformert kule-flate. Disse bølgeflater når transduktorene OABC med forskjellige tidsmellomrom, alt efter avstanden fra dykkeren P til de forskjellige mottagere OABC. Disse mottagere, som er i stand til å omforme akustisk til elektrisk energi via en transduktor, vil bli betegnet som "hydrofoner". Den første av hydrofonene 0, A, B eller C som mottar signalet fra dykkeren P, utløser et ur som så registrerer de tidsrom signalet tar for å nå de øvrige hydrofoner. Fig. 1 schematically shows a location of a minimal number of devices that are needed for the execution of the method for three-dimensional triangulation that the invention provides instructions for. ' Transmitting and/or receiving means 0, A, B, which in the following description will be referred to as transducers, and whose role as transmitter or receiver will be specified to the necessary extent, are placed in a plane H which is largely parallel to the water surface, and a transducer C is placed at a sufficient depth that a structure to be controlled is contained in a tetrahedron defined by the four transducers. To simplify the explanation and the figure, the transducer C is placed in a plane V which is perpendicular to the plane H and passes through the points 0 and B. The diver P, who moves, in this example is thought to be equipped with a transmitting device or a "projector" which is capable of converting electrical energy into acoustic energy via a transducer. The projector should be non-directive so that the emitted waves will propagate in the least possible deformed spherical surface. These wave surfaces reach the transducers OABC at different time intervals, depending on the distance from the diver P to the various receivers OABC. These receivers, which are capable of converting acoustic to electrical energy via a transducer, will be termed "hydrophones". The first of the hydrophones 0, A, B or C to receive the signal from the diver P, triggers a clock which then records the time the signal takes to reach the other hydrophones.

Med kjennskap til lydens hastighet i vann og avstandene mellom hydrofonene er det mulig å utlede posisjonen av dykkeren P. Denne posisjon refereres til koordinatsakser x, y, z, som på figuren er representert ved vektorene OA, OB, BC = OC<1>. Absissen x er gitt ved avstanden mellom fotpunktet av høyden av triangelet 0P'A, som utgjør projeksonen av triangelet OPA på planet H, og hydrofonen 0. Ordinaten y er gitt ved avstandem mellom fotpunktet av høyden av triangelet 0P'B, som utgjør projeksjonen av triangelet OPB på planet H, fra 0, og dybden z er gitt ved avstanden mellom fotpunktet av høyden av triangelet CP"B, som utgjør projeksjonen av triangelet CPB på planet V, og C. Ordinaten y bekreftes ved avstanden mellom fotpunktet av høyden av triangelet BP"Q, som utgjør projeksjonen av triangelet BPO på planet V, og 0. I og med at avstandene mellom hydrofonene With knowledge of the speed of sound in water and the distances between the hydrophones, it is possible to derive the position of the diver P. This position is referred to coordinate axes x, y, z, which in the figure are represented by the vectors OA, OB, BC = OC<1>. The abscissa x is given by the distance between the base of the altitude of the triangle 0P'A, which constitutes the projection of the triangle OPA on the plane H, and the hydrophone 0. The ordinate y is given by the distance between the base of the altitude of the triangle 0P'B, which constitutes the projection of the triangle OPB on the plane H, from 0, and the depth z is given by the distance between the base of the altitude of the triangle CP"B, which constitutes the projection of the triangle CPB on the plane V, and C. The ordinate y is confirmed by the distance between the base of the altitude of the triangle BP"Q, which constitutes the projection of the triangle BPO on the plane V, and 0. Whereas the distances between the hydrophones

er kjent med hvilken som helst ønsket nøyaktighet, gir den matematiske oppløsning av trianglene koordinatene for punktet P. is known to any desired accuracy, the mathematical resolution of the triangles gives the coordinates of the point P.

For å realisere dette blir de av transduktorene mottatte signaler tilført en anordning som omfatter en inngangs-^fnellomkobling (såkalt "interface") og en kalkulator. Posisjonen av dykkeren P kommer ut i numerisk form på en trykkeflate og/eller i analog form på et plottebord. In order to realize this, the signals received by the transducers are supplied to a device comprising an input-interface switch (so-called "interface") and a calculator. The position of the diver P comes out in numerical form on a printing surface and/or in analogue form on a plotting table.

Anvendelsen av en kalkulator gjør det mulig raskt å løseThe use of a calculator makes it possible to quickly solve

en gruppe av forholdsvis kompliserte ligninger. Således er det for å oppnå tilstrekkelig nøyaktighet nødvendig å ta hensyn til variasjoner i lydhastigheten i vannet. Lydens hastighet, som er 1505 m/s ved havoverflaten ved 21° C og en normal saltholdighet på 34 °/oo (regnet på masse), varierer med temperaturen, saltinn-holdet og trykket. Trykket gir en økning av hastigheten av størrelses-orden 0,55 m/s. pr. 30 m dybde, og det vil således lett forstås at denne faktor må tas i betraktning når undersøkelsen av undersjøiske konstruksjoner skal drives ned til dybder på 120 - 150 m. a group of relatively complicated equations. Thus, in order to achieve sufficient accuracy, it is necessary to take account of variations in the speed of sound in the water. The speed of sound, which is 1505 m/s at the sea surface at 21° C and a normal salinity of 34 °/oo (calculated by mass), varies with temperature, salt content and pressure. The pressure gives an increase in the speed of the order of 0.55 m/s. per 30 m depth, and it will thus be easily understood that this factor must be taken into account when the investigation of underwater structures is to be conducted down to depths of 120 - 150 m.

Man kompenserer variasjonene i saltinnhold'og temperaturVariations in salt content and temperature are compensated for

ved hyppige målinger av lydhastigheten ved hjelp av fartsmålere dannet av de transduktorer som definerer grunnlaget for trianguler-ingsnettet. Disse blir da brukt som sendere og mottagere. Den tid lyden behøver for å tilbakelegge den nøyaktig bestemte distanse by frequent measurements of the speed of sound using speedometers formed by the transducers that define the basis of the triangulation network. These are then used as transmitters and receivers. The time the sound needs to travel the precisely determined distance

mellom to transduktorer, gjør det mulig så ofte beregningene gjør det nødvendig, å innføre nye verdier for lydhastighet og dermed holde konstant nøyaktighet under hele tiden for undersøkelsen. between two transducers, makes it possible, as often as the calculations make it necessary, to introduce new values of sound speed and thus keep constant accuracy during the entire time of the survey.

Den beskrevne trianguleringsmåte gjelder et forenklet tilfelle som bare sjelden lar seg anvende med dette minimale antall transduktorer. I virkeligheten vil dykkeren, som må arbeide innenfor konstruksjonen, ofte være skjult av et hinder, og i så fall vil det system av ligninger som gir hans posisjon, ikke kunne løses. 1 praksis vil man velge en annen fordeling av transduktorer i hjørne-punktene av et geometrisk volum med rette kanter, f.eks. som vist på fig. 2 i hjørnene av et rettvinklet parallelepiped, som omgir den konstruksjon som skal overvåkes. The described triangulation method applies to a simplified case which can only rarely be used with this minimal number of transducers. In reality, the diver, who must work within the structure, will often be hidden by an obstacle, and in that case the system of equations that gives his position will not be able to be solved. In practice, one will choose a different distribution of transducers in the corner points of a geometric volume with straight edges, e.g. as shown in fig. 2 in the corners of a right-angled parallelepiped, which surrounds the structure to be monitored.

For å vende tilbake til tilfellet, av en dykker P utstyrtTo return to the case, of a diver P equipped

med en sender, vil det være mulig å peile inn dykkeren ut fra hydrofoner som er anbragt i to på hinannen loddrette plan, og hvorav minst fire mottar signalet fra dykkeren. For å få disse fire verdier avspør man cyklisk alle de mulige plan. De detekterte signaler mater en kalkulator som så behandler dataene i henhold til et program som gjør det mulig å få dykkerens koordinater ved skrivning av resultatene, f.eks. på et plottebord. with a transmitter, it will be possible to gauge the diver from hydrophones which are arranged in two perpendicular planes, and of which at least four receive the signal from the diver. To get these four values, all the possible plans are polled cyclically. The detected signals feed a calculator which then processes the data according to a program which makes it possible to get the diver's coordinates when writing the results, e.g. on a plotting table.

Ved en annen metode er dykkeren utstyrt med en svargiver. Ifølge diverse varianter kan svargiveren være passiv og rett og slett tjene som en reflektor som nøyer seg med å reflektere et mottatt signal uten endring, eller være aktivt og innføre en forsinkelse i tilbakesendelsen av signalet, eller også sende tilbake et signal med bestemt frekvens forskjellig fra frekvensen av det mottatte signal. I dette tilfelle blir hydrofonene i hjørnet av triangulerings-volumet dublert med en prosjektør. Det er mulig å dublere alle hydrofonene eller bare noen av dem. Takket være den reverserbare virkning av de transduktorer som brukes i praksis, kan man anvende en og samme transduktor både som hydrofon og som prosjektør. Rekke-følgen kan fås ved hjelp av en programmering av kalkulatoren. Fig.' 2 viser den kombinerte anvendelse av prosjektører og hydrofoner når dykkeren P er utstyrt med en svargiver. I det viste eksempel er bare to hjørner av det geometriske trianguleringsvolum utstyrt med en hydrofon 1 og en prosjektør 2, mens de øvrige hjørner bare har hydrofoner 1. In another method, the diver is equipped with a transponder. According to various variants, the transponder can be passive and simply serve as a reflector that is content to reflect a received signal without change, or be active and introduce a delay in the return of the signal, or also send back a signal with a specific frequency different from the frequency of the received signal. In this case, the hydrophones in the corner of the triangulation volume are duplicated with a projector. It is possible to duplicate all the hydrophones or just some of them. Thanks to the reversible effect of the transducers used in practice, one and the same transducer can be used both as a hydrophone and as a projector. The sequence can be obtained by programming the calculator. Fig.' 2 shows the combined use of projectors and hydrophones when the diver P is equipped with a transponder. In the example shown, only two corners of the geometric triangulation volume are equipped with a hydrophone 1 and a projector 2, while the other corners only have hydrophones 1.

Fig. 3 anskueliggjør innretningens virkemåte skjematisk.Fig. 3 illustrates the device's operation schematically.

En kalkulator 1 styrer via mellomkoblingen 2 en signalgenerator 3 som mater prosjektøren 4, og utløser samtidig uret 5. Svargiveren 6, som bæres av dykkeren, avføler signalet fra prosjektøren og sender i sin tur ut et signal med en bestemt karakteristikk, som kan være den samme eller forskjellig fra det opprinnelige signals. Disse signaler mottas av hydrofonene 7 efter en viss tid svarende til deres avstand fra dykkeren. Disse signaler blir via en mellomkobling 8 tilført datamskinen 1, som samtidig registrerer tiden fra utsendelsen målt ved hjelp av uret. Efter matematisk behandling av de forskjellige data blir dykkerens koordinater registrert ved trykning og på plottebord 9. A calculator 1 controls via the intermediate link 2 a signal generator 3 which feeds the projector 4, and at the same time triggers the clock 5. The transponder 6, which is carried by the diver, senses the signal from the projector and in turn sends out a signal with a specific characteristic, which can be the same or different from the original signal. These signals are received by the hydrophones 7 after a certain time corresponding to their distance from the diver. These signals are supplied via an intermediate link 8 to the computer 1, which simultaneously records the time from the broadcast as measured by the clock. After mathematical processing of the various data, the diver's coordinates are recorded by printing and on plotting table 9.

Anvendelsen av en aktiv svargiver gir større muligheter for lokaliseringsinnretningen. Således kan en svargiver være innrettet til bare å utløses når den avspørres av et bestemt signal, og i sin tur avgi et signal som identifiserer personen. Dette gjør det mulig innen et gitt volum å følge bevegelsene av flere dykkere, The use of an active transponder provides greater possibilities for the localization device. Thus, a transponder can be arranged to only be triggered when it is interrogated by a certain signal, and in turn emit a signal that identifies the person. This makes it possible within a given volume to follow the movements of several divers,

som dermed kan arbeide på forskjellige steder av konstruksjonen. Regnemaskinprogrammet kan være utarbeidet for å avspørre de forskjellige svargivere cyklisk på deres respektive egne frekvenser, hvorpå disse avgir hvert sitt signal, som lett kan erkjennes som karakter-isitisk for vedkommende person. which can thus work in different places of the construction. The calculator program can be prepared to interrogate the different responders cyclically on their respective own frequencies, after which they each emit a signal, which can easily be recognized as character-isitic for the person concerned.

Fig. 4 viser en undersjøisk konstruksjon sammensatt av innbyrdes avstagede metallrør. I en utførelsesform er transduktorene 10 plasert på søylene 11 på disses utadvendte side og bæres av ut-liggere av tilstrekkelig lengde til å hindre at transduktorene blir liggende i "skyggen" i forhold til hverandre. Transduktorene i det referanseplan som ligger nærmest vannflaten, er plasert 1 - 1,5 m under denne. For å forhindre at de blir skadet av bølger i tilfellet av svær sjø, blir de tatt opp i tidsrom da der ikke foregår kontroll. Anbringelsen og fjernelsen foretas av et dykkermannskap. De transduktorer som befinner seg nær bunnen, og dermed ved foten av konstruksjonen, er faste og blir stående. Transduktorene er ved kabel forbundet med målerommet, som i alminnelighet befinner seg på broen. En kontroll av konstruksjonen, og mer spesielt av søylene, forløper som følger: Dykkeren eller dykkerne, resp. den undersjøiske innretning, forsynt med en prosjektør eller en svargiver alt efter den valgte metode, og med et kontrollapparat, f.eks. et fjernsynskamera, en feildetektor etc. senkes langs en søyle. De forbindes med målerommet ved en kabel som bl.a. tjener til innbyrdes kommunikasjon og til matning av prosjektøren eller svargiveren og av styreapparatene. Fig. 4 shows an undersea construction composed of mutually staggered metal pipes. In one embodiment, the transducers 10 are placed on the columns 11 on their outward facing side and are supported by outriggers of sufficient length to prevent the transducers from being in the "shadow" in relation to each other. The transducers in the reference plane closest to the water surface are placed 1 - 1.5 m below this. In order to prevent them from being damaged by waves in the event of heavy seas, they are taken up during periods when no inspection takes place. The placement and removal is carried out by a diving crew. The transducers that are located near the bottom, and thus at the foot of the structure, are fixed and remain standing. The transducers are connected by cable to the measuring room, which is generally located on the bridge. An inspection of the construction, and more particularly of the columns, proceeds as follows: The diver or divers, resp. the underwater facility, equipped with a projector or a transponder depending on the chosen method, and with a control device, e.g. a television camera, a fault detector etc. is lowered along a column. They are connected to the measuring room by a cable which, among other things, serves for mutual communication and for feeding the projector or transponder and the control devices.

Neddykningen av dykkeren kan allerede fra først av følges av lokaliseringsinnretningen. Kalkularoren besørger så en cyklisk avsøkning av de.forskjellige mulige plan som definert ved transduktorene, The immersion of the diver can be followed by the localization device right from the start. The calculator then provides a cyclic scan of the different possible planes as defined by the transducers,

slik at man finner den gruppe av horisontale og vertikale plan hvor posisjonsberegning er mulig ved hjelp av de mottatte signaler. Dette valg av plan kan bibeholdes så lenge de av transduktorene mottatte signaler kan tilgodegjøres. Hvis det ved slutten av en bestemt tid ikke lenger er mulig å få utnyttbare data, utforsker kalkulatoren som funksjon av det program den er forsynt med, nye plan som gjør det mulig å lokalisere dykkeren eller dykkerne. so that one finds the group of horizontal and vertical planes where position calculation is possible using the received signals. This choice of plan can be maintained as long as the signals received by the transducers can be accommodated. If, at the end of a certain time, it is no longer possible to obtain usable data, the calculator, as a function of the program it is provided with, explores new plans that make it possible to locate the diver or divers.

For å øke nøyaktigheten av målingene og unngå skyggesonerTo increase the accuracy of the measurements and avoid shadow zones

kan kalkulatoren avspørre alle de mulige plan gjentagne ganger og koordinere de målinger som er utført på alle planene. the calculator can interrogate all the possible planes repeatedly and coordinate the measurements carried out on all the planes.

Siden dykkeren stadig står i forbindelse med målerommet, er det mulig å gi nøyaktige kommandoer for utforskningen eller kontrollen av et bestemt parti av konstruksjonen eller å gjenta en kontroll hvis nøyaktighet man vil ha bekreftet. De bilder eller data som leveres av apparatene som benyttes for kontrollen, blir sendt til målerommet, hvor man alt efter arten av det utførte arbeide kan referere dem til tiden og derpå plotte dem i forhold til koordinatene eller kan innføre dem direkte i kalkulatoren for samtidig å registrere posisjonen og resultatet av kontrollmålingene. Since the diver is constantly in contact with the measuring room, it is possible to give precise commands for the exploration or control of a certain part of the structure or to repeat a control whose accuracy is to be confirmed. The images or data provided by the devices used for the control are sent to the measuring room, where, depending on the nature of the work carried out, they can be referenced to time and then plotted in relation to the coordinates or can be entered directly into the calculator to simultaneously record the position and the result of the control measurements.

Det eksempel som er anført ovenfor, tilsvarer en konstruksjon med fire søyler, og det vil forstås at det hvis der skulle melde seg vanskeligheter med overføringen av bølgene, forårsaket av streverne mellom søylene, vil være mulig å foreta et bedre valg med hensyn til antall og stilling av transduktorene ved f.eks. å anbringe ekstra'transduktorer mellom de eksisterende eller ved å flytte disse for å plasere dem i hjørnene av et polygon i større avstand fra søylene. The example given above corresponds to a construction with four columns, and it will be understood that if there were difficulties with the transmission of the waves, caused by the struts between the columns, it would be possible to make a better choice with regard to the number and position of the transducers by e.g. placing extra transducers between the existing ones or by moving these to place them in the corners of a polygon at a greater distance from the columns.

Når antall søyler ved omkretsen av konstruksjonen er høyere enn i eksempelet, vil en fordeling av transduktorene på et omskrevet polygon til søylene gjøre det mulig ved økning av antall mulige referanseplan å gjennomføre målingene til lokalisering av dykkeren på tilfredsstillende måte. When the number of columns at the perimeter of the construction is higher than in the example, a distribution of the transducers on a circumscribed polygon to the columns will make it possible by increasing the number of possible reference planes to carry out the measurements to locate the diver in a satisfactory manner.

Claims

1. Method for three-dimensional localization of divers or underwater devices by means of acoustic waves in a geometric volume cluttered with obstacles, particularly near and/or within an underwater structure that includes pillars, consisting of placing transducers, three of which form a first reference plane and a fourth is located outside this, detect a signal originating from at least one diver or underwater device equipped with a transponder or projector, measure the time the signal takes to reach the transducers, and process this time data mathematically to derive the position of the diver or underwater facility, characterized by another reference plane is determined which is perpendicular to the first and contains the fourth transducer, and whose line of intersection with the first plane coincides with the straight connecting line between two of the transducers in the first plane, the said four transducers determining a basis for three dimensional triangulation, one interrogates the transponder or projector to cause it to send out a signal, the time for reception of the signal is measured between the transducer that receives the signal first, and the other transducers, during which the measurement takes place simultaneously on the transducers that are placed in the aforementioned two reference planes, the time values are treated mathematically as a function of cyclic measurements of the speed of sound in the water, and one determines the value of the projection elements on the reference plane of triangles formed by the four transducers and the transponder or projector, whereby a group of two neighboring triangles defined by three transducers and the transponder or projector defines a coordinate element.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the transducers in the different vertical reference planes are interrogated to determine those which enable a definition of the coordinate elements.

3. Procedure as specified in claim 1 or 2, characterized in that when the transducers in a selected reference plane no longer receive signals, the transducers in another reference plane are polled until the achievement of a new plane makes it possible to define the coordinate elements.

4. Method as stated in claim 1, characterized in that the different reference planes are interrogated cyclically and the measurements are coordinated to determine the coordinate elements.

5. Procedure as stated in one of the preceding claims, characterized in that the divers or the underwater devices are equipped with a projector transducer, that where hydrophones are used as transducers in the reference planes, that the first hydrophone reached by the signal from the projector triggers a clock which measures the time this signal takes to reach each of the other hydrophones, and that these time values are then processed to define the coordinate elements.

6. Method as stated in one of the claims 1-4, characterized in that the divers or the underwater devices are equipped with a responding transducer, that the responding transducer receives a signal from a projector-transducer placed near a hydrophone in the reference plane and sends the signal back, that the broadcast of the signal from the projector triggers a clock that records the time the transponder's signal needs to reach the hydrophones, and that these time values are processed to define the coordinate elements.

7. Method as stated in claim 6, characterized in that the response from the transponder is delayed for a certain period of time in relation to the reception of the signal sent by the projector.

8. Method as specified in claim 6, characterized in that the transponder transducer is a passive transponder or reflector which sends the signal sent out by the projector back without change.

9. Method as stated in one of the preceding claims, characterized in that the transducers in the reference plane are placed approximately in the corners of a straight geometric volume that surrounds the construction.

10. Device for carrying out a method as stated in one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least four localization transducers, an intermediate link, a calculator, a clock, devices for recording the coordinates as well as at least one projector or transponder, which are carried by the divers or the underwater devices.

11. Device as specified in claim 10/characterized in that the intermediate connection is connected to the generator(s) that feed the projector(s) placed in the reference plans.

12. Device as stated in claim 10 or 11/characterized in that at least one of the transducers in the upper horizontal reference plane is carried by removable arms placed radially on the construction's columns.

13. Device as stated in claim 10, 11 or 12/characterized in that the transducers are of the type with reversible action.

14. Device as specified in claim 10, characterized in that each projector carried by the divers or the underwater devices has its own frequency.