RU2248300C1 - Rescue submersible vehicle - Google Patents
Rescue submersible vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2248300C1 RU2248300C1 RU2003119620/11A RU2003119620A RU2248300C1 RU 2248300 C1 RU2248300 C1 RU 2248300C1 RU 2003119620/11 A RU2003119620/11 A RU 2003119620/11A RU 2003119620 A RU2003119620 A RU 2003119620A RU 2248300 C1 RU2248300 C1 RU 2248300C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- television
- suction chamber
- support ring
- cameras
- television cameras
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Emergency Lowering Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к подводному судостроению, а именно к спасательным подводным аппаратам (СПА), оснащенным средствами позиционирования и электронным наблюдательным оборудованием со средствами подводного освещения, и может быть использовано при проведении подводных аварийно-спасательных работ с использованием камер посадки и присоса.The invention relates to underwater shipbuilding, namely, rescue underwater vehicles (SPA), equipped with positioning means and electronic monitoring equipment with underwater lighting, and can be used when conducting underwater rescue operations using landing and suction chambers.
Известно применение средств подводного наружного освещения для подводных аппаратов (ПА) в целях обеспечения визуального наблюдения за подводной средой через иллюминаторы аппаратов, а также других оптических зрительных систем для телевизионного наблюдения, фотографирования и киносъемки, сигнализации. Подводное телевизионное наблюдение предусматривает использование источников света, достаточно мощных для создания требуемой освещенности катодов передающих телевизионных трубок. При проведении спасательных подводных операций их телевизионный контроль представляется наиболее эффективным, поскольку получение телевизионного изображения осуществляется в реальном времени (или с запоминанием) и с большой разрешающей способностью, что позволяет проводить наблюдения в непосредственной близости от ПА, где неэффективны гидролокаторы, и на расстояниях, при которых существует видимость, в условиях сильного рассеяния и флуктуации интенсивности света из-за наличия в среде структурных неоднородностей различного происхождения. Физические условия в реальной морской среде, такие как температура воды, вибрации аппарата, забортное давление, могут существенно ограничить возможности любых оптических или электронно-оптических наблюдений при малом по величине соотношении “сигнал-шум”. Эксперименты показывают, что дальность видимости при использовании телевизионной установки под водой зависит от коэффициента отражения, размеров наблюдаемого объекта и для условий Атлантического океана (тропики) составляет 18-24 м /Н.А.Стопцов, М.А.Груздев. Средства подводного освещения. Л., Судостроение, с.18-26/. Однако отношение “сигнал-шум” при использовании подводного телевизионного наблюдения может быть увеличено не только за счет усовершенствования светотехнических характеристик собственно источников подводного освещения, таких как тип источника света, максимальная осевая сила света, рассеяние света и направленность пучка света, тип отражателя, но и за счет специального построения схемы наблюдений для коррелированного приема сигналов и учета помех.It is known the use of underwater outdoor lighting for underwater vehicles (PA) in order to provide visual observation of the underwater environment through the windows of the apparatus, as well as other optical visual systems for television surveillance, photographing and filming, alarm. Underwater television surveillance involves the use of light sources powerful enough to create the required illumination of the cathodes of the transmitting television tubes. When conducting rescue underwater operations, their television control appears to be most effective, since the television image is obtained in real time (or with memory) and with high resolution, which allows observations in the immediate vicinity of the PA, where sonars are ineffective, and at distances at of which there is visibility, under conditions of strong scattering and fluctuations in the light intensity due to the presence in the medium of structural inhomogeneities of various origins waiting. Physical conditions in a real marine environment, such as water temperature, apparatus vibrations, overboard pressure, can significantly limit the possibilities of any optical or electron-optical observations with a small signal-to-noise ratio. Experiments show that the range of visibility when using a television installation under water depends on the reflection coefficient, size of the observed object and for the conditions of the Atlantic Ocean (tropics) is 18-24 m / N.A. Stoptsov, M.A. Gruzdev. Underwater lighting. L., Shipbuilding, p. 18-26 /. However, the signal-to-noise ratio when using underwater television surveillance can be increased not only by improving the lighting characteristics of the underwater lighting sources themselves, such as the type of light source, maximum axial light intensity, light scattering and directivity of the light beam, type of reflector, but also due to the special construction of the observation scheme for correlated signal reception and interference accounting.
Известно использование телевизионной системы наблюдений на исследовательской подводной лодке РХ-15 (Жак Пикар, Франция), для обеспечения работы которой установлена система наружного освещения из 20 прожекторов мощностью 500-1000 Вт каждый, которые размещены в определенных точках снаружи прочного корпуса аппарата. При достаточной освещенности известная оптико-телевизионная система обеспечивает визуальный контроль забортной среды для сопутствующих действий оператора по корректировке сигналов системы управления подводным аппаратом, а также позволяет проводить некоторые подводные работы, например, с использованием манипулятора. Недостатком известной системы подводного освещения, как и аппарата в целом, является ограниченность функциональных возможностей, а именно отсутствие автоматического влияния системы подводного освещения на систему управления ПА, что не позволяет осуществлять программированные действия, например, при заданном позиционировании ПА.It is known to use a television observation system on a research submarine RH-15 (Jacques Picard, France), to ensure the operation of which an outdoor lighting system of 20 floodlights with a power of 500-1000 W each, which are located at certain points outside the robust hull of the vehicle, is installed. With sufficient illumination, the well-known optical-television system provides visual control of the outboard environment for accompanying operator actions to adjust the signals of the underwater vehicle control system, and also allows for some underwater work, for example, using a manipulator. The disadvantage of the known underwater lighting system, as well as the apparatus as a whole, is the limited functionality, namely the lack of automatic influence of the underwater lighting system on the PA control system, which does not allow for programmed actions, for example, for a given positioning of the PA.
Известно использование оптико-телевизионной системы наблюдения в обитаемых и дистанционно управляемых ПА, например, в ПА SHINKAI-2000, "JTV-1", “Dolphin-3К" (JAMSTEC) /M.Saeki, in "Ocean-84", v.2, p.917-920, IEEE, 1984/. Указанные подводные аппараты оснащены оптико-телевизионной системой контроля забортной среды, которая составлена цветными и черно-белыми телевизионными камерами, системой широкополосного стереотелевидения, неподвижно закрепленной камерой и источниками ее освещения, используемыми для визуального контроля среды и регистрации исследуемых характеристик, а также рабочими органами и автоматической системой поддержания глубины и направления хода. Однако при наличии акустической навигационной системы, которая обеспечивает движение подводного аппарата в пространстве, оптико-телевизионная система используется лишь для визуального изучения среды, накопления информации, выбора направления перемещения, управления манипулятором или другими устройствами и т.п., что ограничивает точность динамического позиционирования ПА.It is known to use an optical-television surveillance system in inhabited and remotely controlled PAs, for example, PA SHINKAI-2000, "JTV-1", "Dolphin-3К" (JAMSTEC) /M.Saeki, in "Ocean-84", v. 2, p.917-920, IEEE, 1984 /. These underwater vehicles are equipped with an optical-television system for monitoring the outboard environment, which is composed of color and black-and-white television cameras, a broadband stereo television system, a fixed camera and its lighting sources used for visual environmental control and registration of the studied characteristics, and so e by working bodies and an automatic system for maintaining the depth and direction of travel.However, if there is an acoustic navigation system that provides underwater vehicle movement in space, the optical-television system is used only to visually study the environment, accumulate information, select the direction of movement, control the manipulator or other devices and the like, which limits the accuracy of the dynamic positioning of the user agent.
Известен поисковый ПА, включающий корпус в форме эллипсоида вращения с движителями вертикального и горизонтального хода, и телекамеру, оптическая ось которой расположена в диаметральной плоскости аппарата и составляет с большой осью эллипсоида угол, равный половине угла обзора телекамеры, а линия метацентрической высоты аппарата образует с большей осью эллипсоида вращения угол, равный углу обзора телекамеры /патент РФ №2039678, МПК В 63 В 21/66, публ.20.07.95/. Телекамера, установка которой фиксирована, позволяет производить подводные наблюдения в широком телесном угле, однако ПА имеет при этом ограниченные функциональные возможности, поскольку информация, поступающая от телекамеры, не может быть непосредственно использована для автоматизации управления ПА при его динамическом позиционировании.A searchable PA is known, including a housing in the form of an ellipsoid of revolution with vertical and horizontal propulsion, and a camera, the optical axis of which is located in the diametric plane of the apparatus and makes up with the large axis of the ellipsoid an angle equal to half the viewing angle of the camera, and the line of metacentric height of the apparatus forms the axis of the ellipsoid of rotation is an angle equal to the viewing angle of the camera / RF patent No. 2039678, IPC 63 V 21/66, publ. 20.07.95 /. The camera, the installation of which is fixed, allows underwater observations in a wide solid angle, however, the PA has limited functional capabilities, since the information received from the camera cannot be directly used to automate the control of the PA during its dynamic positioning.
Известен спасательный ПА LR5, разработанный компанией Slingsby (Великобритания, 1978) для выполнения поисковых и спасательных работ на глубинах до 460 м, который в настоящее время используется в ВМС Великобритании для оказания помощи и спасения экипажей аварийных подводных лодок (ПЛ), лежащих на грунте, “сухим способом”, с помощью съемной камеры присоса, предназначенной для стыковки прочного корпуса спасательного подводного аппарата и аварийной подводной лодки /Е.Р.Агишев, М.А.Ерпулев, А.А.Ерпулев. Конструктивные особенности спасательного подводного аппарата LR5. Судостроение, 1998, №3, с.20-22/. Известный СПА включает прочный корпус цилиндрической формы, в агрегатном отсеке которого размещены системы управления движителем, включающие авторулевого, гидравлические системы и системы распределения энергии, вспомогательную систему управления движением аппарата при маневрировании вблизи аварийной ПЛ, динамическом позиционировании над ней и посадке на нее, состоящую из четырех забортных поворотных колонок с гребными винтами в насадках, а также съемную камеру присоса с опорным кольцом. При динамическом позиционировании ПА и подготовке к посадке на аварийную ПЛ, лежащую на грунте с креном и дифферентом, камеру присоса ориентируют относительно комингс-площадки ПЛ путем наклона опорного кольца камеры присоса на угол до 30 градусов (а при наличии специального клина - до 60 градусов), с обеспечением дифферента СПА при посадке на аварийную ПЛ в пределах +/-6,5 град. Для наблюдения за подводной средой в верхней части корпуса аппарата установлена прозрачная рубка из акрилового стекла, а в нижней части - в районе манипуляторов - цветная телекамера типа UMEL с 1334 строками, 70-мм фокусом, установленная на поворотно-наклоняющем устройстве. Для подводного освещения используют пять светильников мощностью по 1000 Вт. В известном СПА оптико-телевизионная система в составе телекамеры и светильников (осветительных элементов) использована лишь для визуальной оценки забортной обстановки и оценки результативности маневрирования (динамического позиционирования) СПА с помощью устройства отображения телевизионной информации, однако оно не оказывает влияния на систему маневрирования и динамического позиционирования, что не позволяет проводить позиционирование СПА и стыковку его с ПЛ в автоматическом режиме и достигать высокой точности динамического позиционирования с целью улучшения эксплуатационных характеристик СПА.The well-known rescue PA LR5, developed by Slingsby (Great Britain, 1978) for search and rescue operations at depths up to 460 m, which is currently used by the British Navy to provide assistance and rescue crews of emergency submarines lying on the ground, “Dry method”, using a removable suction chamber designed to dock the durable hull of the rescue underwater vehicle and the emergency submarine / E.R. Agishev, M.A. Erpulev, A.A. Erpulev. Design features of the rescue underwater vehicle LR5. Shipbuilding, 1998, No. 3, pp. 20-22 /. The well-known SPA includes a robust cylindrical body, in the aggregate compartment of which propulsion control systems are located, including autopilot, hydraulic systems and energy distribution systems, an auxiliary control system for the apparatus’s movement when maneuvering near an emergency submarine, dynamically positioning above it and landing on it, consisting of four outboard swivel speakers with propellers in the nozzles, as well as a removable suction chamber with a support ring. When dynamically positioning the PA and preparing for landing on an emergency submarine lying on the ground with a roll and trim, the suction chamber is oriented relative to the coaming platform of the submarine by tilting the support ring of the suction chamber by an angle of up to 30 degrees (and in the presence of a special wedge, up to 60 degrees) , with the provision of trim SPA when landing on an emergency submarine within +/- 6.5 degrees. To observe the underwater environment, a transparent cabin made of acrylic glass is installed in the upper part of the apparatus, and in the lower part - in the area of the manipulators - a color camera type UMEL with 1334 lines, 70 mm focus mounted on a tilt-and-tilt device. For underwater lighting use five fixtures with a capacity of 1000 watts. In the well-known SPA, an optical-television system consisting of a camera and fixtures (lighting elements) is used only for visual assessment of the outboard situation and the effectiveness of maneuvering (dynamic positioning) of the SPA using a television information display device, but it does not affect the maneuvering system and dynamic positioning , which does not allow positioning of the SPA and docking it with the submarine in automatic mode and achieve high accuracy of dynamic itsionirovaniya to improve performance SPA.
СПА, включающий корпус, размещенную в нем систему управления движением, установленные на корпусе вспомогательную систему маневрирования и динамического позиционирования, камеру присоса с опорным кольцом, систему наружного освещения с осветительными элементами, оптически сопряженную с ней оптико-телевизионную систему наружного наблюдения и устройство отображения телевизионной информации, выбран в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения.SPA, comprising a housing, a motion control system located therein, an auxiliary maneuvering and dynamic positioning system mounted on the housing, a suction cup with a support ring, an outdoor lighting system with lighting elements, an optical-television outdoor monitoring system and a television information display device , selected as the closest analogue of the claimed invention.
Задача изобретения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик СПА путем обеспечения высокоточного динамического позиционирования и выполнения маневрирования в автоматическом режиме с использованием оптико-телевизионной системы наружного наблюдения.The objective of the invention is to improve the operational characteristics of the SPA by providing high-precision dynamic positioning and performing maneuvering in automatic mode using an optical-television surveillance system.
Задача решена тем, что в известном СПА, включающем корпус, размещенную в нем систему управления движением, установленные на корпусе камеру присоса с опорным кольцом, вспомогательную систему маневрирования и динамического позиционирования, систему наружного освещения с осветительными элементами, оптически сопряженную с ней оптико-телевизионную систему наружного наблюдения и устройство отображения телевизионной информации, в соответствии с изобретением система наружного освещения снабжена светомаркерами, оптико-телевизионная система наружного наблюдения выполнена в виде набора телевизионных камер, в котором по крайней мере часть телевизионных камер установлена для обеспечения дальнего обнаружения и размещена на корпусе СПА вблизи камеры присоса, а остальные телевизионные камеры установлены для обеспечения стыковки с аварийной ПЛ и размещены на камере присоса вокруг опорного кольца, причем все телевизионные камеры размещены с возможностью образования многоракурсных стереопар, при этом устройство отображения телевизионной информации выполнено автоматизированным и связано через систему управления движением со вспомогательной системой маневрирования и динамического позиционирования.The problem is solved in that in the well-known SPA, comprising a housing, a motion control system located therein, a suction chamber with a support ring mounted on the housing, an auxiliary maneuvering and dynamic positioning system, an outdoor lighting system with lighting elements, an optical television system paired with it outdoor monitoring and television information display device, in accordance with the invention, the outdoor lighting system is equipped with light markers, an optical-television system and external surveillance is made in the form of a set of television cameras in which at least part of the television cameras are installed to provide early detection and placed on the spa body near the suction chamber, and the rest of the television cameras are installed to ensure docking with the emergency submarine and placed on the suction chamber around the support rings, and all television cameras are placed with the possibility of forming multi-angle stereopairs, while the display device of television information is automated nym and is connected through a motion control system with the auxiliary maneuvering system and dynamic positioning.
Кроме того, по крайней мере часть светомаркеров установлена на опорном кольце камеры присоса вдоль его периметра эквидистантно.In addition, at least part of the light markers is mounted on the support ring of the suction chamber along its perimeter equidistantly.
Кроме того, телевизионные камеры для обеспечения стыковки с аварийной ПЛ размещены с возможностью наблюдения опорного кольца.In addition, television cameras to ensure docking with the emergency submarine are placed with the possibility of observing the support ring.
Кроме того, телевизионные камеры для обеспечения дальнего обнаружения размещены с возможностью наблюдения опорного кольца и оптически сопряжены со светомаркерами, установленными на опорном кольце камеры присоса.In addition, television cameras for providing early detection are placed with the possibility of observing the support ring and are optically coupled with light markers mounted on the support ring of the suction chamber.
Кроме того, в качестве осветительных элементов выбраны галогенные лампы или светодиоды.In addition, halogen lamps or LEDs are selected as lighting elements.
Кроме того, в качестве светомаркеров использованы пассивные светоотражатели.In addition, passive reflectors are used as light markers.
Технический результат изобретения заключается в получении изображений аварийной ПЛ и ее комингс-площадки под разными ракурсами в стереопарах, образуемых телевизионными камерами для обеспечения стыковки и/или дальнего обнаружения, установленными заданным образом с учетом конструкции камеры присоса СПА, причем сопоставление получаемых телевизионных изображений позволяет вести контроль хода стыковки опорного кольца камеры присоса СПА с комингс-площадкой аварийной ПЛ с вычислением отклонений положения СПА относительно ПЛ автоматизированным устройством отображения телевизионной информации и формированием с использованием вычисленных данных управляющих команд в системе управления движением. Путем подачи команд системы управления движением на вспомогательную систему маневрирования и динамического позиционирования можно осуществлять автоматическое управление динамическим позиционированием СПА.The technical result of the invention is to obtain images of the emergency submarine and its coaming site from different angles in stereo pairs formed by television cameras to ensure docking and / or early detection, set in a predetermined manner, taking into account the design of the spa suction camera, and a comparison of the received television images allows control the course of the docking of the support ring of the SPA suction chamber with the coaming pad of the emergency submarine with the calculation of the deviations of the SPA position relative to the automation sub ovannym television information display device and forming with the computed data of control commands in the motion control system. By submitting the commands of the motion control system to the auxiliary maneuvering and dynamic positioning system, it is possible to automatically control the dynamic positioning of the SPA.
Сущность изобретения поясняется фиг.1-3. На фиг.1 представлена принципиальная схема стыковки двухкорпусного СПА с аварийной ПЛ путем присоединения опорного кольца камеры присоса.The invention is illustrated figure 1-3. Figure 1 presents a schematic diagram of the docking of a double-shell SPA with an emergency submarine by attaching the support ring of the suction chamber.
На фиг.2 представлена схема размещения в системе (СПА + камера присоса с цельным корпусом) оптико-телевизионной системы в составе телевизионных камер для дальнего обнаружения и для стыковки, образующих стереопары (вид сбоку в исходном положении; точками выделено поле зрения телевизионного приемника), на фиг.3 - то же, с фиг.2 (вид снизу).Figure 2 presents the layout in the system (SPA + suction chamber with a solid body) of an optical-television system as part of television cameras for early detection and for docking, forming stereo pairs (side view in the initial position; the points of view of the television receiver), figure 3 is the same with figure 2 (bottom view).
СПА 1 содержит прочный корпус 2, легкий корпус 3, движительно-рулевой комплекс 4, размещенное в легком корпусе 3 устройство маневрирования и динамического позиционирования 5, выполненное в виде системы вертикальных и горизонтальных рулей. В прочном корпусе 2 размещена система управления движением 6, к прочному корпусу 2 присоединена камера присоса 7, с опорным кольцом 8, которое выполнено с возможностью контакта и присоса к комингс-площадке 9 аварийной ПЛ 10 (фиг.1).SPA 1 comprises a robust housing 2, a light housing 3, a propulsion and steering complex 4, a maneuvering and dynamic positioning device 5 located in a light housing 3, made in the form of a system of vertical and horizontal rudders. A motion control system 6 is placed in the robust housing 2, a suction chamber 7 is attached to the robust housing 2, with a support ring 8, which is configured to contact and suction to the coaming pad 9 of the emergency submarine 10 (Fig. 1).
Оптико-телевизионная система наружного наблюдения 11, условно представленная на фиг.1 двумя телевизионными камерами, в целом выполнена в виде набора телевизионных камер (фиг.2, 3) и связана оптически с излучающими и пассивными осветительными элементами системы наружного освещения. Телевизионные камеры 12 и 13 (фиг.2, 3) предназначены соответственно для обеспечения дальнего обнаружения аварийной ПЛ 10 и для обеспечения стыковки с нею камеры присоса 7. Они установлены определенным образом - с обеспечением пересечения их оптических осей (телесных углов зрения), что обеспечивает наблюдение объекта под разными ракурсами, т.е. с образованием стереопар. Стереопары позволяют сочетать два плоских частичных изображения объекта, полученных с двух разных точек зрения (разных ракурсов) посредством двух телевизионных камер, для получения объемного изображения предмета. Свойством стереоизображения, получаемого при рассмотрении объекта в различных парах ракурсов, является неизменность положения объекта в пространстве для любых положений наблюдателя. Таким образом, для получения надежного объемного изображения объекта необходимо и достаточно наблюдать объект по крайней мере в трех ракурсах, получаемых от трех телевизионных камер, которые можно попарно сочетать и путем корреляционной обработки принимаемых сигналов выделить информацию о пространственном положении или изменении положения объекта или его отдельных частей.Optical television outdoor monitoring system 11, conventionally represented in figure 1 by two television cameras, is generally made in the form of a set of television cameras (Figs. 2, 3) and is connected optically to radiating and passive lighting elements of the outdoor lighting system.
Схема расположения телевизионных камер выбирается с учетом конструкции используемой камеры присоса СПА. При выполнении камеры присоса 7 с цельным корпусом телевизионные приемники могут быть установлены как на корпусе СПА 1 (легкий корпус 3), так и на камере присоса 7. Поэтому при использовании камеры с цельным корпусом можно разместить на корпусе СПА 1 (легкий корпус 3) как весь набор телевизионных камер для обеспечения дальнего обнаружения 12, так и несколько или хотя бы одну камеру для обеспечения дальнего обнаружения 12, которые (которую) устанавливают на корпусе 3 вблизи камеры присоса 7 (фиг.2). Тогда (при наличии в наборе нескольких или хотя бы одной телевизионной камеры для обеспечения дальнего обнаружения 12) остальные телевизионные камеры служат телевизионными камерами для обеспечения стыковки 13, они установлены на камере присоса 7 вдоль периметра опорного кольца 8 симметрично относительно оси камеры присоса 7 и эквидистантно, с образованием стереопар стыковки (фиг.3), в том числе с камерами (камерой) 12. Оптические оси телевизионных камер для стыковки 13 ориентированы таким образом, чтобы край опорного кольца 8 попадал в поле зрения каждой камеры 13 (фиг.2, 3). В том случае, когда для обеспечения стыковки использованы три телевизионные камеры 13, их размещают в вершинах равностороннего треугольника, подобного вписанному в периметр опорного кольца 8 (фиг.3).The arrangement of television cameras is selected taking into account the design of the used SPA suction chamber. When performing a suction chamber 7 with an integral housing, television receivers can be installed both on the SPA 1 housing (light housing 3) and on the suction chamber 7. Therefore, when using a camera with an integral housing, it is possible to place on the SPA 1 housing (light housing 3) as the entire set of television cameras for providing
В случае использования на СПА 1 камеры присоса 7 с цельным корпусом могут быть установлены одновременно необходимые комплекты (по три) телевизионных камер 12 для обеспечения дальнего обнаружения и телевизионных камер 13 для обеспечения стыковки, обеспечивающих получение изображения комингс-площадки аварийной ПЛ 10 в стереопарах. Соответствующей коммутацией телевизионных камер 12 и 13 выбирают схему их подключения для реализации задач автоматизированной обработки телевизионной информации о позиционировании СПА 1 и коррекции положения СПА в динамическом режиме, а также для возможного дублирования используемых стереопар и повышения надежности стыковки.In case of using a suction chamber 7 with a one-piece housing on SPA 1, the necessary sets of (three)
Система наружного освещения включает осветительные элементы 14, необходимые для обеспечения работы телевизионных камер 12 и 13 оптико-телевизионной системы и размещенные на опорном кольце 8 равномерно вдоль его периметра, что позволяет создать необходимую засветку всех телевизионных камер и обеспечить локальную равномерную освещенность и видимость в области стыковки камеры присоса 7. При этом каждая телевизионная камера 12 или 13 (фиг.2) оптически взаимодействует с соответствующим оптическим элементом 14 - светильником, который также может быть составным, в зависимости от величины телесного угла засветки, и выполняет функции светомаркера. При установке только телевизионных камер 12, дающих стереопары дальнего обнаружения, каждая из них снабжается индивидуальным светильником, устанавливаемым любым известным способом, например, на штанге (на фиг.2, 3 не отмечены), а на камере присоса 7 вдоль периметра опорного кольца 8 устанавливают дополнительно оптические элементы 14 - светомаркеры, таким образом, что свет от них попадал в поле зрения соответствующей камеры 12, причем наименьшее количество светомаркеров - три.The outdoor lighting system includes lighting elements 14 necessary to ensure the operation of the
В качестве осветительных элементов и светомаркеров могут быть использованы оптические приборы, излучающие свет на длинах волн около 5000 нм, с герметизированным источником света, предназначенные для стационарной установки на ПА. Такими приборами являются галогенные светильники и светодиодные светильники, обеспечивающие малое затухание светового пучка в воде. В качестве пассивных источников оптического излучения как светомаркеров могут быть применены световозвращающие элементы (отражатели).As lighting elements and light markers, optical devices that emit light at wavelengths of about 5000 nm, with a sealed light source, can be used for stationary installation on PA. Such devices are halogen lamps and LED lamps, providing a small attenuation of the light beam in water. As passive sources of optical radiation as light markers, retroreflective elements (reflectors) can be used.
Телевизионные камеры 12 и 13, осуществляющие наблюдение с обеспечением дальнего обнаружения и стыковки, соединены с подключенным к системе управления движением 6 автоматизированным устройством отображения телевизионного изображения 15. Конструкция устройства 15 соответствует применяемому способу обработки телевизионной информации и включает, в частности, мини-ЭВМ (микроЭВМ, персональный компьютер) с видеопроцессором, подключенные к телевизионным камерам, аналого-цифровой преобразователь иных, помимо телевизионных, получаемых сигналов (например, с датчиков скорости течения воды), также подключенный к мини-ЭВМ, запоминающие устройства, дисплеи, интерфейс. Устройство 15 должно обеспечивать проведение арифметических и логических операций над массивами данных телевизионных сигналов и физических параметров, накопление и хранение больших объемов информации, их статистический (корреляционный) анализ, геометрические преобразования изображений (масштабирование, трансформацию в картографическую проекцию), выработку информационного сигнала, подаваемого в систему управления движением. В частности, если динамическое позиционирование производится с использованием известного метода измерения смещения координат центра тяжести изображения объекта, в качестве которого выступает комингс-площадка аварийной ПЛ, то обработка телевизионного сигнала будет включать оцифровку телевизионного изображения, выбор опорных точек - изображений светомаркеров - для определения координат центра тяжести изображения объекта, вычисление искомых координат центра тяжести изображения, сравнение сигналов телевизионных стереопар при позиционировании СПА, суммирование сигналов по заданному алгоритму для определения изменения во времени искомой величины и выработку информационных сигналов рассогласования для линейных и угловых перемещений СПА с учетом параллельно измеряемых параметров среды вблизи аварийной ПЛ 10, которые поступают в систему управления движением 6. Сигналы рассогласования используются в системе 6 для формирования управляющих команд, подаваемых на подруливающие устройства и рули вспомогательного устройства маневрирования и динамического позиционирования 5. Для реализации описанного выше способа позиционирования по измерениям смещения центра тяжести изображения комингс-площадки 9 аварийной ПЛ 10 может быть использовано, например, известное устройство /патент РФ №2040120/, его взаимосвязь с системой управления движением 6 и через нее со вспомогательной системой маневрирования и динамического позиционирования 5 обеспечивает автоматизированное управление движением в реальном времени. В общем случае, устройство отображения телевизионной информации 15 может быть выполнено любым известным образом, позволяющим выполнять сравнительную обработку изображений от стереопар.
СПА 1 используют следующим образом.SPA 1 is used as follows.
СПА 1, движение которого обеспечено движительно-рулевым комплексом 4, выходит в район аварийной ПЛ 10 и занимает возможное или удобное для посадки на нее положение, например курсом против течения, и зависает над комингс-площадкой 9 при включенных осветительных элементах 14 системы наружного освещения, после чего начинается позиционирование камеры присоса 7, при котором добиваются установки опорного кольца 8 параллельно комингс-площадке 9. Для этого оптико-телевизионную систему наружного наблюдения 11 переводят в рабочий режим автоматического наведения и посадки аппарата 1, который определяется выбранной схемой установки телевизионных камер 12 и 13 или только 12, а также схемой обработки телевизионного изображения.SPA 1, the movement of which is provided by the propulsion-steering complex 4, enters the area of the emergency submarine 10 and occupies a position that is possible or convenient for landing, for example, against the current, and hangs over the coaming pad 9 with the lighting elements 14 of the outdoor lighting system turned on, after which the positioning of the suction chamber 7 starts, at which they install the support ring 8 parallel to the coaming pad 9. For this, the optical-television outdoor surveillance system 11 is put into automatic operation mode on guidance and landing apparatus 1, which is determined by the selected installation scheme of
При использовании камеры присоса 7 с цельным корпусом, а также телевизионной камеры 12 для обеспечения дальнего обнаружения, установленного в нижней части легкого корпуса 3 двухкорпусного СПА 1, в совокупности с телевизионными камерами для обеспечения стыковки 13, установленными на корпусе камеры присоса 7, камеру 12 ориентируют в направлении комингс-площадки 9, причем угол зрения под водой составляет порядка 45 градусов. Для засветки этой камеры используют составной светильник 14, обеспечивающий необходимую интенсивность светового пучка, например две галогенных или четыре светодиодных источника света (в подводном исполнении), которые размещают на расстоянии не менее 2 м от приемника. По изображению с телевизионной камеры для дальнего обнаружения 12 определяют пространственное положение комингс-площадки 9 аварийной ПЛ 10 и подходят к ней, зависая на высоте 1-1,5 м. На этом расстоянии телевизионные камеры для обеспечения стыковки 13, ориентированные на наблюдение края опорного кольца 8 с опорным фланцем, захватывают в поле зрения также и люк на комингс-площадке 9, изображение от телевизионных камер поступает в устройство обработки телевизионного изображения 15, которое сопоставляет сигналы стереопар стыковки и по программе рассчитывает параметры взаимного расположения опорного кольца 8 и комингс-площадки 9 (расстояние между осями, углы наклона). При различии измеряемых параметров, свидетельствующих о пространственном разделении опорного кольца 8 и комингс-площадки 9, система управления 6 вырабатывает адекватный сигнал управления, подаваемый на вертикальные и горизонтальные рули вспомогательной системы маневрирования и динамического позиционирования 5. В результате СПА 1 ориентируют так, чтобы опорный фланец опорного кольца 8 камеры присоса 7 был параллелен комингс-площадке 9.When using the suction cup camera 7 with a one-piece housing, as well as a
В режиме использования лишь телевизионных камер 12 для получения стереопар дальнего обнаружения (используют три телевизионные камеры 12) производят ориентацию СПА 1 относительно аварийной ПЛ 10, подход и позиционирование СПА 1 над комингс-площадкой 9 на высоте 1-1,5 м над ней. На таком расстоянии производят измерение угла наклона комингс-площадки 9 к плоскости установки каждой стереопары, после чего регистрируют телевизионное изображение светомаркеров 14 и определяют углы наклона опорного кольца 8 к плоскости установки каждой стереопары.In the mode of using
По полученным данным устройство отображения телевизионной информации 15 рассчитывает параметры взаимного расположения опорного кольца 8 и комингс-площадки 9 и вырабатывает сигналы управления, подаваемые на вертикальные и горизонтальные рули системы маневрирования и динамического позиционирования 5, за счет которых производится установка опорного кольца 8 параллельно и соосно люку на комингс-площадке 9 и дальнейшая стыковка камеры присоса 7 с аварийной ПЛ 10.According to the received data, the television information display device 15 calculates the relative positions of the support ring 8 and the coaming pad 9 and generates control signals supplied to the vertical and horizontal rudders of the maneuvering and dynamic positioning system 5, due to which the support ring 8 is installed parallel and coaxial to the hatch at coaming site 9 and further docking of the suction chamber 7 with the emergency submarine 10.
В случае использования вместо светодиодов 14 пассивных световозвращающих элементов, яркость которых значительно меньше, предусматривают установку их в количестве, по крайней мере вдвое превышающем количество светодиодов, для обеспечения требуемой точности измерений.In the case of using instead of LEDs 14 passive retroreflective elements, the brightness of which is much lower, provide for their installation in an amount of at least twice the number of LEDs to ensure the required measurement accuracy.
Опытная проверка работы оптико-телевизионной системы 11 в подводных условиях при моделировании стыковки СПА 9 с аварийной ПЛ 10 показала, что при частоте опроса телевизионного канала 5 Гц точность измерения линейных характеристик составляет не менее 1 см на дальности 2 м, а угловых - не ниже 2 градусов. Кроме того, удается регистрировать и учитывать в качестве помех угловые и линейные скорости перемещения посторонних объектов, которые попадают в поле зрения телевизионных камер, уже при их контрасте 5%, причем точность измерения этих скоростей составляет соответственно 5 мм/с и 0,1 угл.град/с, что повышает помехоустойчивость автоматизированного управления маневрированием ПА. Обработка телевизионных сигналов может производиться любым известным способом, применимым для решения поставленных задач. Конкретный выбор схемы включения телевизионных камер для получения стереопар дальнего обнаружения или стыковки, а также используемых светильников может быть произведен исходя из конкретных условий и длительности проведения работ, энергоресурсов ПА и аппаратурно-программных средств обработки сигналов.An experimental verification of the operation of the optical-television system 11 in underwater conditions when modeling the connection of SPA 9 with emergency submarine 10 showed that, with a TV channel sampling frequency of 5 Hz, the accuracy of measuring linear characteristics is not less than 1 cm at a distance of 2 m, and angular not less than 2 degrees. In addition, it is possible to record and take into account as angular and linear velocities of the movement of foreign objects that fall into the field of view of television cameras, even with a contrast of 5%, and the accuracy of measurement of these speeds is 5 mm / s and 0.1 angles, respectively. deg / s, which increases the noise immunity of automated control maneuvering PA. Processing of television signals can be carried out in any known manner applicable to solve the tasks. A specific choice of the inclusion of television cameras to obtain stereo pairs of early detection or docking, as well as the luminaires used, can be made on the basis of specific conditions and the duration of the work, PA energy resources and hardware and software signal processing.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003119620/11A RU2248300C1 (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Rescue submersible vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003119620/11A RU2248300C1 (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Rescue submersible vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003119620A RU2003119620A (en) | 2005-01-10 |
| RU2248300C1 true RU2248300C1 (en) | 2005-03-20 |
Family
ID=34881435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003119620/11A RU2248300C1 (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Rescue submersible vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2248300C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106428485A (en) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | Novel submersible for capturing and recovering AUV through long-distance acousto-optic bidirectional guidance |
| RU2615029C1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-04-03 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Лазурит" | Rescue underwater vehicle |
| RU197459U1 (en) * | 2019-05-13 | 2020-04-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Camera landing and suction underwater rescue vehicle |
| RU204780U1 (en) * | 2021-02-24 | 2021-06-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Double-hull rescue underwater vehicle |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2276647C1 (en) | 2004-11-17 | 2006-05-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Санкт-Петербургское Морское Бюро Машиностроения "Малахит" | Submersible rescue vehicle |
-
2003
- 2003-06-30 RU RU2003119620/11A patent/RU2248300C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Е.Р.АГИШЕВ и др. Конструктивные особенности спасательного подводного аппарата LR5. Судостроение, 1998, №3, с.с.20-22. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2615029C1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-04-03 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Лазурит" | Rescue underwater vehicle |
| CN106428485A (en) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | Novel submersible for capturing and recovering AUV through long-distance acousto-optic bidirectional guidance |
| RU197459U1 (en) * | 2019-05-13 | 2020-04-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Camera landing and suction underwater rescue vehicle |
| RU204780U1 (en) * | 2021-02-24 | 2021-06-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Double-hull rescue underwater vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003119620A (en) | 2005-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2006054914A1 (en) | Submarine escape vehicle | |
| CN100581244C (en) | Underwater video detection device based on the omnidirectional vision | |
| US20160214534A1 (en) | Watercraft thermal monitoring systems and methods | |
| RU130292U1 (en) | COMPLEX OF CONTROLLED UNABILITATED UNDERWATER UNIT | |
| CN102126544B (en) | Underwater self-propulsion omnibearing sensor | |
| EP1428176A2 (en) | Co-registered acoustical and optical cameras for underwater imaging | |
| CN205374740U (en) | Detection under water and observation device that diver used | |
| US20210053660A1 (en) | Sensor system for maritime vessels | |
| KR101642493B1 (en) | Remotely operated vehicle for inspection of underwater structure | |
| RU2137149C1 (en) | Gear for target detection | |
| RU2728888C1 (en) | Device for deep-sea monitoring of underwater environment and underwater technical works | |
| RU2248300C1 (en) | Rescue submersible vehicle | |
| CN113306686A (en) | Remote control type multi-joint deep sea inspection unmanned system | |
| JP2004044372A (en) | Submerged caisson submergence guidance system, submergence guidance method, and underwater distance measurement method | |
| US5143009A (en) | Underwater vehicle with a passive optical observation system | |
| KR102586497B1 (en) | Unmanned underwater inspection robot device and the control system | |
| CN114739389B (en) | Underwater navigation device of deep sea operation type cable-controlled submersible vehicle and use method thereof | |
| JPH04283614A (en) | Three-dimensional surveying apparatus | |
| CN109507658A (en) | A kind of comprehensive tracing positioning device of underwater robot coastal waters bed motion | |
| RU163732U1 (en) | REMOTE CONTROLLED UNDERWATER UNIT WITH WHEEL CHASSIS FOR LIGHTING THE CONDITION OF THE HOUSING STRUCTURES OF VESSELS | |
| CN113959500A (en) | Railway bridge underwater pier disease detection device | |
| CN207173907U (en) | Unmanned naval vessels and unmanned warship system | |
| RU2760985C1 (en) | Multifunctional device for deep-sea monitoring of the underwater environment and underwater technical works | |
| RU2558017C1 (en) | Active sonar | |
| RU2332328C1 (en) | Underwater video-arm |