RU2672775C1 - Device for detecting and tracing metal containing extended underwater object from side of autonomous uninhabited underwater vehicle - Google Patents
Device for detecting and tracing metal containing extended underwater object from side of autonomous uninhabited underwater vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2672775C1 RU2672775C1 RU2018103805A RU2018103805A RU2672775C1 RU 2672775 C1 RU2672775 C1 RU 2672775C1 RU 2018103805 A RU2018103805 A RU 2018103805A RU 2018103805 A RU2018103805 A RU 2018103805A RU 2672775 C1 RU2672775 C1 RU 2672775C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- electrodes
- channel
- auv
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
Abstract
Description
Изобретение относится к области электромагнитных исследований и может быть использовано преимущественно для поиска, обнаружения и отслеживания трасс подводных протяженных металлосодержащих объектов, в том числе и заиленных в донный грунт, например, подводных трубопроводов, подводных кабелей и т.п.с борта подводной поисковой установки.The invention relates to the field of electromagnetic research and can be used primarily for search, detection and tracking of routes of underwater extended metal-containing objects, including silted into the bottom soil, for example, underwater pipelines, underwater cables, etc. from the side of an underwater search installation.
Известно устройство для обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки, содержащее блок управления и излучатель электромагнитного поля, выполненный в виде двух возбуждающих токовых электродов, установленных в носовой и кормовой частях подводной поисковой установки (Патент США, №5430380, МПК 6 G01V 3/03, G01V 3/04, G01V 3/06, G01V 3/08, 1995 г.A device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from the side of an underwater search installation, comprising a control unit and an electromagnetic field emitter made in the form of two exciting current electrodes installed in the fore and aft parts of an underwater search installation (US Patent No. 5430380, IPC 6
Основным недостатком этого устройства является сложность определения положения подводной поисковой установки относительно металлосодержащего протяженного подводного объекта, для чего требуется многократное прохождение поисковой установки над объектом под разными углами.The main disadvantage of this device is the difficulty in determining the position of the underwater search installation relative to the metal-containing extended underwater object, which requires multiple passage of the search installation over the object at different angles.
Известно устройство для обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки (Патент РФ №2174244, МПК 7 G01V 3/08 (2000.01), опуб. 27.09.2001 Бюл. №27, второй вариант, - прототип), наиболее близкое по своей технической сущности и по достигаемому результату к заявляемому устройству. Известное устройство содержит два излучателя электромагнитного поля, каждый из которых выполнен в виде двух возбуждающих токовых электродов, установленных в носовой и кормовой частях подводной поисковой установки, два приемника электромагнитного поля в виде четырех приемных электродов, генератор переменного напряжения, два коммутатора, селектор сигналов приемника, а также блок управления и преобразования сигналов (БУПС). Возбуждающие токовые электроды расположены в горизонтальной плоскости подводной поисковой установки таким образом, что образуемые ими два электрических диполя повернуты в разные стороны относительно продольной вертикальной осевой плоскости подводной поисковой установки на одинаковый угол, а приемные электроды расположены на поисковой установке так, что образуемые ими два приемных диполя повернуты в разные стороны относительно поперечной вертикальной осевой плоскости поисковой установки. Возбуждающие электроды подключены через первый коммутатор к выходу генератора переменного напряжения, а приемные электроды подключены к входам селектора сигналов приемника (ССП) и через второй коммутатор соединены с первым входом БУПС. Выход генератора переменного напряжения соединен также со вторым входом БУПС. Первый выход БУПС подключен на управляющие входы первого и второго коммутаторов, а второй выход БУПС соединен с задающим входом генератора переменного напряжения. В известном устройстве БУПС состоит из блока компенсации, двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП), вычислительно-управляющего блока (ВУБ), двухканального цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), первого (ФНЧ1) и второго (ФНЧ2) фильтров низких частот, порта последовательной связи (ППС) и информационного канала. Входы первого и второго каналов ЦАП через информационный канал связаны с ВУБ, выход первого канала ЦАП через ФНЧ2 подключен ко второму входу блока компенсации, выход второго канала ЦАП соединен с входом ФНЧ1, выход которого является вторым выходом БУПС. Управляющий выход ВУБ является первым выходом БУПС, а первый вход блока компенсации является первым входом БУПС. Вход первого канала АЦП соединен с выходом блока компенсации, а вход второго канала АЦП является вторым входом БУПС, при этом выходы первого и второго каналов АЦП через информационный канал связаны с ВУБ. Через информационный канал с ВУБ связан также ППС. Первый и второй каналы АЦП идентичны и имеют общие цепи синхронизации и управления, при этом тактовый выход АЦП соединен с входом прерывания ВУБ. Первый и второй каналы ЦАП также идентичны и имеют общие цепи синхронизации и управления.A device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from the side of an underwater search engine (RF Patent No. 2174244, IPC 7
Первым недостатком известного устройства является изменение напряжений, наводящихся на приемных электродах, в зависимости от изменения электропроводности донного грунта и окружающей воды, а также от расстояния между подводной поисковой установкой и грунтом. От этих условий зависит значение тока и напряженность электрического поля, инициируемых возбуждающими электродами и, как следствие, уровень ответной реакции подводного протяженного металлосодержащего объекта в виде возмущения электрического поля.The first disadvantage of the known device is the change in voltage induced at the receiving electrodes, depending on the change in the electrical conductivity of the bottom soil and the surrounding water, as well as the distance between the underwater search unit and the ground. The current value and the electric field strength initiated by the exciting electrodes and, as a result, the level of the response of an underwater extended metal-containing object in the form of an electric field perturbation depend on these conditions.
Второй недостаток известного устройства связан с тем, что отсутствует контроль уровня напряжения в селекторе сигналов приемника. При любых условиях работы усилители селектора сигналов приемника должны находиться в линейном режиме работы и при этом их коэффициент усиления должен быть максимально возможным. Нарушение этого требования приводит к увеличению ошибки в обнаружении и отслеживании подводного металлосодержащего объекта.The second disadvantage of the known device is that there is no control of the voltage level in the receiver signal selector. Under any operating conditions, the amplifiers of the selector signal of the receiver should be in a linear mode of operation and at the same time their gain should be as high as possible. Violation of this requirement leads to an increase in errors in the detection and tracking of an underwater metal-containing object.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание устройства, обеспечивающего повышение точности обработки сигналов с приемных электродов устройства, что позволит повысить надежность и достоверность обнаружения и точность отслеживания протяженного подводного металлосодержащего объекта с помощью подводной поисковой установки, преимущественно автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) в условиях возможного изменения электрических характеристик окружающей подводной среды.The problem to which the invention is directed, is to provide a device that improves the accuracy of signal processing from the receiving electrodes of the device, which will improve the reliability and reliability of detection and the accuracy of tracking an extended underwater metal-containing object using an underwater search engine, mainly an autonomous uninhabited underwater vehicle (ANA ) under conditions of a possible change in the electrical characteristics of the surrounding underwater environment.
Поставленная задача достигается тем, что в устройство для обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта с борта АНПА, содержащее два излучателя электромагнитного поля, каждый из которых выполнен в виде двух возбуждающих токовых электродов, установленных в носовой и кормовой частях АНПА, два приемника электромагнитного поля в виде четырех приемных электродов, генератор переменного напряжения, два коммутатора, а также блок управления и преобразования сигналов (БУПС), при этом возбуждающие электроды подключены к выходам первого коммутатора, выход второго коммутатора соединен с первым входом БУПС, выход генератора переменного напряжения соединен со вторым входом БУПС, первый выход БУПС подключен на управляющие входы первого и второго коммутаторов, а второй выход БУПС соединен с задающим входом генератора переменного напряжения, причем БУПС состоит из блока компенсации, двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП), вычислительно-управляющего блока (ВУБ), двухканального цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), первого (ФНЧ1) и второго (ФНЧ2) фильтров низких частот, порта последовательной связи (ППС) и информационного канала, выход первого канала ЦАП через ФНЧ2 подключен ко второму входу блока компенсации, выход второго канала ЦАП соединен с входом ФНЧ1, выход которого является вторым выходом БУПС, управляющий выход ВУБ является первым выходом БУПС, первый вход блока компенсации является первым входом БУПС, а вход второго канала АЦП является вторым входом БУПС, вход первого канала АЦП соединен с выходом блока компенсации, при этом через информационный канал организована связь ВУБ с выходами АЦП, с портом последовательной связи, а также с входами ЦАП, причем первый и второй каналы АЦП идентичны и имеют общие цепи синхронизации и управления, первый и второй каналы ЦАП также идентичны и имеют общие цепи синхронизации и управления, а тактовый выход АЦП соединен с входом прерывания ВУБ, при этом возбуждающие токовые электроды расположены в горизонтальной плоскости АНПА таким образом, что образуемые ими два электрических диполя повернуты в разные стороны относительно продольной вертикальной осевой плоскости подводной поисковой установки на одинаковый угол, а приемные электроды расположены на АНПА так, что образуемые ими два приемных диполя повернуты в разные стороны относительно поперечной вертикальной осевой плоскости АНПА, кроме этого порт последовательной связи через канал обмена связан с системой управления движением АНПА, дополнительно введены управляемый аттенюатор, измерительный преобразователь тока, а также блок нормализатора сигналов с управляемым коэффициентом усиления, кроме этого в вычислительно-управляющий блок введены второй управляющий выход и второй вход, которые являются третьим выходом БУПС и третьим входом БУПС соответственно, при этом последовательно соединенные управляемый аттенюатор и измерительный преобразователь тока включены в разрыв связи между выходом генератора переменного напряжения и входом первого коммутатора, управляющий вход аттенюатора соединен с третьим выходом БУПС, выход измерительного преобразователя тока соединен с третьим входом БУПС, приемные электроды соединены с входами блока нормализатора сигналов, а его выходы последовательно через второй коммутатор, первый вход БУПС и информационный канал связаны с ВУБ, при этом управляющий вход блока нормализатора сигналов подсоединен к первому выходу БУПС.This object is achieved in that in a device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from the AUV, containing two electromagnetic field emitters, each of which is made in the form of two exciting current electrodes installed in the fore and aft parts of the AUV, two electromagnetic field receivers in in the form of four receiving electrodes, an alternating voltage generator, two switches, as well as a control and signal conversion unit (BPS), while the exciting electrodes are directed to the outputs of the first switch, the output of the second switch is connected to the first input of the ACB, the output of the alternating voltage generator is connected to the second input of the ACC, the first output of ACC is connected to the control inputs of the first and second switches, and the second output of ACC is connected to the input of the alternating voltage generator, A BUSS consists of a compensation unit, a two-channel analog-to-digital converter (ADC), a computer-control unit (VUB), a two-channel digital-to-analog converter (DAC), the first (low-pass filter) and W of the low-pass filter (serial low pass filter) of the low-pass filter, serial communication port (PPS) and the information channel, the output of the first DAC channel through the low-pass filter is connected to the second input of the compensation unit, the output of the second DAC channel is connected to the low-pass filter input1, the output of which is the second output of the bus control unit is the first output of the ACB, the first input of the compensation unit is the first input of the ACB, and the input of the second ADC channel is the second input of the ACB, the input of the first ADC channel is connected to the output of the compensation unit, The VUB is connected with the outputs of the ADC, with the serial communication port, as well as with the DAC inputs, the first and second ADC channels being identical and have common synchronization and control circuits, the first and second DAC channels are also identical and have common synchronizing and control circuits, and the ADC output is connected to the VUB interrupt input, while the exciting current electrodes are located in the horizontal plane of the AUV so that the two electric dipoles formed by them are rotated in different directions relative to the longitudinal vertical axial plane the underwater search engine at the same angle, and the receiving electrodes are located on the AUV so that the two receiving dipoles formed by them are rotated in different directions relative to the transverse vertical axial plane of the AUV, in addition, the serial communication port is connected via an exchange channel to the AUA motion control system, controlled attenuator, current measuring transducer, as well as a signal normalizer block with a controlled gain, in addition to this, enter we have the second control output and the second input, which are the third output of the ACCB and the third input of the ACCF, respectively, while the controlled attenuator and the measuring current transformer are connected in series to the communication gap between the output of the AC voltage generator and the input of the first switch, the control input of the attenuator is connected to the third output BUSS, the output of the current measuring transducer is connected to the third input of the BUSS, the receiving electrodes are connected to the inputs of the signal normalizer block, and its outputs are consequently, through the second switch, the first BUSS input and the information channel are connected to the VUB, while the control input of the signal normalizer block is connected to the first BUSS output.
Поставленная задача достигается также тем, что приемные электроды каждого цриемного диполя установлены на АНПА в местах, где потенциал электромагнитного поля, излучаемого соответствующим электрическим диполем, близок к нулевому значению.The task is also achieved by the fact that the receiving electrodes of each positive dipole are installed on the AUV in places where the potential of the electromagnetic field emitted by the corresponding electric dipole is close to zero.
Выполнение функциональной задачи - «… увеличение точности обработки сигналов с приемных электродов устройства, что позволяет повысить надежность и достоверность обнаружения и точность отслеживания протяженного подводного металлосодержащего объекта с помощью АНПА в условиях возможного изменения электрических характеристик окружающей подводной среды» обеспечивается следующими отличительными признаками предлагаемого решения.The fulfillment of the functional task - “... increasing the accuracy of signal processing from the receiving electrodes of the device, which allows to increase the reliability and reliability of detection and the accuracy of tracking an extended underwater metal-containing object with the help of AUV under the conditions of possible changes in the electrical characteristics of the surrounding underwater environment” is provided by the following distinctive features of the proposed solution.
Первый признак - «… в устройство для обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта с борта АНПА… введены управляемый аттенюатор, измерительный преобразователь тока, … в вычислительно-управляющий блок дополнительно введены второй управляющий выход и второй вход, которые являются третьим выходом БУПС и третьим входом БУПС соответственно, при этом последовательно соединенные управляемый аттенюатор и измерительный преобразователь тока включены в разрыв связи между выходом генератора переменного напряжения и входом первого коммутатора, управляющий вход аттенюатора соединен с третьим выходом БУПС, выход измерительного преобразователя тока соединен с третьим входом БУПС» - обеспечивает поддержание требуемого значения тока от возбуждающих электродов через окружающую подводную среду за счет регулирования управляемым аттенюатором напряжения, подводимого через первый коммутатор к возбуждающим электродам от генератора переменного напряжения, что сохраняет реакцию подводного металлосодержащего объекта на возбуждаемое электрическое поле на максимальном уровне и повышает точность обнаружения и отслеживания подводного объекта вне зависимости от возможного изменения электрических характеристик окружающей подводной среды.The first sign is "... a controlled attenuator, a current measuring transducer, ... are introduced into the device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from the AUV ..., a second control output and a second input are added to the computing-control unit, which are the third BPS output and the third input BCPS, respectively, while the series-connected controlled attenuator and current measuring transducer are included in the communication gap between the output of the alternating voltage generator the input and the input of the first switch, the control input of the attenuator is connected to the third output of the BUSS, the output of the measuring current transducer is connected to the third input of the BUSS ”- provides the required current value from the exciting electrodes through the surrounding underwater environment by regulating the voltage controlled via the attenuator supplied through the first switch to exciting electrodes from an alternating voltage generator, which saves the reaction of an underwater metal-containing object to an excited electric field at the maximum level and increases the accuracy of detection and tracking of the underwater object, regardless of the possible changes in the electrical characteristics of the surrounding underwater environment.
Второй признак - «… в устройство введен… блок нормализатора сигналов с управляемым коэффициентом усиления, … приемные электроды соединены с входами блока нормализатора сигналов, а его выходы последовательно через второй коммутатор и первый вход БУПС связаны с информационным каналом и через него с ВУБ, при этом управляющий вход блока нормализатора сигналов подсоединен к первому выходу БУПС» - обеспечивает линейный режим работы усилителей с одновременным поддержанием их коэффициента усиления на максимальном уровне, что увеличивает соотношение сигнал-шум и повышает точность обнаружения и отслеживания подводного объекта за счет уменьшения зависимости уровня сигнала на приемных электродах от изменения электрических характеристик окружающей подводной среды.The second sign - “... a signal normalizer unit with a controlled gain is introduced into the device, ... the receiving electrodes are connected to the inputs of the signal normalizer block, and its outputs are connected in series through the second switch and the first input of the BUSS to the information channel and through it to the VUB, while the control input of the signal normalizer block is connected to the first output of the BUSS ”- provides a linear mode of operation of the amplifiers while maintaining their gain at the maximum level, which increases elations signal to noise ratio and improves accuracy of detection and tracking underwater object by reducing the dependence of signal level on the receiving electrodes on the change of electrical characteristics ambient underwater environment.
Третий признак - «… приемные электроды каждого приемного диполя установлены на АНПА в местах, где потенциал электромагнитного поля, излучаемого соответствующим электрическим диполем, близок к нулевому значению» - способствует повышению точности обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта за счет уменьшения зависимости уровня сигналов на приемных электродах от изменений высоты подводного аппарата над дном, а также от изменений электропроводности донного грунта по ходу движения подводного аппарата.The third sign - "... the receiving electrodes of each receiving dipole are installed on the AUV in places where the potential of the electromagnetic field emitted by the corresponding electric dipole is close to zero" - improves the accuracy of detection and tracking of a metal-containing extended underwater object by reducing the dependence of the signal level at the receiving electrodes from changes in the height of the underwater vehicle above the bottom, as well as from changes in the electrical conductivity of the bottom soil in the direction of movement of the underwater vehicle.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Следовательно, заявленное изобретение является новым, обладает изобретательским уровнем и пригодно для использования.Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result, i.e. due to this combination of essential features of the invention, it became possible to solve the problem. Therefore, the claimed invention is new, has an inventive step and is suitable for use.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта; на фиг. 2 показан автономный необитаемый подводный аппарат (вид сверху) в момент прохождения над металлосодержащим протяженным подводным объектом (ПО); на фиг. 3 показан автономный необитаемый подводный аппарат (вид сзади) в момент прохождения над металлосодержащим протяженным подводным объектом (ПО) при его отслеживании;The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a functional diagram of a device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object; in FIG. 2 shows an autonomous uninhabited underwater vehicle (top view) at the time of passage over a metal-containing extended underwater object (PO); in FIG. 3 shows an autonomous uninhabited underwater vehicle (rear view) at the moment of passage over a metal-containing extended underwater object (PO) while tracking it;
Устройство для обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки, преимущественно автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) 1, содержит два излучателя электромагнитного поля, каждый из которых выполнен в виде двух возбуждающих токовых электродов 2, 3 и 4, 5, установленных в кормовой и носовой частях АНПА 1 соответственно, два приемника электромагнитного поля в виде четырех приемных электродов 6, 7, 8, 9, генератор 10 переменного напряжения, первый 11 и второй 12 коммутаторы, блок 13 нормализатора сигналов с управляемым коэффициентом усиления, управляемый аттенюатор 14, измерительный преобразователь 15 тока, а также блок 16 управления и преобразования сигналов (БУПС), при этом возбуждающие электроды 2, 3 и 4, 5 через первый коммутатор 11, измерительный преобразователь тока 15 и аттенюатор 14 подключены к выходу генератора 10 переменного напряжения, выход генератора 10 переменного напряжения соединен со вторым входом БУПС 16, при этом первый выход БУПС 16 подключен на управляющие входы первого 11 и второго 12 коммутаторов, а также к управляющему входу блока 13 нормализатора сигналов. Второй выход БУПС 16 соединен с задающим входом генератора 10 переменного напряжения, причем БУПС 16 состоит из блока 17 компенсации, двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 18, вычислительно-управляющего блока (ВУБ) 19, двухканального цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 20, первого 21 и второго 22 фильтров низких частот (ФНЧ1) и (ФНЧ2) соответственно, порта 23 последовательной связи (ППС) и информационного канала 24. Выход первого канала ЦАП 20 через ФНЧ2 22 подключен ко второму входу блока 17 компенсации, выход второго канала ЦАП 20 соединен с входом ФНЧ1 21, выход которого является вторым выходом БУПС 16, управляющий выход ВУБ 19 является первым выходом БУПС 16, первый вход блока 17 компенсации является первым входом БУПС 16, а вход второго канала АЦП 18 является вторым входом БУПС 16. Вход первого канала АЦП 18 соединен с выходом блока 17 компенсации, при этом через информационный канал 24 организована связь ВУБ 19 с выходами АЦП 18, с портом 23 последовательной связи, а также с входами ЦАП 20, причем первый и второй каналы АЦП 18 идентичны и имеют общие цепи синхронизации и управления, первый и второй каналы ЦАП 20 также идентичны и имеют общие цепи синхронизации и управления, а тактовый выход АЦП 18 соединен с входом прерывания ВУБ 19, в котором второй управляющий выход и второй вход являются третьим выходом БУПС 16 и третьим входом БУПС 16 соответственно. Управляющий вход управляемого аттенюатора 14 соединен с третьим выходом БУПС 16, выход измерительного преобразователя 15 тока соединен с третьим входом БУПС 16, приемные электроды 6, 7, 8, и 9 соединены с входами блока 13 нормализатора сигналов, а его выходы последовательно через второй коммутатор 12, первый вход БУПС 16 и информационный канал 24 связаны с ВУБ 19, кроме этого порт 23 через канал обмена связан с системой управления движением АНПА 1. Возбуждающие токовые электроды 2, 3 и 4, 5 расположены в горизонтальной плоскости АНПА 1 таким образом, что образуемые ими два электрических диполя повернуты в разные стороны относительно продольной вертикальной осевой плоскости АНПА 1 на одинаковый угол, а приемные электроды 6, 7, 8, и 9 расположены на АНПА 1 так, что образуемые ими два приемных диполя повернуты в разные стороны относительно поперечной вертикальной осевой плоскости АНПА 1, причем приемные электроды 6, 7, 8, и 9 каждого приемного диполя установлены на АНПА 1 в местах, где потенциал электромагнитного поля, излучаемого соответствующим электрическим диполем, близок к нулевому значению.A device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from an underwater search engine, mainly an autonomous uninhabited underwater vehicle (AUV) 1, contains two electromagnetic field emitters, each of which is made in the form of two exciting
Устройство для обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта работает следующим образом.A device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object operates as follows.
Генератор 10 (см. фиг. 1) вырабатывает сигнал переменного напряжения синусоидальной формы USIN, который через управляемый аттенюатор 15, измерительный преобразователь 16 тока и первый коммутатор 11 поочередно подается на возбуждающие электроды 2, 4, затем на электроды 3, 5 и, наконец, (параллельно) на обе эти пары электродов.The generator 10 (see Fig. 1) generates an ac sinusoidal signal U SIN , which, through the controlled
При этом в первом случае возбуждается электрический диполь А1-В1, ось которого отклонена от продольной осевой плоскости подводного аппарата 1 вправо на угол γ0. Прием ведется на электроды 6, 7, при этом на этих электродах возбуждается переменное напряжение UM1-N1, которое поступает на блок 13, где выполняется усиление и нормализация этого сигнала по уровню за счет регулирования коэффициента усиления с сохранением линейного режима работы. В результате на первом выходе блока 13 нормализатора вырабатывается сигнал U1, который через второй коммутатор 12 поступает на первый вход БУПС 16.Moreover, in the first case, an electric dipole A1-B1 is excited, the axis of which is deviated from the longitudinal axial plane of the
Одновременно с выхода генератора 10 на второй вход БУПС 16 подается напряжение USIN. В БУПС 16 выполняется синхронное детектирование, фильтрование и преобразование в цифровой эквивалент соответствующего сигнала с получением его синфазной U1SIN и квадратурной U1COS составляющих.Simultaneously with the output of the
Во втором случае аналогично возбуждается электрический диполь А2-В2, ось которого отклонена влево от продольной вертикальной осевой плоскости АНПА 1 на угол γ0. На приемных электродах 8, 9 возбуждается переменное напряжение UM2-N2, которое поступает на блок 13, где выполняется его усиление и нормализация. В результате на втором выходе блока 13 вырабатывается сигнала U2, который через второй коммутатор 12 поступает на первый вход БУПС 16.In the second case, the electric dipole A2-B2 is excited similarly, the axis of which is deflected to the left of the longitudinal vertical axial plane of
Сигнал U2, пропорциональный напряжению на приемном диполе М2-N2, в БУПС 16 преобразуется в компоненты выходного сигнала U2SIN и U2COS.The signal U 2 , which is proportional to the voltage at the receiving dipole M2-N2, is converted in the
В третьем случае возбуждаются оба электрических диполя А1-В1 и А2-В2, которые образуют суммарный электрический диполь (А1А2)-(В1В2), ось которого лежит в вертикальной продольной осевой плоскости АНПА1. При этом на третьем и четвертом выходах блока 13 вырабатываются соответственно сигналы U0 и US, формируемые из напряжений, которые снимаются с двух пар приемных электродов 7, 8 и 6, 9. Эти сигналы поочередно через коммутатор 12 передаются в БУПС 16, где затем преобразуются соответственно в компоненты выходных сигналов устройства U0SIN, U0COS, USSIN, USCOS. Управление коммутаторами 11 и 12 осуществляется сигналом с первого выхода БУПС 16, а полученные в блоке 16 синфазные и квадратурные компоненты сигналов через порт 23 поступают в систему управления движением АНПА.In the third case, both electric dipoles A1-B1 and A2-B2 are excited, which form the total electric dipole (A1A2) - (B1B2), the axis of which lies in the vertical longitudinal axial plane of ANPA1. At the same time, the signals U 0 and US S are generated at the third and fourth outputs of
Установка электродов приемных диполей на АНПА в местах, где потенциал электромагнитного поля, излучаемого соответствующим электрическим диполем, близок к нулевому значению, уменьшает эффект асимметрии поля относительно оси излучающего электрического диполя, возникающий при изменении высоты движения АНПА над дном или при изменении электропроводности грунта по ходу движения подводного аппарата. Это повышает точность обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта.The installation of receiving dipole electrodes on the AUV in places where the potential of the electromagnetic field emitted by the corresponding electric dipole is close to zero reduces the effect of field asymmetry relative to the axis of the emitting electric dipole, which occurs when the AUV moves above the bottom or when the soil conductivity changes along the way underwater vehicle. This improves the accuracy of detection and tracking of metal-containing extended underwater object.
При расположении АНПА над подводным объектом ПО, как показано на фиг. 2 (вид сверху) и на фиг. 3 (вид с кормы), сигналы на выходах блока 13 нормализации определятся выражениямиWhen the AUV is located above the underwater software object, as shown in FIG. 2 (top view) and in FIG. 3 (view from the stern), the signals at the outputs of the
где коэффициент k1 - постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных данных и свойств протяженного подводного объекта; k2 - постоянный коэффициент, характеризующий приемный диполь; I - ток в возбуждающем диполе; r - расстояние от диполя до протяженного объекта; γ - угол между вертикальной осевой плоскостью подводного аппарата и продольной осью протяженного объекта; k3 - конструктивный коэффициент; b - расстояние между электродами М и N; Y - отклонение подводного аппарата от протяженного объекта в поперечном направлении.where the coefficient k1 is a constant coefficient depending on the structural data and the properties of the extended underwater object; k2 is a constant coefficient characterizing the receiving dipole; I is the current in the exciting dipole; r is the distance from the dipole to the extended object; γ is the angle between the vertical axial plane of the underwater vehicle and the longitudinal axis of the extended object; k3 is the design coefficient; b is the distance between the electrodes M and N; Y is the deviation of the underwater vehicle from an extended object in the transverse direction.
Зависимость компонент сигналов (1)…(4) от тока I в возбуждающем диполе подтверждает актуальность решения, положенного в основу первого признака заявляемого изобретения, т.е. поддержание значения этого тока в заданных пределах позволяет получать измеряемые сигналы требуемого уровня.The dependence of the signal components (1) ... (4) on the current I in the exciting dipole confirms the relevance of the solution underlying the first feature of the claimed invention, i.e. maintaining the value of this current within the specified limits allows you to receive the measured signals of the desired level.
На значение компонент указанных сигналов оказывает также расстояние r от возбуждающего или приемного диполей до протяженного объекта, т.е. при изменении высоты движения АНПА будет меняться напряжение на приемных диполях. Автоматическое регулирование уровня сигналов в блоке 13 нормализатора с передачей результатов управления в виде установленного значения коэффициента усиления на ВУБ 19 устраняет этот недостаток, т.е. усилители работают в линейной зоне с максимальным соотношением сигнал-шум.The value of the components of these signals is also exerted by the distance r from the exciting or receiving dipoles to the extended object, i.e. when the height of the AUV movement changes, the voltage at the receiving dipoles will change. Automatic control of the signal level in the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103805A RU2672775C1 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Device for detecting and tracing metal containing extended underwater object from side of autonomous uninhabited underwater vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103805A RU2672775C1 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Device for detecting and tracing metal containing extended underwater object from side of autonomous uninhabited underwater vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2672775C1 true RU2672775C1 (en) | 2018-11-19 |
Family
ID=64328083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018103805A RU2672775C1 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Device for detecting and tracing metal containing extended underwater object from side of autonomous uninhabited underwater vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2672775C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2757328C1 (en) * | 2021-03-31 | 2021-10-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from an autonomous unmanned underwater vehicle |
RU2765337C1 (en) * | 2021-07-28 | 2022-01-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from an underwater search installation |
WO2023033656A1 (en) * | 2021-08-31 | 2023-03-09 | Argeo Robotics As | A system and a method of detection and delineation of conductive bodies situated upon and/or beneath the seafloor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5430380A (en) * | 1993-02-26 | 1995-07-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Sensor for locating objects in the sea having a conductive shell to inject electric current into the sea and a sensor coil in the shell |
RU2174244C1 (en) * | 2000-04-28 | 2001-09-27 | Государственное учреждение Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Device for detection and tracking of metal-containing extended underwater object from board the underwater object from board the underwater search plant (modifications) |
RU2280268C1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-07-20 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for finding and tracking metal-containing extensive underwater objects from onboard the underwater finding apparatus |
US8265809B2 (en) * | 2009-01-22 | 2012-09-11 | Teledyne Instruments, Inc. | Autonomous underwater vehicle with current monitoring |
-
2018
- 2018-01-31 RU RU2018103805A patent/RU2672775C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5430380A (en) * | 1993-02-26 | 1995-07-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Sensor for locating objects in the sea having a conductive shell to inject electric current into the sea and a sensor coil in the shell |
RU2174244C1 (en) * | 2000-04-28 | 2001-09-27 | Государственное учреждение Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Device for detection and tracking of metal-containing extended underwater object from board the underwater object from board the underwater search plant (modifications) |
RU2280268C1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-07-20 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for finding and tracking metal-containing extensive underwater objects from onboard the underwater finding apparatus |
US8265809B2 (en) * | 2009-01-22 | 2012-09-11 | Teledyne Instruments, Inc. | Autonomous underwater vehicle with current monitoring |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2757328C1 (en) * | 2021-03-31 | 2021-10-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from an autonomous unmanned underwater vehicle |
RU2765337C1 (en) * | 2021-07-28 | 2022-01-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from an underwater search installation |
WO2023033656A1 (en) * | 2021-08-31 | 2023-03-09 | Argeo Robotics As | A system and a method of detection and delineation of conductive bodies situated upon and/or beneath the seafloor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2672775C1 (en) | Device for detecting and tracing metal containing extended underwater object from side of autonomous uninhabited underwater vehicle | |
KR20180115034A (en) | Radar Apparatus and Target Classification Method using the same | |
WO2022170933A1 (en) | Error correction method and apparatus for laser ranging, electronic device, and storage medium | |
CN107817484A (en) | The multiplication factor processing method and processing device of laser radar amplifying circuit | |
CN102841343A (en) | Echo sounding apparatus calibration system based on industrial computer and calibration method | |
NL7908355A (en) | DOUBLE FUSED RESISTANCE MEASUREMENT METHOD AND DEVICE. | |
RU2280268C1 (en) | Device for finding and tracking metal-containing extensive underwater objects from onboard the underwater finding apparatus | |
RU2586078C2 (en) | Single-position passive radioelectronic system for determining horizontal coordinates, target motion elements and kilometric attenuation coefficient of electromagnetic radiation of target | |
CN110411499B (en) | Evaluation method and evaluation system for detection and identification capability of sensor | |
RU2757328C1 (en) | Device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from an autonomous unmanned underwater vehicle | |
RU2765337C1 (en) | Device for detecting and tracking a metal-containing extended underwater object from an underwater search installation | |
Heneghan et al. | Remote determination of the profiles of the atmospheric structure constant and wind velocity along a line-of-sight path by a statistical inversion procedure | |
RU2408897C1 (en) | Active sonar | |
RU2533349C1 (en) | Radar set | |
RU2545526C1 (en) | Method for radar location of objects on road network | |
KR20190062923A (en) | Apparatus and method for measuring distance using tof camera | |
KR20150068126A (en) | Radar signal control apparatus of generating control signal for multi-mode radar based on target information and control method thereof | |
RU2524482C1 (en) | Method for single-position radar location of mobile objects on road network | |
US20040041098A1 (en) | Micro fluorescent electrophoresis detection system | |
RU2421749C1 (en) | Direction finder | |
RU2604353C1 (en) | Device for pulse emitters detecting | |
RU2659818C1 (en) | Device for determining direction to pulse emitters | |
RU2288483C1 (en) | Device for processing location signals | |
RU2568653C1 (en) | Device for search of clouds and lightning discharges | |
RU2625098C1 (en) | Device for determining distance and directions |