WO2011136676A1 - Оптическая система ориентирования судов - Google Patents
Оптическая система ориентирования судов Download PDFInfo
- Publication number
- WO2011136676A1 WO2011136676A1 PCT/RU2010/000202 RU2010000202W WO2011136676A1 WO 2011136676 A1 WO2011136676 A1 WO 2011136676A1 RU 2010000202 W RU2010000202 W RU 2010000202W WO 2011136676 A1 WO2011136676 A1 WO 2011136676A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- laser
- vessel
- beacon
- optical
- fairway
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B51/00—Marking of navigation route
Definitions
- the invention relates to the field of river and sea communications and is intended to provide ports, navigable canals, waterways of rivers, lakes and seas with a reliable navigation tool that allows vessels to be navigated at any time of the day or in various weather conditions.
- an optical ship orientation system comprising first and second laser beacons located on the shore and optical receiving and positioning units located on board the vessel (SU 1564922 A1, IPC B64F 1/18, 02/11/1988).
- This orientation system only generates signals characterizing the side and the magnitude of the angles of deviation of the vessel from the axis of the signal zone, while when posting the vessel it is necessary to know the linear displacement of the vessel from the center line of the fairway.
- the tasks to which the invention is directed are: 1) providing the skipper with accurate information about the linear displacement of the vessel from the center line of the fairway, while simultaneously determining the distance to the lighthouse, in order to keep the vessel on the fairway with a given accuracy throughout the ship's course; 2) providing the skipper with comfortable conditions for controlling the ship, excluding possible operator errors in the visual orientation method.
- each laser th beacon comprises an angular position sensor of the laser beam in the azimuth plane and non beacon laser sensor, outputs of which are connected to the modulator.
- the optical signal receiver contains a calculator designed to determine the magnitude and sign of the linear displacement of the vessel from the center line of the fairway, as well as the distance to the laser beacon based on the angular position in the horizontal plane of the laser beams and the number of the laser beacon contained in the modulated laser beams .
- FIG. 1 shows a diagram of a proposed optical ship orientation system.
- Figure 2 shows a diagram of a mobile receiving part of the proposed system.
- Fig.3 shows a spatial diagram of the functioning of the proposed system.
- Figure 4 shows a diagram of the functioning of the system, where ⁇ and a 2 is the angular position of the scanning beams of the first and second laser beacons, d is the distance between the beacons, x is the lateral deviation of the vessel from the axis of the alignment, / is the distance from the vessel to the beacon.
- the optical ship orientation system (Fig. 1) consists of the first and second laser beacons 1 and 2, controlled by the laser beam scanning unit 3.
- Each lighthouse 1 and 2 includes a deflector 8 connected in series, a laser beam angular position sensor 6, a modulator 5 and a laser emitter 4.
- the second input of the modulator 5 is connected to the laser beacon number sensor 7.
- a mobile receiver part of the orientation system (Fig. 2) is installed on the vessel, comprising an optical antenna 9 and series-connected unit 10 for receiving optical signals and a unit 11 for determining the position of the vessel, containing a calculator 12, and an indicator 13.
- the optical ship orientation system operates as follows.
- the signal zone of the system is formed by vertically deployed laser beams that synchronously scan in the azimuthal plane according to a given law (Fig. 3).
- the sensor 6 and the beacon number from the sensor 7 enters the modulator 5 of the emitter 4.
- the modulated laser beam is deflected by the deflector 8 according to a given law in the azimuthal plane.
- the operation of the beacons 1 and 2 is carried out by the beam scanning unit 3.
- the modulated radiation of the laser beacons 1 and 2 containing information about the angular position of the laser beam in the azimuthal plane at each moment of time and about the number of the beacon, enters the optical antenna 9, then to the optical signal receiving unit 10, where it is detected, selected and converted into electrical signals .
- Information about the angular position of the laser beams and the number of beacons is processed in the vessel positioning unit 11.
- the calculator 12 determines the magnitude and sign of the lateral deviation of the vessel from the axis of the laser alignment - x (m) and the distance to the beacon - / (m) (Fig. 4).
- the results of information processing are displayed on the indicator (13), and can also be used to automate the management of the vessel and in other navigation support systems of the vessel.
- the technical result of the invention is: providing the skipper with information about the linear displacement of the vessel from the center line of the fairway with an accuracy of plus or minus 3 ... 5 m throughout the entire course of the ship; providing the skipper with information about the distance to the laser alignment, which can range from several tens of meters to several kilometers; providing the navigator with comfortable conditions for controlling the vessel, eliminating possible operator errors with the visual orientation method; the ability to automate the ship control process; the ability to pair this system with other navigation systems, including satellite ones - Glonass, GPS.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области речных и морских коммуникаций и предназначено для обеспечения портов, судоходных каналов, водных путей рек, озер и морей навигационным средством, позволяющим осуществлять проводку судов в сложных навигационных условиях. Система состоит из двух лазерных маяков и блока управления (сканирования лазерных лучей). Каждый маяк имеет в своем составе лазерный излучатель, модулятор, датчик углового положения лазерного луча, датчик номера лазерного маяка и дефлектор. На судне устанавливается мобильная приемная часть системы ориентирования, содержащая оптическую антенну и последовательно соединенные блок приема оптических сигналов, блок определения местоположения судна с вычислителем и индикатор. В системе определяются величина и знак линейного смещения судна от осевой линии фарватера, а также дальность до лазерного маяка на основе данных об угловом положении в горизонтальной плоскости лазерных лучей и номере лазерного маяка, содержащихся в модулированных лазерных лучах. Изобретение дает возможность удерживать судно на фарватере с заданной точностью на всем протяжении судового хода, а также обеспечить судоводителя комфортными условиями управления судном.
Description
Оптическая система ориентирования судов
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к сфере речных и морских коммуникаций и предназначено для обеспечения портов, судоходных каналов, водных путей рек, озёр и морей надёжным навигационным средством, позволяющим в любое время суток и при различных погодных условиях осуществлять проводку судов в сложных навигационных условиях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Наиболее близкой к изобретению является оптическая система ориентирования судов, содержащая расположенные на берегу первый и второй лазерные маяки и расположенные на борту судна блоки приёма оптических сигналов и определения местоположения судна (SU 1564922 А1, МПК B64F 1/18, 11.02.1988).
Недостаток данной системы ориентирования заключается в том, что она лишь формирует сигналы, характеризующие сторону и величину углов отклонения судна от оси сигнальной зоны, в то время как при проводке судна необходимо знать величину линейного смещения судна от осевой линии фарватера.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачами, на решение которых направлено изобретение, являются: 1) обеспечение судоводителя точной информацией о величине линейного смещения судна от осевой линии фарватера, при одновременном определении дальности до маяка, с целью удержания судна на фарватере с заданной точностью на всём протяжении судового хода; 2) обеспечение судоводителя комфортными условиями управления судном, исключающими
возможные ошибки оператора при визуальном способе ориентирования.
Поставленные задачи решаются оптической системой ориентирования судов, содержащей установленные на берегу первый и второй лазерные маяки, каждый из которых включает последовательно соединённые лазерный излучатель, оптические модулятор и дефлектор, блок сканирования лучей, и уста- новленный на судне приёмник оптических сигналов, содержащий последовательно соединённые оптическую антенну, блок приёма оптических сигналов, блок определения местоположения судна и индикатор принятого сигнала, в которой согласно изобретению каждый лазерный маяк включает датчик углового положения лазерного луча в азимутальной плоскости и датчик номера лазерного маяка, выходы которых соединены с модулятором.
Кроме того, приёмник оптических сигналов содержит вычислитель, предназначенный для определения величины и знака линейного смещения судна от осевой линии фарватера, а также дальности до лазерного маяка на основе данных об угловом положении в горизонтальной плоскости лазерных лучей и номера лазерного маяка, содержащихся в модулированных лазерных лучах.
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана схема предложенной оптической системы ориентирования судов.
На фиг.2 показана схема мобильной приёмной части предложенной системы.
На фиг.З показана пространственная схема функционирования предложенной системы.
На фиг.4 показана схема функционирования системы, где \ и а2 - угловое положение сканирующих лучей первого и второго лазерных маяков, d — расстояние между маяками, х - боковое уклонение судна от оси створа, / - расстояние от судна до маяка.
ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Оптическая система ориентирования судов (фиг. 1) состоит из первого и второго лазерных маяков 1 и 2, управляемых блоком 3 сканирования лазерных лучей. Каждый маяк 1 и 2 имеет в своём составе последовательно соединённые дефлектор 8, датчик 6 углового положения лазерного луча, модулятор 5 и лазерный излучатель 4. Второй вход модулятора 5 соединён с датчиком 7 номера лазерного маяка.
На судне устанавливается мобильная приёмная часть системы ориентирования (фиг. 2), содержащая оптическую антенну 9 и последовательно соединённые блок 10 приёма оптических сигналов и блок 11 определения местоположения судна, содержащий вычислитель 12, и индикатор 13.
Оптическая система ориентирования судов функционирует следующим образом.
Сигнальная зона системы формируется развёрнутыми по вертикали лазерными лучами, синхронно сканирующими в азимутальной плоскости по заданному закону (фиг. 3).
Информация об угловом положении а сканирующего луча от
Датчика 6 и номере маяка от датчика 7 поступает в модулятор 5 излучателя 4. Модулированный лазерный луч отклоняется дефлектором 8 по заданному закону в азимутальной плоскости.
Управление работой маяков 1 и 2 осуществляет блок 3 сканирования лучей.
Модулированное излучение лазерных маяков 1 и 2, содержащее информацию об угловом положении лазерного луча в азимутальной плоскости в каждый момент времени и о номере маяка, поступает в оптическую антенну 9, далее в блок 10 приёма оптических сигналов, где детектируется, селектируется и преобразуется в электрические сигналы. Информация об угловом по- ложении лазерных лучей и номере маяков обрабатывается в блоке 11 определения местоположения судна. На основе полученной информации в вычислителе 12 проводится определение величины и знака бокового уклонения судна от оси лазерного створа - х (м) и расстояния до маяка - / (м) (фиг. 4). Результаты обработки информации выводятся на индикатор (13), а также могут использоваться для автоматизации управления судном и в иных системах навигационного обеспечения судна.
Техническим результатом изобретения являются: обеспечение судоводителя информацией о величине линейного смещения судна от осевой линии фарватера с точностью плюс - минус 3...5 м на протяжении всего судового хода; обеспечение судоводителя информацией о расстоянии до лазерного створа, которое может составлять от нескольких десятков метров до нескольких километров; обеспечение судоводителя комфортными условиями управления судном, исключающими возможные ошибки оператора при визуальном способе ориентирования; возможность автоматизации процесса управления судном; возможность сопряжения данной системы с иными навигационными системами, в том числе спутниковыми - Глонасс, GPS.
Claims
1. Оптическая система ориентирования судов, содержащая установленные на берегу первый и второй лазерные маяки, каждый из которых включает последовательно соединённые лазерный излучатель, оптические модулятор и дефлектор, блок сканирования лучей, и установленный на судне приёмник оптических сигналов, содержащий последовательно соединённые оптическую антенну, блок приёма оптических сигналов, блок определения местоположения судна и индикатор принятого сигнала, отличающаяся тем, что каждый лазерный маяк включает датчик углового положения лазерного луча в азимутальной плоскости и датчик номера лазерного маяка, выходы которых соединены с модулятором.
2. Система по п.1, отличающая с я тем, что приёмник оптических сигналов содержит вычислитель, предназначенный для определения величины и знака линейного смещения судна от осевой линии фарватера, а также дальности до лазерного маяка на основе данных об угловом положении в горизонтальной плоскости лазерных лучей и номера лазерного маяка, содержащихся в модулированных лазерных лучах.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2010/000202 WO2011136676A1 (ru) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | Оптическая система ориентирования судов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2010/000202 WO2011136676A1 (ru) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | Оптическая система ориентирования судов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2011136676A1 true WO2011136676A1 (ru) | 2011-11-03 |
Family
ID=44861745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2010/000202 WO2011136676A1 (ru) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | Оптическая система ориентирования судов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2011136676A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738645C1 (ru) * | 2020-01-22 | 2020-12-15 | Виталий Гаврилович Савельев | Способ формирования зон ориентирования и способ формирования зон для обозначения границ полосы безопасного движения с помощью лазерного створного маяка при проводке речных и морских судов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3698816A (en) * | 1970-09-16 | 1972-10-17 | Bell Telephone Labor Inc | Laser guidance system |
| RU1420816C (ru) * | 1987-01-14 | 1993-10-15 | Московский институт инженеров водного транспорта | Оптическа система проводки судов |
| JP2002037185A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-02-06 | Nec Corp | 航路標識 |
| RU2302357C2 (ru) * | 2005-06-24 | 2007-07-10 | Виталий Гаврилович Савельев | Способ проводки речных и морских судов по заданной траектории |
-
2010
- 2010-04-26 WO PCT/RU2010/000202 patent/WO2011136676A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3698816A (en) * | 1970-09-16 | 1972-10-17 | Bell Telephone Labor Inc | Laser guidance system |
| RU1420816C (ru) * | 1987-01-14 | 1993-10-15 | Московский институт инженеров водного транспорта | Оптическа система проводки судов |
| JP2002037185A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-02-06 | Nec Corp | 航路標識 |
| RU2302357C2 (ru) * | 2005-06-24 | 2007-07-10 | Виталий Гаврилович Савельев | Способ проводки речных и морских судов по заданной траектории |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738645C1 (ru) * | 2020-01-22 | 2020-12-15 | Виталий Гаврилович Савельев | Способ формирования зон ориентирования и способ формирования зон для обозначения границ полосы безопасного движения с помощью лазерного створного маяка при проводке речных и морских судов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20170102992A (ko) | 선박 보조 도킹 방법과 시스템 | |
| KR101992731B1 (ko) | 선박 보조 도킹 방법과 시스템 | |
| EP2789981B1 (en) | Method and device for displaying route | |
| RU2483280C1 (ru) | Навигационный комплекс | |
| CN108120987A (zh) | 一种大江大河的水下河道地形测量装置及测量方法 | |
| US20150330803A1 (en) | Information display device and method | |
| CN102278986A (zh) | 电子海图航线设计最优化方法 | |
| JP2006137309A (ja) | 船舶の入出港離着桟支援方法およびシステム | |
| CN109631857B (zh) | 一种多无人艇联合岛礁测绘系统和方法 | |
| JP2011149720A (ja) | 測量システム | |
| CN110058284A (zh) | 基于多定位标签的高精度船舶轮廓构建方法 | |
| CN101458322B (zh) | 局域定位系统及其定位方法 | |
| WO2011136676A1 (ru) | Оптическая система ориентирования судов | |
| CN104139838B (zh) | 一种避免船舶事故的发生的方法 | |
| RU2260191C1 (ru) | Навигационный комплекс высокоскоростных судов | |
| JP2000008389A (ja) | ケーソン施工支援システム | |
| RU165915U1 (ru) | Система автоматической проводки судов по заданной траектории движения | |
| RU2392174C1 (ru) | Оптическая система ориентирования судов | |
| RU2302357C2 (ru) | Способ проводки речных и морских судов по заданной траектории | |
| CN104554651A (zh) | 船舶最大允许航速设定装置 | |
| JPH10206178A (ja) | 移動体の誘導システム | |
| RU2546846C2 (ru) | Способ определения положения судна и характеристик его движения | |
| RU2411159C1 (ru) | Способ проводки морских и речных судов по заданному курсу | |
| TWI838007B (zh) | 船舶環境風險即時控管導航系統及其運作方法 | |
| JP3498051B2 (ja) | 浮標追尾システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 10850831 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 10850831 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |