NO327433B1 - Fremgangsmate og system for sensorgeometri - Google Patents

Fremgangsmate og system for sensorgeometri Download PDF

Info

Publication number
NO327433B1
NO327433B1 NO20074975A NO20074975A NO327433B1 NO 327433 B1 NO327433 B1 NO 327433B1 NO 20074975 A NO20074975 A NO 20074975A NO 20074975 A NO20074975 A NO 20074975A NO 327433 B1 NO327433 B1 NO 327433B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
sensor
carrying
accordance
state vector
formation
Prior art date
Application number
NO20074975A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20074975L (no
Inventor
Vegard Evjen Hovstein
Original Assignee
Maritime Robotics As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maritime Robotics As filed Critical Maritime Robotics As
Priority to NO20074975A priority Critical patent/NO327433B1/no
Priority to ES08832767T priority patent/ES2430219T3/es
Priority to US12/680,313 priority patent/US9151858B2/en
Priority to PCT/NO2008/000346 priority patent/WO2009045109A1/en
Priority to EP08832767.1A priority patent/EP2198355B1/en
Publication of NO20074975L publication Critical patent/NO20074975L/no
Publication of NO327433B1 publication Critical patent/NO327433B1/no

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3808—Seismic data acquisition, e.g. survey design
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3817—Positioning of seismic devices
    • G01V1/3826—Positioning of seismic devices dynamic steering, e.g. by paravanes or birds
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291—Fleet control
    • G05D1/0293—Convoy travelling
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/104—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft involving a plurality of aircrafts, e.g. formation flying
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C13/00—Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal
    • G01C13/008—Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal measuring depth of open water

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Fremgangsmåte og system for dynamisk sensorgeometri ved hjelp av formasjonsstyring av sensorbærende farkoster 11, 12a-d, hvilke sensorbærende farkoster 11, 12a-d opererer under vannoverflaten, på bakken, på vannoverflaten og/eller i lufta, er bemannet og/eller ubemannet, hvilke sensorbærende farkoster 11, 12a-d er forsynt med ett eller flere sensormidler, hvilke sensorer er fastmontert på de sensorbærende farkostene 11, 12a-d og/eller anordnet til de sensorbærende farkostene 11, 12a-d på andre egnete måter, så som slept etter farkostene 11, 12a-d.

Description

Fremgangsmåte og system for sensorgeometri
Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for dynamisk sensorgeometri ved hjelp av formasjonsstyring av sensorbærende farkoster for å oppnå en ønsket sensorgeometri i samsvar med innledningen til patentkrav 1. Oppfinnelsen gjelder videre et system for gjennomføring av fremgangsmåten i samsvar med innledningen til patentkrav 13.
Bakgrunn
I forbindelse med datainnsamling brukes i dag farkoster utstyrt med forskjellige typer sensorsystemer for datainnsamling. Typiske sensorer/applikasjoner kan være: multistråle ekkolodd/havbunnskartlegging, sonar/fiske, sonarer/minejakt, hydrofoner/maritime seismikk, laserscanner/topografimålinger og lignende.
Farkostens sensorsystemer vil ha en dekningsgrad som er begrenset. Dette løses som oftest med å kjøre sensorbærer (farkost) i repetitive og delvis overlappende mønster for til slutt å kunne interpolere måleresultatene til ett helhetlig måleresultat over ett gitt areal. Typisk vil sensorbærende farkoster ha en svært høy døgn rate. For å effektivisere farkost-basert datainnsamling er det tre innlysende alternativer:
1. Øke sensorbærers hastighet for dermed å dekke større areal per tidsenhet.
2. Øke sensorenes dekningsgrad
3. Øke antall sensorer
Hastigheten målingen kan foregå med (farkostens hastighet) er ofte begrenset ut fra måletekniske begrensninger (kvalitet på måledata).
Sensorenes dekningsgrad avhenger av måletekniske prinsipper som kan være begrensende. Ofte er det også ønskelig å ha stor sensoroppløsning, og dermed må sensorens effektive søkeareal holdes nede.
En økning i antall sensorer er ikke uten videre en farbar vei da sensorene fremdeles er avhengig av å sitte på farkosten, og dermed vil ha sammenfallende dekningsområde.
NO 20063819 beskriver systemer og fremgangsmåter for posisjonering av marint seismisk utstyr, hvilket system omfatter en fartøysalgoritme for beregning av en optimal fartøysbane.
Det er ikke kjent publikasjoner som fremviser eller foreslår fremgangsmåter for å oppnå en ønsket sensorgeometri ved hjelp av formasjonsstyring av sensorbærende farkoster.
Formål
Formålet med oppfinnelsen er å skape en fremgangsmåte for dynamisk sensorgeometri ved hjelp av formasjonsstyring av sensorbærende farkoster for å oppnå en ønsket sensorgeometri. Det er videre et formål med fremgangsmåten å fremme en effektiv datainnsamling ved hjelp av de formasjonsstyrte sensorbærende farkostene i ønsket sensorgeometri. De sensorbærende farkostene opererer på bakken (kjørende farkost), på vannoverflaten (flytende farkost), under vannoverflaten (neddykket farkost) og/eller i lufta (flygende farkost), er bemannet og/eller ubemannet, hvilke sensorbærende farkoster er forsynt med ett eller flere sensormidler, hvilke sensormidler er fastmontert på de sensorbærende farkostene og/eller anordnet til de sensorbærende farkostene på andre egnete måter, så som slept etter farkostene.
Oppfinnelsen
En fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk ved framgangsmåten er angitt i de øvrige avhengige patentkravene. Et system i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 13. Ytterligere fordelaktige trekk ved systemet er angitt i de avhengige patentkravene.
En utførelsesform av en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen baserer seg på å øke måleeffektiviteten og dekningsgraden ved å øke antall sensorer ved hjelp av å plassere disse sensorene på fysisk uavhengige sensorbærende farkoster som videre styres ved hjelp av fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen til en ønsket geometri for sensorene. Med sensorbærende farkoster menes her alle typer farkoster som kan håndtere sensorer, hvilke sensorbærende farkoster opererer på bakken, på vannoverflaten, under vannoverflaten og/eller i lufta og kan være bemannet og/eller ubemannet. De sensorbærende farkoster er forsynt med en eller flere sensormidler, hvilke sensormidler er fastmontert på de sensorbærende farkostene og/eller anordnet til de sensorbærende farkostene på andre egnete måter, så som slept etter farkostene.
En andre utførelsesform av en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen baserer seg på å utnytte informasjon om sensorenes dekningsvinkel til å opprettholde en fast overlapping selv om avstanden til måleobjektet varier. Dette oppnåes med å variere relativ avstand mellom de sensorbærende farkostene.
Ved for eksempel å benytte ubemannede sensorbærende farkoster som holdes i en fysisk posisjon ved hjelp av en fremgangsmåte for sensorgeometri i samsvar med oppfinnelsen, oppnår en å kunne øke antallet sensorer i eksempelvis den maritime målingen uten at kostnaden øker tilsvarende. Dette på grunn av at de ubemannede sensorbærende farkostene vil ha vesentlig lavere drifts- og operasjonskostnad enn bemannede med tilsvarende kapasitet.
Ved hjelp av en fremgangsmåte for sensorgeometri i samsvar med oppfinnelsen vil man oppnå en dynamisk sensorgeometri ved hjelp av formasjonsstyring av de sensorbærende farkostene. Geometrien er kontrollerbar og kan en kan derfor dynamisk forandre sensorenes relative geometri avhengig av ønsket operasjon.
En fremgangsmåte for sensorgeometri i samsvar med oppfinnelsen kan oppsummeres i følgende trinn:
a) Hent inn formasjonsdefinisjonsparametere,
b) Hent inn formasjonsmedlemstilstandsvektorer,
c) Hent inn egen tilstandsvektor,
d) Sammenlign egen tilstandsvektor med informasjonen fra trinn a) til c),
e) Beregn ny kurs og hastighet,
f) Beregn pådrag ut fra trinn e),
g) Sett pådrag på sensorbærer beregnet i trinn f),
h) Gjenta trinnene a) til g) kontinuerlig.
Trinn a) omfatter innhenting av manuelt definerte parametere som definerer
sensorgeometrien/formasjonens form (relativ avstand og posisjon), samt andre aktuelle parametere for styring, som eksempelvis sensorenes søkebredde og/eller sensorens avstand til måleobjektet eller andre sensormålte parametere som indikerer behov for formasjonsendring for å bedre den måletekniske kvaliteten. Parameterne hentes fordelaktig fra en kommandosentral.
Trinn b) omfatter innhenting av de andre formasjonsmedlemmenes tilstandsvektorer for å gi informasjon om deres posisjon, hastighet og retning. Informasjonen er tilgjengelig fra hvert enkelt medlems/sensorbærende farkosts navigasjonssystem.
Trinn c) omfatter innhenting av egen tilstandsvektor for en sensorbærende farkost fra dens eget navigasjonssystem.
Trinn d) omfatter sammenligning av den sensorbærende farkostens egen tilstandsvektor med informasjonen innhentet i trinnene a) til c).
Trinn e) omfatter beregning av ny ønsket tilstandsvektor basert på sammenligningen i trinn d). Trinn d) og e) utføres fordelaktig av et formasjonsstyringsmiddel som er innrettet med programvare/algoritmer og/eller er programmert for dette.
Trinn f) omfatter beregning av pådrag for den sensorbærende farkosten for å oppnå ønsket tilstandsvektor ut fra trinn e), hvilket fordelaktig utføres av retnings-/hastighetsstyringsmidler. Fordelaktig hentes egen tilstandsvektor inn som en referanse for kontinuerlig sammenligning med ny ønsket tilstandsvektor og kontinuerlig justering av pådraget for å oppnå den ønskete tilstandsvektoren for den sensorbærende farkosten.
Trinn g) omfatter styring av pådraget til den sensorbærende farkosten ved hjelp av retnings-/hastighetsstyringsmidlene basert på en kontinuerlig sammenligning mellom den ønskete tilstandsvektoren og den sensorbærende farkostens til enhver tid egen foreliggende tilstandsvektor for hurtig styring av pådraget.
Trinn h) omfatter å gjenta trinnene a) til g) kontinuerlig under en operasjon. Fremgangsmåten kan gjennomføres ved at hver av sensorbærende farkost omfatter retnings-/fremdriftsmidler og et reguleringssystem tilpasset for gjennomføring av fremgangsmåten.
Fremgangsmåte har mange bruksområder og de sensorbærende farkostene kan omfatte sensormidler plassert på farkosten eller på annen måte tilknyttet farkosten (sleping etc), så som multistråle ekkolodd/havbunnskartlegging, sonar/fiske, sonarer/minejakt, hydrofonstreamere/maritim seismikk, laserscanner/topografimålinger, ortofoto/ landskapsmåling.
Ytterligere detaljer ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende eksempel-beskrivelsen.
Eksempel
Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i form av utførelsesformer med henvisninger til de vedlagte tegningene, hvor:
Fig. 1 viser et kommunikasjonsnettverk i samsvar med oppfinnelsen,
Fig. 2a og 2b viser to ulike sensorgeometrier som kan oppnås ved hjelp av formasjonsstyring av sensorbærende farkoster i samsvar med oppfinnelsen, Fig. 3 viser blokkskjematisk et reguleringssystem for en første utførelsesform av oppfinnelsen,
Fig. 4 viser datainnsamling fra havbunnen, og
Fig. 5. viser blokkskjematisk et reguleringssystem for en andre utførelsesform i samsvar med oppfinnelsen.
I Fig. 1 er det vist et kommunikasjonsnettverk i samsvar med oppfinnelsen som viser kommunikasjonsstrukturen mellom de ulike formasjonsdeltagerne. Figuren viser et eksempel med fem sensorbærende farkoster 11 og 12a-d, hvor sensorbærende farkost 11 er hovedfarkost og de sensorbærende farkostene 12a-d er andre farkoster. Hovedfarkosten 11 omfatter fordelaktig en kommandosentral for overvåkning, styring og manuell innstilling av parametere for å bestemme sensorgeometrien ved hjelp av formasjonsstyring av de andre farkostene 12a-d. Kommunikasjonen mellom de ulike enhetene foregår fordelaktig trådløst og de ulike enhetene 11 og 12a-d er forsynt med midler for trådløs kommunikasjon, fordelaktig med sanntids dataoverføringsmidler. Alle formasjonsdeltakerne/de sensorbærende farkostene 11 og 12a-d har sin unike adresse. Alle formasjonsdeltakerne/de sensorbærende farkostene 11 og 12a-d kan dermed adresseres unikt.
Fig. 2a og 2b viser eksempler på sensorgeometrier oppnådd ved hjelp av formasjonsstyring av de sensorbærende farkostene 12a-d i forhold til hovedfarkosten 11 i samsvar med oppfinnelsen. Figurene viser hvordan fremgangsmåten er anvendt på et flertall sensorbærende farkoster 11 og 12a-d for å oppnå to ulike geometrier for formasjoner.
Hver sensorbærende farkost 12a-d omfatter videre et reguleringssystem 100 som er blokkskjematisk vist i Fig. 3. Reguleringssystemet 100 omfatter fordelaktig formasjonsstyringsmidler 101, retnings-/hastighetsstyringsmidler 102, en blokk for farkosten 12a-d og et navigasjonssystem 103.
Figuren viser videre informasjonsflyten i reguleringssystemet 100. Formasjonsstyringsmidlene 101 får i denne utførelsesformen følgende input: 1. Formasjonsdefinisjonsparametere 104 - manuelt definerte parametere som definerer formasjonens form (relativ avstand og posisjon), 2. Formasjonsmedlemstilstandsvektorer 105 - de andre formasjonsdeltakernes 11 og 12a-d tilstandsdata.
I tillegg får formasjonsstyringsmidlene 101 informasjon fra et navigasjonssystem 103 om egen tilstandsdata, så som posisjon, retning og hastighet fra navigasjonssystemet 103 i form av en tilstandsvektor 106.
Formasjonsdefinisjonsparametere 104 settes fordelaktig manuelt fra hovedfarkostens 11 kommandosentral eller en kommandosentral i nærheten.
Formasjonsstyringsmidlene 101 er videre innrettet med programvare/algoritmer og/eller programmert for å sammenligne den sensorbærende farkostens 12a-d egen tilstandsvektor 106, mottatt fra navigasjonssystemet 103, med input-parameterne. Formasjonsstyringsmidlene 101 beregner deretter en ny ønsket tilstandsvektor for den sensorbærende farkosten 12a-d. Den beregnete tilstandsvektoren tilføres et eget retnings-/hastighetsstyringsmiddel 102 som setter pådraget P på den sensorbærende farkostens 12a-d pådragsmidler. Den til enhver tid foreliggende sensorbærende farkostens 11 og 12a-d egen tilstandsvektor 106 hentes fordelaktig inn som en referanse for kontinuerlig sammenligning mellom den ønskete tilstandsvektoren og den sensorbærende farkostens til enhver tid egen foreliggende tilstandsvektor for hurtig styring av pådraget.
På denne måten oppnår man en dynamisk konfigurerbar relativ avstand DA mellom de ulike sensorbærende farkostene 11 og 12a-d som kan styres til ønsket sensorgeometri ved hjelp av formasjonsstyring av de sensorbærende farkostene 12a-d rundt hovedfarkosten 11 i det foreliggende eksempelet. Siden sensorgeometrien (formasjonsstyringen av de sensorbærende farkostene) er kontrollerbar kan en derfor dynamisk forandre sensorenes relative geometri avhengig av ønsket operasjon.
Fig. 4 viser en andre utførelsesform i samsvar med oppfinnelsen som er tilpasset for datainnsamling fra havbunnen. Ved datainnsamling fra for eksempel en havbunn 120 har sensorene typisk en fast gitt dekningsvinkel a. Når disse sensorene bæres av formasjonsstyrte sensorbærende farkoster 12a-c ønsker en gjerne at sensorenes dekningsområde skal overlappe noe. Gitt at sensorenes dekningsvinkel a er fast vil sensorenes effektive søkebredde variere med avstand til måleobjekt (havdybden D i dette eksempelet).
I samsvar med oppfinnelsen er det skapt en fremgangsmåte som sørger for at sensorene opprettholder en fast overlapping selv om avstanden til måleobjektet D varier. Dette oppnåes med å variere relativt avstand DA mellom de sensorbærende farkostene 12a-c. Eksempelvis dersom avstanden D øker, kan avstanden DA mellom formasjons-deltakerne, dvs. de sensorbærende farkostene 12a-c, økes pga. at sensoren da vil kunne undersøke ("se") en større bredde av måleobjektet 120. For å gjennomføre dette brukes avstanden D som en input styreparameter for reguleringssystemet 100', dvs. som input til formasjonsstyringsmidlene 101.
Henviser nå til Fig. 5 som blokkskjematisk viser reguleringssystemet 100' for en andre utførelsesform av oppfinnelsen.
Reguleringssystemet 100' omfatter som ovenfor formasjonsstyringsmidler 101, retnings-/hastighetsstyringsmidler 102, en blokk for farkosten 12a-cog et navigasjonssystem 103. Navigasjonssystemet 103 omfatter i tillegg her en avstandssensor for å gi informasjon om avstanden D til måleobjektet 120.
Figuren viser videre informasjonsflyten i reguleringssystemet 100'. Formasjonsstyringsmidlene 101 får fordelaktig i denne utførelsesformen følgende input: 1. Formasjonsdefinisjonsparametere 107 - manuelt definerte parametere som definerer formasjonens form og sensorens søkebredde og sensorenes ønskede overlapping, 2. Formasjonsmedlemstilstandsvektorer 108 - de andre formasjonsdeltakernes tilstandsdata.
I tillegg får formasjonsstyringsmidlene 101 også her informasjon fra et navigasjonssystem 103 om egen tilstandsdata, så som posisjon, retning og hastighet og i tillegg informasjon om avstanden D ned til måleobjekt i form av en tilstandsvektor 109.
Formasjonsstyringsmidlene 101 er også her innrettet med programvare/algoritmer og/eller programmert for å sammenligne den sensorbærende farkostens 12a-c egen tilstandsvektor 109, mottatt fra navigasjonssystemet 103, med input-parameterne. Formasjonsstyringsmidlene 103 beregner deretter en ny ønsket tilstandsvektor for den sensorbærende farkosten 12a-c. Den beregnete tilstandsvektoren tilføres et eget retnings-/hastighetsstyringsmiddel 102 som setter pådraget P på den sensorbærende farkostens 12a-c pådragsmidler, på samme måte som i den første utførelsesformen. Den til enhver tid foreliggende sensorbærende farkostens 12a-c egen tilstandsvektor 109 hentes fordelaktig inn som en referanse for kontinuerlig sammenligning mellom den ønskete tilstandsvektoren og den sensorbærende farkostens til enhver tid egen foreliggende tilstandsvektor for hurtig styring av pådraget.
På denne måten oppnår man en dynamisk relativ avstand DA mellom de ulike sensorbærende farkostene 12a-c som kan styres til ønsket sensorgeometri ved hjelp av de sensorbærende farkostene 12a-c slik at sensorene overlapper hverandre noe. Siden geometrien er kontrollerbar kan en derfor dynamisk forandre sensorenes relative geometri avhengig av avstand til måleobjekt i forhold til sensorenes dekningsvinkel.
Modifikasjoner
Det er klart at også en eventuell hovedfarkost kan være en likestilt farkost i oppsettene ovenfor, hvor operasjonen da styres av fra en lokasjon i nærheten. Dersom en farkost i nærheten benyttes som kommandosentral vil man ikke trenge en hovedfarkost, men alle de farkostene kan styres til ønsket sensorgeometri ved hjelp av formasjonsstyring av farkostene.
Det er klart at antallet sensorbærende farkoster kan varieres til ønsket antall etter ønsket operasjon og formål.
Fremgangsmåten kan videre omfatte ytterligere styringsparametere så som andre måletekniske styringsparametre som gir premisser for sensorsgeometri. Eksempelvis kan den relative avstanden DA varieres som funksjon av reflektert lyd/elektromagnetisme fra kilde og/eller annen målt sensorfangst som eksempelvis beskrevet under Figur 4.
Fremgangsmåten kan benyttes til formasjonsstyring av både undervannsfarkoster, overflatefarkoster (maritime eller bakkebaserte) og flygende farkoster eller en kombinasjon av disse. For undervannsfarkoster og flygende farkoster vil man i tillegg trenge input-parametere om den enkelte sensorbærende farkostens avstand til vannoverflaten og havbunnen (for undervannsfarkoster) eller avstand over havets overflate eller til bakken (for flygende farkoster).
Siden de ulike sensorbærende farkostene kan adresseres unikt gir det muligheter for at de sensorbærende farkostene kan utstyres med ulike sensormidler og styres deretter.
Fremgangsmåten kan tilpasses for de ulike sensormidlene som kan håndteres av de sensorbærende farkostene, så som multistråle ekkolodd/havbunnskartlegging, sonar/fiske, sonarer/minejakt, hydrofonstreamere/maritim seismikk, laserscanner/topografi, kamera-systemer/ortofoto/landskapskapmåling, elektromagnetiske/magnetisk sensorer/geologi etc.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte for dynamisk sensorgeometri ved hjelp av formasjonsstyring av sensorbærende farkoster (11,12a-d), hvilke sensorbærende farkoster (11,12a-d) opererer under vannoverflaten, på bakken, på vannoverflaten og/eller i lufta, er bemannet og/eller ubemannet, hvilke sensorbærende farkoster (11,12a-d) er forsynt med ett eller flere sensormidler, hvilke sensormidler er fastmontert på de sensorbærende farkostene (11, 12a-d) og/eller anordnet til de sensorbærende farkostene (11,12a-d) ved hjelp av andre egnete måter, så som slept etter farkostene (11,12a-d), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: a) Hent inn formasjonsdefinisjonsparametere, b) Hent inn formasjonsmedlemstilstandsvektorer, c) Hent inn egen tilstandsvektor, d) Sammenlign egen tilstandsvektor med informasjonen fra trinn a) til c), e) Beregn ny kurs og hastighet, f) Beregn pådrag ut fra trinn e), g) Sett pådrag på sensorbærende farkost beregnet i trinn f), h) Gjenta trinnene a) til g) kontinuerlig.
2. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at trinn a) omfatter innhenting av manuelt definerte parametere som definerer formasjonens form (relativ avstand og posisjon).
3. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at trinn a) videre omfatter innhenting av andre aktuelle parametere for styring, så som sensormidlenes søkebredde, sensormidlenes avstand til måleobjekt eller andre sensormålte parametere som indikerer behov for formasjonsendring for bedre måleteknisk kvalitet.
4. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at trinn b) omfatter innhenting av de andre formasjonsmedlemmenes tilstandsvektorer for å gi informasjon om deres posisjon, hastighet, retning og lignende.
5. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at trinn c) omfatter innhenting av egen tilstandsvektor for en sensorbærende farkost.
6. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1-5, karakterisert ved at trinn d) omfatter sammenligning av den sensorbærende farkostens egen tilstandsvektor med informasjonen innhentet i trinnene a) til c).
7. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1-6, karakterisert ved at trinn e) omfatter beregning av ny ønsket tilstandsvektor basert på sammenligningen i trinn d).
8. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1-7, karakterisert ved at trinn f) omfatter beregning av pådrag for den sensorbærende farkosten for å oppnå ønsket tilstandsvektor ut fra trinn e).
9. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1-8, karakterisert ved at trinn g) omfatter styring av pådraget til den sensorbærende farkosten ved hjelp av retnings-/hastighetsstyringsmidlene basert på en kontinuerlig sammenligning mellom den ønskete tilstandsvektoren og den sensorbærende farkostens til enhver tid egen foreliggende tilstandsvektor for hurtig styring av pådraget.
10. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1-9, karakterisert ved at trinn f) fordelaktig videre omfatter bruk av den sensorbærende farkostens egen tilstandsvektor som en referanse for kontinuerlig sammenligning med ny ønsket tilstandsvektor og kontinuerlig justering av pådraget for å oppnå den ønskete tilstandsvektoren for den sensorbærende farkosten.
11. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 5 og 6, karakterisert ved at trinnene d) og e) utføres av et formasjonsstyringsmiddel innrettet med programvare/algoritmer og/eller er programmert for dette.
12. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1-11, karakterisert ved at et navigasjonssystem gir informasjon om tilstandsvektoren til den sensorbærende farkosten, samt annen informasjon, så sensormidlenes avstand til et måleobjekt eller andre sensormålte parametere som indikerer behov for formasjonsendring for bedre måleteknisk kvalitet og lignende.
13. System for gjennomføring av fremgangsmåten i samsvar med patentkrav 1-12, hvor systemet omfatter en eller flere sensorbærende farkoster (11, 12a-d), hvilke sensorbærende farkoster (11,12a-d) opererer under vannoverflaten, på bakken, på vannoverflaten og/eller i lufta, er bemannet og/eller ubemannet, hvilke sensorbærende farkoster (11, 12a-d) er forsynt med ett eller flere sensormidler, hvilke sensormidler er fastmontert på de sensorbærende farkostene (11,12a-d) og/eller anordnet til de sensorbærende farkostene (11,12a-d) ved hjelp av andre egnete måter, så som slept etter farkostene (11,12a-d), karakterisert ved at hver sensorbærende farkost (11, 12a-d) omfatter et reguleringssystem (100,100') hvilket omfatter formasjonsstyringsmidler (101), retnings-/hastighetsstyringsmidler (102), en blokk for den ubemannede farkosten (12a-d) og et navigasjonssystem (103).
14. System i samsvar med patentkrav 13, karakterisert ved at formasjonsstyringsmidlene (101) er anordnet for mottak av formasjonsdefinisjonsparametere (104, 107), og/eller formasjonsmedlemstilstandsvektorer (105,108), samt den sensorbærende farkostens (11, 12a-d) egen tilstandvektor (106, 109).
15. System i samsvar med patentkrav 13 og 14, karakterisert ved at et navigasjonssystem (103) er anordnet for å skape tilstandsvektoren (106, 108).
16. System i samsvar med patentkrav 13, karakterisert ved at navigasjonssystemet (103) videre er forsynt med midler for tilleggsinformasjon, så som sensormidlenes avstand til et måleobjekt eller andre sensormålte parametere som indikerer behov for formasjonsendring for bedre måleteknisk kvalitet og lignende.
17. System i samsvar med patentkrav 13, karakterisert ved at formasjonsstyringsmidlene (101) er innrettet med programvare/algoritmer og/eller programmert for sammenligning av den sensorbærende farkostens (12a-d) egen tilstandsvektor (106,109) med formasjonsdefinisjonsparametere (104,107) og/eller formasjonsmedlemstilstandsvektorer (105,108), samt er innrettet med programvare/algoritmer og/eller programmert for beregning av ny ønsket tilstandsvektor for den sensorbærende farkosten (11, 12a-d).
18. System i samsvar med patentkrav 13, karakterisert ved at retnings-/hastighetsstyringsmidler (102) er innrettet for å beregne pådrag og sette pådrag for den sensorbærende farkosten (11,12a-d).
NO20074975A 2007-10-03 2007-10-03 Fremgangsmate og system for sensorgeometri NO327433B1 (no)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20074975A NO327433B1 (no) 2007-10-03 2007-10-03 Fremgangsmate og system for sensorgeometri
ES08832767T ES2430219T3 (es) 2007-10-03 2008-09-29 Método y sistema para geometría de sensores
US12/680,313 US9151858B2 (en) 2007-10-03 2008-09-29 Method and system for sensor geometry
PCT/NO2008/000346 WO2009045109A1 (en) 2007-10-03 2008-09-29 Method and system for sensor geometry
EP08832767.1A EP2198355B1 (en) 2007-10-03 2008-09-29 Method and system for sensor geometry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20074975A NO327433B1 (no) 2007-10-03 2007-10-03 Fremgangsmate og system for sensorgeometri

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20074975L NO20074975L (no) 2009-04-06
NO327433B1 true NO327433B1 (no) 2009-06-29

Family

ID=40526412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20074975A NO327433B1 (no) 2007-10-03 2007-10-03 Fremgangsmate og system for sensorgeometri

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9151858B2 (no)
EP (1) EP2198355B1 (no)
ES (1) ES2430219T3 (no)
NO (1) NO327433B1 (no)
WO (1) WO2009045109A1 (no)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9663192B2 (en) 2010-03-30 2017-05-30 Pgs Geophysical As Noise suppression by adaptive speed regulations of towed marine geophysical streamer
US8472281B2 (en) * 2010-03-30 2013-06-25 Pgs Geophysical As Noise suppression by adaptive speed regulation of towed marine geophysical streamer
EP2442201B1 (en) * 2010-07-01 2020-01-22 Sikorsky Aircraft Corporation Formation flying method and system
WO2012002976A1 (en) 2010-07-01 2012-01-05 Mearthane Products Corporation High performance resilient skate wheel with compression modulus gradient
US8718939B2 (en) 2011-03-29 2014-05-06 International Business Machines Corporation Method and apparatus for three dimensional dynamic measurements in water system
EP2657725B1 (en) * 2012-04-27 2015-01-14 Sercel Method and system for managing a multi-vessel seismic system
SE541940C2 (en) * 2015-11-04 2020-01-07 Eronn Martin System for detecting subsurface objects and unmanned surface vessel
EP3387397B1 (en) 2015-12-09 2023-11-29 Teledyne Flir, LLC Airborne inspection systems comprising infrared camera
JP6302956B2 (ja) * 2016-06-15 2018-03-28 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 隊形設定装置、隊形設定方法及び隊形設定プログラム
US11430332B2 (en) 2016-09-02 2022-08-30 FLIR Belgium BVBA Unmanned aerial system assisted navigational systems and methods
US11270592B2 (en) * 2016-12-20 2022-03-08 Nec Corporation Vehicle control device, method for control of vehicle, and program for control of vehicle control device
CN109541625B (zh) * 2018-11-27 2020-10-09 中国农业大学 植保无人机飞行参数测量方法及系统
EP4095483A1 (en) * 2021-05-25 2022-11-30 Xocean Limited Bathymetric survey system and method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405999A (en) * 1980-12-31 1983-09-20 Mobil Oil Corporation Method for collecting and generating composite trace signals with improved signal to noise ratios
NO20063819L (no) * 2005-08-26 2007-02-27 Westerngeco Seismic Holdings Automatiske systemer og fremgangsmater for posisjonering av marint seismisk utstyr

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008470A (en) * 1968-02-27 1977-02-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Passive ranging system
US3890593A (en) * 1971-05-21 1975-06-17 Advance Oil And Gas Co Inc Multi-directional seismic exploration methods on navigable water
US3906352A (en) * 1973-03-16 1975-09-16 Del Norte Technology Method of making a three-dimensional seismic profile of ocean floor
NO850948L (no) * 1984-03-12 1985-09-13 Atlantic Richfield Co Fremgangsmaate og system til seismiske undersoekelser til havs
FR2574560B1 (fr) * 1984-12-06 1987-05-15 Inst Francais Du Petrole Systeme utilisant un ou plusieurs bateaux telecommandes pour la conduite d'operations marines
US4924448A (en) * 1989-03-09 1990-05-08 Gaer Marvin C Bistatic system and method for ocean bottom mapping and surveying
US5043903A (en) * 1989-12-01 1991-08-27 Thomson Csf System for aiding the movement of moving units in group formation
US5523951A (en) * 1991-09-06 1996-06-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for automatic ship steering
US5231609A (en) * 1992-09-28 1993-07-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multiplatform sonar system and method for underwater surveillance
US5521817A (en) * 1994-08-08 1996-05-28 Honeywell Inc. Airborne drone formation control system
US5810297A (en) * 1996-04-29 1998-09-22 Basuthakur; Sibnath Satellite cluster attitude/orbit determination and control system and method
US6072433A (en) * 1996-07-31 2000-06-06 California Institute Of Technology Autonomous formation flying sensor
US6590831B1 (en) * 1997-12-30 2003-07-08 Westerngeco L.L.C. Method and apparatus for controlling and optimizing seismic data acquisition
US6028817A (en) * 1997-12-30 2000-02-22 Western Atlas International, Inc. Marine seismic system with independently powered tow vehicles
DE19929143A1 (de) * 1999-06-26 2000-12-28 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Hochauflösendes Synthetik-Apertur-Radarsystem
US6338023B1 (en) * 2000-01-03 2002-01-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Autonomous survey system (auto survey)
AU2001291322A1 (en) * 2000-09-19 2002-04-02 Westerngeco, L.L.C. Seismic acquisition using multiple sources and separate shooting vessels
US6691038B2 (en) * 2001-06-15 2004-02-10 Westerngeco L.L.C. Active separation tracking and positioning system for towed seismic arrays
US6653970B1 (en) * 2002-11-12 2003-11-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Multi-static UAV radar system for mode-adaptive propagation channels with obscured targets
US7024309B2 (en) * 2003-08-28 2006-04-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Autonomous station keeping system for formation flight
US7272472B1 (en) * 2004-07-15 2007-09-18 Rockwell Collins, Inc. System and method for improving aircraft formation flying accuracy and integrity
US7123169B2 (en) * 2004-11-16 2006-10-17 Northrop Grumman Corporation Method and apparatus for collaborative aggregate situation awareness
US20060235584A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Honeywell International Inc. Decentralized maneuver control in heterogeneous autonomous vehicle networks
WO2007070499A2 (en) * 2005-12-12 2007-06-21 Bp Corporation North America Inc. Method of wide azimuth seismic aquisition
ES2397646T3 (es) * 2006-03-23 2013-03-08 Thales Sistema de control de despliegue de ingenios espaciales que deben volar en formación , por determinación simultánea y de gran precisión de sus posiciones

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405999A (en) * 1980-12-31 1983-09-20 Mobil Oil Corporation Method for collecting and generating composite trace signals with improved signal to noise ratios
NO20063819L (no) * 2005-08-26 2007-02-27 Westerngeco Seismic Holdings Automatiske systemer og fremgangsmater for posisjonering av marint seismisk utstyr

Also Published As

Publication number Publication date
US9151858B2 (en) 2015-10-06
US20100235098A1 (en) 2010-09-16
WO2009045109A1 (en) 2009-04-09
NO20074975L (no) 2009-04-06
EP2198355B1 (en) 2013-07-10
ES2430219T3 (es) 2013-11-19
EP2198355A4 (en) 2012-01-11
EP2198355A1 (en) 2010-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO327433B1 (no) Fremgangsmate og system for sensorgeometri
Paull et al. AUV navigation and localization: A review
KR100734814B1 (ko) 자율운항무인선박
US6590831B1 (en) Method and apparatus for controlling and optimizing seismic data acquisition
US5894450A (en) Mobile underwater arrays
US6691038B2 (en) Active separation tracking and positioning system for towed seismic arrays
EP3371623B1 (en) System for detecting subsurface objects and unmanned surface vessel
NO339433B1 (no) Fremgangsmåte og system for marin seismisk kartlegging både under lineær kurs og vendinger
EP3107806B1 (en) Method and autonomous underwater vehicle able to maintain a planned arrangement
NO338453B1 (no) Akustiske undervannsposisjoneringsmetoder og -systemer basert på modulerte akustiske systemer
JP2014504357A (ja) ソーナーデータ収集システム
JP2014506990A (ja) 水中構造物の３次元モデルの構築
NO340018B1 (no) Fremgangsmåte for å lette utplassering og innhenting av lineære akustiske antenner, under hvilken distansemålende midler på antennene kommuniserer med hverandre
CN107153192A (zh) 一种水下机器人目标定位识别方法和系统
NO343921B1 (no) System for lokalisering og posisjonering av akustiske lineære slepeantenner som integrerer midler for lokale tilbakemeldingsstyringsmidler
JP2021506668A (ja) 海洋面ドローン及びそのようなドローンによって実施される水中環境を特性化するための方法
US12110086B2 (en) Methods and systems for surveying using deep-water vessels
NO20140290A1 (no) Streamere uten halebøyer
Inzartsev et al. Detection and inspection of local bottom objects with the help of a group of special-purpose AUVs
Cardaillac et al. Application of maneuvering based control for autonomous inspection of aquaculture net pens
KR101647753B1 (ko) 음파 탐지기 및 음파 탐지기의 움직임 보정 장치
Inzartsev et al. Investigation of autonomous docking system elements for long term AUV
TWM583606U (zh) 海洋哺乳類追蹤系統以及載具
RU2271021C1 (ru) Способ определения трассы и глубины прокладки подводного кабеля
Caiti et al. Underwater archaeology: available techniques and open problems in fully automated search and inspection