[发明专利]声纳数据采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于对海底和其它水下结构进行检查的系统。

背景技术

存在许多水下结构，可能需要对所述水下结构有更好的了解。一个示例是常规或在遭遇极端事件例如飓风后对海洋油气平台的海底支撑结构进行检查。目前检查水下结构的方法包括利用潜水员、远程操纵潜水器(ROV)和自主式水下航行器(自主式水下机器人)(AUV)进行检查。

发明内容

需要可用于检查水下结构的系统。所述系统能够让使用者对水下结构的状况有更好的了解。所述系统是自含式模块化系统，可由潜水员操作、连接至AUV、ROV或其它主航行器部署平台、由船只牵引、安装在杆上、或安装在船体。实现所希望的扫描功能所需的所有部件被结合到所述自含式模块化系统上。

所述系统可用于扫描由完全不同于水的材料组成的任何类型的水下结构以提供声纳反射。水下结构包括人造物体例如海洋石油平台支撑结构和油井类设备，以及自然物体例如地质和生物层构造。可能希望扫描水下结构，例如，以便作为常规检查计划的一部分或在遭遇极端事件例如飓风后对所述结构进行检查，或以便生成水下结构的模型。当在本文使用时，术语水下包括任何类型的水下环境，所述水下环境中可能探明有水下结构并且可能需要利用本文所述的系统对所述水下结构进行扫描，包括但不限于咸水地点例如海和洋以及淡水地点。

所述系统可包括并且完全使用3D声纳系统和惯性导航系统。这种特征的组合使得系统能够用于例如生成水下结构的3D模型、通过将所生成的3D模型与先验的3D模型进行比较来检测水下结构的变化、和根据观察到的水下结构的特征对主平台提供导航更新，尽管系统的其它用途是可行的。

在一个实施例中，用于扫描水下结构的模块化系统包括模块化支撑架，安装在所述模块化支撑架上的3D声纳系统，安装在所述模块化支撑架上的惯性导航系统(INS)，和安装在所述模块化支撑架上的电子压力容器。INS可包括多普勒速度计程仪(DVL)和电导率-温度-深度(CTD)传感器。电子压力容器可包括一个或多个数据处理器，一个或多个非易失性存储设备，和操作3D声纳、INS、CTD和至主平台的接口(界面)所需的其它相关部件，可选地包括电源和通信连接。3D声纳系统、INS和CTD被电连接至电子压力容器。可选地，GPS系统也可被连接至电子压力容器并安装在模块化支撑架上。该模块化系统是自含式的并且在一个实施例中只需要被连接至主平台，例如AUV或ROV，用于供电和运动。可通过使用可选的能潜水的蓄电池组件来减轻电力需求，所述蓄电池组件也可被安装在模块化支撑架上。

模块化系统还可包含一个或多个不同频率的其它的声纳系统，以便采集有关被检查结构的不同数据。一个示例是包括低频声纳系统，例如披露于申请日为2010年10月25日的美国临时专利申请SerialNo.61/406479，发明名称为“Remote FloodedMemberDetection”，该专利文献在此以其全文形式被结合入本文作为引用，以便检查进水构件的结构。该第二声纳系统也会被安装在模块化支撑架上并且会被电连接至电子压力容器。

模块化系统还可包含一个或多个照相机/摄像机(摄像头)和/或照明(器)，用于采集被检查结构的可视化数据。所述照相机/摄像机(摄像头)如果存在的话可以是静止的和/或视频的，彩色的和/或黑白的照相机/摄像机(摄像头)。照明(器)如果存在的话可以是闪/频闪和/或连续光。这些照相机/摄像机(摄像头)和照明器也会被安装在模块化支撑架上并被电连接至电子压力容器。

当在本文中使用时，ROV是远程操作的水下航行器，被栓系至主机例如水面船只。ROV是无人的并由主机(船)上的操纵员(操纵器)操作。系缆可在主机和ROV之间来回传送例如电力（取代或补充自含式系统上的电池电源）、视频和数据信号。

当在本文使用时，AUV是自主式水下航行器，是无人驾驶的并且不被栓系至主航行器(vessel)。

附图说明

图1示出了本文所述的系统扫描水下结构。

图2是构成本文所述系统的一部分的模块化扫描包的透视图。

图3是模块化扫描包的另一透视图。

图4示出了模块化扫描包的一种变型。

图5示出了可采用模块化扫描包的ROV的一个示例。

图6示出了图4所示模块化扫描包的潜水员操作的形式。

具体实施方式