一种深海救援系统技术方案

本发明专利技术公开一种深海救援系统。所述深海救援系统包括：超短基线定位系统、三维声学成像系统、光学图像系统、对接抓取系统、甲板控制系统和甲板支持系统。甲板控制系统用于根据超短基线定位系统采集的位置数据和三维声学成像系统采集的声学图像，依次引导对接抓取系统接近水下待救援物体，并通过光学图像系统采集的光学图像，实现对接抓取系统对待救援物体的对接和抓取。采用本发明专利技术的系统能够将海底光学摄像、机械对接/抓取、声学成像与定位有机结合起来，实现了深海低成本、快速的救援。

【技术实现步骤摘要】
一种深海救援系统
本专利技术涉及深海救援领域，特别是涉及一种深海救援系统。
技术介绍
深海作业型遥控无人潜水器(ROV)和载人潜水器(HOV)是两种携带机械手、可以执行水下作业任务的深海重型作业装备。现有的深海救援打捞系统主要依靠作业型遥控无人潜水器ROV或载人潜水器HOV来实现。如果待打捞物体重量较轻，如飞机黑匣子，则可以直接由深海作业型ROV/HOV利用其机械手抓取，携带返回水面；如果待打捞物体重量较大，超过了深海作业型ROV/HOV的负荷，则需要借助绳索、钢缆等。此时，深海作业型ROV/HOV主要承担牵引、挂钩等工作。利用深海作业型ROV/HOV对深海待打捞物体进行打捞，则可以最大限度的发挥它们大深度作业优势，利用其机械手可以灵活作业。然而，深海作业型ROV/HOV属于大型深海装备，系统复杂，需要配备专门的技术维护保障团队，而且下潜费用高昂。这使得它们主要针对一些具有重大社会影响力的事故，如对飞机黑匣子、飞行器残骸等进行打捞，而很少对失事自主水下航行器AUV、ROV、着陆器等进行打捞。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种深海救援系统，从而降低深海打捞的成本，实现深海快速救援。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种深海救援系统，所述深海救援系统包括：超短基线定位系统、三维声学成像系统、光学图像系统、对接抓取系统、甲板控制系统和甲板支持系统；所述超短基线定位系统，用于实时定位、跟踪对接抓取系统的水下位置；所述三维声学成像系统，用于实时采集对接抓取系统下部120米范围内的三维声纳图像，用于快速找到水下待救援物体；所述光学图像系统，设置在所述对接抓取系统上，用于采集所述对接抓取系统与所述待救援物体的对接图像和抓取图像；所述对接抓取系统，与所述甲板支持系统连接，用于对接和抓取待救援物体；所述甲板控制系统，分别与所述超短基线定位系统、所述三维声学成像系统、所述光学图像系统、所述对接抓取系统和所述甲板支持系统连接，用于根据所述超短基线定位系统采集的位置数据，通过控制操船引导对接抓取系统接近水下待救援物体；根据三维声学成像系统采集的声学图像，快速发现水下待救援物体，待发现待救援物体后，引导方式由超短基线定位切换为三维成像声纳，继续通过控制操船引导对接抓取系统接近水下待救援物体；根据光学图像系统采集的光学图像，控制对接抓取系统对水下待救援物体的对接和抓取。可选的，所述救援系统还包括：显示系统，与所述超短基线定位系统、所述三维声学成像系统、所述光学图像系统和所述甲板控制系统连接，用于显示所述超短基线定位系统采集的位置信息、所述三维声学成像系统采集的声学图像信息和所述光学图像系统采集的光学图像信息。可选的，所述救援系统还包括：传感器，所述传感器包括GPS传感器和光纤运动传感器，，所述GPS传感器分别与所述显示系统、所述超短基线定位系统连接，所述光纤运动传感器与所述超短基线定位系统连接，所述GPS传感器与所述光纤运动传感器用于对超短基线位置解算提供所必需的辅助信息。可选的，所述显示系统包括：位置显示器、光学图像显示器和声学图像显示器。可选的，所述救援系统还包括：光纤多路复用器系统，与所述显示系统、所述甲板支持系统、所述光学图像系统和所述三维声学成像系统连接，用于将所述光学图像系统采集的对接/抓取图像和所述三维声学成像系统采集的声纳图像通过所述甲板支持系统传输到所述显示系统。可选的，所述光纤多路复用器系统包括：水面光纤复用器和水下光纤复用器，所述水面光纤复用器与所述甲板支持系统和所述显示系统连接，所述水下光纤复用器与所述光学图像系统和所述三维声学成像系统连接，所述水面光纤复用器与所述水下光纤复用器通过所述甲板支持系统的铠装光电复合缆连接。可选的，所述救援系统还包括：高压直流供电系统，与所述对接抓取系统、所述光学图像系统、所述三维声学成像系统连接。可选的，所述救援系统还包括：超短基线定位信标，与所述超短基线定位系统相互配合，完成对对接抓取系统的实时定位。可选的，所述救援系统还包括：水下螺旋桨，设置在所述对接抓取系统上，与所述甲板控制系统连接，用于精细调整所述对接抓取系统和所述待救援物体之间的距离。可选的，所述救援系统还包括：接线盒，用于线路的汇总与转接。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的深海救援系统，通过甲板控制系统根据超短基线定位系统采集的位置数据和三维声学成像系统采集的声学图像，依次引导对接抓取系统接近水下待救援物体，并通过光学图像系统采集的光学图像，实现对接抓取系统对待救援物体的对接和抓取。本专利技术通过将海底光学摄像、机械对接/抓取、声学成像与定位有机结合起来，实现了深海低成本、快速的救援。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实例1深海救援系统结构图；图2为本专利技术实施1例深海救援系统装置图；图3为本专利技术实施例2深海救援系统的救援流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种深海救援系统，从而降低深海打捞的成本。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。具体实施例1：图1为本专利技术实施例1深海救援系统结构图。如图1所示，一种深海救援系统，所述深海救援系统包括：超短基线定位系统1、三维声学成像系统2、光学图像系统3、对接抓取系统4、甲板控制系统5和甲板支持系统6；所述超短基线定位系统1，用于实时定位、跟踪对接抓取系统的水下位置；所述超短基线定位系统1主要包括信号处理单元、升降机构、换能器阵，并与甲板显示系统8相连，通过位置显示器将定位结果显示出来。所述三维声学成像系统2，用于实时采集对接抓取系统4下方的三维声纳图像；所述三维声学成像系统2是所述超短基线定位系统1和所述光学摄像系统3的重要补充，可以对120m范围内的水下物体进行三维实时成像，用于待救援物体14的早期发现；待发现待救援物体后，引导方式由超短基线定位切换为三维成像声纳，继续通过控制操船引导对接抓取系统接近水下待救援物体；它们通过铠装光电复合缆与甲板显示系统8相连，通过三维实时成像声纳显示器显示其三维声学成像。所述光学图像系统3，设置在所述对接抓取系统上，用于采集所述对接抓取系统4与所述待救援物体14的对接图像和抓取图像；所述光学系统包括光源和摄像机，其作用距离范围是5～8m。所述对接抓取系统4，与所述甲板支持系统6连接，用于对接和抓取待救援物体；所述对接抓取系统4是救援系统的核心，包括执行机构和驱动机构，支持反复开启和闭合，抓取待救援物体14；它们通过光电复合缆与所述甲板控制系统5相连，通过水下对接/抓取操控单元对接抓取系统4进行控制。所述甲板控制系统5，分别与所述超短基线定位系统1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海救援系统，其特征在于，所述深海救援系统包括：超短基线定位系统、三维声学成像系统、光学图像系统、对接抓取系统、甲板控制系统和甲板支持系统；所述超短基线定位系统，用于实时定位、跟踪对接抓取系统的水下位置；所述三维声学成像系统，用于实时采集水下对接抓取系统下面的三维声纳图像；所述光学图像系统，设置在所述对接抓取系统上，用于采集所述对接抓取系统与所述待救援物体的对接图像和抓取图像；所述对接抓取系统，与所述甲板支持系统连接，用于对接和抓取待救援物体；所述甲板控制系统，分别与所述超短基线定位系统、所述光学图像系统、所述三维声学成像系统、所述甲板支持系统和所述对接抓取系统连接，用于根据所述超短基线定位系统采集的位置数据，通过控制操船引导对接抓取系统接近水下待救援物体；根据三维声学成像系统采集的声学图像，快速发现水下待救援物体，待发现待救援物体后，引导方式由超短基线定位切换为三维成像声纳，继续通过控制操船引导对接抓取系统接近水下待救援物体；根据光学图像系统采集的光学图像，控制对接抓取系统对水下待救援物体的对接和抓取。

【技术特征摘要】
1.一种深海救援系统，其特征在于，所述深海救援系统包括：超短基线定位系统、三维声学成像系统、光学图像系统、对接抓取系统、甲板控制系统和甲板支持系统；所述超短基线定位系统，用于实时定位、跟踪对接抓取系统的水下位置；所述三维声学成像系统，用于实时采集水下对接抓取系统下面的三维声纳图像；所述光学图像系统，设置在所述对接抓取系统上，用于采集所述对接抓取系统与所述待救援物体的对接图像和抓取图像；所述对接抓取系统，与所述甲板支持系统连接，用于对接和抓取待救援物体；所述甲板控制系统，分别与所述超短基线定位系统、所述光学图像系统、所述三维声学成像系统、所述甲板支持系统和所述对接抓取系统连接，用于根据所述超短基线定位系统采集的位置数据，通过控制操船引导对接抓取系统接近水下待救援物体；根据三维声学成像系统采集的声学图像，快速发现水下待救援物体，待发现待救援物体后，引导方式由超短基线定位切换为三维成像声纳，继续通过控制操船引导对接抓取系统接近水下待救援物体；根据光学图像系统采集的光学图像，控制对接抓取系统对水下待救援物体的对接和抓取。2.根据权利要求1所述的深海救援系统，其特征在于，所述救援系统还包括：显示系统，与所述超短基线定位系统、所述三维声学成像系统、所述光学图像系统和所述甲板控制系统连接，用于显示所述超短基线定位系统采集的位置信息、三维声学成像系统采集的声学图像信息和所述光学图像系统采集的图像信息。3.根据权利要求2所述的深海救援系统，其特征在于，所述显示系统包括：位置显示器、光学图像显示器和声学图像显示器。4.根据权利要求1所述的深海救援系统，其特征在于，所述救援系统还包括：传感器，所述传感器包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张同伟，秦升杰，王向鑫，唐嘉陵，鲁德全，
申请(专利权)人：国家深海基地管理中心，
类型：发明
国别省市：山东,37