FR3129491A1 - Assembly comprising a plurality of autonomous underwater vehicles and method for repositioning such vehicles. - Google Patents

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Abstract

Titre : Ensemble comprenant une pluralité de véhicules autonomes sous-marins et procédé de repositionnement de tel s véhicule s L’invention concerne un ensemble comprenant des véhicules autonomes sous-marins dits AUV et au moins un dispositif de surface, - les AUV comprenant chacun un système de navigation et un module de communication par signaux acoustiques et - l’au moins un dispositif de surface comprenant un module de communication par signaux acoustiques, - caractérisé en ce que chaque AUV et chaque dispositif de surface comprend une horloge, l’horloge de chaque AUV étant synchronisée avec l’horloge du dispositif de surface, de sorte que : - l’AUV envoie un premier signal comprenant une information sur la profondeur d’immersion P de l’AUV, - le dispositif de surface reçoit le premier signal, de façon à déterminer la position de l’AUV, - le dispositif de surface envoie un deuxième signal comprenant une information de repositionnement, - l’AUV reçoit le deuxième signal et actionne son système de navigation. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Title: Assembly comprising a plurality of autonomous underwater vehicles and method for repositioning such vehicles The invention relates to an assembly comprising autonomous underwater vehicles called AUVs and at least one surface device, - AUVs each comprising a navigation system and a communication module by acoustic signals and - the at least one surface device comprising a communication module by acoustic signals, - characterized in that each AUV and each surface device comprises a clock, the clock of each AUV being synchronized with the clock of the surface device, so that: - the AUV sends a first signal including information on the immersion depth P of the AUV, - the surface device receives the first signal, so as to determine the position of the AUV, - the surface device sends a second signal including repositioning information, - the AUV receives the second signal and activates its navigation system. Figure for abstract: Fig. 1

Description

Ensemble comprenant une pluralité de véhicules autonomes sous-marins et procédé de repositionnement de tels véhicules.Assembly comprising a plurality of autonomous underwater vehicles and method for repositioning such vehicles.

La présente invention concerne le domaine des véhicules autonomes sous-marins et des systèmes associés. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse la gestion de la position d’une flotte de tels véhicules.The present invention relates to the field of autonomous underwater vehicles and associated systems. It finds for particularly advantageous application the management of the position of a fleet of such vehicles.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

L’exploration du milieu sous-marin est un enjeu pour de nombreuses applications d’exploration sous-marine telles que la prospection géophysique, la surveillance des aires marines protégées, la cartographie/surveillance des Zones d’Exclusivité Économiques (ZEE), le repérage d’objets en mer, par exemple d’épaves ou de boîtes noires, l’évaluation de l’impact écologique des projets de déploiement de parcs éoliens en mer ou encore la conservation du patrimoine archéologique.The exploration of the underwater environment is an issue for many underwater exploration applications such as geophysical prospecting, monitoring of marine protected areas, mapping/monitoring of Economic Exclusive Zones (EEZ), location of objects at sea, for example wrecks or black boxes, the assessment of the ecological impact of projects to deploy wind farms at sea or the conservation of archaeological heritage.

Pour cela, il existe des robots ou véhicules autonomes sous-marins, communément abrégés AUV (de l’anglaisAutonomous Underwater Vehicle), configurés pour naviguer et acquérir des informations en milieu sous-marin. Les AUV d’aujourd’hui présentent généralement des performances opérationnelles modestes. Ils sont encore assemblés à l’unité par des artisans qualifiés et restent des produits très onéreux. Du fait de leur prix unitaire élevé ils ne peuvent être lâchés qu’en petit nombre dans l’océan pour des missions très ponctuelles dans cet univers vaste où ils ne représentent que des objets ponctuels.For this, there are robots or autonomous underwater vehicles, commonly abbreviated AUV ( Autonomous Underwater Vehicle ), configured to navigate and acquire information in an underwater environment. Today's AUVs generally exhibit modest operational performance. They are still assembled individually by skilled craftsmen and remain very expensive products. Because of their high unit price, they can only be released in small numbers into the ocean for very specific missions in this vast universe where they only represent specific objects.

Ce petit nombre limite de fait l’exploration de l’immensité que représentent les milieux sous-marins tels que l’océan. Pour repousser cette limite de capacité d’exploration, on peut imaginer de déployer une multitude d’AUV, par exemple sur plusieurs kilomètres carrés. On comprend qu’avec des AUV très onéreux à plusieurs dizaines voire centaines de milliers d’euros, ce concept est économiquement irréaliste.This small number actually limits the exploration of the immensity represented by underwater environments such as the ocean. To push back this limit of exploration capacity, one can imagine deploying a multitude of AUVs, for example over several square kilometers. We understand that with very expensive AUVs at several tens or even hundreds of thousands of euros, this concept is economically unrealistic.

Pour cela, une nouvelle approche consiste à déployer de petits AUV à un prix unitaire suffisamment abordable pour envisager d’en déployer simultanément des centaines, voire des milliers, pour observer les milieux sous-marins avec un instrument d’une taille enfin adaptée à l’immensité des océans.To do this, a new approach consists of deploying small AUVs at a unit price that is affordable enough to consider deploying hundreds, or even thousands of them simultaneously, to observe underwater environments with an instrument of a size finally adapted to the immensity of the oceans.

L’organisation en flotte de petits AUV nécessite une observation et un contrôle de la position de chacun des AUV.The organization of a fleet of small AUVs requires observation and control of the position of each of the AUVs.

Pour déterminer la position d’un AUV en immersion, une solution existante consiste à programmer des échanges acoustiques entre ledit AUV et un véhicule en surface, dont les horloges sont asynchrones. Les interrogations du véhicule en surface suivies de la réception des réponses du transpondeur de l’AUV en immersion permettent au véhicule en surface de déterminer le temps de vol de l’aller-retour du signal acoustique et ainsi la distance le séparant de l’AUVTo determine the position of an AUV in immersion, an existing solution consists in programming acoustic exchanges between said AUV and a vehicle on the surface, whose clocks are asynchronous. The interrogations of the surface vehicle followed by the receipt of the responses from the submerged AUV transponder allow the surface vehicle to determine the time of flight of the round trip of the acoustic signal and thus the distance separating it from the AUV

Cette solution n’est cependant pas idéale en présence d’un grand nombre d’AUV. En effet, la largeur du spectre de la plage de fréquences disponibles pour la propagation du signal acoustique dans l’eau étant limitée et pour que le schéma interrogation-réponse fonctionne, un signal acoustique propre à chaque AUV est nécessaire. Chaque signal acoustique présentant une bande assez large par rapport à la plage de fréquences disponible, trop peu de canaux différents seront disponibles pour l’ensemble des AUV. Cette solution n’est donc compatible qu’avec un faible nombre d’AUV. Pour un nombre plus important d’AUV, les bandes de fréquences des différents AUV se recoupent et il devient difficile voire impossible de différencier les AUV les uns des autres.However, this solution is not ideal in the presence of a large number of AUVs. Indeed, the width of the spectrum of the range of frequencies available for the propagation of the acoustic signal in the water being limited and for the interrogation-response scheme to work, an acoustic signal specific to each AUV is necessary. Each acoustic signal having a fairly wide band compared to the available frequency range, too few different channels will be available for all AUVs. This solution is therefore only compatible with a small number of AUVs. For a larger number of AUVs, the frequency bands of the different AUVs overlap and it becomes difficult or even impossible to differentiate the AUVs from each other.

Un objet de la présente invention est donc de proposer une solution améliorée de gestion de la position d’un grand nombre d’AUV et de leur guidage.An object of the present invention is therefore to propose an improved solution for managing the position of a large number of AUVs and their guidance.

Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.The other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from a review of the following description and the accompanying drawings. It is understood that other benefits may be incorporated.

RESUMESUMMARY

Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un ensemble comprenant une pluralité de véhicules autonomes sous-marins et au moins un dispositif dit de surface,

  • les véhicules autonomes sous-marins comprenant chacun un système de navigation configuré pour permettre sa navigation, et un module de communication configuré pour échanger des signaux acoustiques avec au moins l’au moins un dispositif de surface, et
  • l’au moins un dispositif de surface étant apte à être positionné au moins en partie au niveau de la surface de l’eau et comprenant un module de communication configuré pour échanger des signaux acoustiques avec la pluralité de véhicules sous-marins,
To achieve this objective, according to one embodiment, an assembly is provided comprising a plurality of autonomous underwater vehicles and at least one so-called surface device,
  • the autonomous underwater vehicles each comprising a navigation system configured to allow its navigation, and a communication module configured to exchange acoustic signals with at least the at least one surface device, and
  • the at least one surface device being adapted to be positioned at least partly at the level of the water surface and comprising a communication module configured to exchange acoustic signals with the plurality of underwater vehicles,

Chaque véhicule sous-marin comprend une horloge et l’au moins un dispositif de surface comprend une horloge. L’horloge de chaque véhicule sous-marin est configurée pour être synchronisée au moins une fois avec l’horloge de l’au moins un dispositif de surface, de sorte que :

  • le véhicule sous-marin est configuré de façon à envoyer à un temps d’émission TE un premier signal acoustique comprenant une information relative à la profondeur d’immersion P du véhicule sous-marin, l’information relative à la profondeur d’immersion P étant mesurée par le véhicule sous-marin,
  • le dispositif de surface :
    1. est configuré pour recevoir le premier signal acoustique à un temps de réception TA, de façon à déterminer une première position du véhicule sous-marin en fonction :
      • d’une distance D séparant le véhicule sous-marin et le dispositif de surface, la distance D étant fonction des temps TE et TA, et
      • de ladite information relative à la profondeur d’immersion P, et/ou
    2. comprend un module de communication d’ondes électromagnétiques par air, de préférence un module de communication hertzien, de préférence radio ou satellitaire configuré pour émettre un premier signal comprenant une information relative aux temps TE et TA et/ou à la distance D, et à l’information relative à la profondeur d’immersion P,
Each underwater vehicle includes a clock and the at least one surface device includes a clock. The clock of each underwater vehicle is configured to be synchronized at least once with the clock of the at least one surface device, so that:
  • the underwater vehicle is configured so as to send at a transmission time TE a first acoustic signal comprising information relating to the depth of immersion P of the underwater vehicle, the information relating to the depth of immersion P being measured by the underwater vehicle,
  • the surface device:
    1. is configured to receive the first acoustic signal at a reception time TA, so as to determine a first position of the underwater vehicle according to:
      • a distance D separating the underwater vehicle and the surface device, the distance D being a function of the times TE and TA, and
      • of said information relating to the depth of immersion P, and/or
    2. comprises an electromagnetic wave communication module by air, preferably a hertzian, preferably radio or satellite communication module configured to transmit a first signal comprising information relating to the times TE and TA and/or to the distance D, and to information relating to the immersion depth P,

Le dispositif de surface est configuré pour envoyer un deuxième signal acoustique comprenant une information de repositionnement de la première position du véhicule sous-marin à une deuxième position déterminée.The surface device is configured to send a second acoustic signal comprising repositioning information from the first position of the underwater vehicle to a second determined position.

Le véhicule sous-marin est configuré pour recevoir le deuxième signal acoustique et actionner son système de navigation pour atteindre la deuxième position.The underwater vehicle is configured to receive the second acoustic signal and operate its navigation system to reach the second position.

L’ensemble selon l’invention est donc synchrone : les temps d’émission et d’arrivée de chacun des signaux sont connus. Ainsi, il n’est pas nécessaire de prévoir des allers-retours entre les AUV et les dispositifs de surface.The assembly according to the invention is therefore synchronous: the transmission and arrival times of each of the signals are known. Thus, it is not necessary to plan round trips between AUVs and surface devices.

L’ensemble selon l’invention peut comprendre un nombre important d’AUV, que l’on peut qualifier de flotte d’AUV. Le fait que l’ensemble soit synchrone permet de pallier les problèmes des ensembles préexistants, permettant ainsi la gestion d’une telle flotte.The assembly according to the invention can comprise a large number of AUVs, which can be described as an AUV fleet. The fact that the assembly is synchronous makes it possible to overcome the problems of pre-existing assemblies, thus allowing the management of such a fleet.

Un deuxième aspect concerne un procédé de gestion de la position d’au moins un véhicule sous-marin, comprenant :

  • au moins une synchronisation d’une horloge de chaque véhicule sous-marin parmi une pluralité de véhicules sous-marins, avec une horloge d’au moins un dispositif dit de surface apte à être en partie au moins positionné au niveau de la surface de l’eau,
  • une émission, par un module de communication d’un véhicule sous-marin configuré pour échanger des signaux acoustiques avec au moins un dispositif de surface, possiblement un dispositif de surface différent de celui utilisé pour l’étape de synchronisation, à un temps d’émission TE, d’un premier signal acoustique comprenant une information de la profondeur d’immersion P du véhicule sous-marin,
  • une réception par un module de communication de l’au moins un dispositif de surface configuré pour échanger des signaux acoustiques avec la pluralité de véhicules sous-marins, du signal acoustique à un temps de réception TA,
  • le procédé comprenant également les étapes suivantes:
    1. une détermination d’une première position du véhicule sous-marin en fonction de l’information relative à la profondeur d’immersion P et d’une distance D séparant le véhicule sous-marin et le dispositif de surface, la distance D étant fonction des temps TE et TA, et/ou
    2. une émission par un module de communication d’ondes électromagnétiques par air, de préférence un module de communication hertzien du dispositif, d’un premier signal électromagnétique, de préférence un signal hertzien, comprenant une information relative aux temps TE et TA et/ou à la distance D, et à l’information de profondeur d’immersion P,
  • une émission par le dispositif de surface d’un deuxième signal acoustique comprenant l’information de repositionnement de la première position du véhicule sous-marin à une deuxième position,
  • une réception par le véhicule sous-marin du deuxième signal acoustique et un actionnement de son système de navigation pour atteindre la deuxième position.
A second aspect relates to a method for managing the position of at least one underwater vehicle, comprising:
  • at least one synchronization of a clock of each underwater vehicle among a plurality of underwater vehicles, with a clock of at least one so-called surface device capable of being at least partially positioned at the surface of the 'water,
  • a transmission, by a communication module of an underwater vehicle configured to exchange acoustic signals with at least one surface device, possibly a surface device different from that used for the synchronization step, at a time of emission TE, of a first acoustic signal comprising information on the depth of immersion P of the underwater vehicle,
  • a reception by a communication module of the at least one surface device configured to exchange acoustic signals with the plurality of underwater vehicles, of the acoustic signal at a reception time TA,
  • the method also comprising the following steps:
    1. a determination of a first position of the underwater vehicle as a function of the information relating to the depth of immersion P and of a distance D separating the underwater vehicle and the surface device, the distance D being a function of the TE and TA times, and/or
    2. an emission by a communication module of electromagnetic waves by air, preferably a radio communication module of the device, of a first electromagnetic signal, preferably a radio signal, comprising information relating to the times TE and TA and/or to the distance D, and the immersion depth information P,
  • an emission by the surface device of a second acoustic signal comprising the repositioning information from the first position of the underwater vehicle to a second position,
  • reception by the underwater vehicle of the second acoustic signal and actuation of its navigation system to reach the second position.

Les effets et avantages décrits relativement à l’ensemble selon le premier aspect s’appliquent au procédé de récupération.The effects and advantages described with respect to the assembly according to the first aspect apply to the recovery process.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES

Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :The aims, objects, as well as the characteristics and advantages of the invention will emerge better from the detailed description of an embodiment of the latter which is illustrated by the following accompanying drawings in which:

La représente un ensemble selon un exemple de réalisation de l’invention, l’ensemble constituant un objet de l’invention, et notamment une flotte de AUV, des dispositifs placés à la surface de l’eau et un centre opérationnel. There represents an assembly according to an exemplary embodiment of the invention, the assembly constituting an object of the invention, and in particular a fleet of AUVs, devices placed on the surface of the water and an operational center.

Les figures 2A et 2B représentent une antenne 3D pouvant être formée par une flotte de AUV. Figures 2A and 2B show a 3D antenna that can be formed by a fleet of AUVs.

La illustre un exemple de synchronisation de l’horloge d’un AUV avec l’horloge d’un dispositif se trouvant à la surface de l’eau. There illustrates an example of synchronizing the clock of an AUV with the clock of a device on the surface of the water.

La illustre la détermination de la position d’un AUV lorsqu’au moins trois dispositifs sont placés à la surface de l’eau. There illustrates determining the position of an AUV when at least three devices are placed on the surface of the water.

La illustre la détermination de la position d’un AUV lorsque strictement moins de trois dispositifs sont placés à la surface de l’eau. There illustrates the determination of the position of an AUV when strictly less than three devices are placed on the surface of the water.

La illustre un exemple de codage de la profondeur d’un AUV. There illustrates an example of depth coding for an AUV.

La illustre un exemple de correction de position d’un AUV. There illustrates an example of position correction of an AUV.

La illustre un exemple de correction de position d’un AUV simultanément à un déplacement général de la flotte d’AUV. There illustrates an example of correcting the position of an AUV simultaneously with a general movement of the AUV fleet.

La est une représentation schématique d’un vecteur de correction de la position envoyée à un AUV par un dispositif placé à la surface de l’eau. There is a schematic representation of a position correction vector sent to an AUV by a device placed on the surface of the water.

La est un schéma bloc des étapes de synchronisation, d’un exemple de calcul de la position et de correction de la position mettant en jeu un AUV et un dispositif placé à la surface de l’eau. Plusieurs des étapes illustrées sont uniquement optionnelles. There is a block diagram of the synchronization steps, an example of position calculation and position correction involving an AUV and a device placed on the water surface. Many of the steps shown are optional only.

Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques.The drawings are given by way of examples and do not limit the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate understanding of the invention and are not necessarily scaled to practical applications.

Claims (16)

Ensemble (1) comprenant une pluralité de véhicules autonomes sous-marins (11) et au moins un dispositif dit de surface (20) configuré pour être en partie au moins positionné au niveau de la surface de l’eau,
  • les véhicules autonomes sous-marins (11) comprenant chacun un système de navigation configuré pour permettre sa navigation, et un module de communication configuré pour échanger des signaux acoustiques (50) avec au moins l’au moins un dispositif de surface (20), et
  • l’au moins un dispositif de surface (20) étant apte à être positionné au moins en partie au niveau de la surface de l’eau et comprenant un module de communication configuré pour échanger des signaux acoustiques (50) avec la pluralité de véhicules sous-marins (11),
caractérisé en ce que chaque véhicule sous-marin (11) comprend une horloge et l’au moins un dispositif de surface (20) comprend une horloge, l’horloge de chaque véhicule sous-marin (11) étant configurée pour être synchronisée au moins une fois avec l’horloge de l’au moins un dispositif de surface (20), de sorte que :
  • le véhicule sous-marin (11) est configuré de façon à envoyer à un temps d’émission TE un premier signal acoustique comprenant une information relative à la profondeur d’immersion P du véhicule sous-marin (11), l’information relative à la profondeur d’immersion P étant mesurée par le véhicule sous-marin (11),
  • le dispositif de surface (20) :
    1. est configuré pour recevoir le premier signal acoustique à un temps de réception TA, de façon à déterminer une première position du véhicule sous-marin (11) en fonction au moins de:
      • d’une distance D séparant le véhicule sous-marin (11) et le dispositif de surface (20), la distance D étant fonction des temps TE et TA, et
      • de ladite information relative à la profondeur d’immersion P, et/ou
    2. comprend un module de communication d’ondes électromagnétiques par air, de préférence un module de communication hertzien, radio ou satellitaire, étant configuré pour émettre au moins un premier signal électromagnétique, de préférence un signal hertzien, comprenant une information relative aux temps TE et TA et/ou à la distance D, et à l’information relative à la profondeur P, et pour recevoir en réponse au moins une première position du véhicule sous-marin (11),
  • le dispositif de surface (20) est configuré pour envoyer un deuxième signal acoustique comprenant une information de repositionnement de la première position du véhicule sous-marin (11) à une deuxième position (62) déterminée,
  • le véhicule sous-marin (11) est configuré pour recevoir le deuxième signal acoustique et actionner son système de navigation pour atteindre la deuxième position (62).
Assembly (1) comprising a plurality of autonomous underwater vehicles (11) and at least one so-called surface device (20) configured to be at least partially positioned at the water surface,
  • the autonomous underwater vehicles (11) each comprising a navigation system configured to allow its navigation, and a communication module configured to exchange acoustic signals (50) with at least the at least one surface device (20), And
  • the at least one surface device (20) being adapted to be positioned at least partly at the level of the surface of the water and comprising a communication module configured to exchange acoustic signals (50) with the plurality of vehicles under -sailors (11),
characterized in that each underwater vehicle (11) comprises a clock and the at least one surface device (20) comprises a clock, the clock of each underwater vehicle (11) being configured to be synchronized at least once with the clock of the at least one surface device (20), so that:
  • the underwater vehicle (11) is configured so as to send at an emission time TE a first acoustic signal comprising information relating to the depth of immersion P of the underwater vehicle (11), the information relating to the immersion depth P being measured by the underwater vehicle (11),
  • the surface device (20):
    1. is configured to receive the first acoustic signal at a reception time TA, so as to determine a first position of the underwater vehicle (11) as a function of at least:
      • a distance D separating the underwater vehicle (11) and the surface device (20), the distance D being a function of the times TE and TA, and
      • of said information relating to the depth of immersion P, and/or
    2. comprises a communication module for electromagnetic waves by air, preferably a hertzian, radio or satellite communication module, being configured to emit at least a first electromagnetic signal, preferably a hertzian signal, comprising information relating to the times TE and TA and/or to the distance D, and to the information relating to the depth P, and to receive in response at least a first position of the underwater vehicle (11),
  • the surface device (20) is configured to send a second acoustic signal comprising repositioning information from the first position of the underwater vehicle (11) to a determined second position (62),
  • the underwater vehicle (11) is configured to receive the second acoustic signal and operate its navigation system to reach the second position (62).
Ensemble selon la revendication précédente configuré pour déterminer l’information de repositionnement du véhicule sous-marin (11) de la première position à une deuxième position (62) déterminée.Assembly according to the preceding claim configured to determine the repositioning information of the underwater vehicle (11) from the first position to a determined second position (62). Ensemble selon la revendication 1 configuré pour recevoir un deuxième signal électromagnétique, de préférence un signal hertzien, comprenant l’information de repositionnement du véhicule de la première position à une deuxième position (62).An assembly according to claim 1 configured to receive a second electromagnetic signal, preferably a radio signal, comprising vehicle repositioning information from the first position to a second position (62). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de surface est configuré pour être synchronisé par signal satellite à un système de positionnement par satellites, de façon à synchroniser son horloge et déterminer dans ce système sa position.An assembly according to any preceding claim, wherein the surface device is configured to be synchronized by satellite signal to a satellite positioning system, so as to synchronize its clock and determine its position in this system. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la pluralité de véhicules sous-marins (11) est configurée pour former ensemble une antenne, chaque véhicule sous-marin (11) étant configuré pour présenter une position déterminée par rapport aux autres véhicules sous-marins (11) au moins dans un plan, de préférence en trois dimensions.An assembly according to any preceding claim wherein the plurality of underwater vehicles (11) is configured to together form an antenna, each underwater vehicle (11) being configured to present a determined position relative to the other underwater vehicles. -sailors (11) at least in one plane, preferably in three dimensions. Ensemble selon la revendication précédente dans lequel l’antenne est contenue dans un plan, par exemple horizontal ou vertical.Assembly according to the preceding claim, in which the antenna is contained in a plane, for example horizontal or vertical. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes configuré pour :
  • déterminer un écart entre la première position (61) et une position déterminée du véhicule sous-marin (11), et déterminer le repositionnement du véhicule sous-marin (11) de la première position (61) à la deuxième position (62) en fonction de l’écart et/ou
  • recevoir le deuxième signal électromagnétique, comprenant l’information de repositionnement du véhicule de la première position (61) à la deuxième position (62) en fonction d’un écart entre la première position (61) et une position déterminée du véhicule sous-marin
An assembly according to any preceding claim configured for:
  • determining a deviation between the first position (61) and a determined position of the underwater vehicle (11), and determining the repositioning of the underwater vehicle (11) from the first position (61) to the second position (62) by function of the deviation and/or
  • receive the second electromagnetic signal, comprising the vehicle repositioning information from the first position (61) to the second position (62) as a function of a difference between the first position (61) and a determined position of the underwater vehicle
Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’horloge de chaque véhicule sous-marin (11) est configurée pour être synchronisée avec l’horloge de l’au moins un dispositif de surface (20) au moins avant une mise à l’eau de ce véhicule sous-marin (11), de préférence avant mise à l’eau de tous les véhicules sous-marins (11).An assembly according to any preceding claim in which the clock of each underwater vehicle (11) is configured to be synchronized with the clock of the at least one surface device (20) at least before an update. the water of this underwater vehicle (11), preferably before launching all the underwater vehicles (11). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’horloge de chaque véhicule sous-marin (11) est configurée pour être synchronisée avec l’horloge de l’au moins un dispositif de surface (20) par un échange de signaux acoustiques dits « de synchronisation » entre le véhicule sous-marin (11) et le dispositif de surface (20) de façon à déterminer un décalage entre l’horloge du véhicule sous-marin (11) et l’horloge du dispositif de surface (20),Assembly according to any one of the preceding claims, in which the clock of each underwater vehicle (11) is configured to be synchronized with the clock of the at least one surface device (20) by an exchange of acoustic signals so-called "synchronization" between the underwater vehicle (11) and the surface device (20) so as to determine an offset between the clock of the underwater vehicle (11) and the clock of the surface device (20 ), Ensemble selon la revendication précédente dans lequel les signaux de synchronisation comprennent un identifiant configurés pour identifier le véhicule sous-marin par le dispositif.Assembly according to the preceding claim, in which the synchronization signals comprise an identifier configured to identify the underwater vehicle by the device. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins trois dispositifs de surface (20) configurés de sorte que :
  • lorsque le premier signal acoustique émis par le véhicule sous-marin (11) est reçu par les trois dispositifs de surface (20), au moins un dispositif de surface (20) est configuré pour :
    1. déterminer la première position (61) par triangulation entre les au moins trois dispositifs de surface (20) et/ou
    2. émettre au moins ledit premier signal électromagnétique, de préférence un signal hertzien, comprenant les informations relatives aux temps TE et TA et/ou à aux distance D, et à l’information relative à la profondeur d’immersion P, reçues par chacun des trois dispositifs de surface (20), puis recevoir le deuxième signal électromagnétique, comprenant la première position,
An assembly according to any preceding claim comprising at least three surface devices (20) configured such that:
  • when the first acoustic signal emitted by the underwater vehicle (11) is received by the three surface devices (20), at least one surface device (20) is configured to:
    1. determining the first position (61) by triangulation between the at least three surface devices (20) and/or
    2. transmitting at least said first electromagnetic signal, preferably a radio signal, comprising the information relating to the times TE and TA and/or to the distances D, and to the information relating to the depth of immersion P, received by each of the three surface devices (20), then receiving the second electromagnetic signal, including the first position,
Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes lorsque le premier signal acoustique émis par le véhicule sous-marin (11) est reçu par un nombre strictement inférieur à trois dispositifs de surface (20), au moins un dispositif de surface (20) est configuré pour :
  1. déterminer la première position (61) en fonction d’une première position précédente du véhicule, par un modèle de suivi de trajectoire, et/ou
  2. recevoir le deuxième signal électromagnétique, comprenant l’information sur la position déterminée, de préférence par un modèle de suivi de trajectoire.
Assembly according to any one of the preceding claims, when the first acoustic signal emitted by the underwater vehicle (11) is received by a number strictly less than three surface devices (20), at least one surface device (20) is configured for:
  1. determining the first position (61) based on a previous first position of the vehicle, by a trajectory tracking model, and/or
  2. receiving the second electromagnetic signal, comprising the information on the position determined, preferably by a trajectory tracking model.
Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un centre opérationnel (30), par exemple positionné en mer (par exemple sur un bateau) ou sur terre (par exemple sur le rivage), l’ensemble étant configuré pour échanger des signaux électromagnétiques avec le centre opérationnel (30), le centre opérationnel (30) étant configuré pour déterminer la première position (61) du véhicule sous-marin (11) notamment en fonction de la distance D et/ ou des temps TE et TA ainsi que de la profondeur d’immersion P, et configuré pour déterminer le repositionnement du véhicule sous-marin (11).Assembly according to any one of the preceding claims, comprising an operational center (30), for example positioned at sea (for example on a boat) or on land (for example on the shore), the assembly being configured to exchange signals electromagnetic signals with the operational center (30), the operational center (30) being configured to determine the first position (61) of the underwater vehicle (11) in particular according to the distance D and/or the times TE and TA as well as of the depth of immersion P, and configured to determine the repositioning of the underwater vehicle (11). Ensemble selon la revendication précédente dans lequel le dispositif de surface (20) ou le centre opérationnel (30) est configuré pour corriger les valeurs d’immersion reçues en fonction de paramètres de correction, par exemple le différentiel de gravité et la hauteur des vagues.Assembly according to the preceding claim, in which the surface device (20) or the operational center (30) is configured to correct the immersion values received as a function of correction parameters, for example the gravity differential and the height of the waves. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’information de repositionnement comprend une consigne de profondeur d’immersion P, une consigne d’azimut et une consigne de temps de poussée à effectuer par le système de navigation du véhicule sous-marin (11).Assembly according to any one of the preceding claims, in which the repositioning information comprises an immersion depth setpoint P, an azimuth setpoint and a thrust time setpoint to be carried out by the navigation system of the underwater vehicle (11). Procédé de gestion de la position d’au moins un véhicule sous-marin (11), comprenant :
  • au moins une synchronisation d’une horloge de chaque véhicule sous-marin (11) parmi une pluralité de véhicules sous-marins (11), avec une horloge d’au moins un premier dispositif dit de surface (20) configuré pour être en partie au moins positionné au niveau de la surface de l’eau,
  • une émission, par un module de communication d’un véhicule sous-marin configuré pour échanger des signaux acoustiques avec au moins un deuxième dispositif de surface (20), possiblement un dispositif de surface (20) différent de celui utilisé pour l’étape de synchronisation, à un temps d’émission TE, d’un premier signal acoustique comprenant une information de la profondeur d’immersion P du véhicule sous-marin (11),
  • une réception par un module de communication de l’au moins un deuxième dispositif de surface (20), du signal acoustique à un temps de réception TA,
  • le procédé comprenant également les étapes suivantes:
    1. une détermination d’une première position (61) du véhicule sous-marin (11) en fonction de l’information relative à la profondeur d’immersion P et d’une distance D séparant le véhicule sous-marin (11) et le dispositif de surface (20), la distance D étant fonction des temps TE et TA, et/ou
    2. une émission par un module de communication d’ondes électromagnétiques par air, de préférence un module de communication hertzien du dispositif, d’un premier signal électromagnétique, de préférence un signal hertzien, comprenant une information relative aux temps TE et TA et/ou à la distance D, et à l’information de profondeur d’immersion P,
  • une émission par un troisième dispositif de surface (20) d’un deuxième signal acoustique comprenant une information de repositionnement de la première position (61) du véhicule sous-marin (11) à une deuxième position (62), les premier, deuxième et troisième dispositifs de surface (20) étant possiblement un unique dispositif de surface (20),
  • une réception par le véhicule sous-marin (11) du deuxième signal acoustique et un actionnement de son système de navigation pour atteindre la deuxième position (62).
Method for managing the position of at least one underwater vehicle (11), comprising:
  • at least one synchronization of a clock of each underwater vehicle (11) among a plurality of underwater vehicles (11), with a clock of at least a first so-called surface device (20) configured to be partly at least positioned at water surface level,
  • a transmission, by a communication module of an underwater vehicle configured to exchange acoustic signals with at least one second surface device (20), possibly a surface device (20) different from that used for the step of synchronization, at a transmission time TE, of a first acoustic signal comprising information on the immersion depth P of the underwater vehicle (11),
  • a reception by a communication module of the at least one second surface device (20), of the acoustic signal at a reception time TA,
  • the method also comprising the following steps:
    1. a determination of a first position (61) of the underwater vehicle (11) as a function of the information relating to the depth of immersion P and of a distance D separating the underwater vehicle (11) and the device surface (20), the distance D being a function of the times TE and TA, and/or
    2. an emission by a communication module of electromagnetic waves by air, preferably a radio communication module of the device, of a first electromagnetic signal, preferably a radio signal, comprising information relating to the times TE and TA and/or to the distance D, and the immersion depth information P,
  • an emission by a third surface device (20) of a second acoustic signal comprising repositioning information from the first position (61) of the underwater vehicle (11) to a second position (62), the first, second and third surface device (20) possibly being a single surface device (20),
  • reception by the underwater vehicle (11) of the second acoustic signal and actuation of its navigation system to reach the second position (62).
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US20080165617A1 (en) * 2007-01-04 2008-07-10 Ocean Acoustical Services And Insrumentation Systems (Oasis) Inc. Methods of and systems for continually measuring the range between mobile underwater vehicles carrying acoustical signal transmitters and remotely deployed synchronized underwater acoustical receivers provided with signal processing for continually determining such range during the underwater moving of the vehicle, and for measuring acoustic underwater transmission loss, geoacoustical properties and for other purposes

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