技术与信息多波束成像技术在ROV上的应用
陈军强 陶泊宏(海油工程安装事业部ROV作业部，广东 深圳 518067)
摘要：水下能见度低下为海洋工程项目中常见的水文状况，ROV无法通过其摄像头直接对水下结构物进行清晰的观察监控，导致其无法高效、安全的开展水下作业。在此时，多波束成像技术的应用则成为ROV顺利完成水下工程作业的一把利器。文章主要介绍了多波束成像技术在ROV上的应用。关键词：多波束成像技术；ROV；水文状况
Application of Multi-beam Imaging Technology in ROV
CHEN Jun-qiang, TAO Bo-hong
(ROV Operating Department of Offshore Oil Engineering Installation Division, Shenzhen 518067, China)
Abstract: Low visibility of underwater has become a common hydrological condition in marine engineering projects. ROV cannot directly observe and monitor underwater structures through its camera, which makes it impossible to carry out underwater operations ef?ciently and safely. At this time, the application of multi-beam imaging technology has become a weapon for ROV to successfully complete underwater engineering operations. This paper mainly introduces the application of multi-beam imaging technology in ROV.Keywords: multi-beam imaging technology;ROV; hydrological condition
1 绪论
随着海洋工程水下作业受海况及复杂地质、水文条件影响，水下能见度低下给ROV进行水下作业带来了极大的困难，ROV无法通过其摄像头直接对水下结构物进行清晰的观察监控，导致其无法高效、安全的开展水下作业。在此时，多波束成像技术的应用则成为ROV顺利完成水下工程作业的有利工具。本文主要介绍了多波束成像技术在ROV上的应用，为类似海洋工程项目提供参考。
成像声纳系统(图2)。多波束成像声纳探头一般安置于ROV前部云台，这样探头可随云台转动，在ROV艏向不转动情况下，探测到更多数据。探头通过电缆连接于ROV功能箱，ROV功能箱给探头供电及收发信息。ROV功能箱通过光纤将信息收发至水面接收设备。水面接收设备通过网线和电脑相连，电脑将水下信号收集处理成二维/三维图像呈现给使用者。
电缆
水下声纳+云台
ROV
2 多波束成像技术的原理及系统组成
2.1 多波束成像技术的原理
多波束成像技术的应用，其载体一般为成像声纳，其工作原理是利用发射换能器阵列向海底结构物发射宽扇区覆盖的声波，利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收，通过发射、接收扇区指向的正交性形成对海底地形的照射脚印。对这些脚印进行恰当的处理，一次探测就能给出与航向垂直的垂面内上百个甚至更多的结构物被测点的测量值，从而能够精确、快速地测出沿航线一定宽度内水下结构物的大小、形状和高低变化，比较可靠地描绘出水下结构物的形状。
电脑
网线
光纤
水上接收设备
图2 多波束成像声纳搭载于ROV连接示意图
3 多波束成像技术在ROV上的应用
3.1 多波束成像技术在水泥压块铺设作业中的应用
在海管及电缆水下铺设作业完成后，需要在管线上方指
定位置铺设水泥压块进行压重，用于保护管线及防止管线位置受水流影响而产生移动。在某些海域进行水泥压块铺设作业时，由于能见度较低，在铺设作业时，无法直接通过ROV摄像头来获取清晰的水下实时图像来判断压块与海管路由之间的相对位置，给ROV水下作业带来了极大的困难，导致作业效率低下。现ROV搭载二维成像声呐来进行此项作业，通过成像声呐软件所呈现的水下实时图像，ROV能够清晰的观测到水下作业环境和作业对象，即水中进行吊装的水泥压块和准备置放的海管相对位置，从而快速的牵引水泥压块移动到指定铺设位置，在完全准确的覆盖住管线之后，迅速释放压块完成铺设。如图3、图4所示。
2.2 多波束成像声呐的系统组成
多波束成像声纳主要由水下声纳探头，电缆及水上电脑组
成(图1)。在这里，我们主要说说搭载于ROV系统上的多波束
计算机
USB连接线以太网连接线
声呐接线盒
3.2 多波束成像技术在海管悬跨抛石作业中的应用
声呐和云台
电源
图1 多波束成像声纳连接示意图
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2019年7月
在海管悬空应急治理项目中，海底管线与海床之间存在悬
空的情况，需要使用石块对悬空位置的管线进行填补和掩埋。
多波束成像技术在ROV上的应用
