L’acustica subacquea comprende le tecnologie di rilevamento, comunicazione, posizionamento e navigazione utilizzate da ROV, AUV e USV in contesti in cui i segnali a radiofrequenza si attenuano rapidamente. Tali sistemi consentono alle piattaforme senza equipaggio di mappare il fondale marino, ispezionare le infrastrutture sottomarine, scambiare dati, individuare bersagli e garantire una navigazione subacquea precisa.
Questa pagina presenta produttori e fornitori di sistemi acustici subacquei, comprese soluzioni progettate per l’integrazione con sensori dei veicoli, apparecchiature di navigazione, gateway di superficie e piattaforme sottomarine rinforzate.
Leggi il Panoramica tecnologica
Soluzioni all’avanguardia per la navigazione e il posizionamento destinate a sistemi senza pilota e robotici
Soluzioni di navigazione e posizionamento ad alta precisione per i veicoli autonomi e senza equipaggio
Veicoli marini autonomi e senza pilota: USV, AUV, ROV marini; galleggianti di profilatura e sistemi trainati
Soluzioni avanzate di imaging e posizionamento subacqueo per veicoli marini senza equipaggio e autonomi
Soluzioni e servizi all'avanguardia per applicazioni nel settore della difesa, dell'energia oceanica e marina
Tecnologie innovative di imaging sottomarino ad alta risoluzione e di alimentazione per missioni di rilevamento subacqueo commerciali, scientifiche e militari
Veicoli subacquei autonomi all'avanguardia e sistemi robotici sottomarini
Sistemi di posizionamento GNSS, SLAM 3D e mappatura mobile, veicoli di superficie senza pilota
Sensori di tracciamento, navigazione, posizionamento e comunicazione per AUV, ROV, USV
Sistemi integrati e carichi utili per piattaforme di superficie e subacquee senza equipaggio operanti in ambienti marittimi complessi
Apparecchiature per rilievi idrografici: ecoscandagli multibeam, sonar a scansione laterale, sensori di velocità del suono e profilatori
Sistemi di posizionamento e navigazione GNSS, mappatura mobile UAV LiDAR e veicoli di superficie senza pilota
Stazioni di monitoraggio meteorologico, trasduttori marini, sonar a scansione laterale e altimetri subacquei
Se progettate, costruite o fornite Acustica subacquea, Crea un profilo per mettere in evidenza le tue competenze ed entrare in contatto con i visitatori che hanno un bisogno concreto delle tue soluzioni.
I sistemi acustici subacquei costituiscono il meccanismo fondamentale per il rilevamento, la comunicazione e la navigazione al di sotto della superficie, dove i segnali a radiofrequenza convenzionali, compresi quelli di navigazione satellitare, si attenuano rapidamente. I veicoli telecomandati (ROV) si avvalgono spesso di sonar ed ecoscandagli per la pilotaggio e l’ispezione a distanza ravvicinata, mentre i veicoli subacquei autonomi (AUV) possono trasportare carichi utili acustici per la mappatura, il rilevamento di bersagli e la navigazione. Le imbarcazioni di superficie senza equipaggio (USV) fungono da nodi di superficie e da gateway di comunicazione tra le risorse sottomarine e gli operatori in superficie.
La valutazione dell’acustica subacquea richiede di guardare oltre i valori nominali di portata o le frequenze operative. Fattori quali il rumore intrinseco della piattaforma, le variazioni della velocità del suono, la profondità dell’acqua, la composizione del fondale marino e la dinamica del veicolo influenzano direttamente la qualità del segnale. Gli ingegneri devono progettare trasduttori acustici subacquei, sistemi elettronici di elaborazione del segnale e supporti meccanici come funzionalità integrata della piattaforma, spesso combinando i dati acustici con sistemi di navigazione inerziale (INS), log di velocità Doppler (DVL), sensori di profondità a pressione e dati GNSS di superficie.
Un trasduttore acustico subacqueo converte l’energia da forma elettrica a forma acustica, funzionando come proiettore durante la trasmissione e come sensore acustico subacqueo o idrofono durante la ricezione. Molte testine sonar e sistemi di modem acustici subacquei utilizzano elementi ceramici piezoelettrici reversibili configurati come anelli, pile o compositi per bilanciare l’ampiezza del fascio, la sensibilità, la larghezza di banda e la profondità nominale. La scelta del sensore dipende da fattori quali la larghezza di banda utilizzabile, la risposta in trasmissione e in ricezione, il diagramma di radiazione e l’adattamento di impedenza, mentre la calibrazione degli idrofoni è regolata da norme quali la IEC 60500 e la serie IEC 60565.
HydroFlow ACDP di SatLab Geosolutions
Gli array combinano più sensori acustici subacquei in geometrie precise per stimare la direzione del bersaglio, formare fasci direzionali e sopprimere il rumore di fondo ambientale. Le configurazioni spaziano dagli array lineari trainati e dalle griglie planari agli array conformi allo scafo. L’apertura complessiva e la frequenza operativa influenzano la risoluzione angolare, mentre la distanza tra gli elementi deve essere controllata per evitare i lobi di diffrazione spaziali. L’elaborazione a bordo del segnale acustico subacqueo consente di eseguire la formazione adattiva del fascio in loco, mentre le carenature e i supporti disaccoppiati contribuiscono a isolare gli array dal rumore dei propulsori e dalle vibrazioni strutturali.
Il sonar attivo trasmette forme d’onda acustiche note ed elabora gli echi di ritorno per calcolare la distanza e la direzione, stimare la velocità relativa e caratterizzare i bersagli fisici. I sistemi spaziano dai sonar a scansione frontale per il pilotaggio dei ROV e dagli ecoscandagli a scansione laterale o multibeam per l’imaging del fondale marino e la batimetria, fino ai sonar ad apertura sintetica e ai sistemi video acustici per l’imaging ad alta risoluzione. La scelta del sistema bilancia la potenziale portata maggiore delle frequenze più basse con il dettaglio spaziale più fine generalmente ottenibile alle frequenze più elevate. Molti sistemi utilizzano impulsi chirp a modulazione di frequenza ed elaborazione a compressione di impulso per migliorare la risoluzione di distanza e il rapporto segnale-rumore.
Transponder SMART di Sonardyne International
I sistemi acustici passivi monitorano i paesaggi sonori ambientali senza emettere segnali, rendendoli preziosi per operazioni navali segrete e per il monitoraggio ambientale di lunga durata. Le pipeline di elaborazione utilizzano l’analisi tempo-frequenza per rilevare i rumori dei macchinari, la cavitazione e le vocalizzazioni biologiche provenienti da array di idrofoni. Gli algoritmi di apprendimento automatico integrati possono supportare il rilevamento e la classificazione automatizzati dei contatti a bordo, fornendo indicazioni di classificazione in tempo reale e riducendo al minimo il fabbisogno di larghezza di banda per il monitoraggio acustico subacqueo.
Un modem acustico subacqueo consente la comunicazione wireless sottomarina tra veicoli, strumenti sul fondale marino e gateway di superficie per l’aggiornamento dei comandi e lo scambio di dati telemetrici. Considerati i lunghi ritardi di propagazione, le riflessioni multipath e gli spostamenti Doppler, un sistema di comunicazione acustica subacquea affidabile impiega schemi di modulazione robusti, codifica di canale ed elaborazione del segnale adattati al canale acustico. I quadri di standardizzazione come le comunicazioni acustiche subacquee digitali JANUS (STANAG 4748) forniscono un metodo comune di segnalazione digitale per il contatto iniziale e l’interoperabilità di base tra risorse sottomarine di diversi fornitori.
Un sistema di posizionamento acustico subacqueo calcola le coordinate sottomarine utilizzando i tempi di percorrenza del segnale e, a seconda dell’architettura, le misurazioni della direzione di arrivo tra i trasduttori. Questi sistemi operano tramite configurazioni a base ultracorta (USBL), a base corta (SBL) o a base lunga sul fondale marino (LBL). La navigazione moderna integra le misurazioni acustiche di distanza o di posizione con un sistema di navigazione inerziale (INS), un log di velocità Doppler (DVL) e sensori di profondità all’interno di un filtro di Kalman esteso (EKF) per limitare la deriva di posizione a lungo termine. L’hardware ausiliario, che comprende radiofari acustici subacquei e dispositivi di rilascio acustici subacquei, supporta le reti di transponder e il recupero degli strumenti o degli ormeggi dispiegati.
I mezzi non presidiati di superficie e sottomarini ampliano il raggio d’azione navale grazie all’impiego di array trainati passivi, sonar a profondità variabile e sensori attivi a bassa frequenza per il rilevamento e il tracciamento dei sottomarini. Per le contromisure antimine, gli AUV (veicoli subacquei autonomi) trasportano sonar ad apertura sintetica e carichi utili multibeam per eseguire schemi di ricerca autonomi e mappare gli ostacoli sul fondale marino, utilizzando software di riconoscimento automatico dei bersagli per segnalare potenziali pericoli senza esporre il personale a zone di rischio.
Sistema di posizionamento acustico subacqueo Subsonus di Advanced Navigation
Il sonar attivo ad alta frequenza per il rilevamento dei subacquei protegge porti, basi navali e strutture offshore individuando e tracciando bersagli di piccole dimensioni e a movimento lento, quali subacquei con autorespiratore a circuito aperto e piccoli UUV. Un software automatizzato filtra il riverbero di fondo e il rumore biologico, integrando le tracce acustiche con i dati dei radar di superficie, dei sistemi AIS e delle telecamere elettro-ottiche per creare un quadro di sicurezza più completo.
I rilievi idrografici utilizzano ecoscandagli multibeam montati su USV e AUV per generare modelli batimetrici ad alta densità, mentre i sonar a scansione laterale producono immagini dettagliate della struttura del fondale marino e degli oggetti presenti. Anche i sistemi batimetrici o interferometrici a scansione laterale possono ricavare informazioni sulla profondità. Gli USV migliorano l’efficienza e la sicurezza dei rilievi in ambienti superficiali poco profondi o pericolosi, mentre gli AUV sono in grado di mantenere altitudini stabili in prossimità del fondale marino per la raccolta di dati ad alta risoluzione.
Gli operatori del settore energetico offshore si affidano a sonar di imaging, prodotti acustici sottomarini e sistemi video acustici per ispezionare condotte, strutture a giacca e cavi sottomarini in condizioni di visibilità zero. Il posizionamento georeferenziato supporta il tracciamento preciso delle anomalie, consentendo il rilevamento comparativo delle variazioni nel corso di cicli di ispezione successivi.
Il monitoraggio bioacustico utilizza idrofoni passivi su glider oceanici, ormeggi e boe alla deriva per tracciare le vocalizzazioni dei mammiferi marini e il rumore ambientale senza introdurre suoni artificiali. L’elaborazione automatizzata analizza le registrazioni continue ed è in grado di fornire dati di monitoraggio ambientale o di conformità quasi in tempo reale ai ricevitori di superficie tramite gateway di superficie.
La definizione di chiari quadri operativi e protocolli di misurazione si basa su standard di settore riconosciuti a livello globale.
L’adesione a questi standard internazionali favorisce l’interoperabilità multipiattaforma, una calibrazione affidabile, misurazioni coerenti e la conformità ambientale in diverse operazioni marine.
I recenti sviluppi nell’elaborazione digitale e nei carichi utili dei sensori ibridi stanno ridefinendo le capacità delle piattaforme sottomarine senza equipaggio.
Questi progressi tecnologici stanno ampliando la durata operativa, l’autonomia e la capacità di trasmissione del carico utile delle flotte sottomarine senza equipaggio.
Ricerca di aziende e prodotti
Abbonati all'eBrief settimanale
Gli ultimi sviluppi tecnici e ingegneristici direttamente nella vostra casella di posta elettronica - unitevi alle migliaia di ingegneri che la ricevono.
