EdgeTech Sonares para EdgeTech Sonares para Vehiculos AutonomosVehiculos Autonomos

Perfil de la CompañiaPerfil de la Compañia

• EdgeTech anteriormente llamada “EG&G Marine EdgeTech anteriormente llamada “EG&G Marine Instruments”Instruments”

• Inició en 1966 por Doc EdgertonInició en 1966 por Doc Edgerton

• Oficinas en Massachusetts y FloridaOficinas en Massachusetts y Florida

• 3 Líneas de productos principales:3 Líneas de productos principales:– Sonar de barrido lateral (SSS)Sonar de barrido lateral (SSS)– Perfilador del Subsuelo (SBP)Perfilador del Subsuelo (SBP)– Sistema Combinado (SSS/SBP) Sistema Combinado (SSS/SBP)

Los Sonares de EdgeTech en Los Sonares de EdgeTech en AUVs son “Tecnologia a la AUVs son “Tecnologia a la orden”orden”• Procesador Bajo el AguaProcesador Bajo el Agua• Kit de Sonar de Barrido LateralKit de Sonar de Barrido Lateral• Kit de Perfilador del Sub-sueloKit de Perfilador del Sub-suelo• Sensores opcionales para el sonarSensores opcionales para el sonar• Sensores opcionales para el Sensores opcionales para el

perfilador del Sub-sueloperfilador del Sub-suelo• Sonar de Barrido Lateral y el Sonar de Barrido Lateral y el

Perfilador del Sub-suelo son Perfilador del Sub-suelo son herméticamente integradosherméticamente integrados

• Otras OpcionesOtras Opciones– ProfundidadProfundidad– PoderPoder– Frecuencias combinadasFrecuencias combinadas– PaquetePaquete

• A menor escalaA menor escala• Integrado en el AUVIntegrado en el AUV• Integrado con otros sensores como Integrado con otros sensores como

el multi-hazel multi-haz

EdgeTech – Perfiladores del Sub-suelo en EdgeTech – Perfiladores del Sub-suelo en AUVsAUVs

• 4 a 24 kHz4 a 24 kHz

• 2 a 16 kHz2 a 16 kHz

• 1 a 10 kHz1 a 10 kHz

• Todos son CHIRPTodos son CHIRP

• Las Frecuencias del Las Frecuencias del Pulso están Pulso están catalogadas en rangos.catalogadas en rangos.i.e. 2-10, 2-12, 2-16 i.e. 2-10, 2-12, 2-16 kHzkHz

EdgeTech – Diseño de Innovación EdgeTech – Diseño de Innovación para mejores imágenes de Sonar para mejores imágenes de Sonar (SSS)(SSS)•Pulsos de Frecuencia Modulada Pulsos de Frecuencia Modulada

“CHIRP” “CHIRP”

•Multi-Pulso Multi-Pulso

•Apertura DinamicaApertura Dinamica

•Enfoque DynamicoEnfoque Dynamico

•Apertura SinteticaApertura Sintetica

66

Multi-PulsoMulti-Pulso

La frecuencia de Repetición de La frecuencia de Repetición de Pulso (FRP) de un Sonar de Barrido Pulso (FRP) de un Sonar de Barrido Lateral convencionalLateral convencional

Periodo Ping : T = (2*Rmax) C

Rmax = Range ScaleC = 1500 m/s

Tx

Tx Rx Period

Rx Period

He

igh

t

R ange

C = speed of sound = 1500 m eters/s

Transm itP ulse

E cho

Sonar de Barrido Lateral Convencional

Secuencia Transmicion / Secuencia Transmicion / RecepcionRecepcion

Ping Period : T = (2*Rmax) C

C = 1500 m/s

Un Sonar de Barrido Lateral Multi-Un Sonar de Barrido Lateral Multi-Pulso …Pulso …

Hei

gh

t

T ransm itP ulse A

……Pone más de un pulso en el Pone más de un pulso en el agua…agua…

Hei

gh

t

T ransm itP ulse A

Transm itP ulse B

……y al mismo tiempo…y al mismo tiempo…

Hei

ght T ransm it

P u lse A

T ransm itP u lse B

T ransm itP u lse C

……using pulse encoding using pulse encoding techniques…techniques…

Hei

ght

T ransm itP ulse A

Transm itP ulse B

Transm itP ulse C

Transm itP ulse D

TxA

T = (2*R m ax)/C

TxA

TxB

TxB

tp

TxC

TxD

TxC

TxC

TxD

R ange S ca le = R m ax

R x A P eriod

R x B P eriod

R x C P eriod

R x D P eriod

tp

tp

tp

Effective Ping Period = tp = T = 2*Rmax 4 4 * C

Multi-Ping Side Scan Sonar

Tiempo de transmisión/recepciónTiempo de transmisión/recepción

High dynamic range receiver required to handle large transmit and small receive signals present on receive sub-array.

Transmite mientras RecibeTransmite mientras Recibe

Tx Element

Rx element

PwrAmp

PulseGenerator

A, B,C & D

ReceiveAmplifier

Fw

d D

irect

ion

A B C D

Arr

ay

Limite de velocidad de un Sonar de Limite de velocidad de un Sonar de Barrido Lateral ConvencionalBarrido Lateral Convencional

d

R

Max speed V1p <= d T

Typical: d = 0.5m, R = 125 m

V1p <= 3 m/s (5.8 knots)

Este limite permite un “hit” en un blanco pequeño

Realiza detecciones positivas o clasificaciones imposibles

Requerimiento adicional es para múltiples “hits” en blancos pequeños (1m) (típicamente 3 ping)

Now V1p <= 2 m/s or 3.9 knots !

Limite de VelocidadLimite de Velocidad

Travel Distance per Ping = d

One Transmit, 4 Receive Beams.

Limite de Velocidad del Sonar de Limite de Velocidad del Sonar de Barrido Lateral Multi-BeamBarrido Lateral Multi-Beam

d

Transmit beamReceive Beams

Typical: d = 4 * 0.2 = 0.8m, R = 125 m

V1p <= 0.8 * 5 = 4 m/s

= 9.3 knots

• This limit allows for one transmit “hits” on small target (1m)

• Number of receive hits?

Limite de Velocidad del Sonar de Limite de Velocidad del Sonar de Barrido Lateral Multi-BeamBarrido Lateral Multi-Beam

P ulse =A

P ulse =B

P ulse =C

P ulse =D

Direction of travel

Limite de Velocidad del Sonar de Limite de Velocidad del Sonar de Barrido Lateral Multi-PulsoBarrido Lateral Multi-Pulso

Max speed : V4p <= 4 * d = 4 * V1p

T

Beneficios del sistema Multi-Beneficios del sistema Multi-Pulse Pulse

2121

Apertura DinámicaApertura Dinámica

25 meters 75 meters 100 meters

2323

Enfoque DinámicoEnfoque Dinámico

Sonar de Barrido Lateral para AUVs – Sonar de Barrido Lateral para AUVs – EdgeTech EdgeTech

• La selección del mejor producto es basada La selección del mejor producto es basada en diferentes consideraciones que pueden en diferentes consideraciones que pueden ser…ser…– Tamaño del AUV Tamaño del AUV – ProfundidadProfundidad– Capacidad de poderCapacidad de poder– Rasgos del Sonar Rasgos del Sonar – Frecuencias del Sonar Frecuencias del Sonar

Frecuencia Dual De un Sonar de Frecuencia Dual De un Sonar de Barrido Lateral en AUVs para Barrido Lateral en AUVs para Aguas poco profundas (2200-S)Aguas poco profundas (2200-S)• 120 & 410 kHz o…120 & 410 kHz o…• 230 & 540 kHz o…230 & 540 kHz o…• 230 & 850 (nuevo) kHz o…230 & 850 (nuevo) kHz o…• 410 & 850 (próximo) kHz o…410 & 850 (próximo) kHz o…• 850 kHz Enfoque Dinámico o…850 kHz Enfoque Dinámico o…• 230 & 850 kHz Enfoque 230 & 850 kHz Enfoque

DinámicoDinámico• Frecuencia Simple, Dual or Frecuencia Simple, Dual or

Dual SimultaneoDual Simultaneo• Un set de tablas electrónicas Un set de tablas electrónicas

integrado con el AUV integrado con el AUV • < 25 watts < 25 watts • Opcional 4-24 kHz SBPOpcional 4-24 kHz SBP

Frecuencia Dual Multi-Pulso (2200-Frecuencia Dual Multi-Pulso (2200-MP AUV serie 4200)MP AUV serie 4200)• Frecuenciua Dual Frecuenciua Dual

Simultanea 120 & 410 or Simultanea 120 & 410 or 230 & 540 kHz230 & 540 kHz

• DOS Sonares de Barrido DOS Sonares de Barrido Lateral en UNOLateral en UNO– Modo de Alta Definicion Modo de Alta Definicion HDMHDM– Modo de Alta Velocidad Modo de Alta Velocidad HSMHSM

usando tecnologia Multi-usando tecnologia Multi-Pulse de EdgeTech’sPulse de EdgeTech’s

• Tamaño medio AUVsTamaño medio AUVs• Perfilador del Sub-sueloPerfilador del Sub-suelo

– 4-24 kHz4-24 kHz– 2-16 kHz2-16 kHz– 1-10 kHz1-10 kHz

Imágenes Ejemplo Multi-PulsoImágenes Ejemplo Multi-Pulso

Imagen de 2m x 2m Blanco, Pulso simple

Imágenes ejemplo Multi-Pulso:Imágenes ejemplo Multi-Pulso:

Pulso A imagen de 2m x 2m. Zoom del Blanco, x 4

Pulso C imagen de 2m x 2m Zoom del blanco x 4

Imagen Multi-pulso de 2m x 2m. 4 Pulsos

Pequeño Blanco con 4 Ping Multi-Pequeño Blanco con 4 Ping Multi-PulsePulse

Imagen Multi-ping de 2m x 2m, 4 Pulsos

Frecuencias Dual Simultaneas, Frecuencias Dual Simultaneas, Aguas Profundas (2200-M)Aguas Profundas (2200-M)• Medium Size up to Medium Size up to

Full Ocean Depth Full Ocean Depth AUVsAUVs

• 75 & 410 kHz75 & 410 kHz

• 120 & 410 kHz120 & 410 kHz

• 75 & 120 kHz75 & 120 kHz

• Any EdgeTech Sub-Any EdgeTech Sub-Bottom ProfilerBottom Profiler

Enfoque Dinamico del Sonar de Barrido Enfoque Dinamico del Sonar de Barrido Lateral (4500-DF)Lateral (4500-DF)

• La resolución de un multi-La resolución de un multi-beam de un sonar de beam de un sonar de barrido lateralbarrido lateral

• 230 kHz230 kHz– Rango 250 MetrosRango 250 Metros– Resolucion 70 cm. Resolucion 70 cm.

• 540 kHz540 kHz– Rango 100 Metros Rango 100 Metros – Resolucion 27 cm. Resolucion 27 cm.

• Bajo PoderBajo Poder• AUVs Mediano o Grande AUVs Mediano o Grande

(Dependen de la (Dependen de la Frecuencia)Frecuencia)

• Rata de 6000 metros Rata de 6000 metros

3838

Imagenes 4500-DFImagenes 4500-DF

Enfoque Dinamico de un Sonar Enfoque Dinamico de un Sonar de Barrido Lateral Multi-de Barrido Lateral Multi-Pulso(4700-DFX)Pulso(4700-DFX)• MEJOR DESEMPEÑOMEJOR DESEMPEÑO que un sonarde que un sonarde

barrido lateral multi-beam, barrido lateral multi-beam, SINSIN la la complejidad y el alto costocomplejidad y el alto costo

• Colección de datos de Alta Colección de datos de Alta Velocidad usando la teconologia Velocidad usando la teconologia multi-pulso de EdgeTech’s.multi-pulso de EdgeTech’s.

• La resolución reforzada en rango La resolución reforzada en rango largo usando los transductores de largo usando los transductores de enfoque dinamico.enfoque dinamico.

• Cuatro tiempos son muchos pings Cuatro tiempos son muchos pings en un blanco, comparado con en un blanco, comparado con Sonar de Barrido Lateral multi-Sonar de Barrido Lateral multi-beambeam

• Along Track ResolutionAlong Track Resolution : < 20 cm : < 20 cm to 80 m puede increntarse en 34 to 80 m puede increntarse en 34 cm a 150 m max. rangocm a 150 m max. rango

• Across Track Resolution: 1 pulso Across Track Resolution: 1 pulso 1.5 cm / 2 pulsos 3.0 cm / 3 pulsos 1.5 cm / 2 pulsos 3.0 cm / 3 pulsos 4.5 cm / 4 pulsos 6.0 cm4.5 cm / 4 pulsos 6.0 cm

4141

Imagenes 4700-DFXImagenes 4700-DFX

4242

4600-SBS4600-SBS Sonar de Barrido Sonar de Barrido Lateral – Tres dimensionesLateral – Tres dimensiones• 3 set de datos en UN paquete3 set de datos en UN paquete

– Imágenes de Sonar de Barrido Imágenes de Sonar de Barrido LateralLateral

– BatimetríaBatimetría– Perfilador del Subsuelo Perfilador del Subsuelo

(optional)(optional)• Datos Co-registrados en Tiempo Datos Co-registrados en Tiempo

y Espacioy Espacio• Mismo Paquete ElectronicoMismo Paquete Electronico• Bajo Poder, Tamaño pequeño, Bajo Poder, Tamaño pequeño,

menos peso que una menos peso que una combinacion de MBE/SSS/SBP combinacion de MBE/SSS/SBP

• Versiones de 120 o 250 kHz Versiones de 120 o 250 kHz • Pulsos Chirp con rangoas Pulsos Chirp con rangoas

mayores al 30% mejor que un mayores al 30% mejor que un sistema convencional de una sistema convencional de una misma frecuencia misma frecuencia

Capacidad de Profundidades de los Capacidad de Profundidades de los Sonares AUV de EdgeTechSonares AUV de EdgeTech• Los Sonares de Barrido Lateral AUV de Los Sonares de Barrido Lateral AUV de

EdgeTech EdgeTech se diseñan para 6000 metros se diseñan para 6000 metros de profundidades exceptode profundidades excepto::– 2200-S 300 metros2200-S 300 metros

• El Housing de presión alrededor de la El Housing de presión alrededor de la electronica u/w :electronica u/w :– 300, 1000, 3000, 6000 metros 300, 1000, 3000, 6000 metros

• Electronics can be housed in customer Electronics can be housed in customer supplied enclosuresupplied enclosure

Consumo de Poder de los Sonares Consumo de Poder de los Sonares EdgeTech AUV EdgeTech AUV • Depende de…Depende de…

– Rata de Ping del Sonar de Rata de Ping del Sonar de Barrido Lateral.Barrido Lateral.

– Rata del Ping del Perfilador del Rata del Ping del Perfilador del SubsueloSubsuelo

• Uso de bajo poder electrónico.Uso de bajo poder electrónico.

• Amplificadores apagados Amplificadores apagados entre cada impulsoentre cada impulso

• Rangos entre Rangos entre 20-80 watts20-80 watts durante operacióndurante operación

Activando los Sonares AUV deActivando los Sonares AUV de EdgeTech EdgeTech

• Critico para la integración con otros sonares Critico para la integración con otros sonares AUV’sAUV’s

• 4 Modos4 Modos– Interno (Reloj Interno)Interno (Reloj Interno)– Externo (TTL)Externo (TTL)– Acoplado (desde otro subsistema)Acoplado (desde otro subsistema)– Gated (Internal Clock with Hardwired Inhibit)Gated (Internal Clock with Hardwired Inhibit)

El Mando Comun e Interfaces de El Mando Comun e Interfaces de DatosDatos• EthernetEthernet

– La conexión para los datos La conexión para los datos – Conexión para el comando y el controlConexión para el comando y el control

• Dos Flujos de Datos SimultáneosDos Flujos de Datos Simultáneos– Full BandwidthFull Bandwidth– Decimate for Quality ControlDecimate for Quality Control

• El Orden y el Mando El Orden y el Mando – Ninguno NecesitaNinguno Necesita– Set Minimo Set Minimo – Set completoSet completo– Conexión via Ethernet o RS-232Conexión via Ethernet o RS-232

AUV PlatformsAUV Platforms

Hugin 1000 (Kongsberg)Hugin 1000 (Kongsberg)

Hugin 3000Hugin 3000

Hugin 4500Hugin 4500

Echo Ranger (Boeing)Echo Ranger (Boeing)

GeoSub (SubSea7)GeoSub (SubSea7)

URASHIMA (JAMSTEC)URASHIMA (JAMSTEC)

Automation & Robotics Lab Automation & Robotics Lab (Indonesia)(Indonesia)

Bluefin 21Bluefin 21

SeaOtter (Atlas-Elektronik)SeaOtter (Atlas-Elektronik)

Remus 6000 (Hydroid)Remus 6000 (Hydroid)

Remus 600Remus 600

Remus 100Remus 100

Alistar (ECA)Alistar (ECA)

MARV (NUWC)MARV (NUWC)

Meredith (Defense Science Meredith (Defense Science Organization, Singapore)Organization, Singapore)

Harbin University (China)Harbin University (China)

SeaEye (SAAB)SeaEye (SAAB)

ISR (Portugal)ISR (Portugal)

CustomersCustomers with EdgeTech AUV with EdgeTech AUV SonarsSonars• Williamson & Associates, Inc.Williamson & Associates, Inc.• C&C Technologies, Inc.C&C Technologies, Inc.• Seafloor Surveys Intl. Inc.Seafloor Surveys Intl. Inc.• SubSea7 Ltd., UKSubSea7 Ltd., UK• Kongsberg Marine A/S, NorwayKongsberg Marine A/S, Norway• Southampton Oceanographic Center, UKSouthampton Oceanographic Center, UK• DOF A/S, NorwayDOF A/S, Norway• Fugro Group, HollandFugro Group, Holland• JAMSTEC, JapanJAMSTEC, Japan• Automation and Robotic Lab, IndonesiaAutomation and Robotic Lab, Indonesia• Bluefin Robotics Corp.Bluefin Robotics Corp.• Atlas Elektronik GmbH, GermanyAtlas Elektronik GmbH, Germany• Naval Oceanographic Office (NAVO)Naval Oceanographic Office (NAVO)• ECA S.A., FranceECA S.A., France• Geomar, GermanyGeomar, Germany• Boeing Inc.Boeing Inc.• University of Rhode IslandUniversity of Rhode Island

• Massachusetts Institute of Technology (MIT)Massachusetts Institute of Technology (MIT)• Monterey Bay Aquarium Research Institute Monterey Bay Aquarium Research Institute

(MBARI)(MBARI)Woods Hole Oceanographic Institution Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI)(WHOI)

• Naval Undersea Warfare Center (NUWC)Naval Undersea Warfare Center (NUWC)• Institute for Systems and Robotics, PortugalInstitute for Systems and Robotics, Portugal• Hydroid Inc.Hydroid Inc.• Defense Science Organization (DSO), Defense Science Organization (DSO),

SingaporeSingapore• Norwegian Defense Research EstablishmentNorwegian Defense Research Establishment• Royal Australian Navy (RAN)Royal Australian Navy (RAN)• Harbin University of Science and Harbin University of Science and

Technology, ChinaTechnology, China• Global Marine SystemsGlobal Marine Systems• Ministry of Defense (MOD), UKMinistry of Defense (MOD), UK• Waitt InstituteWaitt Institute• NAVSEANAVSEA• Institute for ExplorationInstitute for Exploration

EdgeTech AUV Sonar EdgeTech AUV Sonar CustomersCustomers

A Nombre de EdgeTechA Nombre de EdgeTech

Muchas Gracias!!!Muchas Gracias!!!

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