本发明涉及深海救援领域，特别是涉及一种深海救援系统。
背景技术：
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。
技术实现要素：
本发明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，本发明提供了如下方案：
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。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明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。本发明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发明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发明的一些实施例，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为本发明实例1深海救援系统结构图；
图2为本发明实施1例深海救援系统装置图；
图3为本发明实施例2深海救援系统的救援流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明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。
为使本发明的上述目的、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发明作进一步详细的说明。
具体实施例1：
图1为本发明实施例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、所述三维声学成像系统2、所述光学图像系统3、所述对接抓取系统4和所述甲板支持系统6连接，用于根据所述超短基线定位系统1采集的位置数据、所述三维声学成像系统2采集的声学图像以及所述光学图像系统3采集的光学图像，引导所述对接抓取系统4接近水下待救援物体14，并控制对接抓取系统4的对接和抓取。所述甲板控制系统5是系统的总控制单元，包括绞车操控单元、水下对接/抓取操控单元、水下螺旋桨操控单元、高压直流供电单元、光纤多路复用器等，提供人机接口；其中绞车操控单元与所述甲板支持系统6相连，用于控制绞车收放缆；水下对接/抓取操控单元通过铠装光电复合缆与所述对接抓取系统4相连，用于控制水下对接/抓取；水下螺旋桨操控单元通过铠装光电复合缆与水下螺旋桨系统7相连，用于控制水下螺旋桨；高压直流供电单元通过铠装光电复合缆与水下主体(三维声学成像系统2、光学图像系统3、对接抓取系统4等)相连，用于深海救援系统水下主体的系统供电；光纤多路复用器与铠装光电复合缆相连，用于光纤多路复用。
所述甲板支持系统6包括铠装光电复合缆、绞车、光电滑环、导向滑轮、折臂吊等，用于救援系统水下主体的布放和回收；它们与甲板控制系统5相连，通过绞车操控单元进行控制。
所述救援系统还包括：水下螺旋桨系统7，设置在所述对接抓取系统4上，与所述甲板支持系统6连接，用于精细调整所述对接抓取系统4和所述待救援物体14之间的相对位置。水下螺旋桨系统7包括多个螺旋桨，实现了水平面内对接抓取系统4与待救援物体14之间相对位置的微调以及辅助对接/抓取；它们通过铠装光电复合缆与甲板控制系统5相连，通过水下螺旋桨操控单元对其进行控制。
所述救援系统还包括：显示系统8，与所述超短基线定位系统1、所述三维声学成像系统2、所述光学图像系统3和所述甲板控制系统5连接，用于显示所述超短基线定位系统1采集的位置信息、所述三维声学成像系统2采集的三位声纳图像信息和所述光学图像系统3采集的图像信息。
所述救援系统还包括：传感器，所述传感器包括gps传感器9和光纤运动传感器10，所述gps传感器9分别与所述显示系统8、所述超短基线定位系统1连接，所述光纤运动传感器10与所述超短基线定位系统1连接，所述gps传感器9和所述光纤运动传感器10用于对超短基线位置解算提供所必需的辅助信息。
所述显示系统8包括：位置显示器、光学图像显示器和声学图像显示器。其中位置显示器通过电缆与gps传感器9和超短基线定位系统1相连，用于对船舶gps位置、超短基线定位结果进行显示；三维实时成像声纳显示器通过光纤多路复用器与三维声学成像系统2相连，用于实时显示三维成像声纳的图像；光学图像显示器通过光纤多路复用器11/12与光学图像系统3相连，用于显示水下摄像机拍摄的水下光学图像；整个甲板显示系统8主要用于辅助完成水下搜索和对接。
所述救援系统还包括：光纤多路复用器系统11/12，与所述显示系统8、所述甲板支持系统6、所述光学图像系统3和所述三维声学成像系统2连接，用于将所述光学图像系统3采集的对接/抓取图像和所述三维声学成像系统2采集的声纳图像通过所述甲板支持系统6传输到所述显示系统8。
所述光纤多路复用器系统包括：水面光纤复用器11和水下光纤复用器12，所述水面光纤复用器11与所述甲板支持系统6和所述显示系统8连接，所述水下光纤复用器12与所述三维声学成像系统2和所述光学图像系统3连接，所述水面光纤复用器11与所述水下光纤复用器12通过所述甲板支持系统6连接。
所述救援系统还包括：高压直流供电系统，与水下主体(所述三维声学成像系统2、所述光学图像系统3、所述对接抓取系统4、水下螺旋桨系统7等)连接。
所述救援系统还包括：超短基线定位信标13，与水面所述超短基线定位系统1配合，用于实时定位、跟踪待救援系统的水下位置。
所述救援系统还包括：接线盒，用于线路的汇总与转接。
图2为本发明实施例1深海救援系统装置图。如图2所示，所述深海救援系统装置分为水下部分和水面部分。
本发明的深海救援系统是一种不依赖作业型水下机器人的新型深海救援系统，该新型的深海救援系统将海底光学摄像、机械对接/抓取、声学成像与定位等有机结合起来，可以实现深海低成本、快速救援。
具体实施例2：
只有在确定待救援物体的水下位置后，才可以利用该新型深海救援系统对海底物体进行救援和打捞。图3给出了本发明实施例2深海救援系统的深海救援流程图。具体打捞流程如下：
(1)船舶需要航行至待救援物体上方，如果具备动力定位功能，则实施动力定位；如果不具备动力定位，则船舶以待救援物体位置为中心，低速漂航；需要注意的时，为避免铠装缆被压入船底造成事故，整个救援过程应尽量选择船头顶流作业；
(2)通过绞车将新型救援系统下放至水中，以40m/min的放缆速度将其下放，待距底高度在500m以内时，降低放缆速度；
(3)同时开启光学摄像系统和三维实时成像声纳，其中三维实时成像声纳的作用距离达120m，可以及早发现待救援物体；如果海底地形复杂，应将三维实时成像声纳安装在距离救援系统30～50m高度，可以监控救援系统与周围环境，避免碰触海底；
(4)全程利用超短基线定位系统跟踪新型救援系统的位置，通过操船引导其接近待救援物体；
(5)待三维实时成像声纳发现待救援物体后，引导方式由超短基线定位切换为三维实时成像声纳；
(6)待光学摄像系统看见待救援物体后，通过甲板控制系统中的水下螺旋桨操控单元，启动螺旋桨微调救援系统相对于待救援物体的水平位置；通过绞车操控单元，缓慢收放缆，微调两者之间的垂直位置；
(7)待救援系统的对接/抓取系统可以对接/抓取待救援物体时，通过甲板控制系统的水下对接/抓取操控单元，驱动对接/抓取系统的执行机构，完成对待救援物体的对接/抓取；
(8)通过光学摄像系统确认对接/抓取效果，如果对接/抓取不合格，则通过甲板控制系统的水下对接/抓取操控单元，开启接/抓取执行机构，重新执行步骤(6)、(7)，直到成功对接/抓取；
(9)甲板控制系统的绞车操控单元，缓慢回收救援系统，并通过光学摄像系统实时观察；
(10)出水时，如果待救援物体体积和重量不大，则直接回收至甲板；如果待救援物体重量很大，或体积很大，则需要利用船上的吊车(折臂吊、a型架)将待救援物体吊回甲板，中间由船舶释放橡皮艇完成吊车挂钩。
深海救援除了有较好的救援设备外，救援方法及操作技术也是至关重要的。整个救援系统需要多人配合，特别是救援系统入水前和出水后，需要多人参与止荡。具体操控人员，应掌握该系统的性能，并能正确使用。救援人员应与船舶驾驶部门紧密配合，提高救援效率，避免事故的发生。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。