Procedimiento y sistema para la detección de objetivos.

Procedimiento para la detección de objetivos (z) por medio de al menos una primera instalación de sensor

(SE) que contiene al menos un primer sensor (S1) y de una segunda instalación de sensor, que contiene al menos un segundo sensor (BS), en el que el segundo sensor (BS) puede ser alineado por medio de una instalación de control en diferentes direcciones espaciales, con las siguientes etapas del procedimiento:

a) por medio de la primera instalación de sensor (SE) se detectan objetivos (ZOn),

b) para los objetivos (ZOn) se determina, respectivamente, una información sobre la dirección espacial (Ri) con relación a la posición del segundo sensor (BS) y al menos un primer parámetro del objetivo (PAn),

c) al menos una parte de los objetivos (ZOn) es registrada con el al menos un primer parámetro del objetivo (PAn), y con la información sobre la dirección espacial (Ri) del objetivo (ZOn) con relación a la posición del segundo sensor (BS),

d) los objetivos (ZOn) registrados son evaluados con la ayuda de parámetros del objetivo (PAn) y criterios de evaluación (Km) almacenados a tal fin y en este caso se determina un objetivo de máxima prioridad, en el que se determina el gasto de tiempo para la nueva alineación del segundo sensor sobre el objetivo (ZOn) y se tiene en cuenta como criterio en la evaluación,

e) el segundo sensor (BS) es alineado sobre el objetivo de máxima prioridad determinado en la etapa d) y se obtiene una señal de sensor del segundo sensor (BS) hacia el objetivo,

f) a través de la evaluación automática (AE) de la señal de sensor obtenida para un objetivo en el segundo sensor (BS) se extrae otro parámetro del objetivo,

g) se repiten las etapas d) a f), dado el caso con la adición de objetivos que se añaden de nuevo según a) a c).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2010/000087.

Solicitante: Airbus Defence and Space GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Willy-Messerschmitt-Strasse 1 85521 Ottobrunn ALEMANIA.

Inventor/es: BODENMÜLLER,ALBERT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > RECONOCIMIENTO DE DATOS; PRESENTACION DE DATOS; SOPORTES... > G06K9/00 (Métodos o disposiciones para la lectura o el reconocimiento de caracteres impresos o escritos o el reconocimiento de formas, p. ej. de huellas dactilares (métodos y disposiciones para la lectura de grafos o para la conversión de patrones de parámetros mecánicos, p.e. la fuerza o la presencia, en señales eléctricas G06K 11/00; reconocimiento de la voz G10L 15/00))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o rerradiación... > G01S17/02 (Sistemas que utilizan la reflexión o rerradiación de ondas electromagnéticas que no sean ondas de radio (G01S 17/66 tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/86 (Combinaciones de sistemas de radar con sistemas no de radar, p. ej. sonar, localizador de dirección)

PDF original: ES-2537283_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y sistema para la detección de objetivos La invención se refiere a un procedimiento y a un sistema para la detección de objetivos utilizando un sensor de imágenes electro-óptico formador de imágenes.

Para la detección de objetivos dentro de una zona de supervisión son especialmente ventajosas combinaciones de diferentes sensores, de manera que una primera instalación de sensor con al menos un primer sensor, por ejemplo una instalación de radar y/o un sensor láser pasivo o activo, detecta un objetivo y a tal fin determina un primer parámetro de puntería y se obtiene una información amplia por medio de una segunda instalación de sensor con al menos un segundo sensor, estando formado el segundo sensor por un tipo de sensor diferente que el primer sensor. Los segundos sensores como tales, en particular los sensores de imágenes electro-ópticos formadores de imágenes, juegan un papel creciente en virtud de la posibilidad se clasificar más estrictamente, a través de la evaluación de una imagen obtenida de esta manera, objetivos, que no se pueden diferenciar con otros sensores. Tales sensores de imágenes electro-ópticos están diseñados especialmente para la zona espectral visible o infrarroja.

Tales sensores de imágenes electro-ópticos representan un medio auxiliar importante para la identificación y clasificación de objetivos especialmente en el campo militar y en cometidos jurisdiccionales, como por ejemplo supervisión policial y seguridad de las fronteras.

En sistemas con sensores electro-ópticos se conocen procedimientos, en los que estos sensores rebuscan en la zona de búsqueda circundante una zona de búsqueda predeterminable para detectar allí objetivos, e indicarlos / representarlos al operador para continuar buscando entonces automáticamente o esperar una instrucción del operador para la prosecución de la búsqueda. También los sensores electro-ópticos hasta ahora son controlados manualmente por un operador, que con la ayuda de la representación de la posición actual, sobre la base de otros sensores e informaciones de la posición disponibles de enlaces de datos tácticos, alinea el sensor electro-óptico manualmente sobre objetivos de interés.

También se conoce en el caso de drones equipados con sensores electro-ópticos o aviones no tripulados similares realiza runa optimización con el propósito de que en virtud de la posición táctica del suelo se calcula una vía de vuelo óptima para el dron y a partir de varias vías de vuelo posibles se selecciona la vía de vuelo óptima, para actualizar la posición del suelo con los datos de los sensores.

También se conoce que en el caso de una plataforma estacionaria o en una plataforma de vuelo tripulada (por ejemplo, helicóptero de la policía) , en la que está fijado un sensor electro-óptico o es alineado manualmente por un operador, la información de imagen actual es alimentada a una evaluación automática de imágenes y los objetivos detectados de esta manera son clasificados y esta información es incorporada en la información de imágenes, para que el operador preste atención a objetos potencialmente de interés o bien se apoya la capacidad de detección del operador.

El contenido de la información de una imagen registrada a través de un sensor de imágenes de este tipo es a priori alto y la evaluación automática de una imagen individual es intensiva de cálculo y costosa de tiempo, de manera que en el caso de una operación de búsqueda circundante por medio de un sensor de imágenes óptico solamente se pueden detectar de una manera conveniente y evaluar ópticamente escenarios que cambian lentamente.

Por lo tanto, se conoce que se representa para un operador una representación de la posición sobre la base de otros sensores, por ejemplo, sensores de radar y sensores láser activos y/o pasivos y el operador alinea un sensor de imagen electro-óptico sobre objetivos reconocibles en esta representación de la posición, lo que se designa también como orientación del sensor de imagen a un objetivo. Pero la evaluación de la representación de la posición mostrada y la selección de los objetivos son en alta medida subjetivas y no son adecuadas en escenarios de amenaza de una situación que cambia eventualmente con rapidez y de una reacción adecuada.

El documento US 2006/0049974 A1 describe un sistema conocido también como ERIS (Subsistema Interceptor de Vehículos de Reentrada Exoatmosférica) dentro de la Iniciativa de Defensa Estratégica, en el que para la defensa de cabezas múltiples explosivas balísticas lleva una pluralidad de cuerpos voladores de defensa a una altura grande para interceptar y destruir con los cuerpos voladores de defensa las cabezas explosivas antes de la reentrada en la atmósfera. Los cohetes portadores y los cuerpos voladores de defensa pueden contener sensores, en particular también sensores de imágenes. Las señales de los sensores pueden ser intercambiadas entre los cuerpos voladores de defensa y los cohetes portadores y/o una estación de tierra, para realizar un análisis de la zona detectada y desviar los cuerpos voladores de defensa sobre objetos clasificados como amenazas, para destruirlos.

Se conoce a partir del documento US 2007/014695 A un sistema multi-sensor, en el que está previsto un sistema de radar para la detección y seguimiento de objetivos. A partir de parámetros de objetivo, que se obtienen a través del sistema de radar, se evalúa de entre varios objetivos un objetivo de máxima prioridad y se alinea un sensor de

imagen sobre este objetivo. La imagen registrada por el sensor de imagen es representada a un observador, por ejemplo un piloto en una pantalla. A instrucciones del observador se conmuta el sensor de imagen a otro objetivo siguiente, entonces de máxima prioridad. Como criterio para la priorización se mencionan especialmente la distancia del objetivo y la velocidad del objetivo. Pero en el caso de una pluralidad de objetivos en la zona de supervisión, en particular en el caso de objetivos potencialmente peligrosos, la obtención de información adicional a través del sensor de imagen que se puede alinear sucesivamente sobre una pluralidad de objetivos diferentes, este modo de proceder conocido no es todavía suficiente.

Por lo tanto, la presente invención tiene el cometido de indicar un procedimiento y un sistema para la detección de objetivos con un segundo sensor, en particular un sensor de imagen electro-óptico, que posibilita una detección mejorada también de escenarios variables rápidamente.

Las soluciones de acuerdo con la invención se describen en las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes contienen configuraciones ventajosas y desarrollos de la invención.

La invención combina una supervisión de una zona de supervisión a través de una primera instalación de sensor con al menos un primer sensor, que no es un sensor de imagen electro-óptico y que lleva a cabo con preferencia frente al segundo sensor una detección rápida de objetivos dentro de la zona de supervisión, con una determinación automática de un objetivo de máxima prioridad y con una orientación automática de un segundo sensor de una segunda instalación de sensor al objetivo de máxima prioridad.

La determinación del objetivo de máxima prioridad entre varios objetivos detectados actualmente se realiza a través de la aplicación de criterios de evaluación registrados sobre al menos un parámetro del objetivo y/u otros datos que están presentes para el objetivo, que han sido obtenidos y registrados para los objetivos respectivos por medio el al menos un primer sensor de la primera instalación de sensor. Para diferentes objetivos pueden estar presentes diferentes parámetros. Diferentes criterios de evaluación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la detección de objetivos (z) por medio de al menos una primera instalación de sensor (SE) que contiene al menos un primer sensor (S1) y de una segunda instalación de sensor, que contiene al menos un segundo sensor (BS) , en el que el segundo sensor (BS) puede ser alineado por medio de una instalación de control en diferentes direcciones espaciales, con las siguientes etapas del procedimiento:

a) por medio de la primera instalación de sensor (SE) se detectan objetivos (ZOn) , b) para los objetivos (ZOn) se determina, respectivamente, una información sobre la dirección espacial (Ri) con relación a la posición del segundo sensor (BS) y al menos un primer parámetro del objetivo (PAn) , c) al menos una parte de los objetivos (ZOn) es registrada con el al menos un primer parámetro del objetivo (PAn) , y con la información sobre la dirección espacial (Ri) del objetivo (ZOn) con relación a la posición del segundo sensor (BS) , d) los objetivos (ZOn) registrados son evaluados con la ayuda de parámetros del objetivo (PAn) y criterios de evaluación (Km) almacenados a tal fin y en este caso se determina un objetivo de máxima prioridad, en el que se determina el gasto de tiempo para la nueva alineación del segundo sensor sobre el objetivo (ZOn) y se tiene en cuenta como criterio en la evaluación, e) el segundo sensor (BS) es alineado sobre el objetivo de máxima prioridad determinado en la etapa d) y se obtiene una señal de sensor del segundo sensor (BS) hacia el objetivo, f) a través de la evaluación automática (AE) de la señal de sensor obtenida para un objetivo en el segundo sensor (BS) se extrae otro parámetro del objetivo, g) se repiten las etapas d) a f) , dado el caso con la adición de objetivos que se añaden de nuevo según a) a c) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el al menos otro parámetro del objetivo se utiliza para la ordenación del objeto del objetivo en una de varias clases de una clasificación.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que como un primer parámetro el objetivo (PAn) se determina la dirección del movimiento del objetivo (ZOn) con relación al sensor de imagen (BS) y/o la velocidad del objetivo y/o la distancia del objetivo.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que como un primer parámetro del objetivo (PAn) se determina la emisión de radiación de radar o radiación láser a través del objetivo.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que como un primer parámetro del objetivo (PAn) se determina una signatura reconocible de una radiación de radar o radiación láser remitida desde el objetivo.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que como primer parámetro del objetivo (PAn) se determina la posición del objetivo.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que está predefinida al menos una zona angular de la alineación del segundo sensor (BS) y se verifica como criterio de evaluación si la dirección del objetivo cae en esta zona angular.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado por que al menos una región parcial está predefinida dentro de la zona de detección del segundo sensor (BS) y se verifica como un criterio de evaluación si la posición del objetivo se encuentra en esta región parcial.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que otro parámetro del objetivo extraído a partir de la evaluación de la señal de sensor del segundo sensor para un objetivo es considerado como criterio en la evaluación.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que al menos un criterio de evaluación es modificado de forma adaptable teniendo en cuenta la evaluación de la imagen (AE) .

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que en la evaluación de los criterios de evaluación (Km) registrados para la pluralidad de objetivos (ZOn) se genera en cada caso un valor de prioridad y el objetivo con el máximo valor de prioridad es seleccionado como objetivo de máxima prioridad.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que al menos en uno de los criterios de evaluación (Km) se compara un primer parámetro de objetivo (PAn) con un valor umbral y se genera un valor binario.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que en al menos uno de los criterios de evaluación (Km) se genera un valor binario de varios dígitos.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado por que se agrupan varios valores binarios generados de acuerdo con diferentes criterios de evaluación (Km) en un índice de tablas y por que con este índice de tablas se lee como dirección un valor de prioridad a partir de una tabla.

15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado por que a través de la suma de parámetros de objetivos (PAn) ponderados se determina un valor de prioridad ponderado.

16. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 14 y 15, caracterizado por que se determina un valor de prioridad a través de la combinación de un valor de prioridad de la tabla y un valor de prioridad ponderado.

17. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por que se aplica al menos un criterio de evaluación absoluto (Km) sobre un primer parámetro del objetivo (PAn) , de manera que si no se cumple, se excluye al objetivo (ZOn) el procesamiento siguiente actual.

18. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por que como segundo sensor (BS) se utiliza un sensor de imagen electro-óptico formador de imágenes.

19. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado por que como segundo sensor (BS) se utiliza un sensor pivotable mecánicamente alrededor de al menos un eje de articulación.

20. Sistema para la detección de objetivos (z) , en particular de acuerdo con un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 19, con una primera instalación de sensor (SE) que contiene al menos un primer sensor (S1) , con una instalación de valoración (BE) , con una instalación de evaluación (AE) , con una segunda instalación de sensor con al menos un segundo sensor (BS) , que se puede alinear por medio de una instalación de control en diferentes direcciones espaciales, en el que -la primera instalación de sensor (SE) detecta objetivos (ZOn) y determina para éstos, respectivamente, una dirección espacial (Ri) con relación a la posición del segundo sensor (BS) y al menos uno de varios parámetros de objetivos (PAn) , -la instalación de evaluación (BE) evalúa con la ayuda de parámetros del objetivo (PAn) y de criterios de evaluación (Km) registrados objetivos y en este caso determina (ZOn) como un objetivo de máxima prioridad, de manera que en la instalación de evaluación calcula en gasto de tiempo para la alineación del segundo sensor (BS) sobre el objetivo y se tiene en cuenta como criterio en la evaluación, -la instalación de control alinea el segundo sensor (BS) sobre el objetivo de máxima prioridad determinado anteriormente y se obtiene una señal de sensor del segundo sensor para el objetivo, -la instalación de evaluación (AE) extrae a partir de la señal de sensor del segundo sensor al menos otro parámetro del objetivo.

21. Sistema de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado por que el segundo sensor (BS) está dispuesto sobre un vehículo.

22. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 a 21, caracterizado por que al menos un primer sensor (S1, S2) de la primera instalación de sensor (SE) está dispuesto en asociación espacial fija con respecto al segundo sensor (BS) .

23. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 a 22, caracterizado por que al menos un sensor (S1, S2) de la instalación de sensor (SE) es un sensor de radar o sensor láser activo.

24. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 a 23, caracterizado por que al menos un sensor (S1, S2) de la instalación de sensor (SE) es un detector de radar o detector láser pasivo.

25. Sistema de acuerdo con la reivindicación 24, caracterizado por que al sensor pasivo está asociada una instalación de reconocimiento de la signatura.

26. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 a 25, caracterizado por que la instalación de evaluación (BE) contiene una tabla direccionable binaria con valores de prioridad de la tabla.

27. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 a 26, caracterizado por que al menos un criterio de evaluación (Km) se regulable de forma adaptable (AD) en la instalación de evaluación (BE) .

28. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 a 27, caracterizado por que el segundo sensor (BS) se 14

puede alinear con motor de forma variable en el acimut y/o en elevación con respecto a un soporte del sensor.

29. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 a 27, caracterizado por que el segundo sensor (BS) es un sensor de imagen.

30. Sistema de acuerdo con la reivindicación 29, caracterizado por que el sensor de imagen (BS) está diseñado para la zona espectral visible o la zona espectral infrarroja.

31. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 29 ó 30, caracterizado por que el foco de un sistema óptico del sensor de imagen (BS) es variable.