Aparato y procedimiento para la medición fotogramétrica.

El aparato comprende al menos dos cámaras digitales (4) de captación de imágenes,

una estructura (1, 1a, 1b) de fijación de las cámaras, medios de fijación de las cámaras (4) a la estructura (1, 1a, 1b) en una posición regulable en la que dichas cámaras (4) están separadas una distancia, y medios de articulación (7) de cada cámara (4) para posicionarlas de acuerdo al encuadre del objeto a medir.

El aparato presenta una estructura básica que permite simplificar el procedimiento de medida fotogramétrica, que también es objeto de la invención.

Se aplica principalmente en la medida de animales sin inducirles estrés.

Aparato y procedimiento para la medición fotogramétrica.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un aparato que permite realizar medidas fotogramétricas mediante una estructura simplificada, y además se refiere a un procedimiento, que de acuerdo a la estructura del aparato permite obtener las medidas de forma rápida y sencilla.

La invención es aplicable en cualquier sector de la industria en el que se requiera efectuar la medida de las dimensiones de un objeto, y más particularmente en zoología para efectuar medidas zoométricas de las dimensiones de los animales, tanto domésticos como salvajes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El Bastón de Aparicio, la cinta métrica, el compás de brocas, los goniómetros o los pies de rey siguen siendo los instrumentos utilizados desde hace 200 años para la realización de medidas morfológicas en todo tipo de animales mansos. Pero esas operaciones de medida pueden ocasionar estrés cuando son realizadas en animales esquivos, agresivos o peligrosos, caso de razas rústicas de interés ganadero como el toro de lidia, u otras razas autóctonas, equinas, ovinas o bovinas, que se explotan en régimen extensivo, además de otras especies salvajes, donde la única forma de medirlos pasa por la anestesia con el elevado coste y la falta de operatividad que ello supone.

Por otro lado, existe la técnica conocida como fotogrametría de objeto cercano que es una técnica usada para la obtención de las coordenadas 3D de cualquier objeto a partir de dos o más fotografías del mismo. En fotografía digital el uso de sensores ha permitido que, en principio, cualquier cámara fotográfica digital, pueda utilizarse con fines métricos ya que el "array" de píxeles que incluye configura un excelente sistema de coordenadasimagen. En los últimos cinco años, la mejora de la resolución de los sensores y la bajada de precios de las cámaras que los portan están favoreciendo la aparición de aplicaciones fotogramétricas novedosas basadas en todo tipo de cámaras no métricas. Cámaras compactas, bridge y réflex, de video, etc. están siendo usadas para diferentes trabajos, de campo, levantamientos arquitectónicos, ingeniería estructural, ciencia de materiales, sistemas de medición, fotogrametría aérea, etc.

En la literatura científica existen algunas referencias del uso de fotogrametría para la realización de zoometrías. Por ejemplo en el documento Wu, J.; Tillett, R.; McFariane, N.; Ju, X.; Siebert, J.P.; Schofield, P.; Extracting the three-dimensional shape of live pigs using stereo photogrammetr y . Computers and Electronics in Agriculture 2004, 44, (3) , 203-222, se describe una supervisión del desarrollo de cerdos de granja en función de distintas dietas. Mediante estereovisión se obtiene un modelo 3D de los cerdos con una precisión de una décima de milímetro. En este trabajo, se utilizan seis cámaras profesionales fijas y varios flashes de alta potencia, instalados en una plataforma por la que van pasando los cerdos, por lo que las mediciones tienen un alto coste.

Además en el documento Tasdemir, S.; Yakar, M.; Ürkmez, A.; Inal, S. In Determination of Body Measurements of a cow by Image Analysis, International Conference on Computers Systems and Technologies CompSysTech'08, Gabrovo, Bulgaria, 2008; Informatics, U.O.A. a.; Ed. Technical University; Gabrovo, Bulgaria, 2008; pp 8.1-8.6 se utiliza una única cámara digital para realizar medidas zoométricas en una vaca. El hecho de utilizar una única cámara, al igual que sucede en la divulgación del documento De la Peña, A.; Pérez, L. m.; González-Alique, F.; Arana, P.; Utilización de técnicas fotogramétricas para el estudio de la morfología del caballo. Archivos de zootecnia, 2006, 55, (211) , 309-312 en el que las medidas se efectúan en un caballo, resta precisión y fiabilidad al resultado ante la imposibilidad de asegurar la inmovilidad del animal.

En el documento Waite, J.N.; Schrader, W.J.; Mellish, J.A.E.; Horning, M.; Theree-dimencional photogrammetr y as a tool for estimating morphometrics and body mass of Steller sea lions (Eumetopias jubatus) . Canadian Journal of Fishries and Aquatic Sciences 2007, 64, (2) , 296-303, se mide la masa corporal de leones marinos utilizando cuatro fotógrafos disparando fotos de forma simultánea o anestesiando los animales, de la misma forma que en el documento de Bruyn, P.J.N.; Bester, M.N.; Carlini, A.R.; Oosthuizen, W.C.; How to weigh an elephant seal with one finger a simple three-dimensional photogrammetric application. Aquat. Biol. 2009, 5, (1) , 31-39, donde se mide la masa corporal de leones marinos también anestesiándolos.

En todos los documentos citados, se coincide en reseñar las ventajas de realización de las medidas zoométricas mediante fotogrametría, ya que representa un gran ahorro de tiempo y trabajo, al tiempo que minimiza el estrés provocado a los animales. Sin embargo, el empleo de todas éstas propuestas quedan marginadas al ámbito científico debido a la alta inversión necesaria, el alto coste operativo o la falta de eficiencia o precisión.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Para conseguir los objetivos y resolver los inconvenientes anteriormente indicados, la invención proporciona un aparato para la medición fotogramétrica que se caracteriza por que comprende al menos dos cámaras de captación de imágenes que se fijan a una estructura mediante medios de fijación en una posición regulable, de forma que dichas cámaras pueden fijarse sobre la estructura en diferentes posiciones separadas una cierta distancia. Además la sujeción de las cámaras es articulada lo que permite posicionarlas de acuerdo al encuadre del objeto a medir, según el tamaño que presente dicho objeto.

En una realización de la invención la estructura comprende un perfil de al menos tres lados, que mediante un soporte previsto en el cinturón se fija a la cintura del usuario. En esta realización el aparato comprende una correa cuyos extremos están fijados al perfil, de forma que se permite ubicar dicha correa deslizándose por la parte posterior del cuello de un usuario, evitando que dicha estructura pueda girar sobre el cinturón, manteniéndola en una posición casi vertical próxima al cuerpo del usuario, lo que permite que pueda actuar simultáneamente sobre las cámaras. Además uno de los vértices del perfil se ubica en el soporte del cinturón; las dos cámaras se fijan en el lado superior de dicho perfil; y los extremos de la correa se fijan en proximidad a los extremos de dicho lado superior del perfil.

En otra realización de la invención la estructura comprende un jalón en "T" en cuya rama horizontal se fijan las cámaras, y cuyo extremo inferior de la rama vertical se apoya en el suelo, de forma que se puedan realizar las fotos manteniendo las cámaras en una posición fija.

Además, la invención prevé una realización en la que la estructura comprende un vástago, en el que se fijan las cámaras, y que está dotado de medios convencionales de fijación a un trípode para ubicar el vástago en posición horizontal con las cámaras en una posición fija.

En las anteriores realizaciones, los medios de articulación de cada cámara comprenden una rótula ajustable por presión que permite posicionar la cámara de acuerdo al encuadre del objeto a medir y mantener el posicionado para poder realizar la toma de fotografías de acuerdo con el procedimiento de la invención que será descrito con posterioridad.

Respecto a los medios de fijación de las cámaras a la estructura en una posición regulable, para cada una de las realizaciones descritas, éstos pueden ser cualquiera de los previstos en el Estado de la Técnica, como por ejemplo puede ser una abrazadera o una guía en la que deslice y se fija la cámara.

En cualquiera de los casos anteriores, la estructura es de un material que mantiene sus dimensiones con el cambio de temperatura, como por ejemplo puede ser un composite de fibra de vidrio, de forma que la estructura no sufre dilataciones o contracciones apreciables que puedan modificar la separación entre las cámaras evitando la toma de medidas erróneas.

En las diferentes estructuras descritas, se prevé la posibilidad de que puedan incorporar una tercera cámara que queda dispuesta en una posición intermedia entre las dos cámaras, para ayudar a realizar el encuadre de las fotos, de tal forma que el usuario sólo debe estar pendiente de esta tercera cámara para que...

1. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, caracterizado por que comprende:

- al menos dos cámaras digitales (4) de captación de imágenes,

- una estructura (1, 1a, 1b) de fijación de las cámaras,

- medios de fijación de las cámaras (4) a la estructura (1, 1a, 1b) en una posición regulable en la que dichas cámaras están separadas una distancia,

- medios de articulación (7) de cada cámara (4) para posicionarlas de acuerdo al encuadre del objeto a medir,

2. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicación 1, caracterizado por que la estructura comprende un perfil (1a) de al menos tres lados, que mediante un soporte (3) previsto en un cinturón (2) se fija a la cintura de un usuario (6) ; y mediante una correa (5) , cuyos extremos están fijados al perfil (1a) se retiene ubicándola por la parte posterior del cuello de un usuario (6) , evitando que pueda girar sobre el cinturón (2) , y permitiendo la actuación de las cámaras (4) simultáneamente.

3. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicación 2, caracterizado por que uno de los vértices del perfil (1a) se ubica en el soporte (3) del cinturón (2) ; las dos cámaras (4) se fijan en el lado superior de dicho perfil (1a) ; y los extremos de la correa (5) se fijan en proximidad a los extremos de dicho lado superior del perfil (1a) .

4. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicación 1, caracterizado por que la estructura comprende un jalón en "T" (1b) en cuya rama horizontal (8) se fijan las cámaras y cuya rama vertical (9) se apoya en el suelo.

5. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicación 1, caracterizado por que la estructura (1c) comprende un vástago (10) , en el que se fijan las cámaras, y que está dotado de medios convencionales de fijación a un trípode (11) para ubicar el vástago en posición horizontal.

6. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicación 1, caracterizado por que los medios de articulación (7) de cada cámara comprenden una rótula (7) ajustable por presión.

7. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que los medios de fijación de las cámaras (4) a la estructura (1a, 1b, 1c) en una posición regulable, están seleccionados entre una abrazadera y una guía en la que desliza y se fija a la cámara (4) .

8. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la estructura (1a, 1b, 1c) es de un material que mantiene sus dimensiones con el cambio de temperatura.

9. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicación 8, caracterizado por que el material de la estructura (1a, 1b, 1c) es un composite de fibra de vidrio.

10. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicación 1, caracterizado por que comprende medios de disparo remoto automático sincronizado de las cámaras (4) .

11. APARATO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, según reivindicación 1, caracterizado por que comprende una tercera cámara (4a) dispuesta entre las al menos dos cámaras (4) .

12. PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIÓN FOTOGRAMÉTRICA, de acuerdo con el aparato de la reivindicación 1, caracterizado por que comprende las siguientes fases:

- realizar modelización geométrica de las cámaras, para extracción de sus parámetros de geometría internos,

- posicionar y orientar las cámaras (4) en la estructura (1) para obtener el encuadre del objeto a medir, de acuerdo a su tamaño.

- realizar una fotografía con cada cámara (4) simultáneamente de un campo de calibración y calcular la posición y orientación relativa de cada cámara respecto de la otra,

- realizar una fotografía con cada cámara (4) simultáneamente, para un patrón de distancia comprobada entre al menos dos puntos de coordenadas conocidos para el correcto escalado de las mediciones,

- realizar una pluralidad de fotografías del objeto a medir,

- procesar las imágenes de las fotografías captadas para obtener la medida del objeto.