Un método de adquisición de datos utilizando múltiples sensores integrados en uno o varios vehículos,

comprendiendo el método las etapas de:

(a) conectar un sensor DIAL multilínea (106) para detectar uno o varios objetivos (114) de interés, durante una primera pasada sobre una trayectoria preprogramada (112), en donde los objetivos incluyen fugas de gasoducto u oleoducto localizadas en zonas de interés (ROI);

(b) memorizar las posiciones de los objetivos detectados de la ROI en una tabla de consulta LUT informática;

(c) durante una segunda pasada sobre la ROI, activar la conexión de otro sensor en, o cerca de la posición memorizada en la (LUT); y

(d) confirmar la presencia de los objetivos detectados utilizando el otro sensor y el sensor DIAL;

(e) cuantificar los objetivos detectados utilizando datos adquiridos durante la primera y la segunda pasadas;

(f) mapear cantidades y posiciones asociadas de los objetivos detectados de la ROI;

(g) almacenar las cantidades y las posiciones asociadas de los objetivos detectados de la ROI en un ordenador como una imagen de mapa; y

(h) visualizar la imagen del mapa; en el que el otro sensor es una cámara multiespectral (108) que es conectada mediante un activador procedente del sensor DIAL multilínea.

Fusión de datos de multisensores y de un LIDAR de absorción diferencial.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere, en general, al campo de la detección y el reconocimiento de objetivos remotos. Más específicamente, la invención se refiere a la detección y el reconocimiento de un objetivo remoto, mediante fusionar de manera eficiente y robusta datos en tiempo real procedentes de multisensores y datos en tiempo real procedentes de un sistema LIDAR de absorción diferencial (DIAL, differential absorption LIDAR) .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el actual estado de la técnica de los sensores remotos, los datos son adquiridos por separado desde cada uno de los sensores remotos y memorizados por separado en un dispositivo de almacenamiento. A continuación los datos pueden ser procesados y analizados para mejorar el reconocimiento del objetivo remoto.

Se da a conocer un sistema de sensores remotos de este tipo, que combina un LIDAR de absorción diferencial y cámaras infrarrojas y de baja luminosidad, en el documento "ELM: a phase III SBIR" ("ELM: una SBIR fase III") , de A. R. Geiger y R. D. Richmond, (Dayton Section Symposium, 1998. The 15th Annual AESS/IEEE Fairborn, mayo de 1998) .

Sin embargo, el reconocimiento de un objetivo sin conocimiento previo es similar a buscar y reconocer una aguja en un pajar. El reconocimiento de un objetivo en base a datos reunidos desde múltiples sensores es muy costoso e ineficiente. Además, la solidez del reconocimiento de objetivos basado en la fusión actual de datos de multisensores es cuestionable.

Un típico objetivo de interés cubre un área que es probablemente menor del 5% del área total examinada por un sensor. De este modo, gran parte de los datos reunidos y memorizados en un dispositivo de almacenamiento son inútiles y habitualmente son descartados después de que los datos son recuperados del dispositivo de almacenamiento, procesados y analizados.

Tal como se describirá, la presente invención da a conocer un reconocimiento eficiente, en tiempo real y robusto, de un objetivo en base a la adquisición de imágenes de multisensores en tiempo real y a la fusión solamente de los datos adquiridos que pertenecen de la zona de interés objetivo.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

Para satisfacer estas y otras necesidades, y a la vista de sus objetivos, la presente invención da a conocer un método de adquisición de datos que utiliza múltiples sensores integrados en uno o varios vehículos. El método incluye las etapas de: (a) conectar un sensor DIAL para detectar uno o varios objetivos de interés, durante una primera pasada sobre una trayectoria preprogramada, en donde los objetivos incluyen gasoductos u oleoductos situados en zonas de interés (ROI, regions of interest) ; (b) memorizar posiciones de los objetivos detectados de la ROI en una tabla de consulta (LUT, Look Up Table) informática; (c) durante una segunda pasada sobre la ROI, activar la conexión de otro sensor en, o cerca de, la posición memorizada en la LUT; y (d) confirmar la presencia de los objetivos detectados utilizando el otro sensor y el sensor DIAL. El método incluye asimismo las etapas de: (e) cuantificar los objetivos detectados utilizando datos adquiridos durante la primera y la segunda pasadas; (f) mapear cantidades y posiciones asociadas de los objetivos detectados de la ROI; (g) memorizar como una imagen de un mapa las cantidades y posiciones asociadas de los objetivos detectados de la ROI en un ordenador; y (h) visualizar la imagen del mapa; en donde el otro sensor es una cámara multiespectral, que es conectada mediante un activador desde el sensor DIAL multilínea.

El sensor DIAL puede ser un sensor DIAL multilínea que tiene por lo menos dos fuentes de luz láser de línea activa y una fuente de luz láser de línea no activa para la iluminación simultánea del objetivo.

Después de conectar el sensor DIAL, el método adquiere datos utilizando el sensor DIAL durante la primera y la segunda pasadas sobre la ROI, y después de activar la conexión del otro sensor, el método adquiere datos utilizando el otro sensor solamente durante la segunda pasada y solamente en, o cerca de, la posición memorizada en la LUT.

Se entiende que la anterior descripción general y la siguiente descripción detallada son ejemplares, pero no limitativas, de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La invención se comprende mejor a partir de la siguiente descripción detallada, cuando se lea en relación con los dibujos adjuntos. En los dibujos se incluyen las figuras siguientes:

la figura 1 es un sistema multisensor de detección y adquisición de objetivo, acorde con una realización de la presente invención; la figura 2 es un sistema láser DIAL multilínea, utilizado de acuerdo con una realización de la presente invención; la figura 3 es un sensor de cámara multiespectral, utilizado en una realización de la presente invención; la figura 4 muestra un sensor DIAL y una cámara multiespectral utilizados para localizar, identificar y confirmar un objetivo de interés, de acuerdo con una realización de la presente invención; la figura 5 muestra un sistema multisensor de detección de objetivos que está controlado por un controlador y coordinador de adquisición de datos y un ordenador de propósito general, de acuerdo con una realización de la presente invención; y la figura 6 es un diagrama de flujo de un método ejemplar de la presente invención cuando se utiliza el sistema multisensor de la figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención da a conocer un método para reducir la cantidad de datos que es necesario almacenar, procesar y analizar cuando se intenta detectar y reconocer remotamente un objetivo. La presente invención da a conocer un reconocimiento eficiente, en tiempo real y robusto de un objetivo en base a la adquisición multisensor y la fusión de datos de objetivos en tiempo real.

En un ejemplo de realización, la presente invención inicia el funcionamiento de un sistema multisensor, en base a una tabla de consulta (LUT) automática. La LUT puede estar programada en base a información previa de un objetivo e información previa de condiciones ambientales. En función de la información almacenada en la LUT, pueden conectarse automáticamente uno o varios sensores. A continuación, en base al proceso en tiempo real de los sensores que están conectados, puede ser identificada una zona de interés.

Después de que la zona de interés es identificada, otro conjunto de uno o varios sensores puede conectarse automáticamente y comenzar a procesar datos relativos a la zona de interés. Después de pasar sobre la zona de interés, estos sensores pueden desconectarse de nuevo. En este ejemplo de realización, uno o varios sensores que normalmente están desconectados pueden ser conectados selectivamente en momentos apropiados, para la adquisición simultánea inteligente de imágenes y el reconocimiento robusto de objetivos.

Haciendo referencia a la figura 1, se muestra un sistema multisensor de detección y adquisición de objetivos, indicado en general como 100. Tal como se muestra, en el sistema están incluidos múltiples sensores, por ejemplo, el sensor 1, el sensor 2, el sensor I, etc., y el sensor N. También a modo de ejemplo, el sensor 104 puede ser un radar de apertura sintética (SAR, synthetic aperture radar) , el sensor 106 puede ser un sensor DIAL multilínea (LIDAR de absorción diferencial) , el sensor 108 puede ser una cámara multiespectral y el sensor 110 puede ser un sensor LIDAR (light detection and ranging, detección y medición a través de la luz) . Cada sensor puede ser conectado o desconectado mediante un controlador y coordinador de adquisición de datos (DACC, data acquisition controller and coordinator) centralizado, indicado en general como 102. Tal como se muestra también, el sistema 100 está encargado de buscar en el área 112 e identificar una o varias zonas de interés (ROI) . En la figura 1 se muestra una ROI, y está indicada como el objetivo 114. Una ROI puede incluir más de un objetivo.

Tal como se describirá, el sistema 100 puede disponerse en una aeronave y encargarse de identificar múltiples zonas de interés. Por ejemplo, durante la primera pasada sobre un área de búsqueda, puede conectarse un sólo sensor, tal como el sensor DIAL 106. Cuando el sensor DIAL 106 identifica una zona de interés, la posición geográfica de dicha... [Seguir leyendo]

1. Un método de adquisición de datos utilizando múltiples sensores integrados en uno o varios vehículos, comprendiendo el método las etapas de:

(a) conectar un sensor DIAL multilínea (106) para detectar uno o varios objetivos (114) de interés, durante una primera pasada sobre una trayectoria preprogramada (112) , en donde los objetivos incluyen fugas de gasoducto u oleoducto localizadas en zonas de interés (ROI) ;

(b) memorizar las posiciones de los objetivos detectados de la ROI en una tabla de consulta LUT informática;

(c) durante una segunda pasada sobre la ROI, activar la conexión de otro sensor en, o cerca de la posición memorizada en la (LUT) ; y

(d) confirmar la presencia de los objetivos detectados utilizando el otro sensor y el sensor DIAL;

(e) cuantificar los objetivos detectados utilizando datos adquiridos durante la primera y la segunda pasadas;

(f) mapear cantidades y posiciones asociadas de los objetivos detectados de la ROI;

(g) almacenar las cantidades y las posiciones asociadas de los objetivos detectados de la ROI en un ordenador como una imagen de mapa; y

(h) visualizar la imagen del mapa; en el que el otro sensor es una cámara multiespectral (108) que es conectada mediante un activador procedente del sensor DIAL multilínea.

2. El método acorde con la reivindicación 1, en el que el sensor DIAL es un sensor DIAL multilínea que tiene por lo menos dos fuentes de luz láser de línea activa y una fuente de luz láser de línea no activa para la iluminación simultánea del objetivo.

3. El método acorde con la reivindicación 1, en el que después de conectar el sensor DIAL, se adquieren datos utilizando el sensor DIAL durante la primera y la segunda pasadas sobre la ROI, y después de activar la conexión del otro sensor, adquirir datos utilizando el otro sensor solamente durante la segunda pasada y solamente en, o en torno a la posición memorizada en la LUT.

4. El método acorde con la reivindicación 1, que incluye las etapas de:

determinar si la confirmación de un objetivo, utilizando el otro sensor, satisface un requisito de precisión del usuario final; si no se satisface, memorizar en la LUT otra posición del objetivo detectado por el otro sensor; durante una tercera pasada sobre la ROI, activar la conexión de otro siguiente sensor en, o en torno a la otra localización memorizada en la LUT; y confirmar la presencia del objetivo de interés utilizando tres sensores, el sensor DIAL y los otros dos sensores.

5. El método acorde con la reivindicación 4, en el que el sensor DIAL es un sensor DIAL multilínea que tiene por lo menos dos fuentes de luz láser de línea activa y una fuente de luz láser de línea no activa para la iluminación simultánea del objetivo, el otro sensor es una cámara multiespectral que es conectada mediante un activador procedente del sensor DIAL multilínea, y el siguiente otro sensor es activado para conectarse mediante el sensor DIAL multilínea o la cámara multiespectral.

6. El método acorde con la reivindicación 5, en el que después de conectar el sensor DIAL (106) , se adquieren datos utilizando el sensor DIAL durante la primera, la segunda y la tercera pasadas sobre la ROI, después de activar la conexión del otro sensor (108) , se adquieren datos utilizando el otro sensor solamente durante la segunda y la tercera pasadas y solamente en, o en torno a la posición memorizada en la LUT, y después de activar la conexión del siguiente otro sensor (110) , se adquieren datos utilizando el siguiente otro sensor solamente durante la tercera pasada y solamente en, o en torno a la nueva posición memorizada en la LUT.

7. El método acorde con la reivindicación 1, que incluye las etapas de:

determinar si la confirmación del objetivo de interés, utilizando el otro sensor, satisface un requisito de precisión del usuario final; si no se satisface, memorizar otra posición del objetivo de interés detectada por el otro sensor en la LUT; durante una tercera pasada aérea sobre la ROI, activar la conexión de otro siguiente sensor en, o en torno a la otra localización memorizada en la LUT; y confirmar la presencia del objetivo de interés utilizando el siguiente otro sensor.

8. El método acorde con la reivindicación 6, en el que el sensor DIAL (106) es sintonizado a un primer conjunto de longitudes de onda,

el otro sensor (108) es una cámara multiespectral, y el siguiente otro sensor (110) es uno entre un sensor de radar de apertura sintética (SAR) , un sensor LIDAR o un sensor DIAL sintonizado a otro conjunto de longitudes de onda.