La presente invención, se engloba dentro de los sistemas de fotografía aérea geolocalizada.

Está destinado a sectores en los que los sistemas actuales de captura fotográfica no pueden ejercer ya sea por inaccesibilidad, baja resolución de sus fotografías, poca velocidad de respuesta de sus sistemas o incapacidad de almacenamiento del sistema de captura, que con el presente invento quedan resueltas.

Comprende:

- una o más cámaras fotográficas alojadas en una caja protectora

- respectivos ordenadores de gestión de cámara de alta capacidad y velocidad de procesamiento

- un ordenador de control adicional

- un dispositivo de determinación de la posición

- un dispositivo de lectura y control de inclinación lateral y longitudinal

- un ordenador de control de ruta de vuelo.

Sistema de captura fotográfica aérea geolocalizada para zonas de difícil acceso, donde se necesite incluso alta resolución, y que realiza un alto volumen de capturas fotográficas a gran velocidad.

Sector de la técnica

La presente invención, se engloba dentro de los sistemas de fotografía aérea geolocalizada. Esta destinada a sectores en los que los sistemas actuales de captura fotográfica no pueden ejercer ya sea por excesivo precio para el proyecto a fotografiar, inaccesibilidad, baja resolución de sus fotografías, poca velocidad de respuesta de sus sistemas y/o incapacidad de almacenamiento del sistema de captura, que con el presente invento quedan resueltas

Estado de la técnica

Fotografía aérea. Breves fundamentos

La fotografía aérea, comprendida como un análisis de la superficie terrestre mediante maquinas fotográficas instaladas a bordo de un medio aéreo, tiene ya más de 150 años de historia y se ha empleado en diversos campos, como: Arqueología, geología, agricultura, militar, etc.

La fotografía orbital constituye una extensión de la fotografía aérea y permite la obtención de imágenes de altura muy superior mediante aparatos fotográficos situados en satélites. Se utiliza sobretodo en estudios meteorológicos, investigación sobre la contaminación, recursos naturales, etc.

Ambos sistemas son complementarios y se utilizan en diferentes ramas de la ciencia e investigación y actualmente tienen una gran utilidad en un determinado número de casos, pero también tienen muchas limitaciones que este invento ha mejorado. Los problemas que el presente documento resuelve no pretenden ser limitativos de su alcance, sino solo ser un pequeño resumen de los diversos campos donde se aplicará.

Así mismo las cámaras actuales dedicadas trabajos de fotografía aérea, por su dedicación exclusiva, están configuradas para vuelos a gran altura. Ante objetivos cercanos o ante la posibilidad de tener que trabajar en zonas de diversas alturas sus imágenes quedan desenfocadas, no pudiendo alcanzar nunca el detalle que se alcanza con el presente invento.

Estas mismas cámaras ya comentadas, de ortofotografía, tienen unos precios que multiplica fácilmente por 100 el precio medio de una cámara digital de gama media/alta que son las que se utilizaran con este invento. De esta manera esta invención realizará trabajos que no se realizarían con equipos sensores aerotransportados profesionales.

Problema 1. Baja resolución:

En el mejor de los casos, mediante la fotografía aérea actual se llega a realizar una fotografía que puede llegar a una resolución media no superior a los 10 cm/píxel. Esto es debido a que se utilizan aviones que han de volar a alturas considerables y que no se pueden adaptar con rapidez a la orografía del terreno que sobrevuelan (durante muchos kilómetros están obligados a mantener una altura constante, independientemente de las variaciones del terreno) .

Con el presente invento, desde una aeronave, se llegan a fotografiar grandes extensiones de terreno con resoluciones incluso inferiores a los 5mm/píxel y manteniendo esta resolución independientemente de la orografía (figura 5) .

Problema 2. Zonas de difícil acceso:

Por el mismo uso de aviones en este tipo de trabajos de fotografía aérea muchas zonas se convierten en inaccesibles y las únicas fotos que se pueden tener de esa zona son las realizadas a gran altura y sin poder ralentizar la velocidad para poder tener más detalle.

Caso 1: Una empresa eléctrica quiere observar el cauce de agua saliente de una presa de montaña, que debido a la angostura del terreno es imposible descender a pie. Con este invento, se sobrevuela el interior del valle a baja altura y baja velocidad (figura 5) .

Caso 2: Es necesario fotografiar las plantaciones de viñedo en una pendiente de más del 30% como sucede en zonas montañosas. Las cámaras en el presente invento van alojadas en un soporte que admite un movimiento en 2 ejes (longitudinal y lateral en el sentido de la marcha) para enfocar las mismas hacia el punto/inclinación deseada.

Problema 3. Geolocalización de las imágenes:

Es habitual que se realicen mediante aeronaves, fotografías oblicuas (mediante un operador humano) que una vez en el postproceso provocan grandes perdidas de tiempo ya que se puede geolocalizar la posición desde la que se ha hecho la fotografía, pero es mucho mas difícil geolocalizar aquello a que se estaba apuntando. En el presente invento eso no sucede. Todas las fotografías tienen las coordenadas de aquello que están mostrando ya que la caja protectora del conjunto de cámaras tiene ubicados sensores de inclinación para cada eje de rotación habitual en la aeronave (X, Y) durante un vuelo regular con los que matemáticamente se corrigen las coordenadas del objetivo de cada cámara.

Problema 4. Capacidad de almacenamiento:

Cuando se trabaja con grandes cantidades de fotografías y además con mucha calidad es fácil llegar a 40Mb por captura. Este sistema almacena decenas de miles de fotografías (capturadas en tiempo real en el propio dispositivo de captura del invento) en pocas horas.

Problema 5. Postproceso de las imágenes:

Hoy en día el proceso para llevar a cabo el inventario del SIGPAC (sistema de información geográfica de parcelas agrícolas) se hace mediante visitas a pie a cada una de las parcelas. Además de los grandes gastos que conlleva por personal, duración, medios (vehículos, manutención, alojamiento, ordenadores de campo, etc.) , las inclemencias meteorológicas retrasan todavía más la labor, y la perspectiva que un operador en campo puede tener de una parcela medidas exactas; donde acaba exactamente una plantación de viña y comienza una de kiwis, hace que las actualizaciones del inventario SIGPAC se eternicen.

Con este invento las inclemencias meteorológicas no afectarían a los operadores ya que interpretarían las fotos en pantalla, se evitarían los gastos derivados de personas enviadas a campo durante muchos meses y se delimitaría cada plantación distinguiendo con claridad que hay en cada una de las parcelas (Figura 4) .

Al igual que en este ejemplo de la figura 4 que se corresponde con el inventario de viña hecho en el SIGPAC, existen infinidad de sectores donde, además de la determinación de los diferentes usos del suelo, se demuestra la utilidad de este invento, como pueden ser: -Observaciones aéreas en busca de plantaciones, construcciones, o vertidos ilegales. -Determinación de límites de la zona quemada por un incendio, del desbordamiento de un cauce fluvial, de vías pecuarias. -Inventarios de zonas húmedas, actividades extractivas (minas a cielo abierto en uso o abandonadas) . -Observación de obras de infraestructura hasta el punto de poder determinar si se están cumpliendo normas de seguridad (operarios con EPIS, conos en carreteras, cortes de tráfico) .

Problema 6. Localizaciones concretas:

Otro de los problemas que presentan los sistemas ya existentes es el de la innecesaria cantidad extra de información generada. Con este invento, al establecer una ruta de vuelo que pase exactamente por encima de aquellas zonas a fotografiar y que dispare las cámaras justo en aquel instante, no se genera innecesaria información que supondrá un problema añadido tanto por el consumo de recursos como a la hora de fotointerpretar las imágenes.

Sumario de la invención

Partiendo del estado de la técnica anteriormente descrito, la invención se plantea como objetivo el desarrollo de un sistema de captura fotográfica aérea conforme se indicó en un principio que permita solucionar los problemas anteriormente relatados.

Conforme a la invención este objetivo se alcanza mediante un sistema con las características indicadas en la reivindicación 1. Otros objetivos y ventajas se consiguen mediante las características indicadas en las reivindicaciones dependientes. El sistema de captura de fotografía aérea se caracterizado conforme a la invención por que comprende:

- Una o más cámaras fotográficas alojadas en una caja protectora que está fijada en el exterior de una aeronave, teniendo cada cámara dos grados de libertad; -respectivos ordenadores de gestión de alta capacidad y velocidad de...

1. Sistema de captura de fotografía aérea geolocalizada para zonas de difícil acceso, con alta resolución y alto volumen de capturas fotográficas a gran velocidad, caracterizado dicho sistema (1) por que comprende:

- una o más cámaras fotográficas (2) alojadas en una caja protectora (20) que está fijada en el exterior de una aeronave (A) , teniendo cada cámara dos grados de libertad; -respectivos ordenadores de gestión de cámara (3) de alta capacidad y velocidad de procesamiento, cada uno de los cuales está asociado exclusivamente a una respectiva cámara, para controlarla y también para almacenar las imágenes captadas por las mismas; -un ordenador de control adicional (4) al que se conectan para su control los antedichos ordenadores de gestión de cámara (5) y que sirve adicionalmente para visualizar las fotografías captadas y como pantalla de control de todas estas capturas ; -un dispositivo de determinación de la posición (5) destinado al seguimiento de una ruta de vuelo de la aeronave establecida previamente y también sirve para proporcionar las coordenadas de posición de cada captura fotográfica; -un dispositivo de lectura y control (6) de inclinación lateral y longitudinal que se mueve solidariamente con los desplazamientos que la aeronave (A) transmite a la caja protectora de las cámaras y que sirve para corrección de las coordenadas de las capturas fotográficas; -un ordenador de control de ruta de vuelo (7) conectado al dispositivo de determinación de la posición (5) , y que sirve para visualización y grabación, en tiempo real, de la posición y también para establecer posteriormente una correspondencia exacta de cada captura fotográfica con el punto donde fue realizada mediante los datos proporcionados por el dispositivo de determinación de la posición y la correspondiente corrección de las inclinaciones (X, Y) leídas por el dispositivo de lectura y control (6) en el momento en que se realiza la captura fotográfica.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que las cámaras fotográficas (2) están previstas para detectar el espectro visible, IR, UV, video o cualquier otra banda espectral susceptible de detección mediante sensores, y estando dispuestas en el sistema cualquier combinación de las mimas.

3. Sistema de acuerdo con las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que cada cámara (2) está montada de manera amovible sobre respectivo un soporte de fijación (200) para moverse alrededor de dos ejes (X, Y) perpendiculares entre sí, para así orientar cada cámara en correspondencia con las características de la zona de captura de imágenes.

4. Sistema de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que el soporte de fijación (200) está equipado con un motor paso a paso (M) para moverlo según los dos ejes citados (X, Y) .

5. Sistema según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la caja protectora (20) está abierta por uno de sus lados, estando los soportes de fijación (200) sujetos en de dicha caja protectora de manera que las cámaras (2) apunten hacia su lado abierto.

6. Sistema según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que está prevista una platina (2000) para sujeción mecánica de la caja protectora (20) en exterior de la aeronave (A) .

7. Sistema según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que las cámaras (2) están previstas con objetivos intercambiables .

8. Sistema según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el dispositivo de lectura y grabación (6) de inclinación y rotaciones está alojado solidariamente en la caja protectora (20) , para así detectar las inclinaciones de la aeronave en los citados dos ejes (X, Y) de movimiento de los soportes (200) .

9. Sistema según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el dispositivo de posicionamiento (5) es un dispositivo GPS o DGPS.

10. Sistema según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que ordenador de control de ruta (7) soporta aplicaciones para seguimiento de la ruta de vuelo previamente establecida sobre un mapa, una ortofoto, o un mapa y una ortofoto, de la zona con la ayuda del dispositivo de posicionamiento (5) y también para recibir los datos del dispositivo de lectura (6) de las inclinaciones y rotaciones de la aeronave (A) para corregir posteriormente las coordenadas de cada una de las capturas fotográficas.

11. Sistema según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que cada respectivo ordenador de gestión de cámara (3) está conectado a su cámara (2) respectiva mediante un cable USB (30) respectivo para controlar el funcionamiento de las mismas y dado el caso, su orientación respecto de los dos ejes de giro (X, Y) de la misma.

12. Sistema según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que ordenador de control adicional (4) está conectado a través de respectivos cables (40) formando una red con los ordenadores de gestión

de cámara (3) para coordinarlos, enviarles ordenes de cambios de configuración y modos de disparo y servir de visualizador de capturas fotográficas, así como de pantalla de control de todas las capturas según se llevan a cabo.