PROCEDIMIENTO PARA LA ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA DE UN TRAYECTO.

Procedimiento para la adquisición y procesamiento de información geográfica de un trayecto.

La invención propuesta se refiere a un procedimiento para la adquisición y procesamiento simultáneo de información geográfica de un trayecto adquirido mediante misiones terrestres y aéreas de tándem que comprende un vehículo terrestre y una o más aeronaves no tripuladas cuya trayectoria está sujeta a la del vehículo terrestre que se desvía mediante desviaciones de tiempo y espaciales. El procedimiento comprende las etapas de: adquirir datos e información geográficos por medio de una pluralidad de sensores del vehículo terrestre; enviar información de trayectoria del vehículo terrestre a la aeronave, desde una estación de control alojada en el vehículo terrestre, cada cierto periodo de tiempo, siendo el periodo de tiempo un parámetro de diseño; cuando la aeronave recibe la información de trayectoria del vehículo terrestre, determinar la aeronave su trayectoria según la información de trayectoria del vehículo terrestre recibida; adquirir datos e información geográficos, incluyendo imágenes, por medio de una pluralidad de sensores de la aeronave; obtener, en un módulo de procesamiento, la orientación de los sensores tanto del vehículo terrestre como de la aeronave a partir de los datos e información geográficos adquiridos; calibrar, en un módulo de procesamiento, los sensores tanto del vehículo terrestre como de la aeronave a partir de los datos e información geográficos adquiridos; y asociar cada imagen adquirida con la orientación y la calibración obtenidas.

Procedimiento para la adquisición y procesamiento de información geográfica de un trayecto

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere de forma general al mapeo y más específicamente a la adquisición de geodatos de rutas por medio de un tándem compuesto por vehículos aéreo-terrestres que funcionan simultáneamente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El mapeo, o el mapeo de rutas, se ha realizado siempre o bien mediante tecnologías de mapeo móviles terrestres o mediante tecnologías aéreas o mediante combinaciones de las mismas, pero habitualmente, sólo se usa una de las dos técnicas.

En proyectos pequeños de adquisición de geodatos, se usan sistemas aéreos no tripulados, sobre todo, en operaciones militares, las denominadas misiones DDD (tediosas, en ambiente contaminado y peligrosas, “dull, dirty and dangerous”) . Un sistema aéreo no tripulado está compuesto por una aeronave teledirigida o no tripulada, una estación de control de tierra y un enlace radio de datos que permite que se comuniquen la aeronave no tripulada y la estación de control de tierra.

Desde un punto de vista tecnológico, la aeronave no tripulada de un sistema aéreo no tripulado es una excelente plataforma para llevar teledetección fotogramétrica y otros tipos de sensores y para llevar a cabo misiones de detección aéreas. En comparación con una aeronave tripulada, una no tripulada es pequeña, liviana y barata. Además, una aeronave no tripulada se beneficia del progreso actual en miniaturización informática y de sensores.

Desde un punto de vista legal (es decir, normativo) , dependiendo del país, las operaciones de sistema aéreo no tripulado adolecen o bien de carencia de reglamento o bien de poseer un reglamento demasiado estricto. Aparte de los usuarios militares y gubernamentales, como la policía o los bomberos, el uso de un sistema aéreo no tripulado es percibido muchas veces por las autoridades de Aviación Civil y otras autoridades del país o locales como una amenaza para la seguridad. Las autoridades de Aviación Civil están preocupadas por los accidentes de aeronave provocados por la colisión de una aeronave tripulada con una no tripulada. Otras autoridades están preocupadas por el mal uso de la tecnología de sistema aéreo no tripulado (terrorismo y delincuencia) o por los daños involuntarios a propiedades y personas (accidentes) . En general, cuanto mayor y más pesada sea la aeronave no tripulada, más preocupaciones y más restricciones surgen en cuanto a su funcionamiento. Existen muchos esfuerzos concurrentes y paralelos para desarrollar reglamentos compatibles europeos, estadounidense y mundiales como el grupo Joint Authorities for Rulemaking on Unmanned Systems (JARUS) con la participación de 19 autoridades de Aviación Civil a día de hoy.

La mayoría, sino todos, los reglamentos existentes fijan tres límites a las operaciones aéreas no tripuladas: un límite de peso (el denominado peso de despegue máximo de la aeronave no tripulada, ) una distancia dentro de la línea de visión, (LOS) entre la estación de control de tierra y la aeronave no tripulada (normalmente algunos cientos de metros) y una altura de vuelo máxima por encima de tierra (normalmente hasta 300 m) . “Dentro de la línea de visión” o, simplemente, la “restricción LOS” entre la estación de control de tierra y la aeronave no tripulada limita el alcance y la productividad de las misiones de adquisición de geodatos basadas en sistema aéreo no tripulado en comparación con las aerotransportadas convencionales. Por tanto, aparentemente, la adquisición de geodatos y el mapeo basados en sistema aéreo no tripulado es un área de aplicabilidad y mercado limitados.

Sin embargo, existen más técnicas de mapeo de rutas. Por ejemplo, el mapeo de rutas de ferrocarril se realiza habitualmente con un coche o furgoneta de mapeo móvil terrestre montado sobre un tren, vagoneta o tranvía. El estudio hidrográfico de la ruta se realiza también muchas veces con un coche de mapeo móvil terrestre sobre una embarcación pequeña. Pero no se realizan misiones aéreo-terrestres de tándem simultáneas, siendo una de las razones que es casi imposible (aviones) o demasiado caro (helicópteros) hacer que una aeronave vuele por encima de un sistema de mapeo móvil terrestre a las bajas velocidades de un coche de mapeo móvil terrestre, entre 20 km/h y 60 km/h.

Generalmente, las misiones descritas anteriormente se llevan a cabo por separado; es decir, no se realizan misiones aéreo-terrestres simultáneas, por tanto los datos adquiridos en las misiones de mapeo terrestres carecen de la vista desde arriba. Análogamente, los datos adquiridos en misiones de mapeo aéreas carecen de la vista lateral de las fachadas de los edificios. Esto conduce a duplicar las misiones de adquisición (terrestres y aéreas) , a una área de misión limitada, pequeña, o a una orientación equivocada de los sensores del vehículo terrestre en cañones urbanos o naturales.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención sirve para resolver los problemas de misiones dobles de adquisición de geodatos (terrestres y aéreas) ; área de misión limitada, pequeña para misiones de adquisición de geodatos basadas en sistemas aéreos no tripulados; y orientación equivocada de los sensores de vehículos terrestres en cañones urbanos en las misiones de mapeo móvil de ruta terrestre.

La invención propuesta permite la adquisición de geodatos para grandes áreas porque la estación de control es móvil y por tanto se resuelve la “restricción LOS” porque se instala la estación de control en el vehículo terrestre y mantiene una distancia corta con la aeronave.

La invención propuesta abre el campo de mapeo aéreo-terrestre total a costes significativamente inferiores a los de los servicios de mapeo actuales que combinan misiones mucho más caras diferentes proporcionando un procedimiento para la adquisición y procesamiento de información geográfica de un trayecto, estando caracterizado el procedimiento porque comprende las siguientes etapas:

a) adquirir datos e información geográficos por medio de una pluralidad de sensores del

vehículo terrestre;

b) enviar información de trayectoria del vehículo terrestre a la aeronave, desde una estación de control alojada en el vehículo terrestre, cada cierto periodo de tiempo, siendo el periodo de tiempo un parámetro de diseño;

c) cuando la aeronave recibe la información de trayectoria del vehículo terrestre, determinar la aeronave su trayectoria según la información de trayectoria del vehículo terrestre recibida;

d) adquirir datos e información geográficos, incluyendo imágenes, por medio de una pluralidad

de sensores de la aeronave;

e) obtener en un módulo de procesamiento, la orientación de los sensores tanto del vehículo terrestre como de la aeronave a partir de los datos e información geográficos adquiridos;

f) calibrar, en un módulo de procesamiento, los sensores tanto del vehículo terrestre como de la aeronave a partir de los datos e información geográficos adquiridos;

g) asociar cada imagen adquirida con la orientación y la calibración obtenidas en las etapas e)

y f) respectivamente.

En la invención propuesta, la estación de control es parte del vehículo terrestre. Cuando el vehículo terrestre se mueve, la estación de control se vuelve una “estación de control móvil” y dado que la aeronave sigue al vehículo terrestre (a una altura constante encima de él en una de las realizaciones) se cumplen la “restricción LOS” y la “restricción de altura”.

El procedimiento de la invención puede comprender identificar figuras geométricas de tamaño y forma conocidos sobre el techo del vehículo terrestre mediante un sensor de imagen de la aeronave.

En una realización de la invención, la etapa de obtener la orientación y calibrar los sensores de la aeronave comprende además usar información posicional, de actitud, de tamaño y de forma de las figuras geométricas sobre el techo del vehículo terrestre.

Una realización de la invención comprende, en la etapa de obtener la orientación y calibrar los sensores tanto del vehículo terrestre como de la aeronave, comprende además usar información geográfica previamente conocida. Esta información geográfica puede obtenerse a partir de un mapa por ejemplo.

Otra realización de la invención puede comprender, en la etapa de obtener la orientación y calibrar los sensores tanto del vehículo terrestre como de la aeronave, además usar un mismo elemento en imágenes diferentes adquiridas mediante...

1. Procedimiento para la adquisición y procesamiento de información geográfica de un trayecto, estando caracterizado el procedimiento porque comprende las siguientes etapas:

a) adquirir datos e información geográficos por medio de una pluralidad de sensores de un vehículo terrestre; b) enviar información de trayectoria del vehículo terrestre a una aeronave, desde una estación de control alojada en el vehículo terrestre, cada cierto periodo de tiempo, siendo el periodo de tiempo un parámetro de diseño; c) cuando la aeronave recibe la información de trayectoria del vehículo terrestre, determinar la aeronave su trayectoria según la información de trayectoria del vehículo terrestre recibida; d) adquirir datos e información geográficos, incluyendo imágenes, por medio de una pluralidad de sensores de la aeronave; e) obtener en un módulo de procesamiento, la orientación de los sensores tanto del vehículo terrestre como de la aeronave a partir de los datos e información geográficos adquiridos; f) calibrar, en un módulo de procesamiento, los sensores tanto del vehículo terrestre como de la aeronave a partir de los datos e información geográficos adquiridos; g) asociar cada imagen adquirida con la orientación y la calibración obtenidas en las etapas e) y f) respectivamente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además identificar figuras geométricas de tamaño y forma conocidos sobre el techo del vehículo terrestre mediante un sensor de imagen de la aeronave.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que además de obtener la orientación y calibrar los sensores de la aeronave comprende además usar información posicional, de actitud, de tamaño y de forma de las figuras geométricas sobre el techo del vehículo terrestre.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además de comprender obtener la orientación y calibrar los sensores tanto del vehículo terrestre como de la aeronave comprende además usar información geográfica previamente conocida.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la información

geográfica comprende además identificar un mismo elemento en imágenes diferentes adquiridas 35 mediante el sensor de imagen de la aeronave.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la información geográfica comprende además identificar un mismo elemento en imágenes diferentes adquiridas mediante el sensor de imagen tanto de la aeronave como del vehículo terrestre.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las imágenes adquiridas se etiquetan en el tiempo.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la información 45 geográfica comprende información de navegación.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la aeronave sigue la misma trayectoria que el vehículo terrestre con una desviación temporal y espacial en la que el tiempo de retardo y la diferencia vectorial entre la aeronave y el vehículo terrestre es un parámetro de diseño que puede variar con el tiempo según las órdenes de un operario.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además analizar los datos e información geográficos obtenidos mediante la pluralidad de sensores del vehículo terrestre según patrones de error y causas conocidas de errores para identificar errores sistemáticos o la posible

existencia de errores sistemáticos.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que cuando se identifica un posible error sistemático, la información de trayectoria adquirida por el vehículo terrestre se corrige mediante los datos e información geográficos adquiridos por la aeronave y mediante su trayectoria.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además que el vehículo terrestre y la aeronave adquieren los datos e información geográficos simultáneamente.

13. Sistema para adquisición de información y datos geográficos y procesamiento de información y datos

geográficos, caracterizado porque comprende: -un vehículo terrestre equipado con una pluralidad de sensores para adquirir información y datos

geográficos y una estación de control para controlar una aeronave; -una aeronave en comunicación con el vehículo terrestre, equipada con una pluralidad de sensores para adquirir información y datos geográficos; -un módulo de procesamiento en comunicación tanto con el vehículo terrestre como con la aeronave

para procesar toda la información y datos geográficos adquiridos tanto por el vehículo terrestre como por la aeronave.

14. Sistema según la reivindicación 13, en el que la aeronave comprende además sensores de imagen.

15. Sistema según la reivindicación 14, en el que el vehículo terrestre comprende además figuras geométricas sobre su techo.

16. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 13-15, en el que el vehículo terrestre comprende además sensores de imagen. 15

17. Programa informático que comprende medios de código de programa adaptados para realizar las etapas del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones desde 1 hasta 12 cuando dicho programa se ejecuta en un procesador de uso general, un procesador de señales digitales, una FPGA, un ASIC, un microprocesador, un microcontrolador, o cualquier otra forma de hardware programable.