MÉTODO PARA LA MODELIZACIÓN DE PARES ESTEREOSCÓPICOS TRANSVERSALES EN PROCESOS FOTOGRAMÉTRICOS.

Método para la modelización de pares estereoscópicos transversales en procesos fotogramétricos,

que comprende:

- Diseño de una línea de vuelo (1) fotogramétrico aproximadamente coincidente en planta con el elemento lineal (2) a representar.

- Establecimiento de la altura de vuelo, del recubrimiento, y de la posición aproximada de los fotocentros atendiendo a la escala del proyecto, las características del sensor, y las particularidades el proyecto.- Y desdoblamiento de la línea de vuelo (1) en dos nuevas líneas de vuelo (1') paralelas entre sí y simétricas respecto a la línea original; donde la distancia entre dichas líneas (1') de vuelo será la base aérea de los pares estereoscópicos transversales (5').

MÉTODO PARA LA MODELIZACIÓN DE PARES ESTEREOSCÓPICOS

TRANSVERSALES EN PROCESOS FOTOGRAMÉTRICOS

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un método para la modelización de pares estereoscópicos transversales en procesos fotogramétricos, el cual aporta, a la función a que se destina, ventajas y características de novedad que se describirán en detalle más adelante y que suponen una destacable mejora del estado actual de la técnica en su campo de aplicación.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en el desarrollo de un método para la modelización de pares estereoscópicos transversales en procesos fotogramétricos, particularmente los aplicados a objetos lineales, empleando dobles pasadas paralelas formando pares estereoscópicos en la dirección perpendicular al avance de la pasada, permitiendo con ello mejorar notablemente las limitaciones que presenta la metodología clásica de configuración de pares estereoscópicos en determinadas circunstancias.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Según la Sociedad Internacional de Fotogrametría y Teledetección (ISPRS) , lt;lt;Fotogrametría y Teledetección es el arte, ciencia, y tecnología de obtener información fidedigna a partir de imágenes sin contacto y otros sistemas de sensores de la Tierra y su

entorno, y de otros objetos físicos a través del

registro, medida, análisis y representa ció ngt;gt; (ISPRS,

2000)

Si disponemos de un mínimo de dos imágenes (par) en las que podemos identificar sendas representaciones de un determinado punto del objeto a modelizar, y conocemos todos los parámetros de la orientación espacial de las imágenes, podremos determinar la posición espacial de dicho punto en un determinado sistema de referencia.

La precisión en la determinación de la posición espacial de un punto es función de la distancia lineal que separa dos imágenes que forman un par (Base) en las que el punto a determinar está representado, la distancia focal del sistema óptico, la distancia entre el sensor y el punto a determinar, la resolución de las imágenes, las distorsiones en el sistema óptico del sensor, las características del punto a identificar (como tamaño, forma, orientación,

definición, contraste) , así como los parámetros de

contorno como humedad, temperatura, índice de

refracción, etc.

La finalidad en la configuración de un par estereoscópico es permitir la determinación de puntos homólogos de toda la superficie a modelizar, por técnicas manuales o automáticas, que garanticen la unicidad del resultado, con el objetivo de establecer una relación biunívoca entre el modelo representado por el par estereoscópico y la realidad a representar, con precisión suficiente y homogénea.

La metodología clásica de configuración de pares estereoscópicos en procesos fotogramétricos está sometida a limitaciones en determinadas circunstancias, no permitiendo garantizar la unicidad del resultado ni el grado de precisión necesario. Tales circunstancias deben ser analizadas y anticipadas, haciendo que sea deseable el desarrollo de una metodología óptima que elimine o minimice el alcance de tales limitaciones, siendo este el objetivo de la presente invención.

Por otra parte, y como referencia al estado de la técnica, debe señalarse que, por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningún otro método o invención de aplicación similar que presente unas características técnicas, semejantes a las que presenta el que aquí se preconiza, y cuyos detalles caracterizadores se encuentran convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva del mismo.

En la determinación de puntos homólogos de modelos fotogramétricos, ya sea por técnicas manuales o automáticas, se emplea la propiedad de que el homólogo de un punto dado siempre se encuentra en la paralela a la línea epipolar que pasa por dicho punto, característica que permite reducir el área de búsqueda a una línea. La identificación final (posado) se realiza analizando los puntos de esta línea y localizando el mejor candidato.

En determinadas circunstancias puede ocurrir que no exista un único candidato óptimo, con lo que no se podrá garantizar la unicidad de la solución, ni la precisión suficiente. Esta situación se produce cuando se dan conjuntamente dos condicionantes:

Que el elemento a representar es lineal, paralelo o sensiblemente paralelo a la línea epipolar, y la información captada por el sensor del elemento es uniforme o sensiblemente uniforme en un entorno determinado.

Y que el entorno próximo del elemento a representar no permite discriminar entre los posibles candidatos. Esto se produce cuando el entorno próximo es uniforme; cuando no existe correspondencia entre los entornos próximos de los puntos homólogos del elemento; y/o cuando no existe en el entorno próximo ningún elemento característico en dirección distinta a la epipolar.

Como ejemplo de lo anteriormente expuesto, son los siguientes casos:

-Aquellos en los que el entorno próximo es uniforme. Se produce muy habitualmente en ferrocarriles cuando el entorno próximo se reduce a la vía y las traviesas, y no existe suficiente definición en el balasto. El detalle se repite cíclicamente en la misma dirección y por lo tanto no se podrá realizar el posado en ausencia de un elemento característico bien contrastado ya sea puntual o lineal.

-Aquellos en los que no hay correspondencia de entornos próximos. Se produce muy habitualmente cuando el elemento a representar se encuentra a distinto nivel que su entorno. Conjuntamente debe ocurrir que el sensor capture la información empleando una proyección no ortogonal, y que la relación entre la altura relativa del elemento con respecto a su entorno próximo y la distancia entre el sensor y el entorno próximo supere un determinado valor. Se produce en catenarias de líneas eléctricas, viaductos, acueductos, en definitiva redes aéreas con una importante altura sobre el terreno.

Cabe aclarar que el entorno próximo hace referencia al área de estudio en torno al punto de interés, la cual vendrá definida por un tamaño prefijado que se establece atendiendo a los requisitos de precisión posicional requerida y las condiciones particulares de cada proyecto, y que se materializará en una ventana de búsqueda en procesos automáticos, o en un factor de zoom en procesos manuales.

Siguiendo con la explicación del método de la invención, conviene mencionar que la mejor situación posible al realizar una coincidencia entre dos elementos lineales a lo largo de una dirección se produce cuando los elementos siguen una dirección perpendicular al desplazamiento. Por lo tanto la situación ideal frente los casos citados anteriormente, sería que en la identificación final o posado, el elemento lineal a representar siguiese una dirección perpendicular a la línea epipolar. En estas circunstancias la identificación del punto homólogo a lo largo de la línea epipolar se realiza con una precisión muy elevada, garantizando la unicidad, y con independencia de las características del entorno próximo....

1. MÉTODO PARA LA MODELIZACIÓN DE PARES

ESTEREOSCÓPICOS TRANSVERSALES EN PROCESOS FOTOGRAMÉTRICOS, aplicable a proyectos de fotogrametría en los que la línea de vuelo (1) debe seguir forzosamente una dirección paralela al elemento y en

los que dicho elemento es un elemento con desarrollo

lineal (2) , caracterizado porque comprende los

siguientes pasos:

Diseño de una línea de vuelo (1) fotogramétrico aproximadamente coincidente en planta con el elemento lineal (2) a representar.

-Establecimiento de la altura de vuelo, del recubrimiento, y de la posición aproximada de los fotocentros atendiendo a la escala del proyecto, las características del sensor, y las particularidades el proyecto.

-Desdoblamiento de la línea de vuelo (1) en dos nuevas líneas de vuelo (1' ) paralelas entre sí y simétricas respecto a la línea original; en que los fotocentros de las imágenes tomadas en las dos pasadas correspondientes a la misma zona están situados en la misma perpendicular al elemento lineal (2) , para formar pares estereoscópicos transversales (5') a la línea de vuelo en los que el elemento lineal a representar sigue una dirección perpendicular a la línea epipolar.

2. MÉTODO PARA LA MODELIZACIÓN DE PARES ESTEREOSCÓPICOS TRANSVERSALES EN PROCESOS FOTOGRAMÉTRICOS, según la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia entre las nuevas líneas (1') de vuelo paralelas desdobladas será la base aérea de los pares estereoscópicos transversales (5') , y se elige atendiendo a la apreciación altimétrica mínima requerida y al recubrimiento mínimo que garantice la total cobertura del área de proyecto.