Procedimiento para la regulación automática posterior de la posición de la representación de una cámara de imágenes térmicas.

Procedimiento para la regulación posterior automática de la representación de una cámara de imágenes de vídeo dispuesta en un artefacto volador con la ayuda de un giroscopio dispuesto en el aparato volador y que genera señales,

caracterizado por que aquella señal de salida del giroscopio, que contiene los datos para la representación del horizonte artificial, es adaptada por medio de transformación al sistema de coordenadas de la cámara de imágenes térmicas y es puesta a la disposición de ésta como señal de entrada, de donde de genera en la cámara de imágenes térmicas un horizonte artificial (KH) relacionado con la imagen térmica (WB), con cuya ayuda se desplaza la posición de la escena (1a) que rodea el objetivo (Z) de la imagen térmica (WB) hasta la representación exclusiva de la escena (1b) que se encuentra debajo del horizonte artificial (KH).

Procedimiento para la regulaciïn automïtica posterior de la posiciïn de la representaciïn de una cïmara de imïgenes tïrmicas.

La reproducciïn de una escena a travïs de un aparato de imïgenes tïrmicas, que presenta una regulaciïn automïtica de la ganancia y de la desviaciïn, plantea el problema de que la representaciïn se realiza de forma deficiente, cuando la distribuciïn de la temperatura en la escena considerada presenta un gradiente fuerte. ïste es especialmente el caso cuando predomina una vista clara y se encuentran porciones grandes de cielo sin nubes en la escena. En general, la temperatura del cielo se puede reducir mucho en la zona espectral de onda larga (8 – 12 !m) . Desde el horizonte hasta el cenit se reduce continuamente la temperatura. Sin la influencia de la atmïsfera se podrïan medir allï temperaturas en la proximidad del punto cero absoluto de la temperatura.

Los aparatos de imïgenes tïrmica del tipo de construcciïn conocido no disponen de una dinïmica suficiente para poder reproducir continuamente sin pïrdida un intervalo de temperaturas desde aproximadamente -80ïC hasta + 100ïC, Esto significa en la prïctica que se encuentran zonas tanto mayores de la escena reproducida en la saturaciïn inferior cuanto mïs frïo se reproduce el cielo en la imagen. La temperatura de saturaciïn inferior es en este caso la temperatura mïs baja, que el aparato de imïgenes tïrmicas estï todavïa en condiciones de reproducir. No obstante, en general, se aplica que zonas de la imagen, que se encuentran en la zona de saturaciïn, son inïtiles para una correlaciïn de la imagen, puesto que allï no se puede reconocer ya ninguna estructura. Otro efecto negativo consiste en que una porciïn dilatada de la imagen con baja temperatura arrastra tambiïn hacia abajo la desviaciïn de la temperatura de una regulaciïn automïtica de la ganancia y de la desviaciïn. Esto repercute de nuevo sobre la amplificaciïn, por lo que la imagen de vïdeo analïgica se modifica de manera no deseada. Este efecto puede conducir en la prïctica militar a que las signaturas del objetivo propiamente existentes desaparezcan o no se puedan resolver ya las diferencias de temperatura en el objetivo, porque el objetivo, que presenta una temperatura alta desaparece delante de un fondo frïo en la saturaciïn superior. En este caso, no es posible ya la identificaciïn unïvoca del objetivo.

Por lo tanto, en el caso ideal debe conseguirse que en el aparato de imïgenes tïrmicas se represente un ajuste ïptimo de la imagen con alto contraste tanto sobre el objetivo como tambiïn en el entorno del objetivo. De acuerdo con ello, el ajuste automïtico de la ganancia y de la desviaciïn debe garantizar que la imagen de vïdeo con respecto a la desviaciïn o la ganancia se ajuste al menos como un observador de la imagen de vïdeo lo conseguirïa por medio de ajuste manual. Por lo tanto, para el procedimiento de cïlculo necesario existe el requerimiento de que debe existir una distinciïn entre el cielo frïo y la zona caliente (por ejemplo, la tierra) .

Se conoce a partir del documento WO 2008/018072 A2 un sistema de contra medidas para cuerpos voladores altos para visiïn tïrmica y buscadores de calor, que se puede utilizar tambiïn para la protecciïn de ataques de helicïpteros por medio de un cuerpo volador, que estï equipado con una cabeza de bïsqueda infrarroja. A tal fin, el helicïptero a proteger presenta al menos una cïmara-IR dirigida sobre su entorno, cuya imagen es sometida con la ayuda de un procesador de imïgenes a una anïlisis del valor de gris. La imagen procesada de esta manera se reproduce entonces sobre el lado opuesto el helicïptero por medio de placas termoelïctrica, de manera que con ello se reproduce tambiïn el horizonte. La posiciïn del horizonte se puede mover en este caso de acuerdo con el ïngulo de elevaciïn hasta el borde superior o mïs arriba. Sin embargo, esto no es una soluciïn para la problemïtica mencionada anteriormente, puesto que en la pluralidad de los casos el horizonte se encuentra dentro de la zona reproducida.

Se conocen giroscopios mecïnicos y tambiïn electrïnicos para el montaje en aeronaves. Mientras que los giroscopios mecïnicos representan la posiciïn de la aeronave con relaciïn a un horizonte artificial, los giroscopios electrïnicos presentan seïales de salida elïctricas. Sin embargo, no se conoce una utilizaciïn de estas seïales para la regulaciïn de una cïmara de imïgenes tïrmicas. Un giroscopio de este tipo se reproduce en la pïgina de Internet http://www.baigar.de/electronics/ferranti/FH7Z8GearBox.pdf y se caracteriza por su plan de conexiones.

Por lo tanto, la invenciïn tiene el cometido de indicar un procedimiento, que apoya la regulaciïn de la ganancia y de la desviaciïn de una cïmara de imïgenes tïrmicas, con el propïsito de que se eviten los inconvenientes mencionados anteriormente y se optimice de manera correspondiente la imagen de vïdeo.

La soluciïn de acuerdo con la invenciïn se basa en el reconocimiento de que se puede utilizar un horizonte artificial como magnitud auxiliar para el ajuste de la posiciïn de la imagen de vïdeo representada de una cïmara de imïgenes tïrmicas. Por este motivo, se propone que aquella seïal de salida de un giroscopio montado en el artefacto volador, que contiene los datos para la representaciïn del horizonte artificial, sea adaptada por medio de transformaciïn al sistema de coordenadas de la cïmara de imïgenes tïrmicas y sea puesta a la disposiciïn de ïsta como seïal de entrada, de donde de genera en la cïmara de imïgenes tïrmicas un horizonte artificial relacionado con la imagen tïrmica, con cuya ayuda se desplaza la posiciïn de la parte representada de la imagen tïrmica hasta la representaciïn exclusiva de la escena que se encuentra debajo del horizonte artificial.

Con ello se asegura que el cielo frïo, es decir, aquella zona de la imagen registrada por la cïmara de imïgenes

tïrmicas, que estï por encima del horizonte artificial, no sea ya tenida en consideraciïn en la imagen representada. De manera ventajosa, por lo tanto, la parte representada de la imagen tïrmica se limita en el canto superior por el horizonte artificial.

Ademïs, se propone que el seguimiento de la posiciïn de la parte representada de la imagen tïrmica sea realizado exclusivamente con la ayuda de aquellos puntos de la imagen, que se encuentran unïvocamente debajo del horizonte artificial. De esta manera se evita una influencia no deseada de puntos de la imagen, que proceden desde la zona frïa de la escena, que corresponde al cielo.

Un ejemplo de realizaciïn del procedimiento de acuerdo con la invenciïn se representa de forma simplificada esquemïtica en el dibujo y se describe en detalle a continuaciïn. En este caso:

La figura 1 muestra la representaciïn de un aparato de imïgenes tïrmica de acuerdo con el estado de la tïcnica.

La figura 2 muestra la representaciïn de un aparato de imïgenes tïrmicas cuando se aplica el procedimiento de acuerdo con la invenciïn.

Los artefactos voladores tripulados estïn equipaos, en general, para volar en condiciones de vuelo con instrumentos con un aparato de representaciïn para un horizonte artificial. En este caso, se trata, en general, de un instrumento giroscïpico con una representaciïn correspondiente como sustituciïn del horizonte natural. Para la orientaciïn espacial se incorpora un sïmbolo de vuelo en esta representaciïn. Para una orientaciïn completa en la oscuridad o con visiïn mala se representan en la representaciïn tanto la posiciïn de cabeceo como tambiïn la posiciïn de guiïada.

En el caso del seguimiento de un objetivo, tanto el piloto como tambiïn el disparador durante movimientos de cabeceo del artefacto volador tienen siempre a la vista una imagen de sensor que gira en sentido contrario al movimiento del artefacto volador. Un movimiento de guiïada del artefacto volador no tiene, sin embargo, ninguna influencia sobre la representaciïn. En cambio, si se mueve la lïnea del visor desde su posiciïn de reposo hacia abajo, entonces tambiïn la escena representada experimenta un movimiento de guiïada correspondiente hacia abajo. En el caso de una combinaciïn con un movimiento de cabeceo que tiene lugar al mismo tiempo, el horizonte natural puede desaparecer total o al menos parcialmente de la imagen representada. Por lo tanto, teniendo en cuenta estas particularidades se puede concebir un horizonte artificial como curva de separaciïn unïvoca entre el cielo y la tierra.

La figura 1 muestra una escena de este tipo, en la que en la imagen tïrmica WB de la cïmara de imïgenes tïrmicas se representa de forma simplificada, ademïs del objetivo Z, tambiïn el horizonte natural... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la regulaciïn posterior automïtica de la representaciïn de una cïmara de imïgenes de vïdeo dispuesta en un artefacto volador con la ayuda de un giroscopio dispuesto en el aparato volador y que genera seïales, caracterizado por que aquella seïal de salida del giroscopio, que contiene los datos para la representaciïn del horizonte artificial, es adaptada por medio de transformaciïn al sistema de coordenadas de la cïmara de imïgenes tïrmicas y es puesta a la disposiciïn de ïsta como seïal de entrada, de donde de genera en la cïmara de imïgenes tïrmicas un horizonte artificial (KH) relacionado con la imagen tïrmica (WB) , con cuya ayuda se desplaza la posiciïn de la escena (1a) que rodea el objetivo (Z) de la imagen tïrmica (WB) hasta la representaciïn exclusiva de la escena (1b) que se encuentra debajo del horizonte artificial (KH) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por que la parte representada de la imagen tïrmica se limita en el canto superior por el horizonte artificial (KH) .

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1 ï 2, caracterizado por que el equipamiento de la posiciïn de la parte (1a, 1b) representada de la imagen tïrmica se realiza exclusivamente con la ayuda de aquellos puntos de la imagen que se encuentran unïvocamente debajo del horizonte artificial (KH) .