Plataforma fotogramétrica.

Plataforma fotogramétrica que permite la instalación de una pluralidad de cámaras (4) en una estructura (1) de soporte con al menos unas paredes laterales (10) y una base (12).

Comprende unos alojamientos (2) en la estructura (1) de soporte en los que se encuentran unas bahías (3) destinadas a recibir las cámaras (4). También comprende al menos un soporte adicional (5) unido de forma abatible a la estructura (1) y que también dispone de una bahía (3). Son también parte de la plataforma un sistema de sujeción (6) destinado a fijar la inclinación del soporte adicional (5) respecto a la estructura (1) y un elemento de conexión (7) dispuesto en la base (12) destinado a recibir un tubo de conexión (8) destinado a permitir su colocación en un dispositivo externo que puede ser aéreo o terrestre.

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente invención se puede incluir en el campo técnico de las plataformas fotogramétricas. Concretamente ésta es multifunción y permite realizar tanto tomas aéreas como terrestres.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

La fotogrametría es una técnica que se emplea para determinar las propiedades geométricas de los objetos y las situaciones espaciales a partir de imágenes fotográficas.

En la actualidad se ha generalizado el empleo de vehículos aéreos no tripulados de bajo coste (UAV-unmanned aerial vehicles) a partir de lo cual ha proliferado el diseño de plataformas aéreas para sustentar cámaras y diversos sensores con diferentes propósitos fotogramétricos.

De forma coincidente en el tiempo, la miniaturización de sensores de posicionamiento y navegación, junto con la aparición de cámaras fotográficas de bajo coste y peso, ha permitido su embarcación no sólo en plataformas aéreas UAV sino también en plataformas terrestres estáticas o móviles. Esto permite configuraciones multi-sensor y multi-cámara capaces de garantizar resultados de gran calidad e incluso superar en calidad y resolución a las imágenes capturadas por los medios aéreos tripulados y los modernos sistemas de escaneo láser terrestre.

En el campo de los UAV, las plataformas para sustentar cámaras existentes hasta la fecha están especializadas, desde el punto de vista fotogramétrico, en dos líneas de acción hasta ahora incompatibles:

(i) la captura de imágenes panorámicas con fines de inspección y fotointerpretación (mediante el disparo simultáneo de varias cámaras sincronizadas) ;

(ii) la adquisición de imágenes estereoscópicas verticales y oblicuas para la reconstrucción con fines métricos de cualquier escenario u objeto (mediante el empleo de dos cámaras de disparo síncrono en disposición estereoscópica de base conocida, o una sola disparando en diferentes posiciones según el avance del propio vehículo aéreo) .

En esta segunda línea de acción, la adquisición fotográfica con una sola cámara está limitada a la separación (baselínea) entre las cámaras y por ende a sus posibles fuentes de error. Actualmente, para minimizar ese problema se emplea una base conocida, pequeña y calibrada, que permite un mayor grado de solape y la posibilidad de realizar pares múltiples (multiple dense stereo matching) . Esto redunda en una mejora de la precisión de las reconstrucciones.

Del estado de la técnica se conocen plataformas fotogramétricas que tienen ciertas limitaciones. Por ejemplo se conocen plataformas fotogramétricas que solo se pueden emplear en vehículos aéreos y que además en la disposición en la zona nadiral de la plataforma ésta recibe muchas distorsiones debidas a la geometría de "ojo de pez" de las lentes (y su distribución) . Otra desventaja es que no permite estereoscopía de base conocida.

Otras plataformas conocidas se instalan mediante sistemas de contrapeso y no permiten la captura de panoramas de forma sincronizada sino que es necesario rotar el propio vehículo aéreo en el que se instalan.

También se conocen plataformas que están restringidas a un uso solo terrestre, o tienen problemas con el panorama que resulta ya que no proporciona cobertura cenital completa. En otras no se permite la captura esteroscópica síncrona de base conocida o se permite solo en dirección horizontal.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

La presente invención ofrece una plataforma fotogramétrica que permite realizar una captura simultánea de imágenes panorámicas y estereoscópicas. La plataforma está diseñada para la colocación estratégica de una pluralidad de cámaras para la obtención de panoramas y prestando especial atención a la toma estereoscópica simple y múltiple que permita la automatización en la reconstrucción 3D fotogramétrica de las imágenes obtenidas.

Para ello, la plataforma presenta una configuración optimizada que minimiza la excentricidad entre las cámaras que se colocan en ella y distribuye adecuadamente el centro de masas para una mayor estabilidad en el caso de ser instalada en un vehiculo aéreo no tripulado.

Por otro lado, la presente invención no está limitada a su aplicabilidad en plataformas aéreas no tripuladas (UAV) , ya que no siempre es posible su utilización aérea (restricciones de seguridad o físicas) ; pudiendo ser embarcada en cualquier soporte o vehiculo terrestre tanto en modo estático (embarcada en jalón o trípode) como dinámico (embarcada en sistemas terrestres móviles) .

La plataforma comprende una estructura en la que hay una pluralidad de paredes laterales dispuestas con un ángulo de 90º entre sí y que son ortogonales a una base. Comprende también una pieza de soporte adicional, que está unida a la base y que es abatible. Dicho soporte adicional puede pasar de una primera posición en la que está alineado con la base a una segunda posición en la que queda ortogonal a la base, dispuesto entre dos de las paredes laterales.

En cada pared lateral y en el soporte adicional se encuentra una cámara y en la base se encuentran dos cámaras situadas contrapuestas entre sí. Además comprende un elemento de conexión con un tubo de conexión destinado a permitir su fijación a un dispositivo externo en el que se instala.

Así pues la plataforma permite su fácil intercambiabilidad entre una configuración aérea y una configuración terrestre para conseguir panoramas mediante la cobertura solapada de las cámaras dispuestas en ella (cámaras de disparo sincronizado) . Adicionalmente se pueden obtener imágenes estereoscópicas en techos y bóvedas.

Además, en la configuración terrestre, se puede disponer el soporte adicional en la primera posición para realizar tomas múltiples estéreo y estéreo-panoramas, de gran interés estos últimos en las visitas virtuales inmersivas 3D. Para trabajar en esta configuración hay que girar la plataforma de forma acimutal hasta encuadrar el objeto de interés (alzados, fachadas) mediante el abatimiento del soporte adicional y la rotación sobre su propio eje vertical.

La posibilidad de realizar tomas fotográficas simultáneas con fines de fotointerpretación y fotogrametría y poder hacerlo tanto desde tierra como desde el aire (además de poder embarcar diferentes tipos de cámaras (compacta visible, infrarroja, termográfica, etc." permite abrir el camino a numerosas aplicaciones de la presente invención.

Más concretamente, la plataforma fotogramétrica permite obtener imágenes panorámicas para utilizarlas con fines de interpretación y análisis visual, así como imágenes estereoscópicas que se requieran en aquellas aplicaciones con fines métricos en forma de modelos 3D y ortofotos.

El gran solape existente entre las fotos resultantes (con posibilidad de configuración de diferentes baselíneas, corta y larga) unido a la redundancia procedente de los múltiples pares estéreo (imágenes estereoscópicas ) , permite garantizar una gran calidad en los procesos de matching (que se realiza comparando punto por punto) y por consiguiente en la obtención de las nubes de puntos 3D para la obtención de la imagen 3D final.

Con esta invención se aporta un avance en la adquisición de información fotogramétrica, con independencia del soporte sobre el que se monte la plataforma (soporte aéreo y/o terrestre) y el método fotogramétrico empleado (panorámico o estereoscópico) .

Las principales áreas de aplicación de la plataforma fotogramétrica descrita son el análisis dimensional y reconstrucción tridimensional de edificios/fachadas tanto históricos como de nueva construcción, el análisis dimensional y reconstrucción tridimensional de estructuras en ingeniería civil, la documentación y el cartografiado de yacimientos arqueológicos, y la catalogación e inventariado en urbanismo.

Así pues, en base a lo anteriormente descrito, las mayores ventajas de la presente invención son:

-Se puede emplear tanto en vehículos aéreos no tripulados como terrestres, adaptándose a sus características (como por ejemplo la disposición del centro de gravedad para embarcarse con estabilidad en plataformas aéreas no tripuladas) . Además cuando se emplea en aplicaciones terrestres se puede colocar tanto en dispositivos móviles (vehículos rociados) como en dispositivos estáticos (del tipo trípodes, jalones, mochilas de transporte, etc.) .

-Permite la captura simultánea de panoramas e imágenes múltiples estereoscópicas.

-Tiene un bajo coste.

-Es ligero, lo cual es un aspecto crucial en su vertiente aérea no tripulada con un peso del soporte estimado en 870gr con las 6 cámaras embarcadas.

-Es...

1. Plataforma fotogramétrica del tipo de las que permiten la instalación de una pluralidad de cámaras (4) en una estructura (1) de soporte con al menos unas paredes laterales (10) Y una base (12) y que está caracterizada por que comprende:

-unos alojamientos en la estructura (1) de soporte en los que se encuentran unas

bahías (3) destinadas a recibir las cámaras (4) ,

-al menos un soporte adicional (5) unido de forma abatible a la estructura (1) Y que

también comprende una bahía (3) ,

-un sistema de sujeción (6) destinado a fijar la inclinación del soporte adicional (5)

respecto a la estructura (1) ,

-un elemento de conexión (7) dispuesto en la base (12) destinado a recibir un tubo

de conexión (8) destinado a permitir su colocación en un dispositivo externo en el

que se instala.

2. Plataforma fotogramétrica según la reivindicación 1 caracterizada por que en la estructura (1) las caras laterales (10) y la base (12) están dispuestas ortogonalmente entre sí creando un espacio libre (11) entre ellas en el que está dispuesto el elemento de conexión (7) .

3. Plataforma fotogramétrica según la reivindicación 1 caracterizada por que en cada cara lateral (10) se encuentra una bahía (3) y en la base (12) se encuentran dos bahías (3) contrapuestas.

4. Plataforma fotogramétrica según la reivindicación 1 caracterizada por que el soporte adicional (5) está unido a la base (12) dispuesto entre dos paredes laterales (10) y se desplaza entre una primera posición en la que está alineado con dicha base (12) y una segunda posición en la que queda ortogonal a la base (12) enfrentado a una tercera pared lateral (10) .

5. Plataforma fotogramétrica según la reivindicación 1 caracterizada por que el sistema de sujeción (6) comprende unos pasadores que fijan la posición del soporte adicional (5) respecto a la estructura (1) .

6. Plataforma fotogramétrica según la reivindicación 1 caracterizada por que comprende adicionalmente al menos una tapa (2) que se une a la estructura (1 ) de soporte en las bahías (3) , destinada a asegurar la posición de las cámaras (4) en las bahías (3) .

7. Plataforma fotogramétrica según la reivindicación 1 caracterizada por que comprende adicionalmente una rosca de empalme (9) dispuesta en el extremo del tubo de conexión (8) destinada a su unión con el dispositivo externo en el que se instala.

8. Plataforma fotogramétrica según la reivindicación 1 caracterizada por que el elemento de conexión (7) comprende un primer orificio (7.1 ) orientado hacia el soporte adicional (5) y un segundo orificio (7.2) orientado ortogonal al primer orificio (7.1 ) paralelo a la base (12) .