Referenciación geométrica de datos multiespectrales.

Un dispositivo de detección (100) para obtener datos de imágenes multiespectrales referenciadas geométricas de una región de interés en movimiento relativo con respecto al dispositivo de detección (100),

comprendiendo el dispositivo de detección (100)

- al menos un primer elemento sensor bidimensional (112), y un filtro espectral (114)

- estando el dispositivo de detección (100) adaptado para obtener imágenes multiespectrales posteriores durante dicho movimiento relativo de la región de interés con respecto al dispositivo de detección proporcionando de esta forma una información espectral distinta para las diferentes partes de una región de interés usando el primer elemento sensor (112) con lo que el filtro espectral y el primer elemento sensor están dispuestos para obtener información espectral en una primera longitud de onda o un primer intervalo de longitud de onda usando una parte del primer elemento sensor (112) y para obtener información espectral en una segunda longitud de onda o un segundo intervalo de longitud de onda usando otra parte del primer elemento sensor (112),

caracterizado por que el dispositivo de detección (100) comprende un segundo elemento sensor bidimensional (122),

y por que el dispositivo de detección (100) está adaptado para proporcionar, usando el segundo elemento sensor (122), una imagen de la región de interés para generar información de referencia geométrica para acoplarse a la información espectral distinta,

y por que el primer elemento sensor (112) y el segundo elemento sensor (122) están integrados en el mismo sustrato.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/070158.

Solicitante: VITO NV (Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek NV).

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: BOERETANG 200 2400 MOL BELGICA.

Inventor/es: BIESEMANS,JAN, DELAURÉ,BAVO, MICHIELS,BART.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01C11/02 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01C MEDIDA DE DISTANCIAS, NIVELES O RUMBOS; TOPOGRAFIA; NAVEGACION; INSTRUMENTOS GIROSCOPICOS; FOTOGRAMETRIA O VIDEOGRAMETRIA (medida del nivel de líquidos G01F;   radio navegación, determinación de la distancia o velocidad mediante la utilización de efectos de propagación, p. ej. efecto Doppler, tiempo de propagación, de ondas de radio, disposiciones análogas que utilicen otras ondas G01S). › G01C 11/00 Fotogrametría o videogrametría, p.ej. estereogrametría; Topografía fotográfica. › Disposiciones para tomar fotografías especialmente adaptadas para la fotogrametría o la topografía fotográfica, p. ej. control de la superposición de fotografías.

PDF original: ES-2541482_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Referenciación geométrica de datos multiespectrales Campo de la invención La invención se refiere al campo de la captura de imágenes, por ejemplo, en la formación de imágenes aéreas o industriales. Más específicamente, la presente invención se refiere a los sistemas de detección para obtener imágenes multiespectrales, los sistemas de formación de imágenes correspondientes y los métodos para usarlos.

Antecedentes de la invención La formación de imágenes hiperespectrales es una forma de formación de imágenes espectrales en la que la información de todo el espectro electromagnético se recoge en muchas bandas espectrales estrechas y se procesa. 15 A partir de las diferentes imágenes espectrales que se recogen, puede derivarse la información de los objetos que se representan en forma de imágenes. Por ejemplo, como ciertos objetos dejan firmas espectrales únicas en las imágenes que pueden incluso depender del estado del objeto, la información obtenida formando imágenes multiespectrales puede proporcionar información con respecto a la presencia y/o el estado de los objetos en una región en que se representan en forma de imágenes. Después de la selección de un intervalo espectral que se representará en forma de imágenes, como pueden adquirirse imágenes espectrales en este intervalo espectral, no se necesita haber detallado un conocimiento anterior de los objetos, y el postprocesado puede permitir obtener toda la información disponible.

Mientras que la detección remota hiperespectral originalmente se ha usado principalmente para la minería y la geología, otras aplicaciones tales como la ecología, la agricultura y la vigilancia también hacen uso de la técnica de formación de imágenes.

Se conocen algunas aplicaciones agrícolas y ecológicos en las que se usa la detección remota hiperespectral, por ejemplo, para monitorizar el desarrollo y la salud de los cultivos, la detección de la variedad de uva, para monitorizar 30 las cubiertas forestales individuales, la detección de la composición química de las plantas, así como la detección temprana de los brotes de enfermedades, para monitorizar el impacto de la contaminación y otros factores ambientales, etc., son algunas de las aplicaciones agrícolas de interés. La formación de imágenes hiperespectrales también se usa para estudios de aguas interiores y costeras para detectar propiedades biofísicas. En la mineralogía, la detección de minerales valiosos como el oro o los diamantes puede realizarse usando la detección hiperespectral, pero también se prevén la detección de fugas de gas y petróleo de los oleoductos y los pozos naturales. La detección de la composición del suelo en la tierra o incluso en otros planetas, asteroides o cometas también son posibles aplicaciones de la formación de imágenes hiperespectrales. En la vigilancia, la formación de imágenes hiperespectrales puede, por ejemplo, realizarse para la detección de seres vivos.

En algunas aplicaciones, los datos multiespectrales pueden obtenerse recogiendo una imagen bidimensional completa de una región en un intervalo espectral de interés y recogiendo posteriormente otras imágenes bidimensionales completas de esa región en otros intervalos espectrales de interés con lo que los filtros espectrales se conmutan entre medias. Esta manera de recopilación de datos, sin embargo, no siempre es posible, especialmente cuando la región de interés y el sistema de formación de imágenes se someten a un gran movimiento 45 relativo entre sí.

En vista del movimiento relativo, la determinación precisa de la información posicional es importante para una correcta interpretación de los diferentes datos espectrales recogidos. Los sistemas conocidos, tales como, por ejemplo, los descritos en el documento US 2003/0193589 A1, hacen uso de un sistema de posicionamiento global 50 (GPS) y/o una unidad de medición inercial (IMU) .

Sumario de la invención Es un objetivo de las realizaciones de la presente invención proporcionar buenos sistemas de detección para 55 obtener imágenes multiespectrales de regiones de interés que proporcionen una información distinta con respecto a la región de interés para diferentes longitudes de onda o regiones de longitud de onda y buenos métodos para obtener tales imágenes espectrales de las regiones de interés.

Es una ventaja de las realizaciones de acuerdo con la presente invención que la información geométrica precisa, por 60 ejemplo, la información posicional, pueda acoplarse de manera multiespectral, por ejemplo, de manera ventajosa a la información hiperespectral. Es una ventaja de algunas realizaciones de la presente invención que la información multiespectral pueda obtenerse con una buena, por ejemplo, alta, exactitud posicional. Es una ventaja de las realizaciones de la presente invención que la información multiespectral pueda obtenerse con la información geométrica adicional de los objetos en la región de interés, tal como, por ejemplo, su altura relativa.

Es una ventaja de las realizaciones de acuerdo con la presente invención que, por ejemplo, debido a la integración de los dos sensores en el mismo chip, pueda obtenerse un sistema de detección compacto. Es una ventaja de las realizaciones de acuerdo con la presente invención que la integración en el mismo chip proporcione una alineación fija, lo que resulta en una información geométrica precisa a combinarse con los datos espectrales. Es una ventaja de las realizaciones de acuerdo con la presente invención que se obtenga un sistema de detección de peso ligero, que pueda integrarse fácilmente en un vehículo aéreo no tripulado (UAV) .

Es una ventaja de las realizaciones de acuerdo con la presente invención que pueda obtenerse un sistema de detección con gran anchura, de manera que pueda representarse en forma de imágenes para algunas aplicaciones una zona amplia.

Es una ventaja de las realizaciones de acuerdo con la presente invención que se obtengan sistemas de detección multiespectrales que combinan una compacidad y/o un bajo peso con la recogida de datos precisa.

Es una ventaja de las realizaciones de acuerdo con la presente invención que se necesite menos alineación para configurar un sistema de formación de imágenes, como parte de la alineación que se realiza durante el procesamiento del sensor multiespectral y del sensor de referencia geométrico, por ejemplo, proporcionando el sensor información geométrica con respecto a los objetos.

El objetivo anterior se logra mediante un método y un dispositivo de acuerdo con la presente invención, como se define por la reivindicación adjunta.

La presente invención se refiere a un dispositivo sensor para obtener datos de imágenes geométricas multiespectrales referenciadas de una región de interés en movimiento relativo con respecto al dispositivo de detección, comprendiendo el dispositivo de detección al menos un primer elemento sensor bidimensional, un filtro espectral y un segundo elemento sensor bidimensional, estando el dispositivo de detección adaptado para obtener imágenes multiespectrales posteriores durante dicho movimiento relativo de la región de interés con respecto al dispositivo de detección proporcionando por lo tanto una información espectral distinta para diferentes partes de una región de interés usando el primer elemento sensor, con lo que el filtro espectral y el primer elemento sensor están dispuestos para obtener una información espectral en una primera longitud de onda o intervalo de longitud de onda usando una parte del primer elemento sensor y para obtener una información espectral en una segunda longitud de onda o intervalo de longitud de onda usando otra parte del primer elemento sensor. El dispositivo sensor está adaptado para proporcionar, usando el segundo elemento sensor, una imagen para generar la información de referencia geométrica, para acoplarse a la información espectral. El elemento sensor primero y segundo, están integrados además en el mismo sustrato.

Es una ventaja de las realizaciones de acuerdo con la presente invención que el dispositivo de detección esté menos sujeto a imprecisiones debido a la carga térmica en el dispositivo de detección o debido a la influencia de las condiciones ambientales, especialmente en comparación con los dispositivos de detección que tienen una interfaz mecánica heterogénea que mantiene dos sensores independientes juntos. El primer elemento sensor puede estar provisto de un filtro espectral para obtener una información espectral distinta en al menos dos líneas o columnas o bloques diferentes del primer elemento sensor. El filtro espectral puede ser un filtro de paso que comprenda una pluralidad de bandas espectrales que permitan el filtrado espectralmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo de detección (100) para obtener datos de imágenes multiespectrales referenciadas geométricas de una región de interés en movimiento relativo con respecto al dispositivo de detección (100) , comprendiendo el 5 dispositivo de detección (100)

- al menos un primer elemento sensor bidimensional (112) , y un filtro espectral (114) -estando el dispositivo de detección (100) adaptado para obtener imágenes multiespectrales posteriores durante dicho movimiento relativo de la región de interés con respecto al dispositivo de detección proporcionando de esta forma una información espectral distinta para las diferentes partes de una región de interés usando el primer elemento sensor (112) con lo que el filtro espectral y el primer elemento sensor están dispuestos para obtener información espectral en una primera longitud de onda o un primer intervalo de longitud de onda usando una parte del primer elemento sensor (112) y para obtener información espectral en una segunda longitud de onda o un segundo intervalo de longitud de onda usando otra parte del primer elemento sensor (112) , caracterizado por que el dispositivo de detección (100) comprende un segundo elemento sensor bidimensional (122) , y por que el dispositivo de detección (100) está adaptado para proporcionar, usando el segundo elemento sensor (122) , una imagen de la región de interés para generar información de referencia geométrica para acoplarse a la información espectral distinta, y por que el primer elemento sensor (112) y el segundo elemento sensor (122) están integrados en el mismo sustrato.

2. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que el filtro espectral (114) se proporciona en el primer elemento sensor (112) para obtener información espectral distinta en al menos dos líneas o columnas o bloques diferentes del primer elemento sensor (112) .

3. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el filtro espectral es un filtro de paso que comprende una pluralidad de bandas espectrales que permiten el filtrado espectralmente dependiente en 30 diferentes posiciones en el primer elemento sensor (112) .

4. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el filtro espectral (114) es un filtro variable lineal que permite el filtrado espectralmente dependiente en diferentes posiciones en el primer elemento sensor (112) .

5. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sustrato es un chip semiconductor.

6. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer 40 elemento sensor (112) está adaptado para ser un sensor hiperespectral.

7. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los píxeles del primer elemento sensor (112) están alineados con los píxeles del segundo elemento sensor (122) .

8. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando el dispositivo de detección (100) integrado en un sistema de formación de imágenes (200) para obtener información de imágenes multiespectral.

9. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el sistema de formación de 50 imágenes (200) comprende un procesador (230) para acoplar la información de referencia geométrica a la información multiespectral.

10. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, en el que el sistema de formación de imágenes (200) comprende además un único elemento óptico (210) para enfocar la radiación de la 55 región de interés en cada uno de los elementos sensores (112, 122) .

11. Un dispositivo de detección (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el primer sensor está configurado para capturar sustancialmente de manera simultánea información de imágenes de una parte de la región de interés usando una parte del primer sensor e información de imágenes de otra parte de la región de 60 interés usando otra parte del primer sensor, y en el que el segundo sensor está configurado para capturar sustancialmente de manera simultánea información de imágenes tanto de dicha una parte de la región de interés como de dicha otra parte de la región de interés.

12. Un método (300) para obtener datos de imágenes con respecto a una región de interés en movimiento relativo 65 con respecto a un dispositivo de detección, comprendiendo el método 12

- obtener (310) un conjunto de datos espectrales distintos con respecto a una región de interés usando un primer elemento sensor bidimensional obteniendo imágenes multiespectrales posteriores durante el movimiento relativo de la región de interés con respecto al dispositivo de detección, comprendiendo dicha obtención de un conjunto de datos espectrales distintos obtener información espectral en una primera longitud de onda o un primer intervalo de longitud de onda usando una parte del primer elemento sensor y obtener información espectral en una segunda longitud de onda o un segundo intervalo de longitud de onda usando otra parte del primer elemento sensor, y caracterizado por que comprende además -obtener una imagen bidimensional de la región de interés usando un segundo elemento sensor integrado en el mismo sustrato que el primer elemento sensor, -derivar (320) la información de referencia geométrica de la imagen bidimensional de la región de interés, y -correlacionar (330) la información de referencia geométrica con los distintos datos espectrales con respecto a la región de interés para obtener datos multiespectrales de referencia geométrica de la región de interés.


 

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