Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real,

compuesto por dos partes principales;

La parte embarcada (30) que posee sensores (1) y (2) de captación de vídeo e imágenes, un switch electrónico (3), varios codificadores (4), (5) y (6), un mini PC (10), una unidad de almacenamiento digital (9), un SAI (8), una batería (7) y un sistema de transmisión por satélite.

La parte receptora (31), compuesta por un PC (17) con conexión a Internet (15) pudiendo estar situado en cualquier parte del mundo donde se recibirán los datos transmitidos de los sensores (1) y (2) situados en la parte embarcada (30).

Teniendo especial aplicación en el sector aeronáutico donde debido a las circunstancias, sea necesario disponer de un sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, sin limitación de cobertura y conectividad permanente como por ejemplo; en prevención y extinción de incendios, labores de vigilancia de fronteras, etc.

aeronave no tripulada transporta sensores de visible e Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real. Objeto de la invención

El objeto de la presente patente de invención es presentar un nuevo sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, compuesto por dos partes principales: la unidad embarcada en la aeronave y la unidad receptora.

La unidad embarcada posee sensores de captación de vídeo e imágenes, un switch electrónico, varios codificadores, un mini PC, una unidad de almacenamiento digital, un SAI, una batería y un sistema de transmisión por satélite. El sistema es completado por la unidad receptora, la cual está compuesta por un computador con conexión a Internet y puede estar situado en cualquier parte del mundo donde se recibirán los datos transmitidos de los sensores situados en la parte embarcada en la aeronave.

Dicho sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, también permite que los sensores sean controlados de forma remota, liberando al piloto de carga de trabajo.

Este nuevo sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real está pensado especialmente para aplicarlo al sector aeronáutico donde debido a las circunstancias, sea necesario disponer de un sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, sin limitación de cobertura y conectividad permanente como por ejemplo; en prevención y extinción de incendios, labores de vigilancia de fronteras, control de plagas, control de inundaciones, control de cultivos, control de bancos de peces, etc. Antecedentes de la invención Hasta la fecha, los sistemas más comunes para la transmisión de vídeo desde aeronaves, tienen la desventaja de tener una cobertura limitada. Poseen dos partes una embarcada y otra receptora.

La embarcada tiene la función de capturar vídeo, procesarlo y transmitirlo a un destinatario situado en la parte receptora. Esta parte receptora es donde se reciben los datos directamente, que debe estar situada dentro del alcance de la zona cobertura generada por la aeronave. Esto implica una gran dependencia de la orografía del terreno ya que es necesario tener una línea de visión entre ambas partes, lo que lleva a grandes limitaciones a la hora de definir las posibles ubicaciones de la parte receptora.

Otros sistemas, tienen en la parte receptora una conexión por satélite que les permite difundir la señal de la parte embarcada a cualquier parte del planeta, pero continúan teniendo la limitación de situar esta parte receptora en la zona de cobertura de la aeronave.

A la limitación del rango de acción de la aeronave, se unen los problemas por el uso de frecuencias de transmisión en el que este tipo de sistemas puedan trabajar y la potencia máxima permitida; cada país tiene una legislación diferente del uso del espectro radioeléctrico y esto dificulta la sencilla y rápida portabilidad de estos sistemas a otros países.

Los sistemas aquí citados son empleados principalmente en helicópteros y aviones no tripulados.

Un buen ejemplo a citar es la solicitud de patente nº de publicación ES 2 133 239 llamado "Sistema de vigilancia y reconocimiento aéreo para la prevención infrarrojos y mediante un sistema de comunicaciones vía radio se comunica con una receptor terrestre cercano situado en un vehículo a donde envía el vídeo captado.

Con respecto a los sistemas de comunicaciones por satélite para aeronaves, los sistemas del mercado no proporcionaban un ancho de banda suficiente para la transmisión de vídeo, al estar enfocados tradicionalmente a las comunicaciones de voz, con anchos de banda para datos entorno a los 9 Kbps. Este ancho de banda no es suficiente para enviar vídeo.

Recientemente ha aparecido una nueva tecnología que permite aumentar el ancho de banda de datos en las comunicaciones por satélite. Esta solución por satélite es utilizada por el servicio forestal de los Estados Unidos de América que emplea un sistema para escanear el terreno y crear un mapa por medio de imágenes para después enviarlo por satélite. Las principales diferencias son que su sistema no transmite vídeo y el mapeado del terreno, lleva un tiempo considerable ya que se toman imágenes de alta definición y gran tamaño. Su sistema está equipado con cámaras fotográficas muy voluminosas y con equipos de transmisión con antenas de tipo array, con una longitud entorno a un metro. Todo esto hace que este sistema únicamente pueda instalarse en aeronaves mediasgrandes que vuelen a una altura entorno a los 10.000 pies. Este sistema está pensado para supervisar la evolución de un gran fuego en un área muy extensa.

Nuestro sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real es mucho más portable, compacto y ligero, además de aportar unas mejores prestaciones de comunicación por satélite, y estar enfocado a pequeñas aeronaves que vuelan a una altura inferior, dando una visión mucho más detallada y en tiempo real de lo que se quiere supervisar.

En el actual estado de la técnica no se relata ningún sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, como el que se relata en la presente patente de invención. Descripción de la invención

El presente sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real posee considerables ventajas frente a los sistemas anteriores. La cobertura, es proporcionada por una constelación de satélites geoestacionarios dando conectividad al sistema en todo el mundo (excepto en las regiones polares) , permitiendo tener un enlace estable y permanente por el que se realizarán las comunicaciones de datos (vídeo, imágenes, datos de control) . Estos datos serán transmitidos siempre que la parte receptora lo solicite.

Uno de los retos principales superados ha sido el de disponer de ancho de banda suficiente para poder transmitir vídeo IP desde una aeronave en movimiento, así como equipos con capacidad para no perder la conexión con el satélite durante el vuelo.

Otro de los principales desafíos ha sido el de tener la capacidad tecnológica suficiente para controlar, codificar y comprimir las señales de los sensores a tecnología IP para así poder transmitirlas en tiempo real por satélite con gran calidad y poder controlar el sistema en remoto desde el receptor.

Así mismo las frecuencias en las que emite el sistema, se pueden emplear en cualquier país al trabajar con frecuencias internacionalmente reconocidas para comunicaciones por satélite, por lo que no existe problema alguno a la hora de emplear este sistema en cualquier parte del mundo. Lo que facilita su comercialización.

El sistema lo componen dos partes principales: la parte embarcada en la aeronave y la parte receptora.

La parte embarcada posee sensores de captación de vídeo e imágenes, un switch electrónico, varios codificadores, un computador, una unidad de almacenamiento digital, un SAI, una batería y un sistema de transmisión por satélite. El sistema es completado por la parte receptora, la cual está compuesta por un computador con un módem/router que le proporciona conexión a Internet y puede estar situado en cualquier parte del mundo donde se recibirán los datos transmitidos de los sensores situados en la parte embarcada en la aeronave.

El funcionamiento es el siguiente: en la parte embarcada en la aeronave, cada sensor tiene un codificador asociado, estos se encargan de codificar el vídeo analógico a vídeo IP en H.264, para posteriormente enviarlo a un computador que almacena estos datos en una unidad de almacenamiento digital. El computador está respaldado energéticamente por un SAI con su batería correspondiente, para garantizar su correcto funcionamiento.

Adicionalmente, la señal de vídeo de cada uno de los sensores, junto con sus cables de control, son enviados a un switch electrónico, el cual posee únicamente una salida de señal vídeo y otra de control. Su función principal es la de conmutar de un grupo de entradas a otro, para obtener a la salida el vídeo y el control de un solo sensor. La conmutación la lleva acabo el codificador asociado a la transmisión por satélite, que mediante la apertura y cierre de un relé hace conmutar al switch, consiguiendo que al codificador le entre la señal de vídeo y los datos de control de un único sensor.

La señal de vídeo de entrada al codificador...

1. Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, de los que se incorporan en las aeronaves para diferentes aplicaciones, caracterizado porque está compuesto esencialmente por dos partes, la parte embarcada (30) ubicada en una aeronave y la parte receptora (31) ubicada en cualquier parte del mundo; en la parte embarcada (30) se dispone de unos sensores (1) y (2) los cuales captan vídeo e imágenes y envían una señal analógica que llega directamente a dos codificadores de vídeo (4) y (6) , y a un switch electrónico (3) ; dichos codificadores de vídeo (4) y (6) proporcionan un vídeo IP en H.264 de gran calidad para su grabación en una unidad de almacenamiento digital (9) ; el codificador de vídeo (5) controla el switch electrónico (3) , al cual entran dos señales de vídeo analógico y los cables de control de cada uno de los sensores (1) y (2) ; como salida, el switch electrónico (3) tiene una sola señal de vídeo de un único sensor y sus cables de control, que están directamente conectados al codificador de vídeo (5) ; de forma remota se puede enviar una señal al codificador (5) con el fin de hacer conmutar al switch electrónico (3) para que proporcione a su salida la señal de un sensor u otro (1) ó (2) ; la salida del switch electrónico (3) que le llega al codificador (5) , es codificada a vídeo IP en H.264 o a una imagen, en el caso de que sea vídeo la tasa de transmisión está delimitada entre 32 Kbps y 432 Kbps para adecuarlo al ancho de banda del canal que nos proporciona el satélite (14) ; el vídeo codificado para la grabación en la unidad de almacenamiento digital (9) se realiza a 4-CIF a un máximo de 30 fps; el codificador de vídeo (5) , está controlado desde el PC (17) situado en la parte receptora (31) , pudiendo cambiar entre el sensor (1) y (2) que está visionando y el control sobre el mismo, mediante el switch electrónico (3) ; las señales de entrada de dicho switch electrónico (3) son los cables de control y vídeo analógico de cada uno de los sensores (1) y (2) y como señal de salida, los cables de control y de vídeo del sensor seleccionado; al mismo tiempo el PC (17) de la parte receptora puede estar grabando todo lo que se está transmitiendo desde la parte embarcada (30) ; los datos enviados al satélite (14) (principalmente vídeo IP, imágenes y datos de control) , son enviados por medio de una antena (13) , la cual dispone de un apuntamiento automático.

2. Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, según reivindicación primera, caracterizado porque el mini PC (10) , está respaldado por un SAI (8) con su batería (7) , que alimenta y apaga el mini PC (10) cuando no se detecte tensión de alimentación; dicho SAI (8) transmite una orden por cable hasta el mini PC (10) , para que el software se cierre correctamente y no haya pérdidas en las grabaciones realizadas.

3. Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, según reivindicación primera, caracterizado porque el equipo de control y modulación (11) conecta todos los codificadores (4) , (5) , (6) y el mini PC (10) mediante conexiones ethernet; las conexiones entre el amplificador y filtro de bajo ruido (12) , antena (13) y el equipo de control y modulación (11) , conectadas por cables coaxiales, permiten a la antena realizar un apuntamiento automático al satélite (14) gracias a los módulos de GPS y NRS integrados.

4. Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, según reivindicación primera, caracterizado porque cualquier PC (17) , junto con un router/módem (16) , con conexión a Internet (15) , en cualquier parte del mundo es capaz de ver el vídeo e imágenes que captan los sensores (1) y

(2) en tiempo real.

5. Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, según reivindicación primera, caracterizado porque es ampliable, pudiendo añadir 3 sensores adicionales con sus tres codificadores, para tener mayor visión de la zona que se desea controlar y visionar.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 200930914

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 27.10.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional DOCUMENTOS RELEVANTES

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD

G07C5/08 (01.01.2006) B64D45/00 (01.01.2006) B64D47/08 (01.01.2006) H04N7/20 (01.01.2006)

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

G07C, B64D, H04N

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados)

EPODOC, WPI

OPINIÓN ESCRITA

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 08.03.2011

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

OPINIÓN ESCRITA

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración La solicitud de invención presentada contiene una reivindicación principal o independiente y cuatro reivindicaciones más dependientes de la anterior. Dicha invención define como objeto técnico de la misma, según se expresa en las primeras líneas de la reivindicación principal, un sistema aéreo de transmisión de video e imágenes vía satélite en tiempo real; Como establece el solicitante en dicha reivindicación principal, la invención incluye una unidad embarcada en un vehículo aéreo, que comprende varios sensores de captación de vídeo y fotografías, un switch electrónico, varios codificadores, un mini PC, una unidad de almacenamiento digital, un SAI, una batería y un sistema de transmisión por satélite y una unidad receptora, que comprende un computador con conexión a Internet, desde el que se accede a los datos transmitidos vía satélite desde la aeronave. Las señales tomadas desde los sensores de captación se introducen en los distintos puertos de entrada del switch, que actúa como un multiplexor. Sólo una de las señales es activa a la salida del switch, encaminándose primero dicha señal hasta un codificador de vídeo IP que digitaliza la señal y después hasta un dispositivo de control de comunicaciones que la transmite mediante un transpondedor de enlace satélital hasta un puesto remoto. Cada una de las señales procedentes de los sensores de captación se hace pasar por un codificador de vídeo que digitaliza las señales y las graba en una unidad de almacenamiento utilizando un mini PC alimentado por un sistema de respaldo que incorpora un SAI y una batería. El sistema de comunicaciones permite las comunicaciones en los dos sentidos, de modo que desde el puesto remoto también se envían órdenes de configuración al switch para la selección de uno de los sensores de captación. Los codificadores convierten el vídeo analógico en digital de acuerdo con la norma H.264, disponiendo de una salida de red según el protocolo IP. La parte esencial de la invención que destaca el solicitante como novedosa frente al estado de la técnica de cara a resolver el problema técnico planteado y, por tanto, las características técnicas substanciales del sistema son: la captura de varias señales de vídeo en una aeronave, permitiendo su selección, su codificación, su transmisión por red IP, y su almacenamiento; la transmisión de vídeo entre una estación terrena y una aeronave mediante un enlace satélite, la capacidad de apuntamiento automático en el transmisión por satélite; y permitir el control remoto del switch desde la unidad receptora. El documento D01 se considera el estado de la técnica más próximo. Este documento americano, que forma parte del mismo sector técnico, presenta un sistema para la toma de datos y/o imágenes de vídeo, la monitorización, la transmisión, la grabación y la reproducción de las imágenes tomadas, destinado a su instalación en una aeronave comercial. El sistema comprende un conjunto de sensores analógicos/digitales para toma de imágenes (figura 3, C1 a C4) . Las señales son introducidas en un módulo Video Data Recorder (10) que convierte los datos a un protocolo IP. También comprende un multiplexor que convierte las señales en una única señal para su almacenamiento junto con otros datos en un dispositivo de memoria (memor y array) (párrafos 24, 76) . El sistema admite la transmisión a través de un enlace satélite de las señales tomadas y que remotamente se solicite y acceda a las imágenes de video. El documento D02 está también bastante relacionado con la solicitud de invención presentada y también forma parte del mismo sector tecnológico. Se trata de un sistema de comunicaciones satélite para transmisión de vídeo de alta calidad en tiempo real entre una estación terrena y una aeronave. La arquitectura del sistema permite la reducción del tamaño de la antena de la aeronave gracias a la compresión del ancho de banda del vídeo, el procesado de la forma onda de espectro ensanchado, la codificación para corrección de errores y la utilización de una antena phased array de apertura circular controlada electrónicamente (columna 2, líne.

5. columna 4, línea 19) . Este sistema se centra en los aspectos de procesado de señal necesarios para conseguir el objetivo de reducción del tamaño de la antena para transmisión de vídeo en ambos sentidos, en alta calidad, en tiempo real, permitiendo la visualización de uno o más canales de televisión en la aeronave, para la realización de videoconferencias así como para la transmisión de todo tipo de señales (figuras 1, 2a y 2b; columna 4, líneas 20 y siguientes) . La consideración combinada de estos dos documentos afecta a la actividad inventiva de las características técnicas substanciales del sistema que han sido presentadas en la parte caracterizadora de la reivindicación principal, así como a las características técnicas esenciales de las reivindicaciones dependientes 2-5, no tomando en consideración aquellas características técnicas estimadas como ampliamente conocidas en el estado de la técnica o que pueden ser meras yuxtaposiciones de otras características de diseño propias del desarrollo o trabajo técnico normal y no inventivo de un experto en la materia. (Artículo 8.1 LP)

OPINIÓN ESCRITA

El documento D03 también forma parte del mismo sector técnico. Se trata de un sistema para transmisión y almacenamiento de señales de vídeo tomadas en una aeronave hasta una estación terrena. El sistema emplea una pluralidad de videocámaras montadas en el exterior de la misma, un sistema de conmutación para recibir señales procedentes de sensores (WOW squat) , una partición de memoria para el almacenamiento de las imágenes, una unidad de comunicaciones, y un dispositivo de control configurado para recibir órdenes y transmitir las imágenes (párrafo 4) . El sistema prevé la transmisión de las imágenes mediante un enlace satelital (párrafo 26) .