ES2824049T3 - Sistema y método para la monitorización remota de al menos un área de observación - Google Patents

Abstract

Sistema (100) para la monitorización remota de al menos un área de observación, que comprende al menos una primera cámara (110) dispuesta sobre una plataforma (120) giratoria, dicha primera cámara (110) es una cámara de escaneo de línea para proporcionar fotografías de panorama de alta definición de dicha área de observación, caracterizado porque comprende además: a. al menos una segunda cámara (130) dispuesta en una plataforma (140) estacionaria, dicha segunda cámara (130) es una cámara de vídeo con funcionalidad Panorama/Inclinación/Ampliación (PTZ) para proporcionar vídeo en tiempo real a partir de una escena seleccionada dentro de dicha área de observación; b. un dispositivo sensor de posición angular para activar la lectura de cada línea en dicha cámara (110) de escaneo de primera línea para proporcionar a cada píxel en la imagen de panorama un ángulo de elevación y acimut correspondiente, y c. un dispositivo (150) de procesamiento conectado a dichas primera y segunda cámaras (110, 130) para capturar, procesar y coordinar las señales de acimut y elevación recibidas a partir de dichas primera y segunda cámaras (110, 130).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y método para la monitorización remota de al menos un área de observación

Introducción

La presente invención comprende un sistema y un método para la monitorización remota de al menos un área de observación, y más específicamente un sistema y método para mejorar la monitorización y el conocimiento situacional mediante combinación y fusión de imágenes de panorama en tiempo real con vídeo en tiempo real, así como información en tiempo real a partir de diferentes sensores.

Antecedentes

Los métodos y sistemas para la monitorización y detección de diferentes incidentes son bien conocidos. Estos comprenden el uso de cámaras de vigilancia para capturar información visual de un área a monitorizar. Una cámara de vigilancia es típicamente una cámara panorámica para establecer una visión general de una escena. Esta se puede combinar con una cámara PTZ (Panorama/Inclinación/Ampliación) para enfocar sobre puntos de interés en la escena. Se conoce el uso de cámaras panorámicas con base en escáneres de línea, así como cámaras PTZ controladas por inclinación, por ejemplo, a partir del documento US 2009/195652 A1. El documento US 5 790 183 A describe un sistema de vigilancia por televisión panorámica que comprende un escáner de línea en una plataforma giratoria para producir imágenes panorámicas. Esto producirá fotografías panorámicas de alta definición. Sin embargo, la publicación no describe funciones para la ampliación en puntos de interés y para la coordinación de fotografías de panorama y fotografías ampliadas.

El documento US 2011/310219 A1 describe un sistema de monitorización con una cámara PTZ la cual se controla de manera autónoma mediante un algoritmo que detecta el movimiento en escenas a partir de una cámara de panorama. Sin embargo, no describe un sistema flexible con una cámara de panorama separada y una cámara PTZ que le permita al operador seleccionar un punto de interés específico en una fotografía de panorama de alta definición que presenta la escena, y donde se amplía este punto y donde cada cámara envía vídeo y fotografías de manera independiente a una estación de control donde el vídeo y las fotografías pueden ser procesadas y visualizadas de manera independiente o integradas. La solución descrita no comprende además un escáner de línea de alta definición y no permite que una cámara PTZ realice automáticamente tareas complejas como escanear una ruta predefinida o saltar entre posiciones predefinidas.

Los sistemas de monitorización de la técnica anterior no son adecuados para la monitorización de áreas grandes que se muestran como fotografías panorámicas de alta definición para operadores ubicados en ubicaciones remotas, y donde un operador puede seleccionar un punto de interés a partir de una fotografía panorámicas para ampliar y donde la ampliación en una parte de la escena se fusiona con la parte apropiada de la fotografía de panorama.

Las instalaciones de monitorización existentes presentan información a partir de diferentes sistemas de cámaras, grabada en diferentes áreas de observación, en monitores separados en salas de operaciones. Normalmente, esto requiere el uso de diversos operadores o que un operador se mueva al foco para la diferente monitorización para actualizar una visión general de la situación.

Existe la necesidad de un método y sistema para la monitorización de un área de observación permitiendo a un operador ubicado en una ubicación remota hacer ampliación en una parte seleccionada de una fotografía de panorama de alta definición, como si el operador estuviera parado en el campo del área de observación utilizando binoculares acercando un punto de interés en el campo de visión. Con el fin de proporcionar dicho método y sistema, la dirección exacta de la parte de la fotografía panorámica que se amplía debe coordinarse con la posición correcta en la fotografía ampliada cuando se produce una fotografía fusionada. Una fotografía fusionada mostrará así una fotografía de visión general panorámica de un área junto con una fotografía ampliada la cual se coloca en el área de la fotografía panorámica ampliada. La fotografía ampliada puede ser, por ejemplo, un vídeo.

La presente invención simplificará sustancialmente la rutina diaria de cada operador y, por lo tanto, en la mayoría de los casos puede reducirse el número de operadores. La invención permite el uso y el acceso simultáneo a datos accesibles a partir de diferentes sistemas de cámaras y sensores de diferentes áreas de operación a partir de un centro de operación remoto. De este modo, la visualización y representación de datos se puede realizar en un solo dispositivo de monitorización.

Un operador puede operar de manera remota tanto la cámara panorámica como la cámara de vídeo PTZ en una o diversas áreas de observación a partir de una ubicación distante en un entorno seguro con respecto a necesidades específicas. Esto contribuye significativamente a una mayor calidad y seguridad en el lugar de trabajo del operador.

La presente invención comprende un sistema y un método para monitorizar al menos un área de observación, y más específicamente un sistema y método para mejorar la monitorización y la conciencia situacional combinando y fusionando imágenes de panorama en tiempo real con vídeo en tiempo real, así como información en tiempo real de otros sensores como información de rango e imágenes de radar, junto con información sintética generada por ordenador como patrones de terreno y etiquetas de objetos del área de observación que se va a monitorizar.

La invención se describe combinando el uso de diferentes tecnologías de cámara y sensores para capturar, procesar y coordinar las señales de estas y presentarlas junto con información generada por ordenador.

La invención se realiza en un sistema flexible para monitorización y control y permite una presentación visual realista de una o más áreas de observación incluso si el ancho de banda disponible para transferir datos con información está restringido.

La invención es flexible y comprende características que no se encuentran en la técnica anterior. Ejemplos de estas son el ajuste de la velocidad de rotación de una plataforma giratoria equipada con una cámara de escaneo de línea que proporciona fotografías de panorama, y cuando esto se hace de acuerdo con la exposición correcta, el ancho de banda disponible, etc. Otro ejemplo es la incorporación de un telémetro láser o radar, para obtener más detalles del objetivo y escáner láser 3D para proporcionar visualización 3D de un área de observación.

La presente invención comprende además una estación de monitorización y control que se utiliza para mostrar imágenes independientes de un área de observación y que se presentan simultáneamente en la misma pantalla. También se puede presentar otra información como patrones de terreno, etiquetas geográficas (nombres, altura, distancia) e información de otro sensor.

La presente invención es flexible y comprende características que no se encuentran en la técnica anterior.

Breve descripción de la invención

La presente invención comprende un sistema para monitorización de al menos un área de observación. El sistema comprende al menos una primera cámara dispuesta sobre una plataforma giratoria la cual es una cámara de escaneo de línea para proporcionar fotografías de panorama de alta definición de dicha área de observación.

El sistema comprende además al menos una segunda cámara dispuesta en una plataforma estacionaria, dicha segunda cámara es una cámara de vídeo con funcionalidad PTZ para proporcionar vídeo en tiempo real a partir de una escena seleccionada dentro de dicha área de observación.

El sistema comprende además un dispositivo sensor de posición angular para activar la lectura de cada línea en dicha cámara de escaneo de primera línea para proporcionar a cada píxel en la imagen de panorama, un ángulo de elevación y acimut correspondiente.

El sistema comprende además un dispositivo de procesamiento conectado a dichas primera y segunda cámaras para capturar, procesar y coordinar las señales de acimut y elevación recibidas a partir de dichas primera y segunda cámaras.

En las reivindicaciones dependientes se describen características adicionales del sistema.

La presente invención comprende además un método para monitorizar al menos un área de observación disponiendo al menos una primera cámara en una plataforma giratoria, dicha primera cámara es una cámara de escaneo de línea para proporcionar fotografías de panorama de alta definición de dicha área de observación. El método comprende además colocar al menos una segunda cámara en una plataforma estacionaria, dicha segunda cámara es una cámara de vídeo con funcionalidad PTZ para proporcionar vídeo en tiempo real a partir de una escena seleccionada dentro de dicha área de observación.

El método comprende además proporcionar la posición angular de dicha cámara de escaneo de primera línea, a través de un dispositivo sensor de posición angular, para proporcionar a cada píxel de la imagen de panorama un ángulo de acimut y elevación correspondientes.

El método comprende además procesar y coordinar señales de acimut y elevación a partir de dichas primera y segunda cámaras a través de un dispositivo de procesamiento.

En las reivindicaciones dependientes se describen características adicionales del método.

Descripción detallada de la invención

La invención se describirá ahora en detalle con referencia a las figuras en donde:

La Figura 1 muestra una vista general del sistema comprendido en la invención;

La Figura 2 muestra detalles del dispositivo de control y monitorización, y

La Figura 3 muestra un ejemplo de una ubicación donde se puede controlar la monitorización.

La presente invención se ha realizado con el fin de reemplazar a un humano local en un área de observación con una vista general fuera de la torre (OTW) y acceso a binoculares con otro humano ubicado en una ubicación remota con acceso a una imagen panorámica en una pantalla de visualización frontal (HUD) y tener acceso a un dispositivo de control de cámara PTZ con la capacidad de fusionar la imagen PTZ con la imagen panorámica en e1HUD. Un humano en la ubicación remota verá los mismos detalles, o al menos detalles a cualquier nivel especificado, que un humano con OTW en el área de observación.

Además de la información de la imagen, se puede recuperar información adicional de los sensores en el sitio local donde están ubicadas las cámaras y de los sistemas informáticos. Esta información adicional se puede procesar y presentar en el HUD para mejorar la conciencia situacional y proporcionar una posición de trabajo superior en una ubicación remota.

La presente invención resuelve el problema de monitorizar, controlar y coordinar tanto las cámaras panorámicas como las cámaras PTZ utilizando una plataforma giratoria para las cámaras de panorama y una plataforma estacionaria para las cámaras PTZ.

La Figura 1 muestra una vista general de los componentes comprendidos en el sistema 100 para la monitorización remota de al menos un área de observación. El sistema se puede describir como un sistema de monitorización híbrido ya que comprende diferentes soluciones de cámara donde un tipo de cámaras se coloca en una plataforma 120 giratoria, a la vez que otro tipo de cámaras se coloca en una plataforma 140 estacionaria. Se capturan, procesan y coordinan datos de las diferentes cámaras, a través de un dispositivo 150 de procesamiento.

Por simplicidad, a continuación, se describe el uso de una sola cámara dispuesta en cada una de las plataformas 120, 140 giratorias y estacionarias respectivamente. Se describe además un área de observación incluso si el sistema 100 puede manejar diversas áreas de observación.

El sistema inventivo para la monitorización remota de al menos un área de observación comprende al menos una primera cámara 110 dispuesta en una plataforma 120 giratoria, dicha primera cámara 110 es una cámara de escaneo de línea para proporcionar fotografías de panorama de alta definición de dicha área de observación. Las señales hacia y a partir de la primera cámara que está dispuesta en la plataforma giratoria se pueden transferir a través de un dispositivo 125 de transmisión independiente de la rotación.

El sistema comprende además al menos una segunda cámara 130 dispuesta en una plataforma 140 estacionaria, dicha segunda cámara 130 es una cámara de vídeo en tiempo real con funcionalidad p Tz para proporcionar vídeo a partir de una escena seleccionada dentro de dicha área de observación. La funcionalidad PTZ significa que la dirección y el segmento/detalle del vídeo en tiempo real que se mostrará se controlan mediante instrucciones PTZ. Para dar esta función a la cámara, la plataforma estacionaria puede estar hecha de una plataforma de dos ejes que se controla con instrucciones PTZ para dar a una cámara que está montada sobre ella, dicha función panorama-inclinación. Alternativamente, el alojamiento de la cámara en sí que se utiliza puede tener incorporadas estas funciones. La cámara está enviando vídeo en tiempo real de un segmento de dicha fotografía fija panorámica de 360 grados que está activo.

El sistema comprende además un dispositivo sensor de posición angular (no se muestra) para activar la lectura de cada línea en dicha cámara 110 de escaneo de primera línea para proporcionar a cada píxel en la imagen de panorama un ángulo de elevación y acimut correspondiente.

El sistema comprende además un dispositivo 150 de procesamiento conectado a dichas primera y segunda cámaras 110, 130 para capturar, procesar y coordinar las señales de acimut y elevación recibidas a partir de dichas primera y segunda cámaras 110, 130.

El dispositivo de procesamiento permitirá la compresión de datos de imagen en la fuente antes de transmitir los datos de imagen a través de un dispositivo 160 de comunicación que comprende transmisor y receptor. El dispositivo 160 de comunicación comprende además medios para proporcionar trayectorias redundantes para señales y medios para adoptar ancho de banda de comunicación al ancho de banda disponible.

De acuerdo con la invención, la primera cámara 110 que proporciona fotografías de panorama es una cámara de escaneo de línea con la óptica y la electrónica correspondientes montadas en la plataforma 120 giratoria. Al realizar una rotación completa en la plataforma 120 giratoria, la cámara capturará una fotografía de panorama de 360 grados. La tecnología de escaneo de línea puede proporcionar una representación uniforme en color/blanco y negro con una alta resolución correspondiente al ojo humano, es decir, 0.2 - 0.3 mrad, lo cual es preferible en diversas áreas de aplicación de la invención.

Los escáneres de línea utilizados en el sistema 100 pueden ser del mismo tipo o estar con base en una tecnología diferente y donde estos están montados en la plataforma giratoria con una distancia angular que depende de la función. La plataforma giratoria puede además inclinarse para cubrir todo el hemisferio en el área de observación.

El sensor de fotografía en un escáner de línea es una colección de tiras de sensor verticales que recogen, por ejemplo, pero no se limitan a, luz visual, en banda espectral (color) y/o IR y/o UV. Las cámaras 110, 130 pueden tener un sensor de fotografía que opera en banda espectral visual (color) y/o IR y/o UV.

La escaneo de línea también se puede realizar como la matriz de píxeles del sensor donde las líneas verticales se integran secuencialmente para mejorar la relación señal/ruido. La técnica se llama TDI (Integración de Retraso de Tiempo).

En una realización de la invención, la al menos una primera cámara 110 dispuesta en la plataforma 120 giratoria está provista de TDI. Al insertar un filtro o un prisma que divide la luz en diversas bandas espectrales (es decir, colores) y que tiene una tira TDI por banda espectral, se puede detectar cada banda espectral. Con esta técnica se puede realizar fácilmente una cámara en color para RGB que tiene una mayor sensibilidad a la luz. Esto, a su vez, permitirá una mayor velocidad de escaneo.

Una combinación adecuada de diferentes tipos de sensores de escaneo de línea garantizará la mejor conciencia de proceso y situacional posible y una visión general de la situación en un área de observación tanto de día como de noche, así como durante condiciones con visibilidad reducida como resultado de, por ejemplo, niebla o polvo. Una escena de un área de observación se puede reproducir en blanco y negro o en color.

En una realización preferida de la invención, el sistema comprende además un dispositivo 170 de control y monitorización para el control y la visualización selectivos de vídeo en tiempo real a partir de la al menos un área de observación y para operar la plataforma 120 giratoria y las cámaras 110, 130 en la al menos un área de operación. El dispositivo de control y monitorización proporcionará la fusión selectiva de fotografías de panorama y vídeo de dichas primera y segunda cámaras 110, 130. El dispositivo de control y monitorización se describe con más detalle a continuación con referencia a la Figura 2.

En una realización de la invención, la señal de vídeo de la cámara PTZ se visualiza en un sistema de visualización dedicado o como una fotografía incluida en dicha fotografía de panorama de 360 grados, es decir, con funcionalidad de Fotografía en Fotografía (PIP). La resolución de la cámara PTZ utilizada es preferiblemente correspondiente a la que está operando la cámara de escaneo de línea. Si es necesario, se puede mostrar una mayor parte de la escena con vídeo en tiempo real a costa de la resolución de la cámara de vídeo. Una cámara PTZ también puede comprender diversas cámaras fijas que están alineadas entre sí. De esta manera, un sector más grande de la fotografía panorámica se puede presentar como vídeo en tiempo real sin reducir la resolución.

En una realización, el sistema comprende además un dispositivo de medición de rango que tiene un eje de enfoque paralelo con un eje óptico de la al menos una segunda cámara 130 que proporciona vídeo en tiempo real. A continuación, se puede encontrar y mostrar el rango al objeto de interés.

En una realización de la invención, el sistema comprende además sensores dispuestos en la plataforma 140 estacionaria para controlar los parámetros circundantes. Estos pueden comprender micrófonos que están dispuestos en la plataforma 140 estacionaria, y donde estos están conectados al dispositivo 150 de procesamiento de manera que la escena mostrada del área se basa en la dirección del sonido capturado.

Las cámaras y los sensores pueden colocarse en una o diversas áreas de observación y están adaptados para operación en todos los entornos de tal manera que puedan tolerar diferentes condiciones en cuanto a, entre otros factores, temperatura, viento, polvo, lluvia, y otros factores que pueden reducir el rendimiento de la colección de sensores.

El sonido grabado de una escena también se puede reproducir para un operador sincrónico con la fotografía para una mayor realización de la situación. Esta señal se presenta al operador a través de diversos altavoces 176 de tal manera que el sonido y la fotografía de la escena se reproducen como en el sitio de grabación.

El sistema puede comprender además un sistema de radar dispuesto en dichas plataformas 120, 140 giratorias y/o estacionarias. Un sistema de radar permitirá identificar objetos y su posición y velocidad cuando la vista y la información visual sean malas. El sistema de radar también se puede montar en una parte giratoria, donde este se sincroniza con las fotografías panorámicas.

El sistema 100 puede comprender además sensores para monitorizar diferentes parámetros ambientales. Dichos tipos de sensores están dispuestos en la plataforma 140 estacionaria.

Preferiblemente, la plataforma 120 giratoria y/o la plataforma 140 estacionaria están provistas con estabilización de movimiento. El chasis utilizado para las cámaras en el área de observación está hecho preferiblemente de un tipo que garantiza la estabilidad para generar fotografías estables durante las condiciones dinámicas que ocurren en diferentes áreas de operación. En una realización, el propio chasis puede ser una plataforma de estabilización que está conectada a la plataforma 120 giratoria.

La plataforma 120 giratoria comprende un sistema de posicionamiento que asegura la reproducción de una fotografía panorámica completa para cada rotación. La plataforma 120 giratoria comprende además una transmisión 125 independiente de la rotación para enviar y recibir señales. En una realización, esta puede tener la forma de un anillo colector de contacto o inalámbrico para transferir datos a partir de la cámara panorámica. También se pueden enviar señales a partir y hacia la plataforma giratoria de manera inalámbrica.

Cuando el sistema 100 está operativo, generará grandes cantidades de datos que deberán procesarse y manejarse antes de la transmisión a una ubicación para la monitorización remota. El procesamiento de los datos capturados se puede ejecutar en todos los elementos en el conjunto para reducir la cantidad de datos cuando sea necesario.

El sistema de monitorización remota es típicamente una sala de control que comprende un dispositivo 170 de control y monitorización para controlar el sistema de monitorización, así como medios para mostrar datos de cámaras y sensores, es decir, fotografías de panorama y vídeo en tiempo real de al menos un área de observación.

Las fotografías de panorama mostradas se actualizarán en línea con la velocidad de rotación de la plataforma 120 giratoria. La nueva información se puede mostrar ya sea en línea o en sección a medida que se captura nueva información, o hasta una vez por cada vuelta donde se muestra una nueva fotografía de panorama completa para el operador 180.

En una realización, el sistema 100 comprende además medios para adaptar la velocidad de rotación de dicha plataforma 120 giratoria de acuerdo con el ancho de banda disponible. Esto se facilita porque la plataforma 120 giratoria utiliza pulsos de sincronización de un resolvedor en la plataforma giratoria.

Para transmitir datos de monitorización, el sistema 100 comprende además un dispositivo 160 de comunicación conectado al dispositivo 150 de procesamiento de tal manera que las señales procesadas y coordinadas se transfieran a una ubicación para el control y monitorización remotas de al menos un área de observación.

La plataforma estacionaria comprende además al menos un transductor acústico para la comunicación acústica y/o al menos un transductor óptico para la comunicación óptica localmente con los trabajadores el sitio. Los transductores están acoplados al dispositivo de comunicación para control remoto a partir de los operadores del sistema.

El procesamiento de datos y procesamiento de imágenes puede incluir, pero no se limita a, compresión de datos y diferenciación de imágenes. La reducción de la cantidad de datos transmitidos se puede lograr enviando solo información nueva/modificada en las fotografías siguientes. El grado de compresión se puede ajustar al ancho de banda accesible.

La información se transmite a través de un medio de comunicación adecuado tal como, por ejemplo, pero sin limitarse a, líneas dedicadas (fibra, cobre), inalámbricas (Wi-Fi, Internet, óptica) y donde la distancia puede ser indefinida.

En una realización, el sistema 100 también puede comprender la señalización mediante el uso de al menos un transductor acústico y/o al menos un transductor óptico. El transductor acústico y/u óptico puede colocarse en la plataforma 140 estacionaria en línea con el eje óptico de la al menos una segunda cámara 130.

La Figura 2 muestra detalles del dispositivo 170 de control y monitorización el cual preferiblemente está ubicado en una ubicación donde un operador 180 puede controlar el sistema 100 en un entorno seguro. Los datos que comprenden datos de sensor y datos de imagen del área de observación monitorizada son datos de entrada al dispositivo 170 de control y monitorización, a la vez que las señales de control del dispositivo 170 de control y monitorización son señales de salida que se alimentan a los dispositivos 150, 160 de comunicación y procesamiento que están conectados a la plataforma 120 giratoria, cámaras 110, 130, plataforma 140 estacionaria, transductores acústicos y ópticos.

El sistema 100 está equipado con un sistema 174 de visualización para mostrar el área de observación. Esta se puede presentar como una fotografía de 360 grados, con una resolución de hasta, pero no restringida a dicha resolución del ojo. Si se muestran sectores más pequeños, se puede realizar un panorama de la fotografía fija mediante una interfaz de usuario. El sistema 174 de visualización puede comprender, pero no se limita a variaciones de monitores, proyectores para proyección frontal o posterior, papel tapiz OLED, gafas de visualización, una pantalla montada en el casco o una combinación de estos. Para una presentación más realista, la presentación de la fotografía es una pantalla sin costuras con forma de curva o una pantalla que rodea un operador.

La parte de la escena que se muestra en vídeo en tiempo real está definida por el operador 180 a través de comandos dados a través de una interfaz de usuario y dispositivos 172 de control. Los dispositivos 172 de control pueden ser, pero no se limitan a, gestos con las manos, agarre de control, seguimiento de la posición de la cabeza y/o los ojos, una pantalla sensible al tacto y/o binoculares virtuales, comandos verbales, una combinación de todos dichos dispositivos de control y otros medios de control conocidos.

Un ejemplo del último mencionado puede ser un dispositivo de mano con función de apuntar y pantallas integradas junto con ajuste de ampliación/enfoque. Cuando un operador 180 encuentra un objeto de interés en el campo de visión de una cámara PTZ, dicha cámara PTZ puede rastrear el objeto automáticamente, y si la visualización se realiza en tiempo real, la fotografía ampliada que se muestra y fusionada con la fotografía de panorama se moverá con el objeto de interés rastreado en relación con la fotografía de panorama. Si se puede acceder a diversas cámaras PTZ, se pueden rastrear más objetos al mismo tiempo en tiempo real. El operador 180 también tiene la posibilidad de controlar la cámara PTZ para que siga una pista predeterminada.

Mediante el uso de una interfaz de usuario estandarizada, un operador 180 puede operar fácilmente la monitorización de diversas áreas de observación ubicadas remotas.

Con el fin de aumentar el rendimiento de la(s) cámara(s) de escaneo de línea en la plataforma giratoria, se realiza un procesamiento adicional de la imagen para facilitar el uso, aumentar la observabilidad o hacer que la fotografía sea lo más idéntica posible a una escena real. Ejemplos de procesamiento de imágenes son las mejoras de contraste y color, detección, reconocimiento, identificación y seguimiento del objetivo.

Además de la funcionalidad de fotografía en fotografía, el sistema 100 puede mostrar otra información como una superposición, en ventanas dedicadas o en sistemas de visualización dedicados. Ejemplos de información pueden ser datos de temperatura y clima, información capturada por sensores dedicados montados en la plataforma. La información del radar también puede integrarse con la fotografía de panorama o presentarse en un sistema de visualización dedicado. El sistema 100 también puede comprender un sistema de radar adaptado, tal como por ejemplo un radar Doppler, o la utilización de sistemas de radar disponibles existentes. También se puede incluir en el sistema de visualización información sobre elementos móviles o estacionarios conocidos en la escena.

La señal de sonido capturada de los micrófonos ubicados en la(s) área(s) de observación, se puede presentar al operador 180 a través de diversos altavoces 176 de manera que se recrea el sonido y la fotografía del área de observación.

Además de vídeo y fotografías fijas, el sistema 100 puede realizar mediciones de rango continuo a partir de la posición del sistema 100 hasta un objeto de interés. La distancia se presenta en el sistema 174 de visualización en una denotación deseada como superposición o en ventanas dedicadas.

Al proporcionar un sistema láser, se puede generar una fotografía de la escena de rango 3D. En una realización de la invención hay, por lo tanto, en paralelo con la cámara de escaneo de línea, un sistema sensor de emisión y recepción de láser giratorio que genera una fotografía de rango 3D del área a monitorizar.

La Figura 3 muestra un ejemplo de un centro de control a partir de donde se puede realizar la monitorización y el control. En la figura, una pluralidad de pantallas o monitores están conectados en una configuración curva frente a un operador 180 de tal modo que el área de observación que se monitoriza cubre el campo de visión completo del operador 180. La figura muestra un ángulo visual de aproximadamente 180°, pero ampliando esto con más monitores se pueden realizar 360°.

En otra realización, la información visual de un área de observación puede mostrarse para un operador 180 que está equipado con un casco con una pantalla montada o que está usando gafas de visualización.

La visualización de una o más áreas de observación también se puede realizar en una pantalla o similar utilizando la retroproyección frontal.

La presentación en 3D también se puede realizar si se generan fotografías en 3D de la escena a monitorizar en el área de observación. Si dos o más conjuntos de sensor están conectados al mismo sistema de visualización, se pueden mostrar dos y dos señales con diferente polarización (tecnología similar a las gafas 3D) donde dos operadores 180 tienen gafas y auriculares que filtran una polarización. De esta manera, dos operadores 180 pueden monitorizar dos sitios al mismo tiempo a partir de la misma sala de control, sin pérdida del campo de visión, resolución o capacidad de observación. Al utilizar una resolución o un campo de visión más bajos, se pueden presentar dos áreas de observación para un operador 180 en el mismo sistema de visualización, con fotografía encima o al lado de la otra.

Un operador 180 podrá controlar la información que se selecciona para ser presentada para una inspección y visualización adicionales a través de dichos dispositivos 172 de control diferentes.

Lo que se va a mostrar en vídeo en tiempo real a través de dicha al menos otra cámara 130 ubicada en el área de observación puede, en una realización de la invención, ser controlado de manera totalmente automática con base en la interpretación de los movimientos, el sonido y la luz detectados del área de observación. Sin embargo, un operador 180 puede anular uno o más de estos y puede realizar un control manual de todo el sistema con base en sus propias impresiones visuales y auditivas.

La presente invención la cual se describe anteriormente como el sistema 100 también comprende un método para monitorizar al menos un área de observación.

El método inventivo comprende diversas etapas, donde la primera etapa es colocar al menos una primera cámara 110 en una plataforma 120 giratoria, dicha primera cámara 110 es una cámara de escaneo de línea para proporcionar fotografías de panorama de alta definición de dicha área de observación.

La siguiente etapa es colocar al menos una segunda cámara 130 en la plataforma 140 estacionaria, dicha segunda cámara 130 es una cámara de vídeo con funcionalidad PTZ para proporcionar vídeo en tiempo real a partir de una escena seleccionada dentro de dicha área de observación.

La siguiente etapa es proporcionar la posición angular de dicha cámara 110 de escaneo de primera línea, a través de un dispositivo sensor de posición angular, para proporcionar a cada píxel en la imagen de panorama un ángulo de elevación y acimut correspondiente.

La última etapa es procesar y coordinar las señales de acimut y elevación de dichas primera y segunda cámaras 110, 130 a través de un dispositivo 150 de procesamiento.

Las señales coordinadas procesadas se transfieren preferiblemente a una ubicación para controlar y monitorizar la al menos un área de observación a través de un dispositivo 160 de comunicación conectado a dicho dispositivo 150 de procesamiento.

Las imágenes en vivo resultantes producidas a partir de dicha segunda cámara 130 se presentarán como una Fotografía en Fotografía (PIP), es decir, como una fotografía de vídeo en la fotografía de panorama con dirección de apuntamiento angular precisa en las fotografías de panorama del área de observación que se va a monitorizar.

En una realización preferida de la invención, el método comprende además la etapa de adaptar la velocidad de rotación de la plataforma 120 giratoria de acuerdo con el ancho de banda de transferencia de datos disponible del dispositivo 125 de transmisión independiente de la rotación. Esto se facilita porque la plataforma 120 giratoria utiliza pulsos de sincronización a partir de un resolvedor en la plataforma giratoria. Esto asegurará que el tamaño y la alta resolución de las fotografías de panorama de la al menos una primera cámara 110 permanezcan iguales incluso si la velocidad de rotación de la plataforma varía con el tiempo. Dicho dispositivo 150 de procesamiento conectado a las cámaras 110, 130 controlará esta operación. El ancho de banda de transferencia de datos disponible se puede configurar mediante el dispositivo 160 de comunicación de acuerdo con, por ejemplo, la hora del día, la época del año para la exposición correcta y consideraciones de la época de vida (degradantes).

En la sala de control que comprende el dispositivo 170 de control y monitorización, un objetivo primordial de la invención es presentar una fotografía panorámica general a partir del área de observación con la misma resolución de alta calidad independientemente de las condiciones de luz, etc. en el área de observación, a la vez que la fotografía PTZ fusionada puede tener una resolución y tasa de actualización diferentes dependiendo de cómo se opere la cámara PTZ, por ejemplo, factor de ampliación y movimientos rápidos o lentos en el campo de visión.

La posición coordinada de al menos una fotografía PTZ que se fusiona en una fotografía panorámica mostrada en el sistema 174 de visualización en una sala de control se puede controlar automáticamente en tiempo real, o la posición de la fotografía PTZ se puede elegir manualmente mediante un operador.

De acuerdo con una realización de la invención, la al menos una primera cámara 110 en la plataforma 120 giratoria está usando TDI como se describe en la descripción del sistema anterior.

Al proporcionar y disponer un dispositivo de medición de rango que tiene un eje de enfoque paralelo al eje óptico de la al menos una segunda cámara 130, se proporcionará al operador información de distancia a los objetos seleccionados.

Se pueden colocar diferentes tipos de sensores en la plataforma 140 estacionaria para monitorizar los parámetros circundantes, por ejemplo, sonido. A continuación, se pueden colocar los micrófonos entonces en la plataforma 140 estacionaria, y donde estos están conectados a dicho dispositivo 150 de procesamiento de tal manera que una escena grabada se puede basar en la dirección del sonido capturado y el sonido y la escena capturados se pueden reproducir para un operador que opera el sistema 100 a partir de una ubicación remota.

También puede colocarse un sistema de radar en la plataforma 120, 140 giratoria y/o estacionaria. Esto proporcionará información sobre elementos estacionarios o móviles en la escena.

Para impedir o al menos reducir las vibraciones, la plataforma 120 giratoria y/o la plataforma 140 estacionaria están provistas de estabilización de movimiento.

El área de observación monitorizada puede representarse en una realización de la invención como un patrón 3D en tiempo real proporcionando un sistema láser que está montado en paralelo con dicha al menos una primera cámara 110 para generar una fotografía de rango 3D del área monitorizada.

Cuando el sistema 100 de la invención es operado por un operador 180 ubicado de manera remota a partir del área de observación, se puede realizar el control selectivo y la visualización de vídeo en tiempo real a partir de la al menos un área de observación, así como la operación de dicha plataforma 120 giratoria y cámaras 110, 130 en la al menos un área de observación para la fusión selectiva de fotografías de panorama y vídeo utilizando el dispositivo 170 de control y monitorización y el sistema de visualización.

La presente invención permitirá reemplazar y centralizar diversos tipos de seguimiento, control, observación, búsqueda, simulación y practicidad tanto en el mar, en el aire y en tierra, tanto para uso civil como militar.

Ejemplos de áreas de aplicación en el mar son las plataformas petrolíferas y las implementaciones montadas en barcos. El último mencionado puede ser un crucero, un buque de tendido de tuberías, un rompehielos y similares.

Las áreas de aplicaciones en el aire pueden ser, por ejemplo, implementaciones de la invención en un helicóptero y drones o aeronaves no tripuladas, a la vez que en tierra puede estar en relación con el control del tráfico aéreo, la lucha contra el terrorismo, las áreas fronterizas, la monitorización de puertos y la monitorización del acopio de chatarra.

La invención también es muy adecuada para ser implementada en conexión con una videoconferencia o turismo como, por ejemplo, un “Centro Turístico Virtual Mundial” u otras áreas de aplicaciones donde la presencia en un lugar distante es deseable.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Sistema (100) para la monitorización remota de al menos un área de observación, que comprende al menos una primera cámara (110) dispuesta sobre una plataforma (120) giratoria, dicha primera cámara (110) es una cámara de escaneo de línea para proporcionar fotografías de panorama de alta definición de dicha área de observación, caracterizado porque comprende además:

a. al menos una segunda cámara (130) dispuesta en una plataforma (140) estacionaria, dicha segunda cámara (130) es una cámara de vídeo con funcionalidad Panorama/Inclinación/Ampliación (PTZ) para proporcionar vídeo en tiempo real a partir de una escena seleccionada dentro de dicha área de observación;

b. un dispositivo sensor de posición angular para activar la lectura de cada línea en dicha cámara (110) de escaneo de primera línea para proporcionar a cada píxel en la imagen de panorama un ángulo de elevación y acimut correspondiente, y

c. un dispositivo (150) de procesamiento conectado a dichas primera y segunda cámaras (110, 130) para capturar, procesar y coordinar las señales de acimut y elevación recibidas a partir de dichas primera y segunda cámaras (110, 130).

2. Sistema (100) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además medios para adaptar la velocidad de rotación de dicha plataforma (120) giratoria de acuerdo con el ancho de banda disponible.

3. Sistema (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además un dispositivo (160) de comunicación conectado a dicho dispositivo (150) de procesamiento para transferir señales coordinadas procesadas a una ubicación para controlar y monitorizar al menos un área de observación.

4. Sistema (100) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque

el dispositivo (160) de comunicación comprende al menos un transductor acústico y/u óptico de señalización y el cual está dispuesto en la plataforma (140) estacionaria, o en línea con el eje óptico de la segunda cámara (130) para comunicación local remota.

5. Sistema (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende micrófonos dispuestos en la plataforma (140) estacionaria, y donde estos están conectados a dicho dispositivo (150) de procesamiento de manera que la escena mostrada a partir del área se base en la dirección del sonido capturado.

6. Sistema (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque la plataforma (120) giratoria y/o la plataforma (140) estacionaria están provistas de estabilización de movimiento.

7. Sistema (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque comprende además un dispositivo (170) de control y monitorización para el control selectivo y visualización de vídeo en tiempo real a partir de la al menos un área de observación y para el funcionamiento de la plataforma (120) giratoria y las cámaras (110, 130) en la al menos un área de operación, y para la fusión selectiva de fotografías de panorama y vídeo de dichas primera y segunda cámaras (110, 130)

8. Método para monitorizar al menos un área de observación mediante la disposición de al menos una

primera cámara (110) en una plataforma (120) giratoria, dicha primera cámara (110) es una cámara de escaneo de línea para proporcionar fotografías de panorama de alta definición de dicha área de observación caracterizada porque: a. colocar al menos una segunda cámara (130) sobre una plataforma (140) estacionaria, dicha segunda cámara (130) es una cámara de vídeo con funcionalidad Panorama/Inclinación/Ampliación (PTZ) para proporcionar vídeo en tiempo real a partir de una escena seleccionada dentro de dicha área de observación;

b. proporcionar la posición angular de dicha cámara (110) de escaneo de primera línea, a través de un dispositivo sensor de posición angular, para proporcionar a cada píxel en la fotografía de panorama un ángulo de acimut y elevación correspondientes, y

c. procesar y coordinar las señales de acimut y elevación de dichas primera y segunda cámaras (110, 130) a través de un dispositivo (150) de procesamiento.

9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque adapta la velocidad de rotación de dicha plataforma (120) giratoria de acuerdo con el ancho de banda disponible.

10. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado porque

transfiere señales coordinadas procesadas a una ubicación para controlar y monitorizar la al menos un área de observación mediante un dispositivo (160) de comunicación conectado a dicho dispositivo (150) de procesamiento.

11. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque

proporciona comunicación acústica y/u óptica localmente en el área de observación a los trabajadores en el sitio a través de dispositivos acústicos y/u ópticos dispuestos en la plataforma (140) estacionaria y los cuales están conectados al dispositivo (160) de comunicación.

12. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8-11, caracterizado porque

coloca micrófonos en la plataforma (140) estacionaria, y donde estos están conectados a dicho dispositivo (150) de procesamiento de tal manera que la escena mostrada se basa en la dirección del sonido capturado.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque

proporciona a la plataforma (120) giratoria y/o la plataforma (140) estacionaria con estabilización del movimiento.

14. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8-13, caracterizado porque

control selectivo y visualización de vídeo en tiempo real a partir de la al menos un área de observación, y el funcionamiento de dicha plataforma (120) giratoria y cámaras (110, 130) en al menos un área de observación para la fusión selectiva de fotografías de panorama y vídeo de dichas primera y segunda cámaras (110, 130) a través de un dispositivo (170) de control y monitorización y un sistema (174) de visualización.