ES2886556T3 - Sistema y método para calibrar mediciones de imágenes tomadas de vehículos aéreos - Google Patents
Sistema y método para calibrar mediciones de imágenes tomadas de vehículos aéreos Download PDFInfo
- Publication number
- ES2886556T3 ES2886556T3 ES15839458T ES15839458T ES2886556T3 ES 2886556 T3 ES2886556 T3 ES 2886556T3 ES 15839458 T ES15839458 T ES 15839458T ES 15839458 T ES15839458 T ES 15839458T ES 2886556 T3 ES2886556 T3 ES 2886556T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- spectral
- measurements
- target
- ambient light
- spectral measurements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 407
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 53
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 467
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 claims abstract description 70
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 59
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 43
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 43
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 10
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0297—Constructional arrangements for removing other types of optical noise or for performing calibration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4204—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors with determination of ambient light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2823—Imaging spectrometer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0433—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using notch filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0474—Diffusers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2823—Imaging spectrometer
- G01J2003/2826—Multispectral imaging, e.g. filter imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Un sistema (100) para obtener mediciones espectrales calibradas de un objetivo (102), el sistema (100) que comprende: un vehículo aéreo (106); al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales (108) configurado para obtener mediciones espectrales de un objetivo (102) en donde el objetivo (102) se ilumina al menos parcialmente por una o más fuentes de luz ambiental (107), de manera que un primer conjunto de mediciones espectrales objetivos se obtiene para un objetivo (102); al menos dos fotosensores (110) configurados para obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107), en donde los al menos dos fotosensores (110) tienen respuestas pico aproximadas a un primer conjunto de intervalos de frecuencia espectrales discretos y se configuran para obtener un primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental de una o más fuentes de luz ambiental (107) en las individuales del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectrales discretos, en donde los al menos dos fotosensores (110) comprenden un primer fotosensor (112) que tiene una respuesta pico aproximada a un primer intervalo de frecuencia espectral del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral discretos y que se configura para obtener una primera medición espectral de una o más fuentes de luz ambiental (107) sobre el primer intervalo de frecuencia espectral y un segundo fotosensor (114) que tiene una respuesta pico aproximada a un segundo intervalo de frecuencia espectral del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral discretos y que se configura para obtener una segunda medición espectral de una o más fuentes de luz ambiental (107) sobre el segundo intervalo de frecuencia espectral; en donde el al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales (108) y los al menos dos fotosensores (110) se transportan por el vehículo aéreo (106); y uno o más procesadores (510) configurados para obtener información de tiempo y posición, e información de actitud para el al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales y/o los al menos dos fotosensores (110), asociados con las mediciones obtenidas, en donde la información de tiempo y posición, y la información de actitud, se obtienen simultáneamente con las mediciones espectrales del objetivo (102) y una o más fuentes de luz ambiental (107); en donde el sistema se adapta para usar las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental, la información de tiempo y posición, y la información de actitud, para calibrar las mediciones espectrales obtenidas del objetivo, de manera que el primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo se calibra en base al primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental, la información del tiempo y la posición, y la información de actitud.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema y método para calibrar mediciones de imágenes tomadas de vehículos aéreos
Aplicaciones relacionadas
La presente solicitud internacional se relaciona con la Solicitud de Patente de los Estados Unidos con número de Serie 14/480,565, presentada el 8 de septiembre de 2014, titulada "SYSTEM AND METHOD FOR CALIBRATING IMAGING MEASUREMENTS TAKEN FROM AERIAL VEHICLES".
Campo de la descripción
Esta descripción se refiere a sistemas y métodos para obtener imágenes calibradas de un área objetivo, y se refiere específicamente a la obtención de imágenes calibradas de un área objetivo tomadas desde vehículos aéreos.
Antecedentes
El contenido espectral de las ondas electromagnéticas reflejadas o emitidas desde un objetivo proporciona información sobre las propiedades de ese objetivo. En algunas circunstancias, el contenido espectral de las ondas electromagnéticas reflejadas o emitidas desde un objetivo proporciona información sobre la composición química del objetivo. Según la información proporcionada por las ondas electromagnéticas reflejadas y/o emitidas, el objetivo puede clasificarse. Por ejemplo, puede determinarse la composición del objetivo. En los casos en los que el objetivo es la vegetación, es posible determinar una condición de la vegetación.
Los sistemas de imágenes multiespectrales (MSI) y de imágenes hiperespectrales (HSI), que son capaces de capturar la luz incidente en función de la longitud de onda espectral, puede usarse para recopilar dicha información sobre un objetivo para una gran variedad de aplicaciones.
Las ondas electromagnéticas que se reflejan en un objetivo provienen de una fuente de luz. Por lo tanto, el contenido espectral de las ondas electromagnéticas reflejadas en un objetivo también será un producto de las ondas electromagnéticas proporcionadas por la fuente de luz. Las diferentes fuentes de luz y las diferentes condiciones que afectan a una fuente de luz harán que el contenido espectral de las ondas electromagnéticas de la fuente de luz sea diferente. Por lo tanto, es necesario para proporcionar sistemas y métodos para calibrar las mediciones de contenido espectral capturadas del objetivo.
Se ha usado sistemas de calibración de manera que el objetivo se ilumina mediante una fuente de luz artificial que tiene un contenido espectral conocido. Se han usado sistemas de calibración de manera que se coloca un panel de calibración objetivo que tiene una reflectancia espectral conocida en el campo de visión de los dispositivos de medición espectral objetivos y se utiliza para calibrar las mediciones espectrales objetivas. También se han usado sistemas de calibración que miden directamente el contenido espectral de las fuentes de luz.
El documento US 2005/151965 A1 describe un sistema de obtención de imágenes y métodos para resolver elementos de interés a través del entorno oscurecedor al retirar las señales no deseadas del entorno oscurecedor intermedio.
El documento EP 2 264 433 A1 describe un método y un sistema para la detección cuantitativa remota de un compuesto en la atmósfera. Se une un espectrómetro a una plataforma móvil para medir un espectro de luz a lo largo de una primera trayectoria entre el espectrómetro y un área superficial. Se mide un segundo espectro de luz a lo largo de una segunda trayectoria entre el espectrómetro y dicha área superficial, cuya segunda trayectoria tiene una longitud diferente a la primera. Se comparan los dos espectros para determinar la concentración del compuesto.
Raychaudhuri B y otros: "Diodo emisor de luz como sensor para radiómetro multiespectral en miniatura", Applied Physics B, vol. 95, no. 1, 3 de marzo de 2009, páginas 141-144 describe una metodología para estudiar la idoneidad del diodo emisor de luz (LED) como sensor óptico de un radiómetro multiespectral en miniatura.
El documento US 6160902 A describe un sistema y método de formación de imágenes multiespectrales para producir una imagen de la vegetación para el análisis de las características del cultivo, tales como los niveles de nitrógeno, de un área que tiene vegetación y un fondo sin vegetación.
Resumen
Los métodos y sistemas anteriores para calibrar imágenes espectrales de objetivos son especialmente imprácticos para su uso en vehículos aéreos pequeños. Los métodos existentes requieren etapas logísticamente imprácticas para insertar objetos de reflectancia conocidos dentro de la escena objetiva, o requieren sistemas de detección a bordo que no son prácticos para su uso en aeronaves muy pequeñas con limitaciones extremas de peso y energía. Esta descripción se refiere a la obtención de imágenes calibradas de un área objetivo, y específicamente a la obtención de imágenes calibradas de un área objetivo obtenidas mediante el uso de vehículos aéreos. Las mediciones espectrales
de un objetivo y/o un área objetivo pueden calibrarse mediante mediciones espectrales directas de la(s) fuente(s) de luz ambiental. La calibración puede realizarse al obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental a través de intervalos de frecuencia espectrales discretos con fotosensores que tienen un tamaño, peso y energía extremadamente bajos. Los intervalos de frecuencia espectral de las mediciones espectrales de la fuente de luz ambiental pueden correlacionarse con las mediciones espectrales del objetivo(s) y/o área(s) objetivo. Dichos sistemas y métodos proporcionan una ventaja sobre la técnica anterior porque son ligeros, tienen requisitos de energía reducidos y proporcionan una corrección de calibración para cada imagen espectral que tiene en cuenta los cambios en las condiciones de iluminación ambiental que varían de una muestra a otra.
Las mediciones espectrales pueden incluir mediciones de intensidad, mediciones de luminosidad, mediciones de flujo luminoso, mediciones de energía luminosa, mediciones de longitud de onda, mediciones de frecuencia, brillo y/u otras mediciones de ondas electromagnéticas.
Un aspecto de la invención se refiere a un sistema para obtener mediciones espectrales calibradas de un objetivo. El sistema se define por la reivindicación independiente 1. El sistema comprende un vehículo aéreo. El vehículo aéreo puede ser un vehículo aéreo tripulado o no tripulado. El vehículo aéreo puede ser un sistema aéreo no tripulado, una aeronave pilotada por control remoto y/u otro vehículo aéreo. El vehículo aéreo puede tener un tipo de propulsión que sea uno o más de rotor vertical, rotor horizontal, propulsado por chorro y/u otro tipo de propulsión. El vehículo aéreo puede ser un vehículo aéreo pasivo que no tiene ningún tipo de propulsión activa. El vehículo aéreo puede ser un globo, planeador u otro vehículo.
El sistema comprende al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales. Al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales se configura para obtener mediciones espectrales de un objetivo. El objetivo se ilumina al menos parcialmente por una o más fuentes de luz ambiental. Las fuentes de luz ambiental pueden ser una o más del sol, luz reflejada de la luna, luz de estrella, luz artificial, luz natural y/u otras fuentes de luz. El dispositivo de formación de imágenes espectrales se configura para obtener mediciones espectrales del objetivo en intervalos de frecuencia discretos. El dispositivo de formación de imágenes espectrales puede configurarse para obtener mediciones espectrales del objetivo en un intervalo de frecuencia continuo, que, sin embargo, no forma parte de la invención reivindicada.
El intervalo de frecuencia continuo puede atravesar uno o más intervalos de frecuencia discretos seleccionados. Uno o más intervalos de frecuencia discretos pueden seleccionarse en base a un tipo de información deseada. Las mediciones espectrales del objetivo comprenden un primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo. El primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo puede comprender mediciones espectrales del objetivo tomadas en uno o más intervalos de frecuencia discretos.
El dispositivo de formación de imágenes espectrales puede configurarse para obtener mediciones del objetivo en intervalos de frecuencia espectral que atraviesan las regiones ultravioleta, visible, infrarroja cercana e infrarroja del espectro electromagnético.
Como se usa en la presente, el objetivo puede ser un único objetivo, múltiples objetivos, un área objetivo o áreas objetivo y/o cualquier otro objetivo.
El sistema comprende al menos dos fotosensores, específicamente, un primer fotosensor y un segundo fotosensor. Al menos dos fotosensores se configuran para obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental. Al menos dos fotosensores tienen respuestas de pico aproximadas a un primer conjunto de intervalos de frecuencia espectrales discretos. Al menos dos fotosensores se configuran para obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental en las individuales del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectrales discretos. Los uno o más fotosensores individuales tienen un intervalo de respuesta pico aproximado a los individuales del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral. Al menos dos fotosensores comprenden un primer y un segundo fotosensor. El primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral comprende un primer intervalo de frecuencia espectral. El primer fotosensor tiene una respuesta máxima aproximada a un primer intervalo de frecuencia espectral. El primer fotosensor se configura para obtener una primera medición espectral de una o más fuentes de luz ambiental en el primer intervalo de frecuencia espectral.
Los conjuntos de intervalos de frecuencia espectral pueden incluir cualquier número de intervalos de frecuencia. Los intervalos de frecuencias espectrales individuales pueden solaparse. Por ejemplo, el primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral puede incluir: un primer intervalo de frecuencia discreto, un segundo intervalo de frecuencia discreto, un tercer intervalo de frecuencia discreto, un cuarto intervalo de frecuencia discreto, un quinto intervalo de frecuencia discreto y otros intervalos de frecuencia discretos. Los fotosensores pueden configurarse para obtener mediciones de frecuencia espectral de una o más fuentes de luz ambiental y pueden incluir un primer fotosensor que tiene un intervalo de respuesta pico aproximado a un primer intervalo de frecuencia espectral, un segundo fotosensor que tiene un intervalo de respuesta pico aproximado a un segundo intervalo de frecuencia espectral, un tercer fotosensor que tiene un intervalo de respuesta pico aproximado a un tercer intervalo de frecuencia espectral, un cuarto fotosensor que tiene un intervalo de respuesta pico aproximado a un cuarto intervalo de frecuencia espectral, un quinto fotosensor que tiene un intervalo de respuesta pico aproximado hasta un quinto intervalo de frecuencia espectral, y
uno o más de otros fotosensores que tienen intervalos de respuesta pico se aproximan a uno o más de otros intervalos de frecuencia espectral. De acuerdo con la invención reivindicada, al menos dos fotosensores comprenden un primer fotosensor que tiene una respuesta pico aproximada a un primer intervalo de frecuencia espectral del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral discretos y que se configura para obtener una primera medición espectral del uno o más fuentes de luz ambiental sobre el primer intervalo de frecuencia espectral y un segundo fotosensor que tiene una respuesta máxima aproximada a un segundo intervalo de frecuencia espectral del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral discretos y que se configura para obtener una segunda medición espectral de uno o más fuentes de luz sobre el segundo intervalo de frecuencia espectral.
Los fotosensores pueden ser uno o más diodos emisores de luz (LED), fotodiodos y/u otro sensor. Los fotosensores pueden comprender uno o más elementos de difusión de luz configurados para integrar iluminación descendente de una o más fuentes de luz ambiental. Se pueden conectar electrónicamente uno o más amplificadores eléctricos a los fotosensores. Uno o más amplificadores pueden configurarse para amplificar las mediciones obtenidas por los fotosensores.
El circuito puede comprender un circuito de conversión. Puede emplearse el circuito de conversión, en donde el(los) amplificador(es) pueden configurarse para convertir la corriente de salida de los fotosensores en una tensión de salida. El circuito puede comprender un convertidor de analógico a digital configurado para convertir la señal de tensión en un valor digital para imágenes individuales recopiladas por los dispositivos de formación de imágenes espectrales.
Las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental se usan para calibrar las mediciones espectrales obtenidas del objetivo. El primer conjunto de mediciones espectrales objetivo puede calibrarse en base al primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental.
El sistema puede configurarse para determinar un primer conjunto de valores de calibración para el primer conjunto de mediciones espectrales objetivo. El primer conjunto de valores de calibración puede estar en base al primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental. El sistema puede configurarse para escalar el primer conjunto de mediciones espectrales objetivo en base al primer conjunto determinado de valores de calibración.
Las mediciones espectrales del objetivo pueden incluir mediciones que atraviesan el primer conjunto de intervalos de frecuencia discretos. Al menos dos fotosensores pueden tener intervalos de frecuencia de respuesta de pico aproximados a los intervalos de frecuencia discretos incluidos en las mediciones espectrales del objetivo.
El sistema puede comprender uno o más procesadores configurados por instrucciones legibles por máquina para llevar a cabo una o más funciones. Una o más funciones en la presente descripción se describen en relación con los componentes del programa de ordenador. Un experto en la técnica comprenderá y apreciará que las instrucciones legibles por ordenador pueden o no crearse en componentes discretos correspondientes a una o más funciones. Un experto en la técnica comprenderá y apreciará que las instrucciones legibles por ordenador en la presente descripción se describen que pueden incluir instrucciones legibles por ordenador creadas en uno o más conjuntos de códigos de programación, en uno o más programas de ordenador separados, realizados en uno o más dispositivos informáticos, y/o creado en otras formas.
Uno o más procesadores pueden configurarse mediante instrucciones legibles por máquina para realizar las operaciones de un componente de tiempo y otros componentes. De acuerdo con las reivindicaciones independientes, uno o más procesadores se configura para obtener información de tiempo y posición, e información de actitud para al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales y/o al menos dos fotosensores, asociados con las mediciones obtenidas, en donde el tiempo y la información de posición y la información de actitud se obtienen simultáneamente con las mediciones espectrales del objetivo y una o más fuentes de luz ambiental.
El componente de tiempo puede separarse de los otros componentes. El componente de tiempo puede comprender componentes de tiempo individuales para cada sensor. El componente de tiempo puede configurarse para obtener datos de tiempo y/o información asociada con las mediciones obtenidas. Por ejemplo, puede obtenerse un primer conjunto de datos de tiempo para el primer conjunto de mediciones del objetivo. El componente de tiempo puede configurarse para obtener datos de tiempo asociados con las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental. Por ejemplo, puede obtenerse un primer conjunto de datos de tiempo para el primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental. El primer conjunto de datos de tiempo obtenido para el primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental puede ser el mismo que el primer conjunto de datos de tiempo obtenido para el primer conjunto de mediciones espectrales objetivo.
El sistema puede comprender uno o más medios de almacenamiento de datos electrónicos configurados para recibir las mediciones espectrales obtenidas del objetivo y las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental, de manera que los medios de almacenamiento de datos electrónicos se configuren para recibir el primer conjunto de mediciones del objetivo, el primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental y/u otras mediciones. Uno o más medios de almacenamiento de datos electrónicos pueden montarse en el vehículo aéreo y pueden estar en comunicación electrónica con el(los) dispositivo(s) de formación de imágenes espectrales, el o los fotosensores y/u otros sensores y/o elementos.
El sistema puede comprender uno o más termómetros configurados para medir la temperatura del(de los) dispositivo(s) de formación de imágenes espectrales, los fotosensores y/u otros sensores y/o elementos. El(los) medio(s) de almacenamiento electrónico pueden estar en comunicación electrónica con el(los) termómetro(s) y pueden configurarse para recibir datos de temperatura asociados con el(los) dispositivo(s) de formación de imágenes espectrales, fotosensores y/u otros sensores y/o elementos. Los datos asociados con la información de temperatura, las mediciones espectrales del objetivo, las mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental y/u otra información obtenida pueden almacenarse en el(los) medio(s) de almacenamiento electrónico junto con la información de tiempo asociada de las mediciones y/o la información obtenida.
El sistema puede comprender un componente de actitud. El componente de actitud se puede configurar para obtener una actitud del dispositivo o dispositivos de formación de imágenes espectrales, uno o más fotosensores y/u otros sensores y/o elementos. El sistema puede comprender un sensor de posición. El sensor de posición puede configurarse para obtener información de posición del sistema. El sensor de posición se puede configurar para obtener información de posición de uno o más sensores y/o elementos individuales.
El componente de tiempo puede configurarse para obtener información de tiempo asociada con una o más mediciones espectrales objetivo, las mediciones espectrales de luz ambiental, una o más mediciones de temperatura, una o más mediciones de actitud, una o más mediciones de posición y/u otras mediciones. El primer conjunto de mediciones espectrales objetivo, el primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental, el primer conjunto de mediciones de temperatura, el primer conjunto de mediciones de actitud, el primer conjunto de mediciones de ubicación y/u otras mediciones, pueden obtenerse simultáneamente o casi simultáneamente, y puede denominarse colectivamente como el primer conjunto de mediciones. El componente de tiempo puede configurarse para obtener un primer conjunto de información de tiempo asociado con el primer conjunto de mediciones.
Al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales se puede configurar para obtener un primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un primer tiempo. Al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales se puede configurar para obtener un segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un segundo momento. Uno o más fotosensores pueden configurarse para obtener un primer conjunto de mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un primer tiempo. Al menos dos fotosensores pueden configurarse para obtener un segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en el segundo tiempo. El primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo puede calibrarse en base al primer conjunto de mediciones espectrales de la(s) fuente de luz ambiental. El segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo puede calibrarse en base al segundo conjunto de mediciones espectrales de la(s) fuente de luz ambiental.
El sistema puede comprender un componente de parámetro ambiental. El componente de parámetro ambiental puede configurarse para obtener información de parámetro ambiental. La información de los parámetros ambientales puede asociarse con las mediciones espectrales del objetivo y/o las mediciones espectrales de la(s) fuente de luz ambiental. Las mediciones espectrales del objetivo pueden calibrarse mediante el uso de la información de parámetros ambientales obtenida. La información de parámetros ambientales obtenida puede correlacionarse con el primer conjunto de mediciones en base a la información de tiempo.
Otro aspecto de esta invención se refiere a un método para obtener mediciones espectrales calibradas de un área objetivo. El método se define por la reivindicación independiente 8. El método comprende las etapas de obtener mediciones espectrales de un objetivo. El objetivo se ilumina al menos parcialmente por una o más fuentes de luz ambiental. El método comprende obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental a través de un primer conjunto de intervalos de frecuencia espectrales discretos. Las mediciones espectrales en el primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral discretos incluyen una primera medición espectral de una o más fuentes de luz ambiental en un primer intervalo de frecuencia espectral. Las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental se usa para calibrar las mediciones espectrales obtenidas del objetivo. Por ejemplo, el primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo puede calibrarse en base al primer conjunto de mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental.
Otro aspecto de la descripción se refiere a un método para calibrar mediciones espectrales de un objetivo, que no está de acuerdo con la invención y está presente solo con fines ilustrativos. El método comprende obtener datos de medición espectral de objetivos asociados con uno o más objetivos. Los datos de medición espectral del objetivo se obtienen mediante el uso de un vehículo aéreo. El método comprende obtener datos de medición espectral de luz ambiental asociados con una o más fuentes de luz ambiental. Los datos de medición espectral de luz ambiental se obtienen mediante el uso de un vehículo aéreo. Las mediciones espectrales del objetivo, las mediciones espectrales de luz ambiental y/u otras mediciones pueden tomarse por el mismo vehículo aéreo o por diferentes.
El método puede comprender la determinación de conjuntos de valores de calibración para los datos de medición espectral objetivo obtenidos. La determinación de los valores de calibración se basa en los datos de medición espectral de luz ambiental obtenidos. El método puede comprender escalar los datos de medición espectral objetivo obtenidos con los conjuntos determinados de valores de calibración. El escalado de los datos de medición espectral
objetivo obtenidos puede proporcionar mediciones espectrales calibradas de uno o más objetivos.
Los datos de medición espectral objetivo obtenidos puede comprender datos de medición espectral asociados con un primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral. Los datos de medición espectral de luz ambiental obtenidos pueden comprender datos de medición espectral asociados con el primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral. La etapa de determinar los conjuntos de valores de calibración para los datos de medición espectral objetivo obtenidos puede comprender determinar los valores individuales de los conjuntos de valores de calibración en base a los datos de medición espectral asociados con los individuales del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral.
Como ejemplo ilustrativo, que no entra dentro del alcance de la invención reivindicada, los datos de medición espectral objetivo y los datos de medición espectral de luz ambiental pueden obtenerse mediante un servidor. El servidor puede estar en comunicación electrónica con los sensores que obtuvieron los datos. El servidor puede estar en comunicación electrónica con dispositivos de almacenamiento usado para almacenar los datos obtenidos de los sensores. El servidor puede estar físicamente remoto de los sensores y/o del dispositivo de almacenamiento electrónico. Los datos pueden obtenerse mediante un dispositivo informático de cliente asociado con un operador de un vehículo aéreo del que se obtienen los datos. Los datos pueden procesarse por el servidor, el dispositivo informático del cliente y/u otros dispositivos.
El sistema puede comprender una o más conexiones de datos configuradas para conectarse electrónicamente a uno o más medios electrónicos de almacenamiento de datos en un vehículo aéreo. Una o más conexiones de datos pueden ser conexiones cableadas y/o inalámbricas. Una o más conexiones de datos pueden ser directas o indirectas. La(s) conexión(es) de datos pueden configurarse para proporcionar continuamente datos desde los medios de almacenamiento electrónicos y/o los sensores en el vehículo aéreo. La(s) conexión(es) de datos pueden configurarse para proporcionar periódicamente datos de los medios de almacenamiento electrónicos y/o los sensores en el vehículo aéreo. La(s) conexión(es) de datos pueden configurarse para proporcionar datos de los medios de almacenamiento electrónicos y/o los sensores en el vehículo aéreo cuando se conectan a dispositivos configurados para recuperar los datos, en donde los dispositivos descargan todos, sustancialmente todos o porciones seleccionadas de los datos. Los datos pueden transferirse a uno o más dispositivos de almacenamiento electrónicos antes del procesamiento.
El(los) medio(s) de almacenamiento de datos electrónicos pueden configurarse para almacenar mediciones espectrales de un objetivo tomadas desde un vehículo aéreo. El(los) medio(s) de almacenamiento electrónico puede configurarse para almacenar mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental.
El sistema comprende uno o más procesadores de ordenadores físicos configurados mediante instrucciones legibles por máquina para realizar las funciones de uno o más componentes informáticos. Uno o más componentes del ordenador puede comprender un componente de calibración, un componente de parámetro ambiental y/o un componente de modelo teórico.
El componente de calibración puede configurarse para determinar conjuntos de valores de calibración para las mediciones espectrales del objetivo. Los conjuntos de valores de calibración pueden determinarse en base a las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental y/u otras fuentes.
El componente de parámetro ambiental puede configurarse para obtener conjuntos de parámetros ambientales asociados con las mediciones espectrales del objetivo. El componente de parámetro ambiental puede configurarse para obtener conjuntos de parámetros ambientales asociados con las mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental. Los parámetros ambientales pueden incluir mediciones de temperatura de y/o adyacentes a los múltiples fotosensores configurados para obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental. Los parámetros ambientales pueden incluir mediciones de temperatura de y/o adyacentes al dispositivo de formación de imágenes espectrales configurado para obtener mediciones espectrales de uno o más objetivos. Pueden obtenerse mediciones de temperatura de los fotosensores para corregir los efectos de respuesta térmica de los fotosensores. Los parámetros ambientales pueden incluir uno o más de la ubicación geográfica, la actitud, la altitud, las propiedades de transmisión de los fotosensores y/u otros parámetros ambientales. Los parámetros ambientales pueden incluir una o más de la época del año en que se tomaron las mediciones, la hora del día en que se tomaron las mediciones, las propiedades atmosféricas en el momento en que se tomaron las mediciones y/u otros parámetros ambientales.
El componente del modelo teórico puede configurarse para determinar un modelo de irradiancia teórico para el objetivo en base a los conjuntos de parámetros ambientales obtenidos. El componente del modelo teórico puede configurarse para determinar el modelo de irradiancia teórico para el objetivo en base a un modelo de transmisión atmosférica.
El componente de calibración puede configurarse para determinar conjuntos de valores de calibración para las mediciones espectrales del objetivo. Los conjuntos de valores de calibración pueden determinarse en base a las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental. Los conjuntos de valores de calibración pueden determinarse en base al modelo de irradiancia teórico para el objetivo.
El componente de calibración puede configurarse para determinar un valor de calibración para las mediciones
espectrales del objetivo. Por ejemplo, cuando los dispositivos de formación de imágenes espectrales se configuran para obtener mediciones espectrales de un objetivo, puede determinarse un valor de calibración para los intervalos de frecuencia espectral y/o bandas espectrales en las que se tomaron las mediciones espectrales. Pueden determinarse valores de calibración individuales para los intervalos de frecuencia espectral individuales y/o bandas espectrales. Puede determinarse un valor de calibración para, y puede ser aplicable a, múltiples intervalos de frecuencia espectral y/o bandas espectrales.
El componente de calibración puede configurarse para escalar las mediciones espectrales del objetivo con los conjuntos determinados de valores de calibración. Escalar las mediciones espectrales del objetivo con los conjuntos determinados de valores de calibración puede proporcionar mediciones espectrales del objetivo que son independientes, o casi independientes, de las condiciones de iluminación de la luz ambiental.
Estas y otras características y características de la presente tecnología, así como también los métodos de operación y funciones de los elementos de estructura relacionados y la combinación de partes y economías de fabricación, serán más evidentes al considerar la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas con referencia a los dibujos adjuntos, todos los cuales forman parte de esta especificación, en donde los numerales de referencia similares designan partes correspondientes en las diversas figuras. Debe entenderse expresamente, sin embargo, que los dibujos tienen el propósito de ilustración y descripción únicamente y no pretenden ser una definición de los límites de la invención. El alcance de la invención se define por las reivindicaciones adjuntas. Como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, la forma singular de "un", "una" y "el" incluyen referentes plurales a menos que el contexto lo indique claramente de cualquier otra manera.
Los siguientes aspectos son realizaciones preferidas de la invención.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 ilustra un sistema para obtener mediciones espectrales calibradas de un objetivo iluminado por luz ambiental y/u otras fuentes, de acuerdo con una o más implementaciones;
Las Figuras 2A y 2B proporcionan ilustraciones simplistas de ejemplos de las curvas de medición espectral del(de los) dispositivo(s) de formación de imágenes espectrales y del(de los) fotosensor(es), de acuerdo con una o más implementaciones;
La Figura 3 ilustra una vista esquemática de un circuito usado para calibrar mediciones espectrales de un objetivo iluminado por luz ambiental y/u otras fuentes, de acuerdo con una o más implementaciones;
La Figura 4 ilustra una vista esquemática de un circuito usado para calibrar mediciones espectrales de un objetivo iluminado por luz ambiental y/u otras fuentes, de acuerdo con una o más implementaciones;
La Figura 5 ilustra un sistema para obtener mediciones espectrales calibradas de un objetivo, de acuerdo con una o más implementaciones;
La Figura 6 ilustra un método para obtener mediciones espectrales calibradas de un objetivo, de acuerdo con una o más implementaciones;
La Figura 7 ilustra un método para calibrar mediciones espectrales de un objetivo, de acuerdo con una o más implementaciones; y,
La Figura 8 ilustra un método para analizar datos de mediciones espectrales, de acuerdo con una o más implementaciones.
Descripción detallada
Los métodos y sistemas anteriores de calibración de imágenes espectrales de objetivos son especialmente imprácticos para su uso en vehículos aéreos pequeños. Los métodos existentes requieren etapas logísticamente imprácticas para insertar objetos de reflectancia conocidos dentro de la escena objetiva, o requieren sistemas de detección a bordo que no son prácticos para su uso en aeronaves muy pequeñas con limitaciones extremas de peso y energía. Esta descripción se refiere a la obtención de imágenes espectrales calibradas de objetivo(s) y/o área(s) objetivo mediante el uso de mediciones espectrales obtenidas de vehículos aéreos. Los sistemas y métodos pueden incluir calibrar imágenes espectrales de objetivo(s) mediante el uso de mediciones de las características espectrales de la iluminación incidente dentro de bandas espectrales discretas y/o estrechas que pueden seleccionarse para que coincidan con las bandas del generador de imágenes espectrales. Las mediciones de las características espectrales de la iluminación incidente pueden sincronizarse con las mediciones espectrales del(de los) objetivo(s). Dichos sistemas y métodos proporcionan una ventaja sobre la técnica anterior porque son ligeros, tienen requisitos de energía reducidos y proporcionan una corrección de calibración para cada imagen espectral que tiene en cuenta los cambios en las condiciones de iluminación ambiental que varían de una muestra a otra.
La Figura 1 ilustra un sistema 100 para obtener imágenes espectrales calibradas de un objetivo 102. El objetivo 102 puede iluminarse por una o más fuentes de luz ambiental 107. El objetivo 102 puede ser un objetivo individual, un grupo de objetivos, un área y/o cualquier objetivo conveniente. El sistema 100 puede configurarse para obtener imágenes espectrales calibradas de un objetivo, en donde las imágenes espectrales se obtienen mediante el uso de un vehículo aéreo 106. El vehículo aéreo mostrado en la Figura 1 es un vehículo no tripulado o un vehículo pilotado por control remoto. Sin embargo, el vehículo aéreo 106 puede ser cualquier tipo de vehículo aéreo, incluidos los vehículos aéreos piloteados y no piloteados. El vehículo aéreo 106 puede ser un vehículo aéreo autónomo capaz de realizar misiones sin la intervención continua o periódica de un piloto, ya sea de forma directa o remota. El vehículo aéreo puede ser un helicóptero, cuadricóptero, hexacóptero, octocóptero, un vehículo aéreo con propulsor horizontal o casi horizontal, un vehículo aéreo con propulsor vertical o casi vertical, un vehículo aéreo con propulsión a chorro, un avión, un satélite, un globo, un barco volador, o cualquier otro tipo de vehículo aéreo capaz de facilitar la obtención de imágenes espectrales de un objetivo desde una posición elevada. En algunas implementaciones, las imágenes espectrales pueden incluir mediciones espectrales y/u otras formas de obtener información espectral de un objetivo(s).
Las mediciones espectrales pueden incluir mediciones de intensidad, mediciones de luminosidad, mediciones de flujo luminoso, mediciones de energía luminosa, mediciones de longitud de onda, mediciones de frecuencia, brillo, otras mediciones en el espectro electromagnético y/u otras mediciones.
El vehículo aéreo 106 puede ser capaz de transportar, y/o configurarse para transportar, al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales 108. El vehículo aéreo 106 puede ser capaz de transportar, y/o configurarse para transportar, uno o más fotosensores 110. El dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 puede configurarse para obtener imágenes espectrales y/o mediciones de un objetivo 102. El dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 puede ser una o más de una cámara de imagen fija o de video multiespectral o hiperespectral, una serie de dispositivos de carga acoplada o semiconductores de óxido de metal complementarios, LED, fotosensores y/u otros dispositivos de medición de imágenes y/o espectrales.
El objetivo 102 puede iluminarse por una o más fuentes de luz ambiental 107. Las fuentes de luz ambiental 107 pueden ser fuentes de luz directa y/o indirecta. Las fuentes de luz ambiental 107 pueden ser una o más del sol (como se muestra en la Figura 1), la luna, la luz de las estrellas, la luz artificial, la luz natural, cualquier combinación de fuentes de luz reflejada y/o transmitida y/u otras fuentes de luz.
El dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 puede configurarse para obtener señales reflejadas y/o emitidas desde el objetivo en un conjunto de bandas espectrales y/o intervalos de frecuencia espectrales predefinidos. Las bandas espectrales predefinidas y/o los intervalos de frecuencia espectral pueden estar en una o más de las regiones ultravioleta, visible, infrarroja cercana y/o infrarroja del espectro electromagnético. Los fotosensores pueden configurarse para obtener mediciones espectrales de las características de la radiación electromagnética de una o más fuentes de luz ambiental 107. Una o más fuentes de luz ambiental 107 pueden proporcionar iluminación y/o parte de la iluminación de uno o más objetivos 102. Los fotosensores 110 pueden configurarse para obtener mediciones espectrales de la(s) fuente de luz ambiental 107 en las mismas bandas de frecuencia obtenidas para el objetivo 102 por el dispositivo de formación de imágenes espectrales 108.
Los fotosensores 110 pueden montarse en el vehículo aéreo 106. El soporte 130 puede configurarse para facilitar la orientación de los fotosensores 110. Los fotosensores 110 pueden orientarse de la manera conveniente. Por ejemplo, los fotosensores 110 pueden orientarse hacia una o más fuentes de luz ambiental 107. Los fotosensores pueden orientarse en un ángulo conveniente con relación al objetivo(s) 102. Los fotosensores pueden orientarse individualmente, como grupos de fotosensores o como un todo combinado.
Los individuales del conjunto de fotosensores 110 pueden tener un intervalo de parámetros de respuesta pico aproximado a los individuales de las bandas espectrales y/o intervalos de frecuencia espectral del dispositivo de formación de imágenes espectrales 108. Un ejemplo de un dispositivo de formación de imágenes espectrales de este tipo puede ser un generador de imágenes multiespectral. En algunas implementaciones, el dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 puede comprender uno o más sensores que tienen una respuesta espectral continua en un intervalo de frecuencias espectrales. En algunas implementaciones, y como se muestra en las Figuras 2A y 2B, el dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 (como se muestra en la Figura 1) puede comprender uno o más sensores en donde uno o más sensores individuales tienen una respuesta espectral a través de subconjuntos de intervalos de frecuencia espectral discretos dentro de un intervalo de frecuencia espectral más amplio. Los individuales del conjunto de fotosensores 110 pueden tener un intervalo de parámetros de respuesta pico en posiciones espectrales seleccionadas en bandas discretas que atraviesan la respuesta espectral continua del dispositivo de formación de imágenes espectrales 108, como se muestra en la Figura 2A. Un ejemplo de un dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 de este tipo puede ser un generador de imágenes hiperespectral. En el caso del dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 que comprende uno o más sensores en donde los sensores individuales de uno o más sensores tienen un intervalo de respuesta en un subconjunto discreto de intervalos de frecuencia espectral dentro de un intervalo más amplio de frecuencias espectrales, los sensores individuales 110 puede tener un parámetro de respuesta pico correspondiente al subconjunto discreto de intervalos de frecuencia espectral del dispositivo de formación de imágenes espectrales 108, como se muestra en la Figura 2B.
Por ejemplo, los múltiples fotosensores 110 pueden comprender un primer fotosensor 112 que tiene un intervalo de parámetros de respuesta pico aproximado a un primer intervalo de frecuencia espectral del generador de imágenes espectral 108. El primer fotosensor 112 puede configurarse para obtener una primera medición espectral de las fuentes de luz ambiental 107 y/u otras fuentes. De manera similar, se puede proporcionar un segundo fotosensor 114 que tenga un intervalo de parámetro de respuesta pico aproximado a un segundo intervalo de frecuencia espectral del generador de imágenes espectral 108. El segundo fotosensor puede configurarse para obtener una segunda medición espectral de las fuentes de luz ambiental 107 y/u otras fuentes. El sistema puede comprender múltiples fotosensores, tales como fotosensores 114, 116, 118, 120 y otros fotosensores, configurados para obtener mediciones espectrales en múltiples intervalos de frecuencia diferentes. Los fotosensores individuales de los múltiples fotosensores 110 pueden tener diferentes intervalos de respuesta pico. Dos o más de los fotosensores individuales de los múltiples fotosensores 110 pueden tener los mismos y/o intervalos de respuesta pico similares.
Los múltiples fotosensores 110 configurados para obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental 107 pueden incluir un tercer fotosensor 116 que tiene un intervalo de parámetros de respuesta pico aproximado a un tercer intervalo de frecuencia espectral. El tercer fotosensor 116 puede configurarse para obtener un tercer conjunto de mediciones de luz ambiental. Los múltiples fotosensores 110 pueden incluir un cuarto fotosensor 118 que tiene un intervalo de parámetros de respuesta pico aproximado a un cuarto intervalo de frecuencia espectral. Los múltiples fotosensores 110 pueden incluir un quinto fotosensor 120 que tiene un intervalo de parámetros de respuesta pico aproximado a un quinto intervalo de frecuencia espectral. Los fotosensores cuarto y quinto pueden configurarse para obtener un cuarto y quinto conjunto de mediciones de luz ambiental. Los múltiples fotosensores 110 pueden incluir múltiples fotosensores que tienen intervalos de parámetros de respuesta pico aproximados a múltiples intervalos de frecuencia espectral. Los fotosensores individuales pueden configurarse para tener un intervalo de parámetros de respuesta pico aproximado a los individuales de los múltiples intervalos de frecuencia espectral del dispositivo de formación de imágenes espectrales.
Las Figuras 2A y 2B proporcionan ilustraciones simplistas de ejemplos de las curvas de medición espectral del dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 y uno o más fotosensores 110. La Figura 2A muestra un primer gráfico 200 de un ejemplo de una curva de medición espectral 202 para un dispositivo de formación de imágenes espectrales 108. El dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 puede configurarse para obtener imágenes espectrales y/o mediciones del objetivo 102 en un intervalo continuo de frecuencias. Un ejemplo de un dispositivo de formación de imágenes espectrales de este tipo puede ser un generador de imágenes hiperespectrales. El sistema 100 puede comprender uno o más fotosensores 110. Los fotosensores 110 pueden configurarse para obtener un primer conjunto de mediciones de la fuente de luz ambiental 107. El primer conjunto de mediciones de la fuente de luz ambiental 107 puede comprender mediciones de la fuente de luz ambiental tomadas en un primer intervalo y/o banda de frecuencias. Los múltiples fotosensores 110 pueden comprender uno o más sensores que tienen una respuesta pico dentro de un primer intervalo de frecuencia espectral o banda A. Como se muestra en la Figura 2A, uno o más sensores que tienen una respuesta pico dentro de un primer intervalo de frecuencia espectral pueden tener una curva de respuesta pico 204 a través de un primer intervalo de frecuencia espectral o banda A.
De manera similar, el primer conjunto de mediciones de la fuente de luz ambiental 107 puede comprender mediciones de la fuente de luz ambiental tomadas en un segundo intervalo y/o banda de frecuencia. Los múltiples fotosensores 110 pueden comprender uno o más sensores que tienen una respuesta pico dentro del segundo intervalo de frecuencia espectral y/o banda B. Como se muestra en la Figura 2A, uno o más sensores que tienen una respuesta pico dentro del segundo intervalo de frecuencia espectral pueden tener una curva de respuesta pico 206 a través de un segundo intervalo de frecuencia espectral o banda B.
El primer conjunto de mediciones de la fuente de luz ambiental 107 puede comprender mediciones de la fuente de luz ambiental tomadas en un tercer, cuarto, quinto o más intervalos y/o bandas de frecuencia espectral, C, D y E. Los fotosensores múltiples 110 puede comprender uno o más sensores que tienen respuestas pico dentro del tercer, cuarto, quinto o más intervalos y/o bandas de frecuencias espectrales. Como se muestra en la Figura 2A, uno o más sensores que tienen una respuesta pico dentro del tercer, cuarto, quinto o más intervalos y/o bandas de frecuencia espectral pueden tener curvas de respuesta pico 208, 210, 212, a través del tercero, cuarto, quinto y más intervalos de frecuencia espectral y/o bandas C, D y E.
La Figura 2B muestra un segundo gráfico 200 de un ejemplo de curvas de medición espectral para un dispositivo de formación de imágenes espectrales 108, en donde el dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 se configura para obtener imágenes espectrales y/o mediciones a través de bandas o intervalos de frecuencia discretos. Un ejemplo de un dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 de este tipo puede ser un generador de imágenes multiespectral. Las imágenes espectrales y/o mediciones obtenidas del objetivo por el dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 puede comprender un primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo tomadas sobre un primer conjunto de intervalos y/o bandas de frecuencias espectrales. Como se muestra en la Figura 2B, el dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 configurado para obtener mediciones espectrales en uno o más intervalos y/o bandas de frecuencia discretos puede comprender uno o más sensores que tienen una respuesta máxima en un primer intervalo de frecuencia espectral y/o banda A que proporciona una primera curva espectral 214. De manera similar, el dispositivo de imágenes 108 configurado para obtener mediciones espectrales en uno o más
intervalos de frecuencia discretos puede comprender uno o más sensores que tienen una respuesta máxima en un segundo B, tercer C, cuarto D, quinto E y más intervalos de frecuencia espectral y/o bandas, que proporcionan una segunda 216, una tercera 218, una cuarta 220, una quinta 222 y más curvas espectrales.
El primer conjunto de imágenes y/o mediciones del objetivo 102 puede proporcionar información sobre la irradiancia espectral y/o el reflejo del objetivo 102. El(los) dispositivo(s) de formación de imágenes espectrales 108 puede configurarse para obtener mediciones sobre intervalos de frecuencia espectrales preseleccionados. El(los) dispositivo(s) de formación de imágenes espectrales 108 puede comprender sensores configurados dinámicamente para ajustar su frecuencia de detección para obtener mediciones sobre intervalos de frecuencia espectral seleccionados dinámicamente.
Los intervalos de frecuencia espectral seleccionados para los múltiples fotosensores pueden seleccionarse en base a parámetros que proporcionan una indicación de un tipo de información obtenida a partir de mediciones en los intervalos de frecuencia seleccionados.
Los múltiples fotosensores 110 pueden tener sensibilidades espectrales máximas en cualquier número de intervalos de frecuencia espectral y/o bandas espectrales. Por ejemplo, una matriz de múltiples fotosensores puede tener intervalos de sensibilidad máxima en uno, dos, tres, cuatro, cinco y más intervalos o bandas de frecuencias espectrales. El ancho de los intervalos y/o bandas de frecuencias espectrales puede ser de cualquier tamaño. Por ejemplo, los intervalos y/o bandas de frecuencias espectrales pueden limitarse a un solo nanómetro, o pueden ser muchos nanómetros. El ancho de los intervalos o bandas de frecuencia espectral puede seleccionarse para que tenga un intervalo indicativo de proporcionar un conjunto de información deseado o indicativo de proporcionar un resultado deseado.
En algunas implementaciones, los múltiples fotosensores 110 pueden configurarse en una serie. En algunas implementaciones, los múltiples fotosensores 110 pueden disponerse en el sistema 100 individualmente. El sistema 100 puede comprender un elemento de difusión 113 configurado para reducir la direccionalidad de la radiación electromagnética recibida por los múltiples fotosensores 110.
Los múltiples fotosensores 110 pueden componerse por diodos emisores de luz (LED) configurados y operados como sensores de recolección de luz. Los LED se pueden configurar de manera que los LED individuales se seleccionen en base a la capacidad de respuesta del LED dentro de los individuales de las bandas espectrales predefinidas.
La Figura 3 ilustra una vista esquemática de un circuito 300 usado para obtener imágenes espectrales calibradas y/o mediciones de un objetivo y/ área objetivo iluminada por fuentes de luz ambiental y/ u otras fuentes, de acuerdo con una o más implementaciones. Puede haber un circuito 300 que puede comprender un LED 302. El LED 302 puede comprender un ánodo 304 y un cátodo 306. El LED 302 puede comprender un sustrato 308, una capa n 310, una región activa 312, una capa p 314 y uno o más de otros elementos. En algunas implementaciones, el LED puede comprender uno o más elementos de difusión de luz. Los elementos de difusión de luz pueden configurarse para integrar iluminación descendente de una o más fuentes de luz ambiental. En algunas implementaciones, el circuito 300 puede comprender una óptica de difusión de luz 316 configurada para el recubrimiento de uno o más de los LED 302.
El circuito 300 puede comprender un circuito de amplificación 318 que comprende uno o más amplificadores eléctricos 320. El circuito de amplificación puede conectarse electrónicamente a los LED 302. Uno o más amplificadores 320 pueden configurarse para amplificar las mediciones obtenidas por uno o más LED 302. Por ejemplo, uno o más amplificadores eléctricos 320 pueden amplificar el primer conjunto de mediciones de luz ambiental y el segundo conjunto de mediciones de luz ambiental obtenidos por los LED 302.
El circuito 300 se puede configurar de manera que la salida en Vsal puede ser proporcional al flujo de fotones incidente dentro de la banda espectral del LED. El circuito puede comprender un circuito de conversión que puede emplearse, en donde la corriente del LED se convierte en una tensión y se amplifica en proporción a la resistencia de retroalimentación a través del amplificador(es) 320. El circuito 300 puede comprender un convertidor de analógico a digital 322 configurado para convertir la señal de tensión en un valor digital para las mediciones recogidas por los LED 302.
Los múltiples fotosensores 310 pueden componerse de fotodiodos. La Figura 4 ilustra una vista esquemática de un conjunto y circuito 400 usados para obtener imágenes espectrales calibradas y/o mediciones de un objetivo y/o área objetivo iluminada por fuentes de luz ambiental y/u otras fuentes, de acuerdo con una o más implementaciones. Los conjuntos de fotodiodo individuales 402 pueden comprender un elemento de filtro de luz pasa banda 410. El elemento de filtro de luz pasa banda 410 de los fotodiodos individuales 402 puede seleccionarse en base a su restricción de iluminación incidente a bandas espectrales predefinidas y/o preseleccionadas aproximadas a las individuales de las bandas espectrales del dispositivo de formación de imágenes espectrales 408.
En algunas implementaciones, el(los) fotodiodo(s) 402 puede comprender uno o más elementos de difusión de luz 404. Los elementos de difusión de luz 404 pueden configurarse para integrar iluminación descendente procedente de una o más fuentes de luz ambiental. En algunas implementaciones, el circuito 400 puede comprender una óptica de difusión de luz 404 configurada para el recubrimiento de uno o más de los fotodiodos 402.
El circuito 400 puede comprender un circuito de amplificación 406 que comprende uno o más amplificadores eléctricos 408. El circuito de amplificación puede conectarse electrónicamente a los fotodiodos 402. Uno o más amplificadores 408 pueden configurarse para amplificar las mediciones obtenidas por uno o más fotodiodos 402. Por ejemplo, uno o más amplificadores eléctricos 402 pueden amplificar el primer conjunto de mediciones de luz ambiental obtenidas por los fotodiodos 402.
El circuito 400 se puede configurar de manera que la salida en Vsal puede ser proporcional al flujo de fotones incidente dentro de la región pasa banda espectral del filtro de luz pasa banda 410. El circuito 400 puede comprender un circuito de conversión que puede emplearse, en donde la corriente de salida del fotodiodo se convierte en una tensión y se amplifica en proporción a la resistencia de retroalimentación a través del amplificador(es) 408. El circuito 400 puede comprender un convertidor analógico a digital 412 configurado para convertir la señal de tensión en un valor digital para las mediciones recogidas por los fotodiodos 402.
Las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental 107 pueden usarse para calibrar las mediciones espectrales obtenidas del objetivo 102. Por ejemplo, el primer conjunto de mediciones del objetivo 102 puede escalarse en base a un primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental muestreadas simultáneamente, o casi simultáneamente muestreadas. El primer conjunto de mediciones del objetivo 102 tomadas por el dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 puede comprender mediciones tomadas en un primer intervalo o banda de frecuencia espectral. El primer conjunto de mediciones del objetivo 102 tomadas por el dispositivo de formación de imágenes espectrales 108 puede comprender mediciones tomadas en un segundo, tercer, cuarto, quinto y más intervalos o bandas de frecuencias espectrales.
Las mediciones espectrales obtenidas del objetivo pueden comprender un segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo tomadas en un tiempo diferente al primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo. La segunda medición espectral del objetivo puede escalarse en base a un segundo conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental muestreadas simultáneamente, o casi simultáneamente muestreadas.
Con referencia a la Figura 1, el sistema 100 puede comprender un sensor de ubicación 125. El sensor de ubicación 125 puede configurarse para obtener una posición del vehículo aéreo, el dispositivo de formación de imágenes espectrales y/o los múltiples fotosensores. El sistema 100 puede comprender un sensor de altitud 127. El sensor de altitud 127 puede configurarse para obtener una altitud del vehículo aéreo, el dispositivo de formación de imágenes espectrales y/o los múltiples fotosensores.
En algunas implementaciones, el sistema 100 puede comprender uno o más procesadores 122 configurados por instrucciones legibles por máquina para llevar a cabo una o más funciones. Una o más funciones en la presente descripción se describen en relación con los componentes del programa de ordenador. Un experto en la técnica comprenderá y apreciará que las instrucciones legibles por ordenador pueden o no crearse en componentes discretos correspondientes a una o más funciones. Un experto en la técnica también comprenderá y apreciará que las instrucciones legibles por ordenador en la presente descripción se describen pueden incluir instrucciones legibles por ordenador creadas en uno o más conjuntos de código de programación, en uno o más programas de ordenador separados, realizados en uno o más dispositivos informáticos y/o creados en otras formas.
Uno o más procesadores 122 pueden configurarse mediante instrucciones legibles por máquina para realizar las operaciones de un componente de tiempo 124 y/u otros componentes. En algunas implementaciones, el componente de tiempo 124 puede configurarse para que sea independiente de uno o más procesadores 122. El componente de tiempo 124 puede configurarse para obtener datos de tiempo y/o información asociada con las mediciones obtenidas de los sensores. Por ejemplo, el componente de tiempo 124 puede configurarse para obtener datos de tiempo y/o información asociada con las mediciones espectrales obtenidas del objetivo 102. El componente de tiempo 124 puede configurarse para obtener datos de tiempo y/o información asociada con las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental 107. El componente de tiempo 124 puede configurarse para obtener datos de tiempo y/o información asociada con las mediciones de actitud obtenidas por uno o más sensores de actitud 127. El componente de tiempo 124 puede configurarse para obtener datos de tiempo y/o información asociada con la información de ubicación obtenida por uno o más sensores de ubicación 125. Las mediciones y/u observaciones obtenidas por los sensores pueden tomarse simultáneamente o casi simultáneamente. El componente de tiempo 124 puede configurarse para facilitar el registro del tiempo en la que se obtuvieron las mediciones y/u observaciones. El componente de tiempo 124 puede configurarse para registrar y/o almacenar una única medición de tiempo para todas las mediciones obtenidas simultáneamente, o casi simultáneamente, por los sensores. El componente de tiempo 124 puede configurarse para registrar y/o almacenar mediciones de tiempo para las mediciones individuales obtenidas simultáneamente por los sensores individuales. Las múltiples mediciones de tiempo de las mediciones individuales pueden ser la misma medición de tiempo, o pueden ser mediciones de tiempo individuales que representan el tiempo en el que los sensores individuales obtuvieron la medición y/o la observación.
Puede obtenerse un primer conjunto de datos de tiempo para el primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo 102. El componente de tiempo 124 puede configurarse para obtener datos de tiempo asociados con las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental 107. El componente de tiempo 124 puede
configurarse para obtener datos de tiempo asociados con una o más lecturas de temperatura obtenidas por uno o más termómetros 128.
El sistema 100 puede comprender uno o más sensores de temperatura 128 configurados para medir uno o más de la temperatura ambiente, la temperatura de los múltiples fotosensores 110, la temperatura del(de los) dispositivo(s) de imagen espectral 108, la temperatura del sensor(es) de ubicación 125, la temperatura de los sensores de altitud 125 y/u otras mediciones de temperatura. La temperatura puede tomarse de los elementos del sistema o adyacente a los elementos del sistema.
El sistema 100 puede comprender uno o más medios de almacenamiento de datos electrónicos 126. Los medios de almacenamiento electrónico 126 pueden configurarse para recibir una o más de las mediciones espectrales obtenidas del objetivo 102 por el dispositivo de formación de imágenes espectrales 108, las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental 107 por los fotosensores 110, las mediciones de posición, las mediciones de actitud, las mediciones de temperatura y/u otra información, las fuentes de luz ambiental y/u otros datos. Uno o más medios de almacenamiento de datos electrónicos 126 pueden montarse en el vehículo aéreo 106 y pueden estar en comunicación electrónica con el(los) dispositivo(s) de imagen espectral 108, el(los) fotosensor(es) 110, el procesador 122 y/o la posición, actitud y sensores de temperatura. Los medios de almacenamiento electrónico 126 pueden ser un único almacenamiento electrónico o pueden ser múltiples dispositivos de almacenamiento electrónico. Por ejemplo, los sensores individuales pueden comprender su propio almacenamiento electrónico o los sensores pueden conectarse electrónicamente, ya sea por cable o de forma inalámbrica, o de cualquier otra manera, al almacenamiento electrónico compartido.
El almacenamiento electrónico 126 puede estar en comunicación electrónica con el(los) termómetro(s) 128 y puede configurarse para recibir datos de temperatura asociados con los múltiples fotosensores 110 y/o el(los) dispositivo(s) de formación de imágenes espectrales 108. Los datos asociados con la información de temperatura, las mediciones espectrales del objetivo y las mediciones espectrales de la fuente de luz ambiental pueden almacenarse en el almacenamiento electrónico 126 junto con la información de tiempo asociada de las mediciones.
El almacenamiento electrónico 126 puede comprender un medio de almacenamiento electrónico que almacena información electrónicamente. El medio de almacenamiento electrónico del almacenamiento electrónico 126 puede incluir uno o ambos de los sistemas de almacenamiento que se proporcionan integralmente (es decir, sustancialmente no extraíble) con el vehículo aéreo 106 y/o almacenamiento extraíble que se puede conectar de forma extraíble al vehículo aéreo 106 mediante, por ejemplo, un puerto (por ejemplo, un puerto USB, un puerto Firewire, etc.) o una unidad (por ejemplo, una unidad de disco, etc.). El almacenamiento electrónico 126 puede incluir uno o más medios de almacenamiento de lectura óptica (por ejemplo, discos ópticos, etc.), medios de almacenamiento de lectura magnética (por ejemplo, cinta magnética, disco duro magnético, disquetera, etc.), medios de almacenamiento en base a carga eléctrica (por ejemplo, EEPROM, RAM, etc.), medios de almacenamiento de estado sólido (por ejemplo, unidad flash, etc.) y/u otros medios de almacenamiento legibles electrónicamente. El almacenamiento electrónico 126 puede incluir uno o más recursos de almacenamiento virtual (por ejemplo, almacenamiento en la nube, una red privada virtual y/u otros recursos de almacenamiento virtual). El almacenamiento electrónico 126 puede almacenar algoritmos de software, información determinada por el procesador 122, información recibida de sensores y/u otra información que permite que el sistema 100 funcione como se describió en la presente descripción.
El sistema 100 puede comprender al menos un dispositivo de montaje 130 configurado para montar los fotosensores 110 en un vehículo aéreo 106. El dispositivo de montaje 130 puede configurarse para orientar al menos un conjunto de fotosensores 110 de manera que los fotosensores 110 puedan obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental 107.
El dispositivo de montaje 130 puede configurarse manualmente de manera que los fotosensores 110 puedan orientarse para obtener mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental. Por ejemplo, la fuente de luz ambiental puede ser una fuente de luz natural, tal como el sol. Cuando el vehículo aéreo 106 se desplaza en una primera dirección, la fuente de luz ambiental puede estar relativamente estacionaria con respecto al vehículo aéreo 106 y, por lo tanto, el dispositivo de montaje 130 puede configurarse manualmente, de manera que los fotosensores 110 se orienten para obtener mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental.
El sistema 100 puede comprender un sensor de ángulo de montaje configurado para obtener mediciones del ángulo en el que los fotosensores 110 se posicionan con respecto a la luz incidente de la(s) fuente(s) de luz ambiental 107. Puede obtenerse la relación entre la intensidad de la medición espectral y el ángulo de incidencia entre la(s) fuente(s) de luz ambiental 107 y el(los) fotosensor(es) 110. La relación puede almacenarse. El(los) fotosensor(es) 110 puede montarse rígidamente en la aeronave. El sensor de actitud 127 puede configurarse para facilitar la determinación de la actitud del fotosensor(es) 110 con respecto a un bastidor de referencia. Uno de esos bastidores de referencia puede ser la Tierra. La actitud obtenida de los fotosensores puede registrarse simultáneamente, o casi simultáneamente, con las mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental 107 y/o el(los) objetivo(s) 102. La información de tiempo y ubicación geográfica puede obtenerse simultáneamente con una o más mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental 107 y/u objetivo(s) 102. La información obtenida sobre el tiempo y la ubicación geográfica puede facilitar la determinación de la elevación solar y los ángulos acimut. El ángulo de incidencia de la fuente de luz con relación al
sensor puede determinarse en base a la información de actitud obtenida, el(los) sensor(es) 110 y/o los ángulos solares determinados. El ángulo de incidencia junto con la relación determinada entre el ángulo de incidencia y la intensidad de medición de la medición espectral puede almacenarse de manera que la(s) fuente(s) de luz ambiental 107 pueda usarse para corregir las mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental 107. La Figura 5 ilustra un sistema para obtener imágenes espectrales calibradas y/o mediciones de un objetivo, de acuerdo con una o más implementaciones. Un aspecto de la presente descripción se refiere a un sistema 500 para obtener imágenes y/o mediciones espectrales calibradas. El sistema 500 puede comprender una o más conexiones de datos 502 configuradas para conectar electrónicamente a uno o más medios electrónicos de almacenamiento de datos 504 y/o uno o más sensores 508, en un vehículo aéreo 506. Una o más conexiones de datos 502 pueden cablearse y/o conectarse de forma inalámbrica. La(s) conexión(es) de datos 502 puede configurarse para proporcionar continuamente datos desde los medios de almacenamiento electrónicos y/o los sensores en el vehículo aéreo 506. La(s) conexión(es) de datos 502 pueden configurarse para proporcionar periódicamente datos desde el almacenamiento electrónico 504 y/o los sensores 508 en el vehículo aéreo 506. La(s) conexión(es) de datos 502 puede configurarse para proporcionar datos desde el almacenamiento electrónico 504 y/o los sensores en el vehículo aéreo 506 cuando se conectan a dispositivos configurados para recuperar los datos, en donde los dispositivos descargan todos, sustancialmente todos o porciones seleccionadas de los datos. El almacenamiento de datos electrónicos 504 puede configurarse para almacenar mediciones espectrales de un objetivo tomado de un vehículo aéreo 506. El almacenamiento electrónico 504 puede configurarse para almacenar mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental.
El sistema 500 puede comprender uno o más procesadores de ordenadores físicos 510 configurados mediante instrucciones legibles por máquina para realizar las funciones de uno o más componentes informáticos. El uno o más componentes de ordenador pueden comprender un componente de calibración 512, un componente ambiental 514, un componente de modelo teórico 516, un componente de salida 518 y/u otros componentes.
El procesador 510 puede proporcionar capacidades de procesamiento al sistema 500. El procesador 510 puede incluir uno o más de un procesador digital, un procesador analógico, un circuito digital diseñado para el procesamiento de información, un circuito analógico diseñado para el procesamiento de información, una máquina de estado y/u otros mecanismos para procesar información electrónicamente. Aunque el procesador 510 se muestra en la Figura 5 como entidad única, esto es solo para fines ilustrativos. En algunas implementaciones, el procesador 510 puede incluir una pluralidad de unidades de procesamiento. Estas unidades de procesamiento pueden ubicarse físicamente dentro del mismo dispositivo, o el procesador 510 puede representar la funcionalidad de procesamiento de una pluralidad de dispositivos que operan en coordinación. El procesador 510 puede configurarse para ejecutar componentes 512, 514, 516, 518 y/u otros componentes. El procesador 510 puede configurarse para ejecutar los componentes 512, 514, 516, 518 y/u otros componentes mediante software; hardware; microprograma; alguna combinación de software, hardware y/o microprograma; y/u otros mecanismos para configurar las capacidades de procesamiento en el procesador 510.
Se apreciará que aunque los componentes 512, 514, 516 y 518 se ilustran en la Figura 5 como se coubica dentro de una sola unidad de procesamiento, en implementaciones en las que el procesador 510 incluye múltiples unidades de procesamiento, uno o más de los componentes 512, 514, 516, 518 y/u otros componentes pueden ubicarse de forma remota de los otros componentes. La descripción de la funcionalidad proporcionada por los diferentes componentes 512, 514, 516, 518 y/u otros componentes que se describen más abajo es para fines ilustrativos, y no pretende ser limitativa, como cualquiera de los componentes 512, 514, 516, 518, y/u otros componentes pueden proporcionar más o menos funcionalidad que la descrita. Por ejemplo, uno o más de los componentes 512, 514, 516, 518 y/u otros componentes pueden eliminarse, y parte o toda su funcionalidad puede proporcionarse por otros componentes 512, 514, 516, 518 y/u otros componentes. Como otro ejemplo, el procesador 510 puede configurarse para ejecutar uno o más módulos adicionales que pueden realizar algunas o todas las funciones atribuidas más abajo a uno de los módulos 512, 514, 516, 518 y/u otros componentes.
El componente de calibración 512 puede configurarse para determinar conjuntos de valores de calibración para las mediciones espectrales del objetivo. Los conjuntos de valores de calibración pueden determinarse en base a las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental.
El componente ambiental 514 puede configurarse para obtener conjuntos de parámetros ambientales asociados con las mediciones espectrales del objetivo y las mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental. Los parámetros ambientales pueden incluir mediciones de temperatura de y/o adyacentes a los múltiples fotosensores configurados para obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental. Pueden obtenerse mediciones de temperatura de los fotosensores para corregir los efectos de respuesta térmica de los fotosensores. Las mediciones de temperatura pueden obtenerse mediante uno o más sensores 508 en el vehículo aéreo 506.
Los parámetros ambientales pueden incluir uno o más de la ubicación geográfica, la altitud, las propiedades de transmisión de la óptica, las propiedades de respuesta de los fotosensores y/u otros parámetros ambientales. Los parámetros ambientales pueden incluir una o más de la época del año en que se tomaron las mediciones, la hora del día en que se tomaron las mediciones, las propiedades atmosféricas en el momento en que se tomaron las mediciones y/u otros parámetros ambientales.
La información de los parámetros ambientales puede obtenerse de uno o más sensores 508. Los sensores pueden montarse en el vehículo aéreo 506. Los sensores pueden ser externos al vehículo aéreo 506. Por ejemplo, los sensores pueden estar en el suelo, en otros vehículos aéreos y/o en lugares remotos de donde se toman las mediciones. La información de parámetros ambientales puede obtenerse de recursos externos 520. Los recursos externos 520 pueden ser uno o más sensores locales 508. Los recursos externos 520 pueden ser información introducida en el sistema por un usuario. Los recursos externos 520 pueden ser bases de datos en comunicación electrónica con el sistema 500. Por ejemplo, los recursos externos pueden ser información del servicio meteorológico nacional, información atmosférica y/u otra información disponible de fuentes externas.
El componente de modelo teórico 516 puede configurarse para determinar un modelo de irradiancia teórico para el objetivo en base a los conjuntos de parámetros ambientales obtenidos. El componente de modelo teórico 516 puede configurarse para determinar el modelo de irradiancia teórico para el objetivo en base a un modelo de transmisión atmosférica.
El componente de valor de calibración 512 puede configurarse para determinar conjuntos de valores de calibración para las mediciones espectrales del objetivo. Los conjuntos de valores de calibración pueden determinarse en base a las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental y el modelo de irradiancia teórico para el objetivo, que a su vez se basa en los parámetros ambientales obtenidos asociados con las mediciones.
El componente del valor de calibración 512 puede configurarse para determinar un valor de calibración para las mediciones espectrales individuales del objetivo. Por ejemplo, cuando los dispositivos de formación de imágenes espectrales se configuran para obtener mediciones espectrales de un objetivo en un primer conjunto de intervalos y/o bandas de frecuencias espectrales, puede determinarse un valor de calibración para los intervalos y/o bandas de frecuencias espectrales individuales en el primer conjunto de intervalos y/o bandas de frecuencias espectrales.
El componente del valor de calibración 512 puede configurarse para escalar las mediciones espectrales del objetivo con los conjuntos determinados de valores de calibración. Escalar las mediciones espectrales del objetivo con los conjuntos determinados de valores de calibración puede proporcionar mediciones espectrales del objetivo que son independientes, o casi independientes, de las condiciones de iluminación de la luz ambiental.
El componente de salida 518 puede configurarse para proporcionar una o más salidas de datos que comprende las mediciones espectrales escaladas del objetivo. Los datos generados pueden usarse para deducir y/u obtener información sobre el objetivo.
Una o más conexiones de datos electrónicos 502 pueden configurarse para obtener datos de tiempo del almacenamiento electrónico 504. Los datos de tiempo pueden asociarse con las mediciones espectrales del objetivo y las mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental.
La Figura 6 ilustra un método 600 para calibrar mediciones espectrales de un objetivo, de acuerdo con una o más implementaciones. La Figura 7 ilustra un método 700 para calibrar mediciones espectrales de un objetivo, de acuerdo con una o más implementaciones. La Figura 8, ilustra un método 800 para calibrar los datos de medición espectral obtenidos, de acuerdo con una o más implementaciones. Las operaciones de los métodos 600, 700 y 800 que se presentan más abajo se destinan a ser ilustrativas. En algunas modalidades, los métodos 600, 700 y 800 pueden lograrse con una o más operaciones adicionales no descritas y/o sin una o más de las operaciones discutidas y/o en combinación entre sí. Adicionalmente, el orden en el que se ilustran las operaciones de los métodos 600, 700 y 800 en las Figuras 6, 7 y 8, respectivamente, y que se describen más abajo, no pretenden ser limitantes.
En algunas modalidades, los métodos 600, 700 y 800 pueden implementarse en uno o más dispositivos de procesamiento (por ejemplo, un procesador digital, un procesador analógico, un circuito digital diseñado para procesar información, un circuito analógico diseñado para procesar información, una máquina de estado, y/u otros mecanismos de procesamiento electrónico de información). Uno o más dispositivos de procesamiento pueden incluir uno o más dispositivos que ejecutan algunas o todas las operaciones de los métodos 600, 700 y 800 en respuesta a instrucciones almacenadas electrónicamente en un medio de almacenamiento electrónico. Uno o más dispositivos de procesamiento pueden incluir uno o más dispositivos configurados a través de hardware, microprograma y/o software para diseñarse específicamente para la ejecución de una o más de las operaciones de los métodos 600, 700 y 800. En algunas modalidades, los métodos 600, 700 y 800 pueden implementarse en combinaciones de uno o más dispositivos de procesamiento, máquinas, interacción humana y/o mediante otros elementos capaces de llevar a cabo las operaciones de los métodos 600, 700 y 800.
Con referencia a la Figura 6, en una operación 602 puede obtenerse mediciones espectrales de un objetivo desde un vehículo aéreo. El objetivo puede ser vegetación, infraestructura, agua, tierra y/o cualquier objetivo del que se convenga obtener mediciones espectrales. El objetivo puede iluminarse por una o más fuentes de luz ambiental. Las mediciones espectrales pueden incluir un primer conjunto de mediciones del objetivo. El primer conjunto de mediciones del objetivo puede incluir una medición espectral del objetivo tomada en un primer intervalo de frecuencia espectral. El primer conjunto de mediciones del objetivo puede incluir una medición espectral del objetivo tomada en un segundo, tercer, cuarto, quinto o más intervalos de frecuencia espectral.
En una operación 604, el método puede comprender obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental del vehículo aéreo. Los valores individuales de las mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental pueden tener un intervalo de parámetros de respuesta pico aproximado a los intervalos de frecuencia de los individuales del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral. Por ejemplo, una primera medición espectral de la(s) fuente(s) de luz ambiental puede tener un intervalo de parámetro de respuesta pico aproximado al primer intervalo de frecuencia espectral del primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo. Una segunda medición espectral de la(s) fuente(s) de luz ambiental puede tener un intervalo de parámetro de respuesta pico aproximado al segundo intervalo de frecuencia espectral del primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo. Las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental pueden usarse durante la calibración de las mediciones espectrales obtenidas del objetivo, de manera que el primer conjunto de mediciones del objetivo se escale en función de la primera medición espectral de la(s) fuente(s) de luz ambiental y la segunda medición espectral de la(s) fuente(s) de luz ambiental.
En las operaciones 602 y 604, las mediciones espectrales obtenidas del objetivo y las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental pueden recibirse en el almacenamiento electrónico, de manera que el almacenamiento electrónico recibe el primer conjunto de mediciones del objetivo y el primer conjunto de mediciones de la fuente de luz ambiental.
En una operación 606, pueden obtenerse datos de tiempo asociados con las mediciones espectrales obtenidas del objetivo y/o la(s) fuente(s) de luz ambiental. Por ejemplo, puede obtenerse un primer conjunto de datos de tiempo para el primer conjunto de mediciones del objetivo y/o el primer conjunto de mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental. En la operación 606, los datos de tiempo asociados con los datos obtenidos pueden obtenerse mediciones y/u observaciones de todos los sensores. Los datos de tiempo pueden obtenerse individualmente para los sensores individuales. Puede obtenerse un solo conjunto de datos de tiempo para todas las mediciones y/u observaciones tomadas simultáneamente o casi simultáneamente.
El método 600 puede comprender obtener cualquier número de mediciones espectrales en cualquier número de intervalos de frecuencia, en donde los sensores tienen frecuencias de respuesta pico dentro de los intervalos de frecuencia. Por ejemplo, el primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo puede comprender obtener una tercera, cuarta, quinta y/o más mediciones espectrales del objetivo(s) y/o fuente(s) de luz ambiental sobre una tercera, cuarta, quinta y/o intervalos de frecuencia más discretos. El tercer, cuarto, quinto y/o más conjuntos de mediciones espectrales pueden ser tomados por sensores que tengan frecuencias de respuesta pico dentro de un tercer, cuarto, quinto y/o más intervalos de frecuencia espectral. La primera, segunda, tercera, cuarta, quinta y/u otros intervalos de frecuencias espectrales pueden ser diferentes. El primero, segundo, tercero, cuarto, quinto y/u otros intervalos de frecuencia espectral pueden tener solapamiento, en donde los intervalos de frecuencia espectral individuales se solapan con uno o más otros de los intervalos de frecuencia espectral individuales.
En una operación 608, pueden obtenerse conjuntos de parámetros ambientales asociados con las mediciones espectrales del objetivo y/o las mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental. Los parámetros ambientales obtenidos pueden ser los parámetros ambientales descritos en la presente descripción.
En una operación 610, puede calcularse los valores de calibración para las mediciones espectrales del objetivo. Las operaciones realizadas en la operación 610 pueden realizarse por un componente de valor de calibración, tal como el componente de valor de calibración 612.
En una operación 612, pueden calibrarse las mediciones espectrales del objetivo. En la operación 612, puede determinarse el modelo de irradiancia teórico para el objetivo en base a los conjuntos de parámetros ambientales obtenidos. En la operación 612, pueden determinarse conjuntos de valores de calibración para las mediciones espectrales del objetivo, en donde los conjuntos de valores de calibración se determinan en base a las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental y el modelo de irradiancia teórico para el objetivo.
En una operación 614, se puede proporcionar información sobre el objetivo en base a la información espectral calibrada del objetivo.
Con referencia a la Figura 7, otro aspecto de la descripción se refiere a un método 700 para calibrar mediciones de formación de imágenes espectrales. En una operación 702, las mediciones espectrales de un objetivo y las mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental pueden obtenerse de un vehículo aéreo, a través de una o más conexiones de datos.
En una operación 704, puede obtenerse información ambiental sobre las mediciones espectrales obtenidas. La información ambiental puede obtenerse de uno o más sensores locales y/o de uno o más recursos externos como se describió anteriormente.
En una operación 706, pueden determinarse conjuntos de valores de calibración para las mediciones espectrales del objetivo. Los conjuntos de valores de calibración pueden determinarse por uno o más procesadores. Los conjuntos de
valores de calibración pueden determinarse en base a las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental. Los conjuntos de valores de calibración pueden determinarse en base a la información ambiental obtenida asociada con las mediciones espectrales.
En una operación 708, las mediciones espectrales del objetivo pueden escalarse con los conjuntos determinados de valores de calibración.
La Figura 8 ilustra un método 800 de análisis de datos de mediciones espectrales de acuerdo con una o más implementaciones.
En una operación 802, pueden obtenerse datos de medición espectral asociados con un objetivo. En una operación 804, pueden obtenerse datos de medición espectral asociados con una o más fuentes de luz ambiental. En una operación 806, puede obtenerse información ambiental asociada con el objetivo y/o la(s) fuente(s) de luz ambiental. En una operación 808, pueden obtenerse datos de tiempo asociados con las mediciones espectrales del objetivo y/o fuente(s) de luz ambiental, y/u otras mediciones.
Los datos obtenidos en las operaciones 802, 804, 806, 808 y/u otros datos, pueden obtenerse del almacenamiento electrónico, tal como el almacenamiento electrónico 126. Los datos obtenidos en la operación 802, 804, 806, 808 y/u otros datos, pueden obtenerse a través de una o más conexiones electrónicas, tales como conexiones electrónicas cableadas, conexiones electrónicas inalámbricas y/u otras conexiones electrónicas. Los datos obtenidos en la operación 802, 804, 806, 808 y/u otros datos, pueden obtenerse en un dispositivo informático del cliente, tal como un ordenador portátil, ordenador de escritorio, dispositivo portátil, dispositivo inteligente y/u otro dispositivo informático del cliente. Los datos obtenidos en la operación 802, 804, 806, 808 y/u otros datos pueden obtenerse en un servidor remoto del dispositivo informático cliente.
En una operación 810, pueden determinarse conjuntos de valores de calibración para los datos de medición espectral obtenidos de uno o más objetivos. En una operación 812, pueden obtenerse conjuntos de valores de calibración para el modelo teórico asociado con el objetivo. En una operación 814, las mediciones espectrales del objetivo pueden escalarse en base a los valores de calibración determinados. Las operaciones 810, 812, 814 y/u otras operaciones pueden realizarse por un dispositivo cliente en comunicación electrónica con el dispositivo de almacenamiento electrónico asociado con una aeronave. Las operaciones 810, 812, 814 y/u otras operaciones pueden realizarse por un servidor. Las operaciones 810, 812, 814 y/u otras operaciones pueden realizarse por un proveedor de servicios remoto de la aeronave y/o el dispositivo(s) informático(s) del cliente asociados con el usuario de la aeronave.
Aunque la presente tecnología se describe en detalle con el propósito de ilustrar con base en lo que actualmente se considera que son las implementaciones más prácticas y preferidas, debe entenderse que tal detalle es únicamente para ese propósito y que la tecnología no se limita a las implementaciones descritas, pero, por el contrario, se destina al recubrimiento de modificaciones y disposiciones equivalentes que están dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.
Claims (1)
- REIVINDICACIONESUn sistema (100) para obtener mediciones espectrales calibradas de un objetivo (102), el sistema (100) que comprende:un vehículo aéreo (106);al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales (108) configurado para obtener mediciones espectrales de un objetivo (102) en donde el objetivo (102) se ilumina al menos parcialmente por una o más fuentes de luz ambiental (107), de manera que un primer conjunto de mediciones espectrales objetivos se obtiene para un objetivo (102);al menos dos fotosensores (110) configurados para obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107), en donde los al menos dos fotosensores (110) tienen respuestas pico aproximadas a un primer conjunto de intervalos de frecuencia espectrales discretos y se configuran para obtener un primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental de una o más fuentes de luz ambiental (107) en las individuales del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectrales discretos, en donde los al menos dos fotosensores (110) comprenden un primer fotosensor (112) que tiene una respuesta pico aproximada a un primer intervalo de frecuencia espectral del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral discretos y que se configura para obtener una primera medición espectral de una o más fuentes de luz ambiental (107) sobre el primer intervalo de frecuencia espectral y un segundo fotosensor (114) que tiene una respuesta pico aproximada a un segundo intervalo de frecuencia espectral del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral discretos y que se configura para obtener una segunda medición espectral de una o más fuentes de luz ambiental (107) sobre el segundo intervalo de frecuencia espectral; en donde el al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales (108) y los al menos dos fotosensores (110) se transportan por el vehículo aéreo (106); y uno o más procesadores (510) configurados para obtener información de tiempo y posición, e información de actitud para el al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales y/o los al menos dos fotosensores (110), asociados con las mediciones obtenidas, en donde la información de tiempo y posición, y la información de actitud, se obtienen simultáneamente con las mediciones espectrales del objetivo (102) y una o más fuentes de luz ambiental (107); en donde el sistema se adapta para usar las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental, la información de tiempo y posición, y la información de actitud, para calibrar las mediciones espectrales obtenidas del objetivo, de manera que el primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo se calibra en base al primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental, la información del tiempo y la posición, y la información de actitud.El sistema (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las mediciones espectrales del objetivo (102) incluyen mediciones que atraviesan el primer conjunto de intervalos de frecuencia discretos, de manera que los al menos dos fotosensores (110) tienen intervalos de frecuencia de respuesta pico aproximados a los intervalos de frecuencia discretos incluidos en las mediciones espectrales del objetivo (102).El sistema (100) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un componente de tiempo de uno o más procesadores (510) configurado para obtener la información de tiempo asociada con la una o más mediciones espectrales del objetivo (102) y la una o más mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107) en donde:al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales (108) se configura para obtener un primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un primer tiempo y se configura para obtener un segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un segundo tiempo; y,al menos dos fotosensores (110) se configuran para obtener un primer conjunto de mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107) a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un primer tiempo y se configuran para obtener un segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un segundo tiempo, de manera que el primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) se calibra en un primer tiempo en base al primer conjunto de mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental, y el segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) se calibra en base al segundo conjunto de mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental.El sistema (100) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un componente de parámetro ambiental (514) configurado para obtener información de parámetro ambiental asociada con las mediciones espectrales del objetivo (102) y/o las mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental, de manera que las mediciones espectrales del objetivo (102) se calibran mediante el uso de la información de parámetros ambientales obtenida,en donde el componente de parámetro ambiental se configura para obtener información de parámetros ambientales de uno o más de los recursos externos, mediciones obtenidas por al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales (108) y/o mediciones obtenidas por los al menos dos fotosensores (110).5. El sistema (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los fotosensores (110) configurados para obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107) se componen por fotodiodos o diodos emisores de luz (LED), en donde los fotodiodos o LED individuales se seleccionan por su capacidad de respuesta dentro de los intervalos individuales de frecuencia espectral discretos.6. El sistema (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral incluye además un tercer intervalo de frecuencia discreto, un cuarto intervalo de frecuencia discreto y un quinto intervalo de frecuencia discreto, y los fotosensores (110) configurados para obtener mediciones de frecuencia espectral de una o más fuentes de luz ambiental (107), incluyen:un tercer fotosensor (116) que tiene un intervalo de respuesta pico aproximado a un tercer intervalo de frecuencia espectral;un cuarto fotosensor (118) que tiene un intervalo de respuesta pico aproximado a un cuarto intervalo de frecuencia espectral; y,un quinto fotosensor (120) que tiene un intervalo de respuesta pico aproximado a un quinto intervalo de frecuencia espectral.7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el primer y segundo fotosensores (112, 114) se configuran para medir las condiciones de iluminación ambiental en cada uno del primer intervalo de frecuencia espectral y el segundo intervalo de frecuencia espectral, respectivamente.8. Un método para obtener mediciones espectrales calibradas de un área objetivo (102) mediante el uso de un vehículo aéreo (106), el vehículo aéreo (106) que comprende al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales (108) transportado por el vehículo aéreo (106) y al menos dos fotosensores (110) transportados por el vehículo aéreo (106), el método que comprende:obtener mediciones espectrales de un objetivo (102) mediante al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales (108) en donde el objetivo (102) se ilumina al menos parcialmente por una o más fuentes de luz ambiental (107), de manera que un primer conjunto de mediciones espectrales objetivos se obtienen para el objetivo (102); obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107) por al menos dos fotosensores (110) que comprenden un primer fotosensor (112) y un segundo fotosensor (114), de manera que se obtiene un primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental, en donde el primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental comprende mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107) a través de un primer conjunto de intervalos de frecuencia espectrales discretos, y obtener información de tiempo y posición, e información de actitud para al menos un dispositivo de formación de imágenes espectrales y/o al menos dos fotosensores, asociados con las mediciones obtenidas, en donde la información de tiempo y posición, y la información de actitud, se obtienen simultáneamente con las mediciones espectrales del objetivo (102) y de una o más fuentes de luz ambiental (107);en donde las mediciones espectrales obtenidas de una o más fuentes de luz ambiental (107), la información de tiempo y posición, y la información de actitud, se usan para calibrar las mediciones espectrales obtenidas del objetivo (102), de manera que el primer conjunto de mediciones espectrales objetivos se calibra en base al primer conjunto de mediciones espectrales de luz ambiental, la información de tiempo y posición, y la información de actitud.9. El método de la reivindicación 8, en donde en donde las mediciones espectrales del objetivo (102) incluyen mediciones que atraviesan el primer conjunto de intervalos de frecuencia discretos, de manera que los al menos dos fotosensores (110) tienen intervalos de frecuencia de respuesta pico aproximados a los intervalos de frecuencia discretos incluidos en las mediciones espectrales del objetivo (102).10. El método de la reivindicación 8, en donde obtener la información de tiempo asociada con una o más mediciones espectrales del objetivo (102) y una o más mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107), comprende además:obtener un primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un primer tiempo;obtener un segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un segundo tiempo;obtener un primer conjunto de mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107) a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un primer tiempo; y,obtener un segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) a través del primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral en un segundo tiempo de manera que el primer conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) se calibra en base al primer conjunto de mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental, y el segundo conjunto de mediciones espectrales del objetivo (102) se calibra en base al segundo conjunto de mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental.11. El método de la reivindicación 8, que comprende además obtener información de parámetros ambientales asociada con las mediciones espectrales del objetivo (102) y/o las mediciones espectrales de la(s) fuente(s) de luz ambiental, de manera que las mediciones espectrales del objetivo (102) se calibran mediante el uso de la información de parámetros ambientales obtenida, que comprende además obtener información de parámetros ambientales de uno o más de los recursos externos, las mediciones espectrales obtenidas del objetivo (102) y/o las mediciones espectrales obtenidas de la(s) fuente(s) de luz ambiental.12. El método de la reivindicación 8, en donde obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107) se realiza mediante al menos dos fotosensores (110), y los al menos dos fotosensores (110) se componen por diodos emisores de luz (LED), en donde los LED individuales se seleccionan por su capacidad de respuesta dentro de los intervalos individuales de frecuencia espectral discretos.13. El método de la reivindicación 8, en donde el primer conjunto de intervalos de frecuencia espectral incluye un primer intervalo de frecuencia discreto, un segundo intervalo de frecuencia discreto, un tercer intervalo de frecuencia discreto, un cuarto intervalo de frecuencia discreto y un quinto intervalo de frecuencia discreto, y los fotosensores (110) configurados para obtener mediciones de frecuencia espectral de una o más fuentes de luz ambiental (107) que incluyen el primer fotosensor (112), el segundo fotosensor (114), un tercer fotosensor (116), un cuarto fotosensor (118), y un quinto fotosensor (120) configurados para obtener mediciones espectrales de una o más fuentes de luz ambiental (107) en los intervalos de frecuencia discretos primero, segundo, tercero, cuarto y quinto, respectivamente, de manera que las mediciones espectrales obtenidas del objetivo (102) se calibran mediante el uso de mediciones de la(s) fuente(s) de luz ambiental obtenidas en los intervalos de frecuencia espectral primero, segundo, tercero, cuarto y quinto.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/480,565 US9470579B2 (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | System and method for calibrating imaging measurements taken from aerial vehicles |
| PCT/US2015/048928 WO2016040316A1 (en) | 2014-09-08 | 2015-09-08 | System and method for calibrating imaging measurements taken from aerial vehicles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2886556T3 true ES2886556T3 (es) | 2021-12-20 |
Family
ID=55437245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES15839458T Active ES2886556T3 (es) | 2014-09-08 | 2015-09-08 | Sistema y método para calibrar mediciones de imágenes tomadas de vehículos aéreos |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9470579B2 (es) |
| EP (1) | EP3192260B1 (es) |
| AU (1) | AU2015315327B2 (es) |
| CA (2) | CA3046667C (es) |
| ES (1) | ES2886556T3 (es) |
| WO (1) | WO2016040316A1 (es) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6863279B2 (ja) * | 2015-07-10 | 2021-04-21 | ソニーグループ株式会社 | 検査装置、検査方法、及び、プログラム |
| WO2017017929A1 (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 植生指標算出方法および植生指標算出装置 |
| US10585210B2 (en) * | 2015-10-06 | 2020-03-10 | Arable Labs, Inc. | Apparatus for radiometric correction and orthorectification of aerial imagery |
| US9996905B2 (en) | 2016-03-16 | 2018-06-12 | Planet Labs, Inc. | Systems and methods for enhancing object visibility for overhead imaging |
| FR3052556B1 (fr) * | 2016-06-13 | 2018-07-06 | Parrot Drones | Ensemble d'imagerie pour drone et systeme comprenant un tel ensemble monte sur un drone volant |
| AU2017294789B2 (en) * | 2016-07-14 | 2022-06-16 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Apparatus for measuring spectra |
| US10444071B1 (en) * | 2016-08-31 | 2019-10-15 | Northrop Grumman Systems Corporation | Calibration target for image sensor |
| US10928245B2 (en) * | 2016-09-15 | 2021-02-23 | Siteco Gmbh | Light measurement using an autonomous vehicle |
| CN110291368A (zh) * | 2017-01-17 | 2019-09-27 | 迈卡赛斯公司 | 多传感器辐照度评估 |
| US20180206475A1 (en) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | Mark A. Carter | Chemical application detection system and mobile visual sensing technology |
| US10352769B2 (en) * | 2017-03-31 | 2019-07-16 | The Boeing Company | Self-calibrating spectral models |
| CN108151875A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-12 | 长春理工大学 | 用于日照计的高精度自动标定装置的校准方法 |
| CN108362374B (zh) * | 2018-01-15 | 2020-12-25 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种野外超光谱辐照度仪的现场光谱定标和辐射定标方法 |
| US11235874B2 (en) | 2018-03-30 | 2022-02-01 | Greensight Agronomics, Inc. | Automated drone-based spraying system |
| US11205073B2 (en) | 2018-03-30 | 2021-12-21 | Greensight Agronomics, Inc. | System to automatically detect and report changes over time in a large imaging data set |
| US11116145B2 (en) | 2018-03-30 | 2021-09-14 | Greensight Argonomics, Inc. | Automated optimization of agricultural treatments based on raster image data system |
| CN110057451A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-07-26 | 深圳市道创智能创新科技有限公司 | 多光谱数据采集系统及方法 |
| JP6798073B2 (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-09 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | 移動体、及びセンサユニット |
| CN110411565B (zh) * | 2019-07-05 | 2021-08-03 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 一种由多光谱地表反射率推演高光谱地表反射率的方法 |
| US11538287B2 (en) * | 2019-09-20 | 2022-12-27 | Sonatus, Inc. | System, method, and apparatus for managing vehicle data collection |
| US11228496B2 (en) | 2019-09-20 | 2022-01-18 | Sonatus, Inc. | System, method, and apparatus to extra vehicle communications control |
| US20240073093A1 (en) | 2019-09-20 | 2024-02-29 | Sonatus, Inc. | System, method, and apparatus to execute vehicle communications using a zonal architecture |
| TWI724764B (zh) * | 2020-01-21 | 2021-04-11 | 國立臺灣大學 | 光譜照相裝置 |
| US12094259B2 (en) | 2020-03-06 | 2024-09-17 | Sonatus, Inc. | System, method, and apparatus for managing vehicle automation |
| US12055434B2 (en) | 2021-04-14 | 2024-08-06 | Micasense, Inc. | Diffuser for irradiance sensor including diffuser protruding from exterior surface |
| CN113108909B (zh) * | 2021-04-14 | 2022-12-02 | 长光禹辰信息技术与装备(青岛)有限公司 | 一种光谱成像设备校正方法及光谱成像设备 |
| WO2024083729A1 (en) * | 2022-10-17 | 2024-04-25 | ams Sensors Germany GmbH | Arial device for moisture measurements of soil, system and method |
Family Cites Families (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3392645A (en) | 1965-11-29 | 1968-07-16 | Neasham Robert Stevenson | Spectral-zonal photographic system |
| US3638026A (en) | 1970-06-29 | 1972-01-25 | Honeywell Inc | Or photovoltaic device |
| US4128760A (en) | 1977-04-07 | 1978-12-05 | Ncr Corporation | Ambient light compensating circuit |
| US4799044A (en) | 1986-02-18 | 1989-01-17 | Amp Incorporated | Phototransistor apparatus with current injection ambient compensation |
| JP3038810B2 (ja) * | 1990-06-15 | 2000-05-08 | 日本電気株式会社 | 観測分光計 |
| US7728845B2 (en) | 1996-02-26 | 2010-06-01 | Rah Color Technologies Llc | Color calibration of color image rendering devices |
| US20010016053A1 (en) * | 1997-10-10 | 2001-08-23 | Monte A. Dickson | Multi-spectral imaging sensor |
| US6160902A (en) * | 1997-10-10 | 2000-12-12 | Case Corporation | Method for monitoring nitrogen status using a multi-spectral imaging system |
| FI112402B (fi) | 1999-10-28 | 2003-11-28 | Diware Oy | Menetelmä puustotunnusten määrittämiseksi sekä tietokoneohjelma menetelmän suorittamiseksi |
| US6422508B1 (en) | 2000-04-05 | 2002-07-23 | Galileo Group, Inc. | System for robotic control of imaging data having a steerable gimbal mounted spectral sensor and methods |
| US20020041377A1 (en) | 2000-04-25 | 2002-04-11 | Nikon Corporation | Aerial image measurement method and unit, optical properties measurement method and unit, adjustment method of projection optical system, exposure method and apparatus, making method of exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US7088261B2 (en) | 2000-08-29 | 2006-08-08 | Lailai Capital Corp. | Traffic signal light having ambient light detection |
| US7346217B1 (en) | 2001-04-25 | 2008-03-18 | Lockheed Martin Corporation | Digital image enhancement using successive zoom images |
| US7286261B2 (en) * | 2001-10-02 | 2007-10-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Color calibration color value correction |
| US7639842B2 (en) | 2002-05-03 | 2009-12-29 | Imagetree Corp. | Remote sensing and probabilistic sampling based forest inventory method |
| US7103451B2 (en) | 2002-08-19 | 2006-09-05 | Intime, Inc. | Method and system for spatially variable rate application of agricultural chemicals based on remotely sensed vegetation data |
| US7725258B2 (en) | 2002-09-20 | 2010-05-25 | M7 Visual Intelligence, L.P. | Vehicle based data collection and processing system and imaging sensor system and methods thereof |
| CA2547359C (en) * | 2003-11-26 | 2012-11-27 | Florida Environmental Research Institute, Inc. | Spectral imaging system |
| US20050205758A1 (en) | 2004-03-19 | 2005-09-22 | Almeida Leo A | Method and apparatus for multi-spectral photodetection |
| US6963405B1 (en) * | 2004-07-19 | 2005-11-08 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Laser counter-measure using fourier transform imaging spectrometers |
| EP1880165A2 (en) * | 2005-03-24 | 2008-01-23 | Infotonics Technology Center, Inc. | Hyperspectral imaging system and methods thereof |
| US7580591B2 (en) | 2005-07-01 | 2009-08-25 | The Boeing Company | Method for generating a synthetic perspective image |
| DE102006000976A1 (de) | 2006-01-07 | 2007-07-12 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Vorrichtung, Mikroskop mit Vorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren eines Photosensor-Chips |
| US8081244B2 (en) * | 2006-07-24 | 2011-12-20 | Michael Golub | Snapshot spectral imaging systems and methods |
| US8005628B2 (en) * | 2007-01-29 | 2011-08-23 | Applied Biosystems, Llc | Systems and methods for baseline correction using non-linear normalization |
| US7768645B2 (en) * | 2007-11-20 | 2010-08-03 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc. | Miniature optical readhead and colorimeter for analysis media |
| US8352105B2 (en) | 2009-02-13 | 2013-01-08 | The Boeing Company | Unmanned underwater vehicle integrated radiation detection system |
| EP2264433A1 (en) * | 2009-06-16 | 2010-12-22 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | A method and system for the remote quantitative detection of compounds in the atmosphere |
| US8174693B1 (en) * | 2009-08-18 | 2012-05-08 | Exelis, Inc. | Calibration optic for a solar/earth spectrometer |
| GB0916883D0 (en) | 2009-09-25 | 2009-11-11 | St Microelectronics Ltd | Ambient light detection |
| US8157032B2 (en) | 2010-04-06 | 2012-04-17 | Robotex Inc. | Robotic system and method of use |
| US8665340B2 (en) * | 2010-04-29 | 2014-03-04 | Intellectual Ventures Fund 83 Llc | Indoor/outdoor scene detection using GPS |
| JP5879745B2 (ja) * | 2011-05-20 | 2016-03-08 | セイコーエプソン株式会社 | 分光推定パラメーター生成装置およびその方法、並びにコンピュータープログラム |
| US8583296B2 (en) | 2011-05-21 | 2013-11-12 | University Of Kansas | Low-altitude altimeter and method |
| US20120321321A1 (en) * | 2011-06-14 | 2012-12-20 | Scott Riesebosch | Methods of communication utilizing an led lamp |
| US8872093B2 (en) * | 2012-04-18 | 2014-10-28 | Apple Inc. | Calibrated image-sensor-based ambient light sensor |
| US20140022381A1 (en) * | 2012-07-17 | 2014-01-23 | Tetracam, Inc. | Radiometric multi-spectral or hyperspectral camera array using matched area sensors and a calibrated ambient light collection device |
| US8989501B2 (en) * | 2012-08-17 | 2015-03-24 | Ge Aviation Systems Llc | Method of selecting an algorithm for use in processing hyperspectral data |
| US20140055784A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Logos Technologies, Llc | Camera system for capturing two-dimensional spatial information and hyper-spectral information |
-
2014
- 2014-09-08 US US14/480,565 patent/US9470579B2/en active Active
-
2015
- 2015-09-08 AU AU2015315327A patent/AU2015315327B2/en not_active Ceased
- 2015-09-08 EP EP15839458.5A patent/EP3192260B1/en active Active
- 2015-09-08 WO PCT/US2015/048928 patent/WO2016040316A1/en active Application Filing
- 2015-09-08 CA CA3046667A patent/CA3046667C/en active Active
- 2015-09-08 CA CA2960375A patent/CA2960375C/en active Active
- 2015-09-08 ES ES15839458T patent/ES2886556T3/es active Active
-
2016
- 2016-09-23 US US15/275,194 patent/US9791316B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016040316A1 (en) | 2016-03-17 |
| CA3046667A1 (en) | 2016-03-17 |
| US9470579B2 (en) | 2016-10-18 |
| CA2960375A1 (en) | 2016-03-17 |
| EP3192260B1 (en) | 2021-08-04 |
| AU2015315327B2 (en) | 2018-07-26 |
| EP3192260A1 (en) | 2017-07-19 |
| US20170010155A1 (en) | 2017-01-12 |
| US20160069741A1 (en) | 2016-03-10 |
| CA3046667C (en) | 2020-02-11 |
| CA2960375C (en) | 2019-07-30 |
| AU2015315327A1 (en) | 2017-03-23 |
| EP3192260A4 (en) | 2018-07-04 |
| US9791316B2 (en) | 2017-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2886556T3 (es) | Sistema y método para calibrar mediciones de imágenes tomadas de vehículos aéreos | |
| Biggar et al. | Vicarious radiometric calibration of EO-1 sensors by reference to high-reflectance ground targets | |
| Burkart et al. | A novel UAV-based ultra-light weight spectrometer for field spectroscopy | |
| AU2014360786B2 (en) | Method and system of calibrating a multispectral camera on an aerial vehicle | |
| Chang et al. | An Unmanned Aerial System (UAS) for concurrent measurements of solar-induced chlorophyll fluorescence and hyperspectral reflectance toward improving crop monitoring | |
| JP6680788B2 (ja) | 空の観察領域内の雲を特定及び監視するための検出装置及び方法 | |
| Bruegge et al. | PARABOLA III: A sphere‐scanning radiometer for field determination of surface anisotropic reflectance functions | |
| US9354216B2 (en) | Infrared aerial thermography for use in determining plant health | |
| Miyoshi et al. | Radiometric block adjustment of hyperspectral image blocks in the Brazilian environment | |
| US10393583B2 (en) | Calibration target for hyperspectral image sensor | |
| Aasen et al. | Introduction and preliminary results of a calibration for full-frame hyperspectral cameras to monitor agricultural crops with UAVs | |
| Saari et al. | Novel hyperspectral imager for lightweight UAVs | |
| US11567015B2 (en) | Systems for passive microwave remote sensing and their calibration methods | |
| Köppl et al. | Hyperspectral reflectance measurements from UAS under intermittent clouds: Correcting irradiance measurements for sensor tilt | |
| Bettanini et al. | Evaluation of sources of artificial light at night with an autonomous payload in a sounding balloon flight | |
| Tsouvaltsidis et al. | Remote spectral imaging using a low cost UAV system | |
| US10165264B1 (en) | Floating calibration target for image sensor | |
| Honkavaara et al. | Geometric and reflectance signature characterization of complex canopies using hyperspectral stereoscopic images from uav and terrestrial platforms | |
| Sankararao et al. | Optimal parameter selection for uav based pushbroom hyperspectral imaging | |
| Cook et al. | Data products of NASA Goddard’s LiDAR, hyperspectral, and thermal airborne imager (G-LiHT) | |
| Marraco et al. | NIRST: a satellite-based IR instrument for fire and sea surface temperature measurement | |
| Bettanini et al. | Evaluation of light pollution sources over Tuscany with an autonomous payload for sounding balloons | |
| Okamura et al. | In-orbit observation of the Second Generation Global Imager (SGLI) and study towards follow-on imaging radiometer | |
| Chrien et al. | AirMISR laboratory calibration and in-flight performance results | |
| US10412381B1 (en) | Calibration target for image sensor |