ES2943155T3 - Un vehículo autopropulsado - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un vehículo autopropulsado (100) que comprende: un dispositivo emisor de luz para emitir pulsos de luz; y- un dispositivo de formación de imágenes (1) que comprende un obturador; en el que el dispositivo emisor de luz está coordinado con el obturador del dispositivo de formación de imágenes (1), de modo que el dispositivo de formación de imágenes (1) captura una imagen (50) durante al menos parte de la duración de un pulso de luz; en el que: el dispositivo emisor de luz está configurado para emitir pulsos de luz donde cada pulso de luz tiene una duración de menos de 5000 μs. La invención también se refiere a un método para capturar imágenes (50) desde un vehículo autopropulsado (100). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un vehículo autopropulsado

Campo técnico

La presente invención se refiere en general al campo de los vehículos autopropulsados y, más específicamente, al campo de la navegación de vehículos autopropulsados.

Estado de la técnica

Se conocen en la técnica sistemas que ayudan a la navegación de vehículos autopropulsados, y más concretamente a la navegación de vehículos autónomos autopropulsados. Algunos de estos sistemas permiten navegación en la oscuridad (p. ej. en una mina subterránea sin iluminación). Sin embargo, la mayoría de estos sistemas no son aplicables a vehículos pequeños y ligeros, tales como drones aéreos para inspección en interiores.

Kauhanen, H. 2008, 'Close range photogrammetry - Structured light approach for machine vision aided harvesting' ISPRS Archives, vol. XXXVII, part B5, pp. 75-80 (en lo sucesivo, "Kauhanen") divulga una cosechadora asistida por visión artificial que tiene dos cámaras y un proyector. El proyector proyecta pulsos de luz NIR sobre un árbol y las cámaras capturan imágenes de la porción del árbol sobre la cual se proyectan los pulsos de luz. Un filtro espectral permite diferenciar la luz estampada en la imagen capturada, la cual está en forma binaria, más específicamente en blanco y negro. Puesto que se conoce la orientación de las cámaras, una imagen del mismo objetivo tomada con las dos cámaras puede utilizarse para tareas de medición fotogramétrica. De este modo, al tomar una imagen del mismo objetivo con dos cámaras sincronizadamente, los datos resultantes podrían utilizarse para tareas de medición fotogramétrica, permitiendo medir características de un árbol individual antes de tocarlo. El uso de una base de datos de árboles cortados es ventajoso para planear los eventos de cosecha subsiguientes. Sin embargo, la luz con patrón divulgada en Kauhanen no permite seguir objetos sobre los que se proyecta la luz con patrón dado que el proyector seguiría el movimiento del vehículo, cambiando la ubicación de la fuente de luz que proyecta la luz con patrón de un fotograma al siguiente. Como resultado del cambio de ubicación de la fuente de luz, el mismo objeto puede parecer muy diferente en distintos fotogramas, dificultando el seguimiento del objeto. Además, Kauhanen divulga el uso de la luz con patrón en combinación con el uso de dos cámaras. La cosechadora asistida por visión artificial de Kauhanen requiere múltiples (más de una) cámaras para capturar la misma imagen desde distintos puntos de vista al mismo tiempo. Además, si el sistema de visión asistida divulgado en Kauhanen se implementara en un vehículo pequeño (p. ej., un pequeño dron o similar), la distancia entre las cámaras se limitaría a unos pocos centímetros y, consecuentemente, el campo de profundidad estaría limitado a un rango muy cercano. Esta limitación imposibilitaría la navegación del vehículo en espacios amplios, p. ej. espacios en los que la distancia del pequeño vehículo a la pared más cercana de una cámara es unas diez veces la distancia entre las cámaras.

WO2019/084595A1 divulga un sistema y un método para mejorar la relación señal a ruido en seguimiento de objetos en condiciones de poca luz. W02020/014706A1 divulga una navegación visual para dispositivos móviles operables en distintas condiciones de iluminación ambiental. El documento US2017/083748A1 divulga un sistema y un método para detectar y seguir objetos móviles. El documento US2018/348764A1 divulga un sistema y un método para proporcionar liberación fácil de utilizar y autoposicionamiento para aplicaciones de drones. El documento US2018/143018A1 divulga un sensor de distancia que proyecta patrones paralelos. Mueller K et al: "Combination of Wide Baseline Image Matching and Tracking for Autonomous UAV Approaches to a Wndow", GYROSCOPY AND NAVIGATION, PLEIADES PUBLISHING, MOSCOW, vol.10, no.4, 1 October 2019 (2019-10­ 01), pages 206-215, XP037006472 divulga una combinación de emparejamiento de imágenes de línea de base amplia y seguimiento para aproximaciones autónomas de UAV a una ventana.

Descripción de la invención

Un aspecto de la invención se refiere a un vehículo autopropulsado como se presente en la reivindicación 1. Otro aspecto de la invención se refiere a un método como se presenta en la reivindicación 12.

Un primer aspecto de la invención se refiere a un vehículo autopropulsado, preferiblemente a un vehículo pequeño y ligero como por ejemplo un dron aéreo para inspección en interiores, que comprende:

- un dispositivo emisor de luz para emitir pulsos de luz, como pulsos de luz visible y/o pulsos de luz infrarroja; y

- un dispositivo capturador de imágenes que comprende un obturador; en el que

- el dispositivo emisor de luz está coordinado con el obturador del dispositivo capturador de imágenes, de manera que el dispositivo capturador de imágenes captura una imagen durante al menos parte de la duración de un pulso de luz, como durante al menos 25%, 50%, 75%, 90% o 100% de la duración de un pulso de luz, preferiblemente durante todos los pulsos de luz o durante una mayoría de los pulsos de luz.

De acuerdo con este primer aspecto:

- el dispositivo emisor de luz está configurado para emitir pulsos de luz tal que cada pulso de luz tiene una duración de menos de 5000 js , por ejemplo de menos de 4000, 3000, 2000 o 1000 js , aunque preferiblemente de más de 10, 15, 20 o 25 js .

Se ha averiguado que una combinación de pulsos de luz con una duración inferior a 5000 js y una velocidad de obturación suficientemente alta para evitar o reducir suficientemente el desenfoque de la imagen, por ejemplo con tiempos de exposición inferiores a 120, 100, 80 o 60 js , aunque preferentemente superiores a 10, 15, 20 o 25 js , resulta ventajosa. Esta combinación garantiza que las imágenes capturadas, mientras el vehículo autopropulsado se mueve en la oscuridad, tienen poco desenfoque y borrosidad (es decir, las imágenes son claras y nítidas), para que las imágenes pueden ser procesadas en aplicaciones basadas en la comparación de imágenes. Usar pulsos de luz de baja duración también sirve para minimizar el consumo de energía correspondiente al funcionamiento de la fuente de luz, algo que puede ser especialmente ventajoso en el caso de vehículos aéreos pequeños. También sirve para minimizar la generación de calor, lo que a veces también es una ventaja para minimizar el sobrecalentamiento de los componentes, particularmente de componentes electrónicos, y más particularmente de las fuentes de pulsos de luz. Es particularmente ventajoso minimizar el sobrecalentamiento de los componentes electrónicos de un vehículo aéreo pequeño, que no puede estar tan alejado de las fuentes de pulsos de luz como en los vehículos más grandes y no puede utilizar ciertos disipadores de calor que pueden ser utilizados en vehículos en los que los requisitos de bajo peso y pequeño tamaño no son tan críticos como en el caso de los vehículos aéreos pequeños. Se espera que futuras mejoras de los sensores de imagen permitan, en algunas realizaciones de la invención, que el tiempo de exposición sea inferior a 10 js .

En algunas realizaciones, cada pulso de luz tiene una duración inferior a 4000, 3000, 2000 o 1000 js . De esta manera el vehículo autopropulsado genera menos calor por pulso de luz y, por lo tanto, puede emitir más pulsos de luz en la misma cantidad de tiempo. Esto permite aumentar el rendimiento desde el punto de vista de estimación del posicionamiento y proporciona capacidades de navegación mejoradas.

En algunas realizaciones, cada pulso de luz tiene una duración de entre 20 y 2000 js . En algunas de estas realizaciones, cada pulso de luz tiene una duración de entre 20 y 50 js . Se ha averiguado que la duración de entre 20 y 50 js es particularmente ventajosa durante la mayor parte del tiempo de navegación basada en fotogrametría de corto alcance (p. ej. típica en navegación en interiores) porque se consume muy poca energía en la generación de pulsos de luz y al mismo tiempo las imágenes capturadas mientras se mueve el vehículo autopropulsado en la oscuridad tienen poco desenfoque y borrosidad (es decir, las imágenes son claras y nítidas), para que las imágenes pueden ser procesadas en aplicaciones basadas en comparación de imágenes.

En algunas realizaciones, el vehículo autopropulsado está configurado para adaptar la duración de los pulsos de luz, durante el movimiento del vehículo autopropulsado, a la luz reflejada por los objetos ubicados dentro del campo de visión del dispositivo capturador de imágenes, adaptándose la duración de acuerdo con al menos una imagen de los objetos previamente capturada por el dispositivo capturador de imágenes. De este modo si un objeto que se muestra en una imagen es tan brillante que implica una pérdida de detalle en la imagen capturada, la duración del siguiente pulso de luz puede reducirse para disminuir la cantidad de luz que llega al dispositivo capturador de imágenes, por lo tanto disminuyendo el brillo de los objetos mostrados en la imagen capturada durante dicho siguiente pulso de luz. Así, la cantidad de luz reflejada por los objetos y detectada por un sensor de imagen del dispositivo capturador de imágenes puede adaptarse en tiempo real. La cantidad de luz reflejada por los objetos depende de parámetros tales como reflectividad de la luz de la superficie objetivo de los objetos, cantidad de luz natural (si la hay) y distancia del objeto al sensor de imagen del dispositivo capturador de imágenes. Preferiblemente, la apertura y la ganancia del dispositivo capturador de imágenes se mantienen constantes.

En algunas realizaciones, cada pulso de luz se inicia casi al mismo tiempo que se inicia un tiempo de exposición, de manera que una diferencia de tiempo entre iniciación de un pulso de luz e iniciación del tiempo de exposición es de menos de 5, 2 o 0.5 js . En algunas de estas realizaciones o en otras realizaciones, cada pulso de luz termina casi al mismo tiempo que termina el tiempo de exposición, de manera que una diferencia de tiempo entre finalización de un pulso de luz y finalización del tiempo de exposición es de menos de 5, 2 o 0.5 js , lo cual puede conseguirse por ejemplo por medio de finalización del tiempo de exposición una vez que sensores de luz del dispositivo capturador de imágenes reciben una cantidad de luz por unidad de tiempo inferior a un umbral particular. En algunas realizaciones, el pulso de luz se inicia al mismo tiempo que se inicia el tiempo de exposición y/o el pulso de luz termina al mismo tiempo que termina el tiempo de exposición. Esto presenta la ventaja de aprovechar al máximo los pulsos de luz porque la luz emitida fuera del tiempo de exposición, aunque llega al dispositivo capturador de imágenes, no es detectada por el sensor de imagen del dispositivo capturador de imágenes.

En algunas realizaciones, el obturador está sincronizado con al menos algunos de los pulsos de luz emitidos por el dispositivo emisor de luz y preferiblemente con todos los pulsos de luz emitidos por el dispositivo emisor de luz. En estas realizaciones, sincronización entre un pulso de luz y el obturador significa que:

- cada pulso de luz se inicia al mismo tiempo que se inicia un tiempo de exposición, y

- el pulso de luz finaliza al mismo tiempo que finaliza el tiempo de exposición.

Una ventaja de un obturador sincronizado con todos los pulsos de luz emitidos por el dispositivo emisor de luz es que se captura una imagen por cada pulso de luz, disminuyendo la energía consumida por el dispositivo emisor de luz y el calor generado por dicho dispositivo.

Durante un funcionamiento regular del vehículo autopropulsado, los pulsos de luz de baja duración presentan un ciclo de trabajo bajo. En algunas realizaciones, el vehículo autopropulsado está configurado para emitir pulsos de luz con un ciclo de trabajo de entre 0.05% y 10%. En algunas realizaciones, el ciclo de trabajo es de menos de 10%, 5%, 1% o 0.5%. Se ha encontrado ventajoso utilizar durante la mayor parte del tiempo de la navegación basada en la fotogrametría de corto alcance en la oscuridad (p. ej. típica en navegación en interiores) un ciclo de trabajo de entre 0.1% y 0.3%, y más específicamente de 0.2% (p. ej. 50 pulsos por segundo, cada pulso con una duración de 40 js). De este modo, el dispositivo emisor de luz genera menos calor y tiene mucho tiempo para disipar dicho calor. Además, el dispositivo emisor de luz requiere menos energía para iluminación. Además, menor disipación de calor y menores requisitos de potencia de iluminación permiten el uso de componentes más pequeños y de menor peso, lo cual es ventajoso, particularmente en el campo de vehículos pequeños y en el campo de vehículos voladores. Dado que el dispositivo emisor de luz emite pulsos de luz, el dispositivo emisor de luz está sujeto a calentamiento (es decir mientras el dispositivo emisor de luz está emitiendo un pulso de luz) y a enfriamiento (es decir mientras el dispositivo emisor de luz no está emitiendo un pulso de luz) cíclicos. Es ventajoso que la duración de los pulsos de luz sea notablemente más corta que la longitud de tiempo entre dos pulsos de luz consecutivos (es decir la longitud de tiempo durante la cual el dispositivo emisor de luz no emite luz). Así el dispositivo emisor de luz tiene más tiempo para disipar calor que ha sido generado por una fuente de luz durante la emisión de un pulso de luz.

En algunas realizaciones, el dispositivo capturador de imágenes está configurado para capturar al menos 50 fotogramas o imágenes por segundo. En otras palabras, el dispositivo capturador de imágenes está configurado para trabajar a una velocidad de fotogramas de al menos 50 fotogramas por segundo. En algunas de estas realizaciones, el dispositivo capturador de imágenes está configurado para capturar uno: al menos 60, 70, 80, 90 o 100 fotogramas por segundo, dependiendo de la aplicación a la que estén sujetos los fotogramas.

Una duración baja de los pulsos de luz emitidos por el dispositivo emisor de luz permite una alta tasa de fotogramas por tiempo porque el dispositivo emisor de luz tiene suficiente tiempo para enfriarse entre dos pulsos de luz consecutivos. Además, una alta tasa de fotogramas por tiempo contribuye a disminuir cambios de iluminación y exposición entre imágenes capturadas mientras el vehículo autopropulsado se mueve. De este modo, puede producirse una gran cantidad de emparejamientos entre imágenes capturadas. Esto provoca un aumento de la eficiencia en el emparejamiento de imágenes, y por tanto mejora el rendimiento en los algoritmos de fotogrametría y/o visión artificial, reduciendo los tiempos de cálculo. Estas características hacen posible el procesado de la información en tiempo real, lo cual es una característica ventajosa en el contexto de la navegación de vehículos autopropulsados. Por lo tanto, este aumento en eficiencia permite mejorar la navegación del vehículo autopropulsado.

En algunas realizaciones, el emparejamiento de imágenes se lleva a cabo en imágenes capturadas en una fila (una tras otra). Así, imágenes procesadas en las aplicaciones basadas en el emparejamiento de imágenes presentan menores cambios en iluminación y exposición, lo cual aumenta los emparejamientos en el emparejamiento de imágenes y, en particular, permite identificación de más puntos de enlace, ya que en imágenes consecutivas más objetos mostrados en distintas imágenes son comunes a más de una de dichas imágenes distintas y por lo tanto más puntos de referencia pueden ser utilizados para posicionar el vehículo autopropulsado con respecto a dichos objetos.

En algunas realizaciones, el vehículo autopropulsado está configurado para ser guiado de acuerdo con las posiciones relativas entre una primera pluralidad de puntos de enlace de una imagen capturada por el dispositivo capturador de imágenes y una segunda pluralidad de puntos de enlace de otra imagen capturada por el dispositivo capturador de imágenes, en el que la primera pluralidad de puntos de enlace son representaciones visuales de ubicaciones de los alrededores del vehículo autopropulsado y la segunda pluralidad de puntos de enlace son representaciones visuales de ubicaciones de los alrededores del vehículo autopropulsado representadas por la primera pluralidad de puntos de enlace. En algunas de estas realizaciones, cada una de las dos imágenes han sido capturadas consecutivamente.

En algunas realizaciones, el vehículo autopropulsado está configurado para realizar emparejamiento de los puntos de enlace presentes en distintas imágenes, en el que los puntos de enlace son preferiblemente identificables dentro de imágenes capturadas durante los pulsos de luz sin patrón. El uso de puntos de enlace en emparejamiento de imágenes para navegación del vehículo autopropulsado ha resultado ser particularmente ventajoso porque permite navegación en tiempo real; en otras realizaciones, otros métodos de procesado de las imágenes pueden ser utilizados. En algunas realizaciones, los puntos de enlace de las imágenes corresponden a características de objetos, los cuales están situados dentro del campo de visión del dispositivo capturador de imágenes mientras la imagen está siendo capturada, iluminada con luz pulsada pero sin patrón. Por lo tanto, imágenes capturadas por el dispositivo capturador de imágenes no están tan distorsionadas con respecto a la realidad como si la luz emitida por el dispositivo emisor de luz estuviera con patrón.

En algunas realizaciones, el dispositivo emisor de luz está configurado para proyectar luz sin patrón, es decir luz desprovista de cualquier patrón de forma como círculo(s), línea(s), cuadrado(s) y/o cualquier otra forma(s). En algunas realizaciones, el dispositivo emisor de luz está configurado para proyectar luz desprovista de cualquier forma gráfica destinada a ser capturada por completo o en parte por el dispositivo capturador de imágenes. Estas realizaciones son ventajosas en el sentido de que luz con patrón o luz que comprende una forma gráfica puede oscurecer detalles de los alrededores del vehículo autopropulsado en imágenes capturadas por el dispositivo capturador de imágenes. Por lo tanto, la proyección de luz con patrón o de luz que comprende una forma gráfica puede dificultar indeseablemente un proceso de posicionamiento del vehículo autopropulsado, con respecto a su entorno, basado en las imágenes.

En algunas realizaciones, el obturador del dispositivo capturador de imágenes es un obturador global. En otras realizaciones, el obturador es un obturador rodante, siempre que el efecto de obturación rodante presente en las imágenes capturadas se tenga en cuenta adecuadamente (p. ej. evitado o corregido). En el momento de redactar la presente solicitud, en el contexto de la presente invención, un obturador rodante resulta desventajoso en comparación con un obturador global porque el obturador global requiere menos tiempo para capturar una imagen (es decir, un menor tiempo de exposición) y por lo tanto se requiere menos tiempo de iluminación por parte del dispositivo emisor de luz y se puede conseguir una mayor tasa de fotogramas por tiempo. Por lo tanto, obturadores rodantes son desventajosos con respecto a obturadores globales debido a su menor eficiencia energética y a su efecto perjudicial para triangulación en tiempo real. Sin embargo, un obturador global es significativamente más caro que un obturador rodante, y obturadores rodantes y su software relacionado están mejorando hoy en día para hacer frente al efecto de obturador rodante, por lo que en un futuro próximo los obturadores rodantes pueden ser ventajosos en el contexto de la presente invención. A pesar de esto, la captura de imágenes para la navegación basada en la fotogrametría de corto alcance (p. ej. típica en navegación en interiores) no requiere un obturador global de alta resolución, que es significativamente más caro que un obturador global de baja resolución.

En algunas realizaciones, el dispositivo capturador de imágenes está configurado para convertir luz en señales eléctricas sin utilizar ningún amplificador eléctrico para proporcionar ganancia en la conversión, más particularmente sin utilizar ningún amplificador eléctrico para proporcionar ganancia a señales de imagen generadas por sensores de luz del dispositivo capturador de imágenes. El uso de pulsos de luz de alta potencia evita la necesidad de amplificadores eléctricos asociados a los sensores de luz del dispositivo capturador de imágenes. Los pulsos de luz de alta potencia pueden generarse por medio de suministro de pulsos de alta potencia eléctrica al dispositivo emisor de luz. La potencia eléctrica media, que incluye la potencia eléctrica convertida en calor debido a la iluminación, suministrada al dispositivo emisor de luz en cada pulso de luz de alta potencia puede ser de, por ejemplo, al menos 70, 150, 300 o 400 W. En algunas de estas realizaciones, menos de 35%, 30% o 25% de la potencia eléctrica media de cada pulso de alta potencia eléctrica se convierte en calor. Los amplificadores eléctricos se utilizan normalmente para proporcionar ganancia en la conversión de la luz en señales eléctricas en los sensores de imagen. El propósito de los amplificadores es aumentar artificialmente el brillo y la exposición de una imagen, particularmente cuando se toma la imagen en la oscuridad. Sin embargo, el uso de amplificadores (ganancia de imagen o ISO en fotografía tradicional) produce ruido en la imagen, distorsionando el color de los píxeles y consecuentemente afectando negativamente al emparejamiento de imágenes. Debido a la alta potencia de los pulsos de luz, el sistema reduce el ruido de la imagen y mejora el emparejamiento de imágenes, aumentando la fiabilidad del posicionamiento y la navegación del vehículo, así como la calidad de los modelos 3D de las superficies fotografiadas producidos usando técnicas de fotogrametría.

En algunas realizaciones, el dispositivo capturador de imágenes comprende un sensor de imagen que comprende un conjunto de sensores de luz y el dispositivo capturador de imágenes está configurado para agrupar sensores de luz adyacentes del conjunto de sensores de luz para reducir resolución de píxeles de una imagen capturada, en el sentido de que el dispositivo capturador de imágenes está configurado para combinar la información detectada por sensores de luz adyacentes del sensor de imagen (o la información detectada por píxeles adyacentes del sensor de imagen) para crear un único píxel en la imagen capturada. Esto es ventajoso en el sentido de que el mismo sensor de imagen puede utilizarse para capturar imágenes con baja resolución de píxeles e imágenes con mayor resolución de píxeles. En algunas de estas realizaciones, el mismo sensor de imagen es utilizado tanto para capturar imágenes de baja resolución con fines de navegación como para capturar imágenes de resolución completa destinadas a ser utilizadas en tareas de posprocesado. Por lo tanto, en estas realizaciones puede utilizarse un único sensor de imagen. Imágenes de baja resolución pueden ser imágenes en escala de grises para permitir un procesado rápido de las imágenes de baja resolución y, al mismo tiempo, para permitir aprovechar la sensibilidad del sensor de imagen. Las imágenes de resolución completa capturadas por el mismo sensor de imagen pueden ser imágenes en color. En el contexto de la presente invención, una imagen de resolución completa es una imagen capturada sin agrupación de sensores de luz adyacentes.

Para capturar imágenes de baja resolución, sensores de luz adyacentes del sensor de imagen se agrupan preferiblemente, por ejemplo en matrices de 4x4. Un propósito de esta agrupación es aumentar la sensibilidad del sensor de imagen incrementando el área de cada píxel de la imagen, reduciendo la cantidad de luz por sensor de luz requerida para capturar una imagen, reduciendo así el tiempo de exposición y el consumo de energía y la generación de calor del sistema global. Así la agrupación permite capturar más imágenes en la misma cantidad de tiempo. Además, la agrupación permite mantener el mismo campo de visión. Por tanto, dado que el número de píxeles que componen una imagen se reduce por medio de la agrupación, el procesado de las imágenes para identificación de puntos de enlace y para emparejamiento con otras imágenes es más rápido que si se aplicara el mismo procesado a una imagen de resolución completa. Esto permite aumentar el rendimiento de los algoritmos de emparejamiento de imágenes y permite reducir el tiempo requerido entre la captura de una imagen y el cálculo de una posición del vehículo autopropulsado de acuerdo con el emparejamiento de imágenes, lo cual es ventajoso para una adecuada navegación del vehículo. En algunas de estas realizaciones, se espera que la imagen de baja resolución, válida con fines de navegación, tenga una resolución inferior a 1 megapíxel. En algunas realizaciones, información de color de píxeles de una imagen, aparte de tonos de la escala de grises, no son utilizados en el procesado de imágenes con fines de navegación.

En algunas realizaciones, el mismo sensor de imagen es utilizado para capturar imágenes de resolución completa (p. ej. a resolución nominal del sensor, normalmente superior a 5 megapíxeles) eliminando la agrupación de sensores de luz cuando sea necesario. La imagen de resolución completa puede ser sujeta a un posprocesado adicional después de que el vehículo autopropulsado concluya una misión, por ejemplo, una misión de inspección de un túnel.

En algunas realizaciones, una unidad de procesado a bordo puede estar configurada para medir una cantidad de superposición de superficie, es decir una cantidad de superposición de área de imagen, entre la imagen de resolución completa capturada más recientemente y la imagen capturada más recientemente. Cuando se alcanza un umbral de solapamiento entre la imagen de resolución completa capturada más recientemente y la imagen capturada más recientemente (un umbral determinado normalmente por el usuario de acuerdo con la aplicación) el agrupamiento de los sensores de luz puede ser quitado, capturando una imagen de resolución completa la cual puede guardarse en una memoria a bordo. En estas realizaciones se pueden utilizar imágenes de mayor resolución en lugar de imágenes de resolución completa. Este método garantiza un solapamiento entre imágenes de resolución completa (o imágenes de mayor resolución cuando se capturan imágenes de mayor resolución en lugar de imágenes de resolución completa), lo cual es ventajoso para producir modelos 3D fotogramétricos de alta resolución a partir de las imágenes de resolución completa. Además, este método permite minimizar la cantidad de imágenes de resolución completa que son capturadas, reduciendo la energía consumida por el vehículo autopropulsado, ya que capturar una imagen de mayor resolución consume más energía que capturar una imagen de baja resolución. Además, esta técnica de conmutación de baja/alta resolución integra dos características, a saber, la generación de imágenes para navegación y la generación de imágenes para resolución completa en el modelado 3D, utilizando el mismo sensor de imagen, reduciendo el peso y el coste del vehículo autopropulsado y aumentando sus capacidades de modelado 3D.

En algunas realizaciones, el dispositivo emisor de luz también emite pulsos (o un pulso) de luz, en el que cada pulso de luz tiene una duración de como máximo 20000 ps. Estos pulsos (o pulso) que tienen una mayor duración son emitidos después o antes de secuencias de pulsos en las que cada pulso tiene una duración de menos de 5000 ps. Los pulsos que tienen una duración más alta, a diferencia de los pulsos que tienen una duración de menos de 5000 ps, se han encontrado típicamente inadecuados para posicionamiento del vehículo, a través de aplicaciones basadas en el emparejamiento de imágenes, durante navegación. Los pulsos que tienen una mayor duración son adecuados para capturar imágenes de mayor resolución, los cuales son adecuadas para modelado 3D.

En algunas realizaciones, el dispositivo emisor de luz ilumina el campo de visión del dispositivo capturador de imágenes uniformemente mientras la imagen está siendo capturada. De este modo, el emparejamiento de imágenes depende de objetos mostrados en las imágenes, estando los objetos inherentemente presentes a los alrededores del vehículo autopropulsado y no son creados artificialmente por el vehículo autopropulsado, por ejemplo por medio de proyección de luz con patrón.

En algunas realizaciones, el dispositivo emisor de luz comprende un difusor de luz. Los menores peso y requisitos de espacio de los componentes destinados a emitir luz, permiten la introducción de componentes adicionales en el vehículo autopropulsado como un difusor de luz, sin exceder inadecuadamente el peso y/o los requisitos de espacio del vehículo autopropulsado. Un difusor de luz es ventajoso porque hace que el dispositivo de imagen esté expuesto a luz con mayor uniformidad, disminuyendo áreas del sensor de imagen que están sobreexpuestas y por tanto sujetas a un exceso de luz que provoca pérdida de detalle en las imágenes capturadas. El difusor de luz es particularmente ventajoso en algunas realizaciones de la presente invención en las que la fuente de luz del dispositivo emisor de luz es mucho menor que el campo de visión del dispositivo capturador de imágenes. De esta manera, el difusor de luz puede minimizar sobreexposición de áreas representadas en una imagen que, durante la captura de la imagen, están cerca a una fuente de luz. De este modo, en casos en los cuales el área representada en una porción central de una imagen está más cerca a la fuente de luz que el resto de las áreas representadas en la imagen, sobreexposición de la porción central puede ser minimizada por medio del difusor de luz. Además, esta uniformidad mejorada disminuye cambios de sombras, iluminación y exposición entre las distintas imágenes capturadas, lo cual aumenta el rendimiento del emparejamiento de imágenes. Esta uniformidad mejorada es particularmente ventajosa en el campo de toma de imágenes de corto alcance, por ejemplo cuando el vehículo se acerca a un obstáculo que se pretende esquivar.

En algunas realizaciones, el dispositivo emisor de luz está configurado para emitir pulsos de luz que iluminan el camino por delante del vehículo autopropulsado y, al mismo tiempo, el campo de visión del dispositivo capturador de imágenes.

En algunas realizaciones, el dispositivo capturador de imágenes comprende una lente capturadora de imágenes, y el dispositivo de emisión de luz comprende una pluralidad de fuentes de luz, cada fuente de luz orientada en una dirección que forma un ángulo de entre 35° y 55°, por ejemplo entre 40° y 50°, por ejemplo 45° con respecto al eje óptico de la lente capturadora de imágenes del dispositivo capturador de imágenes. De este modo, el campo de visión del dispositivo capturador de imágenes está sujeto a la luz con uniformidad mejorada. Además, de este modo, es menos probable que partículas suspendidas en el aire aparezcan en imágenes porque las sombras de dichas partículas, generadas debido a los pulsos de luz, se minimizan, mejorando la calidad de la imagen captada por el dispositivo capturador de imágenes.

En algunas realizaciones, el vehículo autopropulsado es propulsado por medio de hélices (p. ej. un quadrotor) y la fuente de luz (p. ej. LED o LEDs) del dispositivo emisor de luz está/n situada/s cerca de las hélices, de manera que se mejora la disipación del calor de la fuente de luz.

En algunas realizaciones, el vehículo autopropulsado es preferiblemente un vehículo autopropulsado relativamente pequeño, tal como un vehículo autopropulsado con un tamaño que permite al vehículo autopropulsado ser alojado en un cubo que tiene lados con una longitud de menos de 1 m, tal como menos de 50 cm, y/o con un peso de menos de 4 kg, tal como menos de 2 kg.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, la invención se refiere a un método de captura de imágenes de un objetivo desde un vehículo autopropulsado, comprendiendo el método:

- emitir pulsos de luz hacia el objetivo, en el que cada pulso de luz tiene una duración de menos de 5000 |js, de manera que un objetivo situado en la oscuridad es iluminado intermitentemente por los pulsos de luz, y - capturar imágenes del objetivo,

en el que el paso de capturar imágenes del objetivo está coordinado con los pulsos de luz emitidos hacia el objetivo de manera que se captura una imagen durante al menos parte de la duración de un pulso de luz.

En algunas realizaciones, el método comprende además el paso de calcular información de posicionamiento de vehículo para proporcionar instrucciones de guiado al vehículo autopropulsado, en el que el paso de calcular información de posicionamiento de vehículo comprende procesar las imágenes capturadas de acuerdo con un algoritmo de emparejamiento de imágenes y, preferiblemente, filtrado de Kalman. De este modo, el vehículo autopropulsado puede reaccionar ante obstáculos en sus alrededores ajustando las instrucciones de guiado y, por tanto, su futuro movimiento. Preferiblemente, estos pasos son realizados a bordo del vehículo al que se destinan las instrucciones de guiado, de manera que el vehículo puede ser guiado en escenarios en los que geolocalización por satélite es denegada.

Los diferentes aspectos y realizaciones de la invención definidos en lo anterior pueden combinarse entre sí, siempre que sean compatibles con cada uno.

Otras ventajas y características de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción detallada que sigue y se señalarán particularmente en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

Para completar la descripción y con el fin de proporcionar una mejor comprensión de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman parte integral de la descripción e ilustran realizaciones de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas, lo que no debe interpretarse como que restringen el alcance de la invención, sino solo como un ejemplo de cómo puede llevarse a cabo la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras:

La figura 1 es una vista en perspectiva de una representación esquemática de un dispositivo capturador de imágenes de un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención, en el que el dispositivo capturador de imágenes sostiene PCBs.

La figura 2 es una vista en perspectiva de un dispositivo capturador de imágenes y de un dispositivo emisor de luz de un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 3 es una representación esquemática que ilustra un ejemplo de funcionamiento de varios componentes de un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 4 muestra un primer ejemplo de pulsos de potencia de iluminación de un dispositivo emisor de luz aplicado a una fuente de luz (arriba) y pulsos de tensión de disparo aplicados a una unidad de disparo de alta velocidad (abajo) para disparar los pulsos de potencia de iluminación; los pulsos de potencia de iluminación se repiten en el mismo periodo que los pulsos de tensión de disparo; el dispositivo emisor de luz y la unidad de disparo de alta velocidad forman parte de un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención. La figura 5 muestra un segundo ejemplo de pulsos de potencia de iluminación de un dispositivo emisor de luz aplicado a una fuente de luz (arriba) y pulsos de tensión de disparo aplicados a una unidad de disparo de alta velocidad (abajo) para disparar los pulsos de potencia de iluminación; los pulsos de potencia de iluminación se repiten en el mismo período que los pulsos de tensión de disparo; el dispositivo emisor de luz y la unidad de disparo de alta velocidad forman parte de un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 6 muestra un tercer ejemplo de pulsos de potencia de iluminación de un dispositivo emisor de luz aplicado a una fuente de luz (arriba) y pulsos de tensión de disparo aplicados a una unidad de disparo de alta velocidad (abajo) para disparar los pulsos de potencia de iluminación; los pulsos de potencia de iluminación se repiten en el mismo período que los pulsos de tensión de disparo; el dispositivo emisor de luz y la unidad de disparo de alta velocidad forman parte de un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención. La figura 7 muestra un ejemplo de un pulso de potencia de iluminación de un dispositivo emisor de luz aplicado a una fuente de luz (arriba) y un pulso de tensión de disparo aplicado a una unidad de disparo de alta velocidad (abajo) para disparar el pulso de potencia de iluminación; el dispositivo emisor de luz y la unidad de disparo de alta velocidad forman parte de un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención. La figura 8 es una representación esquemática de una primera imagen capturada con el dispositivo capturador de imágenes de un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 8A muestra la representación esquemática de la figura 8 en la que se marcan puntos de enlace ejemplares para aplicaciones de correspondencia de imágenes.

La figura 8B muestra la imagen en escala de grises con puntos de enlace verdes representada en la figura 8A. La figura 9 es una representación esquemática de una segunda imagen capturada con el dispositivo capturador de imágenes de un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 9A muestra la representación esquemática de la figura 9 en la que se marcan puntos de enlace ejemplares para aplicaciones de correspondencia de imágenes.

La figura 9B muestra la imagen en escala de grises con puntos de enlace verdes representada en la figura 9A. La figura 10 muestra un vehículo autopropulsado de acuerdo con una realización de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

La siguiente descripción no debe tomarse en sentido limitante sino que se da únicamente con el fin de describir los principios generales de la invención. Realizaciones de la invención se describirán a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos mencionados anteriormente.

La figura 1 divulga un dispositivo capturador de imágenes 1 que comprende una carcasa 12. La carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1 puede tener una cara frontal, una cara trasera, una cara superior, una cara inferior y dos caras laterales. Una lente, preferiblemente una lente de enfoque fijo 11, del dispositivo capturador de imágenes 1 puede estar dispuesta en la parte frontal del dispositivo capturador de imágenes 1. La carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1 aloja un sensor de imagen 14 (representado esquemáticamente en la figura 3), de este modo la carcasa protege el sensor de imagen 14 del entorno y de las vibraciones que puedan producirse durante la navegación del vehículo autopropulsado. La carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1 comprende medios de fijación al vehículo 13 para fijar la carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1 a una porción de un vehículo autopropulsado. Preferiblemente, los medios de fijación al vehículo 13 están situados en la parte trasera y/o en la parte superior y/o en la parte inferior de la carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1.

Además, la carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1 puede albergar cuatro PCBs 2. La figura 1 muestra solo dos de estas cuatro PCBs 2, las otras dos PCBs 2 pueden estar dispuestas alrededor de la lente de enfoque fijo 11 de manera que las cuatro PCBs 2 están distribuidas uniformemente alrededor de la lente de enfoque fijo 11, de manera que la distancia angular entre una PCB 2 y la PCB 2 más cercana sostenida por la carcasa 12 es de 360°/4 = 90°. Dado que fuentes de luz están destinadas a ser montadas en las PCBs 2, una distribución uniforme de las PCBs 2 alrededor de la lente de enfoque fijo 11 es ventajosa porque de esta manera las fuentes de luz pueden ser fácilmente distribuidas de manera uniforme alrededor de la lente de enfoque fijo 11, de tal manera que el campo de visión de la lente de enfoque fijo 11 es iluminado con luz con una uniformidad mejorada.

En otras realizaciones la carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1 contiene N PCBs 2, donde N>4. Las N PCBs 2 preferiblemente se distribuyen uniformemente alrededor de la lente de enfoque fijo 11 como se ha explicado anteriormente, de manera que la distancia angular entre una PCB 2 y la PCB 2 más cercana es de 360°/N.

Además, es ventajoso que las PCBs 2 estén situadas fuera del campo de visión del dispositivo capturador de imágenes 1. De este modo, el dispositivo capturador de imágenes 1 es capaz de capturar más detalles de los alrededores del vehículo autopropulsado para mejorar el rendimiento de los algoritmos de comparación de imágenes.

Preferiblemente, las PCBs 2 están fijadas a la carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1 de manera que las PCBs 2 no están en contacto directo con la carcasa 12. Así se transfiere menos calor generado por las fuentes de luz a la carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1. Más preferiblemente, la mayor parte de la superficie de cada PCB 2 está descubierta para mejorar la disipación de calor. Esto es particularmente ventajoso porque, mientras el vehículo autopropulsado está en movimiento, se transfiere más calor al aire por medio de convección.

Continuando con la figura 1, cada PCB 2 puede ser adecuada para montar fuentes de luz tales como una pluralidad de LEDs (por ejemplo, de cuatro a dieciséis LEDs) para iluminar el campo de visión del dispositivo de imagen, en lugar de LEDs que tengan una potencia de iluminación menor como LEDs para meros fines de señalización. Por ejemplo, las fuentes de luz pueden comprender una pluralidad de LEDs de alta potencia como una pluralidad de LEDs en los que cada LED es capaz de soportar una corriente nominal de al menos 1, 2 o 3 A y/o una potencia eléctrica de al menos 3, 5 o 10 W. Preferiblemente, cada PCB 2 define un plano que forma un ángulo de 45° con respecto al eje óptico de la lente de enfoque fijo 11. Cada PCB 2 puede estar optimizada térmicamente, incluyendo caminos de transferencia de calor entre capas de PCB 2 y grandes áreas de cobre para reducir la resistencia térmica entre la unión de los LEDs y el aire.

Como se muestra en la figura 2, los LEDs 3 pueden estar dispuestos alrededor de la lente de enfoque fijo 11 de manera uniforme. De este modo, los LEDs 3 pueden estar montados en varias PCBs 2, dispuestas uniformemente alrededor de la lente 11, por ejemplo en cuatro PCBs 2. Los LEDs 3 de cada PCB 2 pueden estar dispuestos lo más cerca posible del borde de la PCB 2 que está más cerca de la lente de enfoque fijo 11. En cada PCB 2, se pueden disponer ocho LEDs 3 en filas paralelas de cuatro LEDs 3 cada una. Para mejorar identificación de los puntos de enlace, la luz emitida por los LEDs 3 puede ser difusa. Todos los LEDs 3 pueden emitir luz visible del mismo color. Para mejorar identificación de los puntos de enlace, la luz emitida por los LEDs 3 puede ser una luz difusa. Como se muestra en la figura 2, el plano definido por cada PCB 2 puede formar un ángulo de 45° con respecto al eje óptico de la lente 11.

Como se muestra en la figura 2, LEDs 3 (u otras fuentes de luz) pueden disponerse de manera que cada LED 3 esté orientado perpendicularmente al plano definido por la PCB 2 en la que está montado, de esta manera los LEDs 3 pueden estar orientados formando un ángulo de 45° con respecto al eje óptico de la lente de enfoque fijo 11. En las figuras 1 y 2, los LEDs 3 están situados en la parte frontal de la carcasa 12 del dispositivo captador de imágenes 1, es decir, en el lado del dispositivo captador de imágenes 1 en el que se encuentra la lente de enfoque fijo 11. Preferiblemente, los LEDs 3 están situados ligeramente detrás de la lente de enfoque fijo 11 (esto se puede apreciar más fácilmente en la figura 3). Esto no excluye otras realizaciones (no mostradas) en las que fuentes de luz adicionales (como los LEDs 3) están dispuestas en otras posiciones con respecto a la lente de enfoque fijo 11 (por ejemplo, en la parte trasera de la carcasa 12 del dispositivo captador de imágenes 1, preferiblemente mirando en una dirección opuesta a la dirección a la que está mirando la lente de enfoque fijo 11) de manera que la luz viaja más indirectamente porque se refleja más veces en objetos que rodean al vehículo autopropulsado.

Como se muestra en la figura 3, una unidad de disparo de alta velocidad 21 puede ser montada en cada PCB 2. La unidad de disparo de alta velocidad 21 enciende y apaga los LEDs 3 montados en la misma PCB 2. La unidad de disparo de alta velocidad 21 dispone de medios electrónicos que envían un pulso de potencia de iluminación a los LEDs 3. El pulso de potencia de iluminación es iniciado al recibir por la unidad de disparo de alta velocidad 21 una señal y finaliza al recibir por la unidad de disparo de alta velocidad 21 otra señal, preferiblemente al recibir señales de baja potencia como señales TTL. El pulso de potencia de iluminación puede ser de menos de 6, 5 o 4 A aunque preferiblemente de más de 0.5, 1 o 2 A de corriente media. La unidad de disparo de alta velocidad 21 tiene una respuesta rápida, esto significa que la unidad de disparo de alta velocidad 21 requiere solo un pequeño tiempo entre recepción de una señal y el inicio o finalización de un pulso de potencia de iluminación correspondiente, por ejemplo requiere un tiempo de menos de 5, 2 o 0.5 ps. Esto puede conseguirse mediante medios de minimización de interferencia eléctrica entre la parte de la unidad de disparo de alta velocidad 21 para enviar un pulso de potencia de iluminación y la parte de la unidad de disparo de alta velocidad 21 para procesar la señal recibida por la unidad de disparo de alta velocidad 21. La rápida respuesta es ventajosa en realizaciones en las que el tiempo de exposición finaliza justo antes de que la unidad de disparo de alta velocidad 21 reciba una señal correspondiente para finalizar un pulso de potencia de iluminación, porque de esta manera se minimiza la cantidad de tiempo que las luces permanecen encendidas fuera del tiempo de exposición. En algunas de estas realizaciones en las cuales una respuesta rápida es ventajosa, una señal para finalizar un pulso de potencia de iluminación es generada por el dispositivo captador de imágenes 1, por ejemplo una señal que consiste en una reducción repentina de tensión, y enviada a la unidad de disparo de alta velocidad 21 cuando el sensor de imagen del dispositivo captador de imágenes 1 ha concluido un tiempo de exposición previamente fijado por una unidad de procesado 4 a la que el dispositivo captador de imágenes 1 está conectado. En otras realizaciones (no mostradas) fuentes de luz distintas a los LEDs 3 pueden ser utilizadas, dichas fuentes de luz deben responder lo suficientemente rápido a señales que controlan la emisión de pulsos de luz y preferiblemente ser lo más eficientes posible para consumir solo un poco de energía, particularmente mientras se emite un pulso de luz.

Una fuente de alimentación 5, tal como una batería de iones de litio, para proporcionar energía de iluminación a los LEDs 3 puede estar conectada a las unidades de disparo de alta velocidad 21 de los LEDs 3. Además, las unidades de disparo de alta velocidad 21 pueden estar conectadas a un sensor de imagen, como un sensor de imagen de obturación global 14 (p. ej. un sensor de imagen CMOS) que tiene una alta sensibilidad a la luz y que responde rápidamente a señales que disparar una captura de una imagen. En aras de la concisión, la figura 3 representa dichas conexiones solo con la PCB 2 situada en la mitad inferior del dispositivo captador de imágenes 1 mostrado, pero puede entenderse que puede haber conexiones similares entre las otras PCBs 2, sus unidades de disparo de alta velocidad 21, el sensor de imagen 14 y la fuente de alimentación 5. La fuente de alimentación 5 proporciona la energía requerida para emisión de pulsos de luz por los LEDs 3.

Parte de los pulsos de luz emitidos por los LEDs 3 puede ser reflejada, por ejemplo puede ser reflejada por las paredes de una caverna subterránea por la que está navegando el vehículo autopropulsado, y luego los pulsos de luz pueden ir a través de la lente 11 y llegar al sensor de imagen 14. El sensor de imagen 14 puede estar conectado a una unidad de procesado 4 que se encuentra a bordo del vehículo autopropulsado. La unidad de procesado 14 puede estar configurada para enviar un pulso de disparo 8 al sensor de imagen 14 para disparar una captura de una imagen. De este modo, la unidad de procesado 4 controla la activación del obturador del dispositivo captador de imágenes 1 y puede establecer el tiempo de exposición, aunque preferiblemente el pulso de disparo 8 que activa la captura de imagen solo inicia una captura de una imagen, no proporcionando la duración del pulso de disparo 8 (o la anchura del pulso de disparo 8) información al obturador sobre la duración de la exposición de tiempo de la captura de una imagen. Preferiblemente, el sensor de imagen 14 se desactiva automáticamente cuando el sensor de imagen 14 deja de recibir luz.

Tras la recepción de un pulso de disparo 8 que dispara una captura de una imagen, el sensor de imagen de obturador global 14 puede enviar pulsos de disparo 6 a una unidad de disparo de alta velocidad 21 de los LEDs 3. Tras la recepción de los pulsos de disparo 6, la unidad de disparo de alta velocidad 21 puede hacer que la fuente de alimentación 5 proporcione un pulso de potencia de iluminación a los LEDs 3 para emisión de pulsos de luz por los LEDs 3. Preferiblemente, la duración (o anchura) de cada pulso de disparo 6 recibido por la unidad de disparo de alta velocidad 21 puede determinar la duración del pulso de potencia de iluminación provocado por la unidad de disparo de alta velocidad 21, y por lo tanto la duración del pulso de luz. Para evitar un calentamiento excesivo de los LEDs 3 producido debido a una duración excesiva de un pulso de disparo 6, un limitador de duración de pulso 7, también conocido como limitador de anchura de pulso, puede estar dispuesto entre el sensor de imagen 14 y la unidad de disparo de alta velocidad 21 de los LEDs 3.

La trayectoria 23 de los pulsos de luz seguidos por los pulsos de luz que salen de los LEDs 3 antes de que los pulsos de luz sean desviados por los entornos del vehículo autopropulsado (p. ej. refractados o reflejados por objetos del entorno que rodea al vehículo autopropulsado) están representado esquemáticamente en la figura 3. Preferiblemente, esta trayectoria 23 no entra en un volumen central 9 del campo de visión del dispositivo capturador de imágenes 1, extendiéndose el volumen central 9 desde la lente de enfoque fijo 11 paralela al eje óptico de la lente de enfoque fijo 11.

En una captura de una imagen, luz detectada por el sensor de imagen 14 es convertida en señales eléctricas 22 que definen una imagen en bruto. La imagen en bruto es transmitida a la unidad de procesado 4, por ejemplo a través de un bus de datos de alta velocidad. Puede ser ventajoso que la imagen en bruto no esté comprimida, para que la imagen en bruto mantenga detalles que desaparecerían si la imagen en bruto estuviera comprimida. La unidad de procesado 4 puede estar configurada para procesar las imágenes en bruto recibidas del sensor de imagen 14. Por ejemplo, la unidad de procesado 4 puede estar configurada para identificar puntos de enlace en imágenes brutas subsiguientes durante el movimiento del vehículo autopropulsado para determinar la trayectoria seguida por el vehículo autopropulsado con respecto a su entorno y corregir su trayectoria, por ejemplo, para evitar chocar con su entorno. La unidad de procesado 4 puede estar configurada para, al analizar las imágenes en bruto (p. ej. al realizar el emparejamiento de imágenes en las imágenes en bruto), adaptar la tasa de imágenes por tiempo. La unidad de procesado 4 puede estar configurada para, al analizar las imágenes en bruto capturadas (p. ej. al realizar el emparejamiento de imágenes en las imágenes en bruto), adaptar la agrupación de píxeles del dispositivo capturador de imágenes 1. La unidad de procesado 4 puede estar configurada para, al analizar las imágenes en bruto capturadas (p. ej. al realizar emparejamiento de imágenes en las imágenes en bruto), adaptar el tiempo de exposición y/o la duración de los pulsos de luz en la subsiguiente captura de una o varias imágenes.

La unidad de procesado 4 puede estar configurada para guardar imágenes de resolución completa y/o imágenes de mayor resolución en una memoria a bordo distinta de una memoria a bordo en la cual se guardan imágenes que tienen menor resolución de píxeles.

La figura 10 divulga un vehículo autopropulsado 100 de ejemplo, más específicamente un dron aéreo, que comprende el dispositivo capturador de imágenes 1 mostrado en la figura 2. El dron aéreo 100 comprende cuatro brazos, teniendo cada brazo un motor eléctrico 102 dispuesto encima de él y cerca del extremo del brazo. Cada motor eléctrico 102 puede estar acoplado a una pala formando así una hélice.

El dispositivo emisor de luz 1 del vehículo autopropulsado 100 comprende fuentes de luz, tales como LEDs, dispuestas a lo largo de cada brazo del vehículo autopropulsado 100. Así, el vehículo autopropulsado 100 tiene la ventaja de que se mejora tanto la potencia de iluminación y la uniformidad de iluminación. Con el fin de mejorar aún más la uniformidad de iluminación, es ventajoso que los brazos tengan una orientación distinta (es decir, que los brazos no están paralelos entre sí). La figura 10 divulga cuatro brazos que tienen fuentes de luz, pero en otras realizaciones menos brazos pueden tener fuentes de luz. En otras realizaciones distintas el vehículo autopropulsado 100 puede tener más de cuatro brazos, en algunas de estas realizaciones fuentes de luz se extienden a lo largo de cada brazo mientras que en otras de estas realizaciones fuentes de luz se extienden a lo largo de solo algunos de los brazos.

Como se muestra en la figura 10, las fuentes de luz preferiblemente miran hacia el lado del dron aéreo 100 hacia el campo de visión del dispositivo captador de imágenes 1 está orientado. En otras realizaciones, no mostradas en la figura 10, para mejorar la uniformidad de la iluminación, algunas fuentes de luz miran hacia un lado del dron aéreo 100 distinto del lado hacia el que está orientado el campo de visión del dispositivo captador de imágenes 1. Como se muestra en la figura 10, las fuentes de luz están preferiblemente dispuestas en dos filas paralelas a lo largo de cada brazo del dron aéreo 100.

Las fuentes de luz dispuestas a lo largo de los brazos del vehículo autopropulsado 100 pueden estar montadas en las PCBs 101 y están configuradas para emitir pulsos de luz al mismo tiempo y de la misma duración que las fuentes de luz montadas en PCBs 2. De este modo, se aumenta la potencia de iluminación de los pulsos de luz, lo cual permite capturar imágenes que tienen mayor calidad y/o permite disminuir el tiempo de exposición del dispositivo capturador de imágenes 1 en la captura de una imagen.

Además, es ventajoso disponer las fuentes de luz en los brazos en el sentido de que, al estar los brazos cerca de las hélices, la corriente de aire generada por las hélices contribuye a disipar el calor de las fuentes de luz.

El vehículo autopropulsado 100 comprende una pata 103 dispuesta entre el centro longitudinal de cada brazo y el extremo del brazo sobre el que está dispuesto un motor 102. Las patas 103 pueden ser ventajosas para soportar el peso del vehículo autopropulsado 100 y para proporcionar estabilidad al vehículo autopropulsado 100 mientras no está volando.

El vehículo autopropulsado 100 además comprende un tablero central 105 unido a los cuatro brazos y al dispositivo capturador de imágenes 1. El dispositivo capturador de imágenes 1 puede fijarse a un borde del tablero central 105 por medio de una placa trasera 106, dispositivos de descarga de vibraciones 108, una placa superior 107 y una placa inferior (no mostrada). La placa superior 107 y la placa inferior son preferiblemente placas en forma de L.

La placa superior 107 puede estar atornillada a la parte superior de la carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1. La placa inferior puede estar atornillada a la parte inferior de la carcasa 12 del dispositivo capturador de imágenes 1. La placa superior 107 y la placa inferior pueden estar unidas a la placa trasera 106 por medio de dispositivos de descarga de vibraciones 108. Los dispositivos de descarga de vibraciones 108 son preferiblemente de goma. La placa trasera 106 está unida al tablero 105.

En algunas realizaciones (no mostradas), la unión entre la placa trasera 106 y la placa superior 107 es tal que se consigue un ángulo de orientación particular de la placa trasera 106 con respecto a la placa superior 107 (por ejemplo, un ángulo de orientación diferente al ángulo mostrado en la figura 10). Así, se consigue un ángulo de orientación particular del dispositivo capturador de imágenes 1 y de las fuentes de luz fijadas a la carcasa 12 con respecto al vehículo autopropulsado 100, de tal manera que el dispositivo capturador de imágenes 1 es capaz de capturar imágenes desde una dirección distinta a la mostrada en la figura 10. Por ejemplo, la orientación del dispositivo capturador de imágenes 1 puede ser una orientación hacia abajo, de manera que imágenes captadas por el dispositivo capturador de imágenes 1 pueden mostrar una porción mayor de un suelo sobre el que el vehículo autopropulsado 100 está volando. O por ejemplo, la orientación del dispositivo capturador de imágenes 1 puede ser una orientación hacia arriba, de modo que imágenes captadas por el dispositivo capturador de imágenes 1 pueden mostrar una porción mayor de un techo bajo el cual el vehículo autopropulsado 100 está volando.

El tablero 105 puede soportar una carcasa 104 que aloja componentes eléctricos, como la unidad de procesado 4 o la memoria/memorias a bordo para almacenar imágenes de resolución completa y/o de baja resolución. La unidad de procesado 4 puede estar conectada electrónicamente al dispositivo capturador de imágenes 1 mediante cables 109.

El vehículo autopropulsado 100 comprende un conector de batería 110 para suministrar potencia a los componentes eléctricos del vehículo autopropulsado 100 (entre otros, motores eléctricos 102, unidad de procesado 4, dispositivo capturador de imágenes 1 y dispositivo emisor de luz).

La figura 4 muestra una distribución de ejemplo de los pulsos de potencia de iluminación de encendido de un dispositivo emisor de luz 3. Por ejemplo, los pulsos de potencia de iluminación de encendido pueden ser enviados por la unidad de disparo 21 a fuentes de luz 3. La unidad de disparo 21 puede tomar la energía requerida para los pulsos de potencia de iluminación de encendido de una fuente de alimentación 5. En la figura 4 puede distinguirse cuatro zonas correspondientes a diferentes rangos de tiempo. Una primera zona 31 y una tercera zona 33 en las que hay más pulsos de potencia de iluminación de encendido por unidad de tiempo, y una segunda zona 32 en la que hay menos pulsos de potencia de iluminación de encendido por unidad de tiempo. En la figura 4, las fuentes de luz 3 se encienden cuando la tensión aumenta por encima de un determinado valor de tensión (es decir, en cada línea aproximadamente vertical).

Como puede observarse en la figura 4, la primera zona 31 comienza en 0 ms y termina aproximadamente en 240 ms. Los pulsos de potencia de iluminación de la primera zona 31 y de la tercera zona 33 tienen un período de 20 ms y alcanzan una tensión máxima de aproximadamente 11.0 V. La tercera zona 33 comienza aproximadamente a los 590 ms y se extiende hasta el final del gráfico, aunque en la práctica puede durar más de lo que se muestra en la figura 4. Los pulsos de luz emitidos por las fuentes de luz 3 cuando están sujetas a los pulsos de potencia de iluminación de la primera zona 31 o de la tercera zona 33 son adecuados para capturar imágenes que tienen baja resolución porque hay un elevado número de pulsos de potencia de iluminación (y por tanto de pulsos de luz) por unidad de tiempo.

La segunda zona 32 presenta dos pulsos de potencia de iluminación a aproximadamente 310 y 370 s respectivamente. La segunda zona 32 tiene una duración de aproximadamente 120 ms. Durante este tiempo la unidad de procesado 4 vacía la memoria intermedia del sensor de imagen y realiza algunas configuraciones relacionadas con el tiempo de cierre para la siguiente captura de una imagen de alta resolución. El pulso de potencia de iluminación a 310 ms de la segunda zona 32 alcanza una tensión máxima de aproximadamente 11.0 V. El pulso de potencia de iluminación a 370 ms de la segunda zona 32 alcanza una tensión máxima de aproximadamente 11.0 V. Los pulsos de luz emitidos por las fuentes de luz 3 cuando están sujetas a los pulsos de potencia de iluminación de la segunda zona 32 son adecuados para capturar imágenes que tienen una resolución completa, porque hay un bajo número de pulsos de potencia de iluminación (y por lo tanto de pulsos de luz) por unidad de tiempo. Así las fuentes de luz 3 pueden mantenerse encendidas durante una mayor duración sin quemarse, permitiendo más tiempo para capturar cada imagen (es decir, permitiendo un mayor tiempo de exposición por imagen capturada). Estas imágenes de resolución completa pueden ser utilizadas para generar modelos 3D de las superficies de los alrededores del vehículo autopropulsado.

Como se ha explicado arriba cada pulso de potencia de iluminación de encendido de la segunda zona 32 dura más que un pulso de potencia de iluminación de encendido de la primera o la tercera zona 31, 33. Las fuentes de luz 3 generan luz durante toda la duración (o toda la anchura) de cada pulso de potencia de iluminación. La Fig. 4 muestra un primer punto 71 de ejemplo de un pulso de potencia de iluminación en el que las fuentes de luz 3 se encienden y un segundo punto 72 de ejemplo del pulso en el que las fuentes de luz 3 se apagan. Además, la Fig. 4 muestra una duración 73 del pulso de luz generado por dicho pulso de potencia de iluminación. Tan pronto como se apagan las fuentes de luz en el punto 72, el consumo de energía se reduce considerablemente hasta el siguiente pulso de potencia de iluminación, ya que las fuentes de luz 3 no consumen energía de iluminación, al estar apagadas. Desde el punto 72, en el que las fuentes de luz 3 están apagadas, hasta el siguiente pulso de potencia de iluminación, la mayor parte del consumo de energía puede deberse a la descarga de una capacitancia parásita. Estas diferentes porciones de un pulso de potencia de iluminación se apreciarán mejor en referencia a la figura 7.

La cuarta zona 34 de la figura 4 se extiende aproximadamente entre 420 ms y 580 ms. Durante la cuarta zona 34 las imágenes de resolución completa capturadas en la segunda zona 32 son transferidas a la unidad de procesado 4 para almacenamiento en una memoria a bordo.

Además, la figura 4 muestra pulsos de tensión de disparo 41,42 que se repiten en el mismo período que los pulsos de potencia de iluminación 32, 31, 33. Como se puede apreciar en la figura 4, los pulsos de disparo 41 , 42 empiezan casi al mismo tiempo que los pulsos de luz empiezan y terminan casi al mismo tiempo que los pulsos de luz terminan. Los pulsos de tensión de disparo 41, 42 son aplicados por el dispositivo capturador de imágenes 1 a una unidad de disparo de alta velocidad 21 para provocar que la unidad de disparo de alta velocidad envíe un pulso de potencia de iluminación 32, 31, 33. Pulsos de disparo 41 son adecuados para capturar imágenes de resolución completa. Pulsos de disparo 42 son adecuados para capturar imágenes de menor resolución. Se muestra en la figura 4 que un pulso de disparo 41 correspondiente a la segunda zona 32 dura más que un pulso de disparo 42 correspondiente a la primera o tercera zona 31, 33.

La figura 4 muestra que cada pulso de disparo 41, 42 recibido por la unidad de disparo de alta velocidad 21 comienza casi al mismo tiempo que un pulso de potencia de iluminación enciende las fuentes de luz 3 ya que puede observarse que el comienzo de un pulso de disparo 41, 42 es casi colineal con la porción vertical de un pulso de potencia de iluminación. En realizaciones en las que la unidad de disparo de alta velocidad 21 recibe el pulso de tensión de disparo 41, 42 una vez que se ha iniciado el tiempo de exposición, se consigue una mayor eficiencia energética en comparación con el encendido de las fuentes de luz 3 antes de iniciar el tiempo de exposición.

Además, la figura 4 muestra que los pulsos de disparo 41 y 42 del dispositivo capturador de imágenes 1 alcanzan un valor máximo de aproximadamente 2.5 V.

En la figura 5 se pueden distinguir dos zonas correspondientes a diferentes rangos de tiempo. Una primera zona 31 en la que hay un número elevado de pulsos de potencia de iluminación (y por tanto de pulsos de luz) por unidad de tiempo y una segunda zona 32 en la que hay un número bajo de pulsos de potencia de iluminación (y por tanto de pulsos de luz) por unidad de tiempo. Las fuentes de luz 3 se encienden cuando la tensión del pulso de potencia de iluminación aumenta por encima de un valor de tensión particular (es decir, en cada línea aproximadamente vertical).

Como puede observarse en la figura 5, la primera zona 31 comienza en 0 ms y termina aproximadamente en 150 ms. Cada pulso de iluminación de la primera zona 31 alcanza una tensión máxima de aproximadamente 11.0 V. La segunda zona 32 comienza aproximadamente a los 230 ms y termina aproximadamente a los 310 ms.

Los pulsos de luz emitidos por las fuentes de luz 3 cuando se sujetan a los pulsos de potencia de iluminación de encendido de la primera zona 31 son adecuados para capturar imágenes que tienen una baja resolución porque hay muchos pulsos de potencia de iluminación (y por tanto pulsos de luz) por unidad de tiempo.

La segunda zona 32 presenta dos pulsos de luz a aproximadamente 230 y 300 ms respectivamente. El pulso de potencia de iluminación de encendido a 230 ms de la segunda zona 32 alcanza una tensión máxima de aproximadamente 11.0 V. El pulso de potencia de iluminación a 300 ms de la segunda zona 32 alcanza una tensión máxima de aproximadamente 11.0 V.

Los pulsos de luz emitidos por fuentes de luz 3 cuando se sujetan a los pulsos de potencia de iluminación de la segunda zona 32 son adecuados para capturar imágenes que tienen una resolución completa, porque hay un bajo número de pulsos de potencia de iluminación (y por lo tanto de pulsos de luz) por unidad de tiempo. Así, las fuentes de luz 3 pueden mantenerse encendidas durante un período de tiempo más largo sin quemarse, permitiendo más tiempo para capturar cada imagen.

La figura 5 muestra los pulsos de disparo 41, 42 que se repiten en el mismo periodo que los pulsos de potencia de iluminación 32, 31,33. Como puede apreciarse en la figura 5, los pulsos de disparo 41, 42 comienzan casi al mismo tiempo que comienzan los pulsos de luz y terminan casi al mismo tiempo que terminan los pulsos de luz. Los pulsos de tensión de disparo 41, 42 son aplicados por el dispositivo capturador de imágenes 1 a una unidad de disparo de alta velocidad 21 para provocar que la unidad de disparo de alta velocidad envíe un pulso de potencia de iluminación 32, 31. Los pulsos de disparo 41 son adecuados para capturar imágenes de resolución completa. Los pulsos de disparo 42 son adecuados para capturar imágenes de menor resolución. En la figura 5 se muestra que la duración de un pulso de disparo 41 de la segunda zona 32 es mayor que la duración de un pulso 42 de la primera zona 31.

La figura 6 muestra una vista ampliada de la zona 31 de la figura 4 o de la figura 5. La figura 6 divulga que cada pulso de disparo 42 recibido por la unidad de disparo de alta velocidad 21 es iniciado casi al mismo tiempo que un pulso de potencia de iluminación enciende las fuentes de luz 3. En realizaciones en las que la unidad de disparo de alta velocidad 21 recibe el pulso de tensión de disparo 42 una vez que se ha iniciado el tiempo de exposición, se consigue una mayor eficiencia energética en comparación con el encendido de las fuentes de luz 3 antes de iniciar el tiempo de exposición.

Además, la figura 6 muestra que los impulsos de disparo 42 recibidos por la unidad de disparo de alta velocidad 21 tienen una frecuencia de 50 pulsos por segundo y los pulsos de potencia de iluminación de fuentes de luz 3 presentan la misma frecuencia, 50 pulsos por segundo. Los pulsos de disparo del obturador 1 alcanzan un valor máximo de 2.5 V.

La figura 7 muestra una vista ampliada de un pulso de potencia de iluminación 311 de la primera zona 31 de la figura 6. El pulso de potencia de iluminación 311 enciende las fuentes de luz 3 a aproximadamente 100 js , y apaga las fuentes de luz 3 a aproximadamente 140 js . El pulso de disparo 43 recibido por la unidad de disparo de alta velocidad 21 se inicia casi al mismo tiempo que el pulso de potencia de iluminación 311 enciende las fuentes de luz 3. El dispositivo capturador de imágenes 1 deja de capturar la imagen antes de que la electrónica asociada al dispositivo emisor de luz se apague completamente. Si el pulso de potencia de iluminación 311 y el pulso de disparo 43 mostrados en la figura 7 tuvieran lugar con la frecuencia indicada en la figura 6, el dispositivo emisor de luz 3 presentaría un ciclo de trabajo de aproximadamente el 0.2%.

Energía consumida debido a iluminación tiene lugar mientras las fuentes de luz 3 están encendidas (p. ej. en la figura 7 entre 100 y 140 js . aproximadamente). Mientras las fuentes de luz 3 están apagadas, se requiere energía eléctrica para parte del resto de la electrónica implicada (p. ej. puede ser necesaria para descargar una capacitancia parásita), pero mientras las fuentes de luz 3 están apagadas dicha parte de la electrónica consume una cantidad de energía que es negligible comparada con la energía consumida mientras las fuentes de luz 3 están encendidas.

Las figuras 8 y 9 divulgan representaciones esquemáticas 50, 60 de imágenes capturadas por el dispositivo capturador de imágenes 1. Dichas imágenes son ejemplos de imágenes en escala de grises que tienen una baja resolución, las cuales son adecuadas para ser procesadas rápidamente por la unidad de procesado 4 en una ejecución de una aplicación de emparejamiento de imágenes.

Después de capturar una imagen, tal como una imagen en escala de grises representada por 50 o una imagen en escala de grises representada por 60, la unidad de procesado 4 busca e identifica puntos de enlace 511, 611 dentro de la imagen capturada y guarda los puntos de enlace 511, 611 en una memoria a bordo. Las figuras 8A y 9A respectivamente muestran puntos de enlace 511, 611 de ejemplo que han sido identificados por la unidad de procesado 4 en imágenes representadas por 50 y 60 respectivamente.

Se puede observar en las figuras 8A y 9A que los puntos de enlace 511, 611 corresponden a características de las imágenes representadas por 50 y 60 respectivamente que tienen un alto contraste de color (p. ej. un alto contraste de sombra gris) con su contorno adyacente y al mismo tiempo tienen una forma particular que es distinta de las formas adyacentes a dichas características. El alto contraste de tono de gris puede no apreciarse en las representaciones 50 y 60 si dichas representaciones son en blanco y negro, sin embargo pueden apreciarse en las figuras 8B y 9B respectivamente. De este modo, la unidad de procesado 4 identifica características del entorno del vehículo autopropulsado representadas por los puntos de enlace 511, 611 y realiza emparejamiento de los puntos de enlace entre imágenes subsiguientemente capturadas para calcular la posición del vehículo con respecto a su entorno, pudiendo así navegar basándose en dicha posición calculada.

Más específicamente, la figura 8A muestra una pluralidad de barras interconectadas en la que la unidad de procesado 4 ha identificado una primera pluralidad de puntos de enlace 511 de barras que se cruzan y una segunda pluralidad de puntos de enlace 511 de salientes de barras.

La figura 9A muestra una pluralidad de barras interconectadas en la que la unidad de procesado 4 ha identificado una primera pluralidad de puntos de enlace 611 que corresponden a regiones en las que una barra cambia de dirección, una segunda pluralidad de puntos de enlace 611 que corresponden a regiones en las que se barras que tienen distintas direcciones longitudinales intersecan, una tercera pluralidad de puntos de enlace 611 de barras que se cruzan y una cuarta pluralidad de puntos de enlace 611 de salientes de barras.

De esta manera, las mismas características de los alrededores del vehículo autopropulsado pueden ser identificadas en imágenes capturadas consecutivamente y, por lo tanto, la unidad de procesado 4 del vehículo autopropulsado puede calcular la posición y el movimiento relativo del vehículo autopropulsado con respecto a dichas características de los alrededores.

En este texto, el término "comprende" y sus derivaciones (como "comprendiendo", etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos términos no deben interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo descrito y definido pueda incluir otros elementos, pasos, etc.

Por otra parte, la invención obviamente no se limita a la(s) realización(es) específica(s) aquí descrita(s), sino que también abarca cualquier variación que cualquier experto en la materia pueda considerar (por ejemplo, en cuanto a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro del ámbito general de la invención tal como se define en las reivindicaciones.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un vehículo autopropulsado (100) que comprende:

- un dispositivo emisor de luz para emitir pulsos de luz; y

- un dispositivo capturador de imágenes (1) para capturar imágenes del entorno del vehículo autopropulsado (100), comprendiendo el dispositivo capturador de imágenes (1) sensores de luz y un obturador; en el que - el dispositivo emisor de luz está coordinado con el obturador del dispositivo capturador de imágenes (1), de manera que una imagen (50) del entorno del vehículo autopropulsado (100) es capturada por el dispositivo capturador de imágenes (1) durante al menos parte de la duración de un pulso de luz;

- el dispositivo emisor de luz está configurado para emitir pulsos de luz en los que cada pulso de luz tiene una duración inferior a 5000 ps; y

- el vehículo autopropulsado es un dron aéreo;

caracterizado en que

el dispositivo capturador de imágenes (1) está configurado para convertir luz en señales eléctricas sin usar ningún amplificador eléctrico para proporcionar ganancia a señales de imagen generadas por los sensores de luz del dispositivo capturador de imágenes, y en que

los pulsos de luz son pulsos de luz de alta potencia para reducir ruido de imagen en las imágenes capturadas por el dispositivo capturador de imágenes (1).

2. El vehículo autopropulsado (100) de la reivindicación 1, en el que cada pulso de luz tiene una duración inferior a 2000 ps, y preferentemente en el que cada pulso de luz tiene una duración superior a 20 ps.

3. El vehículo autopropulsado (100) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el vehículo autopropulsado (100) está configurado para adaptar la duración de los pulsos de luz, durante movimiento del vehículo autopropulsado (100), a luz reflejada por objetos situados dentro del campo de visión del dispositivo capturador de imagen (1), estando la duración adaptada en función de al menos una imagen (50) de los objetos previamente capturada por el dispositivo capturador de imagen (1).

4. El vehículo autopropulsado (100) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el vehículo autopropulsado (100) está configurado para emitir pulsos de luz con un ciclo de trabajo de entre 0.05% y 10%.

5. El vehículo autopropulsado (100) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo capturador de imágenes (1) está configurado para capturar al menos 50 imágenes (50) por segundo.

6. El vehículo autopropulsado (100) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el vehículo autopropulsado (100) está configurado para ser guiado según posiciones relativas entre una primera pluralidad de puntos de enlace (511) de una imagen (50) capturada por el dispositivo capturador de imágenes (1) y una segunda pluralidad de puntos de enlace (511) de otra imagen (50) capturada por el dispositivo capturador de imágenes (1), donde la primera pluralidad de puntos de enlace (511) son representaciones visuales de ubicaciones de los alrededores del vehículo autopropulsado (100) y la segunda pluralidad de puntos de enlace (511) son representaciones visuales de las ubicaciones de los alrededores del vehículo autopropulsado (100) representadas por la primera pluralidad de puntos de enlace (511).

7. El vehículo autopropulsado (10) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el vehículo autopropulsado (100) está configurado para realizar emparejamiento de puntos de enlace (511) presentes en distintas imágenes (50), en el que los puntos de enlace (511) son identificables dentro de imágenes (50) capturadas durante pulsos de luz sin patrón.

8. El vehículo autopropulsado (100) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el obturador del dispositivo de imagen (1) es un obturador global.

9. El vehículo autopropulsado (100) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo capturador de imágenes (1) comprende un sensor de imagen (14) que comprende un conjunto de sensores de luz y el dispositivo capturador de imágenes (1) está configurado para agrupar sensores de luz adyacentes del conjunto de sensores de luz para reducir resolución de píxeles de una imagen (50) capturada.

10. El vehículo autopropulsado (100) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo emisor de luz comprende un difusor de luz.

11. El vehículo autopropulsado (100) de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:

- el dispositivo de imagen (1) comprende una lente de imagen, y

- el dispositivo emisor de luz comprende una pluralidad de fuentes de luz (3), cada fuente de luz (3) orientada en una dirección que forma un ángulo de entre 35° y 55° con respecto al eje óptico de la lente de imagen (11) del dispositivo capturador de imagen (1).

12. Un método de captura de imágenes (50) desde un vehículo autopropulsado (100), comprendiendo el método:

- emitir pulsos de luz hacia un objetivo, en el que cada pulso de luz tiene una duración inferior a 5000 ps; y

- capturar imágenes (50) del objetivo, estando el objetivo situado en el entorno del vehículo autopropulsado (100); en el que

- las imágenes (50) son capturadas por el dispositivo capturador de imágenes que comprende sensores de luz;

- el paso de capturar imágenes (50) del objetivo está coordinado con los pulsos de luz emitidos hacia el objetivo de tal manera que una imagen (50) es capturada durante al menos parte de una duración de un pulso de luz; y

- el vehículo autopropulsado es un dron aéreo;

caracterizado en que

se convierte luz en señales eléctricas por el dispositivo capturador de imágenes sin usar ningún amplificador eléctrico para proporcionar ganancia a señales de imagen generadas por los sensores de luz del dispositivo capturador de imágenes, y en que

los pulsos de luz son pulsos de luz de alta potencia para reducir ruido de imagen de las imágenes capturadas por el dispositivo capturador de imágenes (1).

13. El método de la reivindicación 12, que además comprende un paso de calcular información de posicionamiento de vehículo para proporcionar instrucciones de guiado al vehículo autopropulsado (100), en el que el paso de calcular información de posicionamiento de vehículo comprende procesar imágenes (50) capturadas de acuerdo con un algoritmo de emparejamiento de imágenes.

14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 12-13, en el que el dispositivo autopropulsado (100) es según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11.