WO2004015833A1 - Método y dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales - Google Patents

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WO2004015833A1
WO2004015833A1 PCT/ES2002/000389 ES0200389W WO2004015833A1 WO 2004015833 A1 WO2004015833 A1 WO 2004015833A1 ES 0200389 W ES0200389 W ES 0200389W WO 2004015833 A1 WO2004015833 A1 WO 2004015833A1
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linear
inspection
infrastructure
images
data
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PCT/ES2002/000389
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French (fr)
Inventor
Angel María GUERRA LLAMAS
Manuel Domingo FERNÁNDEZ PELLICER
Domingo FERNÁNDEZ ÁLVAREZ
Alfonso Delgado Sancho
María José SÁENZ DE BURUAGA MOLINA
Tomás NISTAL RODRIGUEZ
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Unión Fenosa Distribución, S.A.
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device, installed in a mobile, for inspection of linear infrastructures, such as railways, overhead power lines, gas pipelines etc.
  • the purpose of the invention consists in the visual and thermographic control of these linear infrastructures in a fast and safe way, which is carried out with great precision and in a totally autonomous way, without the need for human intervention in the collection of information from which said control will be carried out; so that the mobile that collects this information can move at a higher speed than when the supervision is done manually.
  • aerial inspection devices have been used, generally installed in helicopters, which incorporate gyro-stabilized platforms with infrared spectrum sensors for thermographic inspection and visible spectrum for visual inspection.
  • the two types of inspection mentioned are usually carried out, one more general and environmental monitoring and another that is equivalent to that carried out by an inspector who goes up to the support in search of defects in the components of the line, that supposes the need to carry out two types of aerial inspections at different speeds: while the general inspection can be carried out at 40 - 60 m / h, the detailed one is carried out between 7 and 20 km / h, depending on the tension of the line.
  • Airborne systems for the inspection of overhead power lines are known as those shown by Japanese patents of publication number JP-03060311, JP-03060312 and JP-03060313, which consist of an image capture system of overhead power lines that focus in the capture of images through a TV camera, for later and when returning to the base, reproduce such images converting them into digital images that are stored and subsequently processed.
  • the processing of these images is oriented towards the detection of sudden brightness variations, which may indicate an anomaly in said line.
  • JP-10117415 and JP-04156212 which are based on the treatment and subsequent digitization of the images captured by a TV camera operated from a helicopter, to be treated on the ground, can also be commented on, where, through certain parameters, such as the brightness of these images and the sudden changes thereof, anomalies in such airlines are detected.
  • all these inventions are based on the treatment of the captured images, but none of them affects a fundamental defect of these systems, such as the slowness and the lack of stability in the process of capturing images of the line.
  • the method and device for the inspection of linear infrastructures that is recommended solves in a completely satisfactory way the problem previously exposed, allowing by means of a single inspection and the intervention of a single operator that controls all the systems, an inspection of the linear infrastructure to a lower economic cost.
  • the proposed invention refers to a method for the inspection of linear infrastructures, such as for example aerial power lines, automatically or semi-automatically, through the devices embarked on an air or land mobile that are independent. of this one, and that are managed by a single operator that controls all the systems.
  • linear infrastructures such as for example aerial power lines
  • the inspection method is structured in two phases. First, the collection of information, which is carried out by means of the device shipped on the mobile, for example, a helicopter, and which among others has two gyro-stabilized platforms that operate autonomously and simultaneously, one of which will be responsible for collect the panoramic images and the other one in charge of collecting the detail images, the second phase of the method being that of the post - process later that is done in the laboratory.
  • the method consists, in short, in the collection of information made from the mobile, which can be aerial or land, of the trace of the power line or of the linear infrastructure in question, based on the knowledge of the system of the spatial positions of the facilities to be checked during the inspection.
  • the information collection phase the following operations are carried out:
  • Panoramic visual capture of the sequence of images of the trace and environment of the line automatically or semi-automatically - Automatic detailed capture of images of the components of the line with high spatial resolution.
  • Measurement of relative distances between conflicting points from the images captured from the line, such as the distance between the driver and the terrain, other lines, nearby buildings, roads, etc. Automatic detection of hot spots from infrared spectrum images
  • Embedded gyrostabilized platforms will operate autonomously, simultaneously, and independently, thereby achieving a panoramic and detailed inspection without the need for the helicopter to stop when it reaches the supports.
  • the resulting spatial resolution in the images is higher, and allows a greater degree of detail to be appreciated than in the panoramic images during the post-process in the laboratory.
  • the panoramic sensors of the first platform perform a scan on the line, directed either automatically by the automatic pointing device, or manually, by the operator's intervention on the control console of this platform.
  • automatic pointing is performed based on the position predefined line, the position of the helicopter obtained through a global satellite positioning system such as GPS and inertial systems that determine the attitude of the helicopter. If the operation is performed manually, due to the absence of position data of the infrastructure to be analyzed, it will be the operator himself who will guide this first platform.
  • the detail sensors of the second platform automatically point to one of the default objects before the mission.
  • the aiming line is defined based on the predefined position of all the objects, and the position and attitude of the helicopter measured.
  • the second platform uses the collected data. for the first, which obtains panoramic images, to automatically point to various elements of the linear infrastructure.
  • the means or devices on board allow, from the data stored and acquired in real time, to calculate and control the sight lines of each of the image capture systems that form the device, said sight lines and fields of vision being of image acquisition devices independent of each other, and parameterizable depending on the type of linear infrastructure to be inspected.
  • the operator is assisted by a navigation system or geographic information that indicates the position of the helicopter and the trajectory followed, the trace of the lines on which the inspection is being carried out and the mapping of the surrounding area. They are also shown, to facilitate the inspection operation, the pointing lines and fields of vision of the different sensors.
  • All on-board systems are independent of the helicopter's own avionics: inertial systems, GPS, altimeters, audio intercoms, etc., so the system is completely portable and adaptable to different helicopters or mobiles intended for inspection.
  • on-board systems are also managed by a single operator, which controls all systems with a single interface.
  • the central unit embarked on the mobile stores or records all the information obtained in a related way: GPS flight positions, positions of the support bases, panoramic visual images, detail visual, infrared spectrum images, helicopter attitude, time flight, etc., in such a way that in the subsequent treatment in the laboratory the entire inspection can be reproduced synchronously, allowing direct access to any of the data sources from a single input.
  • the mobile can be aerial, and more specifically a helicopter, which will fly over said line at a constant speed of between 80 and 100 km / h, at a vertical distance on the ground of about 50-65 meters, with a displacement lateral on the axis of the line between 0 and 15 meters.
  • the speed is reduced to 35 - 60 km / h.
  • All this information processed during a first inspection in a specific installation may be used in subsequent inspections, refeeding the system and thereby improving its performance.
  • Figure 1. Shows a block diagram of the on-board devices with which the first phase or stage of the inspection method is performed.
  • Figure 2. Shows a block diagram of the devices used in the post-process laboratory with which the second phase or stage is performed of the inspection method.
  • the on-board system (11) is formed by two gyro-stabilized platforms.
  • the panoramic platform is formed by two gyro-stabilized platforms.
  • (1) which can be directed automatically or manually, is responsible for capturing images in video format, with a wide and fixed field of vision, in order to diagnose the environment of the line: trees, crossings, etc. and which also has a high resolution radiometric infrared sensor that provides infrared images in PAL format and thermograms that are stored in digital format for later analysis.
  • the other platform (2) which obtains the detailed information, is formed by a digital video system, which captures high resolution digital photographs. The subsequent processing of these photographs will provide detailed information on the state of the facilities (staples, cables, insulators, protection devices, etc.).
  • an AHRS inertial system (3) is also included to measure the attitude of the helicopter at each moment, a GPS receiver (4) with real-time differential correction that provides the position of the helicopter in time real; a management computer (5) containing a module that allows changes to be made to the mission previously generated in the laboratory; another that gives the necessary navigation and pointing data for the mission to be carried out, and stores the data at the same time as the mission is executed; another that controls the digital camera, and another that controls the infrared camera; a navigation computer (6) that contains a module that calculates at every moment the line of sight of the platforms for the automatic realization of the mission and a module that indicates the status of all the equipment that makes up the embarked system and gives a signal alarm in the event of failure in any of these devices; Digital image capture computer (7) that stores in real time and without compression the digital photographs taken with the detail platform (2); thermogram capture computer
  • the devices (4, 5, 6, 7, 8 and 9) are incorporated in an industrial rack that integrates all these devices, with a single keyboard that allows access to different computers or CPUs and view images from any of the sources , also collecting with the same time base all the data and images necessary for the subsequent treatment of the information in the laboratory.
  • FIG. 2 The devices that are part of the post-process (12) are shown in Figure 2, in which these devices are schematically shown, which act together with the specific algorithms developed to automate and optimize the tasks performed during the analysis in the laboratory and which basically consist of a post-process PC (13) that encompasses a whole series of devices necessary for the treatment of images such as a Detail Image Capture Card (14), a Video Image Digitization Card (15 ), an infrared image scanning card (16), two communications ports (17 and 18), a SCSI controller card (19), as well as the corresponding display monitors (20), DVD (21), CD-ROM (22) and video units (23 and 24).
  • a post-process PC (13) that encompasses a whole series of devices necessary for the treatment of images such as a Detail Image Capture Card (14), a Video Image Digitization Card (15 ), an infrared image scanning card (16), two communications ports (17 and 18), a SCSI controller card (19), as well as the corresponding display monitors (20), DVD (21), CD-ROM (22) and video units (
  • the efficiency of the first inspection carried out in an installation may be lower than the one defined as objective.
  • the data obtained in this first inspection would feed the system, so that the efficiency of the inspection in subsequent inspections is increased.

Abstract

Consiste en un método y los correspondientes dispositivos que de modo automático o manual lleva a cabo la inspección de infraestructuras lineales como pueden ser las líneas eléctricas, que es controlado por un único operador. El sistema está dividido principalmente en dos fases, la embarcada en el móvil y la del post - proceso posterior en el que se emite el informe definitivo. El equipo embarcado cuenta con dos plataformas (1) y (2) giroestabilizadas, una de las cuales (1) es la encargada de recoger las imágenes panorámicas que darán una información general de las líneas, y la otra (2) se encarga de la adquisición automática de las imágenes de detalle.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA LA INSPECCIÓN DE INFRAESTRUCTURAS LINEALES
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un método y un dispositivo, instalado en un móvil, de inspección de infraestructuras lineales, como vías férreas, líneas eléctricas aéreas, gasoductos etc.
El propósito de la invención consiste en el control visual y termográfico de estas infraestructuras lineales de una forma rápida y segura, que se efectúe con una gran precisión y de forma totalmente autónoma, sin necesidad de intervención humana en la captación de la información a partir de la cual se realizará dicho control; de forma que el móvil que realiza la captación de dicha información pueda desplazarse a una velocidad superior a cuando la supervisión se efectúa manualmente.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El correcto mantenimiento de ciertas infraestructuras lineales, como son las líneas eléctricas aéreas, así como la gestión de su inventariado, ha cobrado una especial relevancia debido a las necesidades generadas en las compañías eléctricas de optimización de las instalaciones, de reducción de los costes de explotación, de aumento de la flabilidad del suministro, y de mejora del servicio y confianza de los clientes. Tradicionalmente, la 'inspección de las líneas aéreas de alta y media tensión se ha venido realizando desde tierra, por cuadrillas o brigadas que recorren a pie las líneas, apoyados por vehículos todo terreno.
Estas inspecciones, que se realizan con una periodicidad que es función del tipo de línea, la política de la compañía o es incluso estipulada legalmente, necesitan de manera general una doble inspección. Una de recorrido rápido, con el objetivo de detectar grandes anomalías que puedan surgir en la propia línea y vigilar el entorno, y otra más detallada, que se efectúa a veces subiendo a los apoyos de la línea, con el objetivo de detectar posibles defectos en los componentes de la misma.
Desde hace años, se han venido utilizando dispositivos de inspección aéreos, generalmente instalados en helicópteros, que incorporan plataformas giroestabilizadas con sensores de espectro infrarrojo para la inspección termográfica y de espectro visible para la inspección visual .
En líneas de alta tensión, normalmente se realizan los dos tipos de inspección mencionados, una más general y de vigilancia del entorno y otra que equivale a la que realizaría un inspector que subiese al apoyo en busca de defectos de los componentes de la línea, lo que supone la necesidad de realizar dos tipos de inspecciones aéreas a diferente velocidad: mientras la inspección general puede realizarse a 40 - 60 m/h, la detallada se realiza entre 7 y 20 km/h, dependiendo de la tensión de la línea.
Las líneas de media tensión, inferior a 45 kv. , presentan además una problemática añadida, que hace poco viable económicamente la utilización de sistemas aerotransportados convencionales para inspeccionarlas . En concreto estas líneas son mucho más quebradas y por tanto más difíciles de seguir desde el helicóptero, además de que el número de derivaciones existentes origina una mayor cantidad de vuelos no operativos, que disminuyen enormemente la eficiencia de la inspección, lo que repercute directamente en el coste, haciendo poco rentable la aplicación de estos sistemas.
Son conocidos sistemas aerotransportados para la inspección de líneas eléctricas aéreas como los mostrados por las patentes japonesas de número de publicación JP-03060311, JP-03060312 y JP-03060313, que consisten en un sistema de captación de imágenes de líneas eléctricas aéreas que se centran en la captación de imágenes a través de una cámara de TV, para posteriormente y cuando se regresa a la base, reproducir tales imágenes convirtiéndolas en imágenes digitales que son almacenadas y posteriormente procesadas. El procesamiento de estas imágenes se orienta hacia la detección de variaciones de brillo bruscos, que pueden indicar una anomalía en la citada línea.
Igualmente se pueden comentar las patentes Japonesas de números de publicación JP-10117415 y JP- 04156212, que se basan en el tratamiento y posterior digitalización de las imágenes captadas por parte de una cámara de TV operada desde un helicóptero, para ser tratadas en tierra, donde a través de unos ciertos parámetros como el brillo de estas imágenes y los cambios bruscos del mismo se logra detectar anomalías en tales líneas aéreas. Sin embargo todas estas invenciones se basan en el tratamiento de las imágenes captadas, pero ninguna de ellas incide en un defecto primordial de estos sistemas como es la lentitud y la falta de estabilidad en el proceso de captación de imágenes de la línea.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El método y dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria el problema anteriormente expuesto, permitiendo mediante una única inspección y la intervención de un único operador que controla la totalidad de los sistemas, una inspección de la infraestructura lineal a un coste económico inferior.
Para ello y de forma más concreta la invención propuesta se refiere a un método para la inspección de infraestructuras lineales, como por ejemplo líneas eléctricas aéreas, de forma automática o semiautomática, a través de los dispositivos embarcados en un móvil aéreo o terrestre que son independientes de éste, y que son gestionados por un único operador que controla todos los sistemas.
El método de inspección está estructurado en dos fases. En primer lugar, la recogida de información, que se realiza mediante el dispositivo embarcado en el móvil, por ejemplo, un helicóptero, y que entre otros cuenta, con dos plataformas giroestabilizadas que operan autónoma y simultáneamente, una de las cuales será la encargada de recoger las imágenes panorámicas y la otra la encargada de recoger las imágenes de detalle, siendo la segunda fase del método la del post - proceso posterior que se realiza en el laboratorio.
El método consiste, en definitiva, en la captación de información realizada desde el móvil, que puede ser aéreo o terrestre, de la traza de la línea eléctrica o de la infraestructura lineal de que se trate, basándose en el conocimiento por parte del sistema de las posiciones espaciales de las instalaciones a revisar durante la inspección. En la fase de recogida de información se realizan las siguientes operaciones:
Captación visual panorámica de la secuencia de imágenes de la traza y entorno de la línea de manera automática o semi-automática - Captación detallada automática de imágenes de los componentes de la línea con alta resolución espacial .
Captación termográfica de los componentes de la línea a través de una cámara de espectro infrarrojo con detector de alta sensibilidad radiométrica, con captura automática de imágenes en formato digital
Captación de datos relativos a la posición y actitud del helicóptero, actitud de los dispositivos captadores de imagen, líneas de apuntamiento de los sensores, y demás datos de navegación, con una base de tiempos común.
En la fase de postproceso se realizan:
Reproducción sincrónica de la misión con edición de las fuentes de datos almacenados, para realizar sobre ellas la inspección y evaluación del estado de la instalación. - Posicionamiento de apoyos o componentes de la línea o su entorno, que permite calcular la situación exacta de cualquiera de estos puntos con una precisión inferior a 3 metros. Medida de distancias relativas entre puntos conflictivos a partir de las imágenes captadas de la línea, como son la distancia entre el conductor y el terreno, otras líneas, edificaciones cercanas, carreteras, etc . - Detección automática de puntos calientes a partir de las imágenes en espectro infrarrojo
Las plataformas giroestabilizadas embarcadas funcionarán de manera autónoma, simultáneamente, y de manera independiente, logrando por ello una inspección panorámica y de detalle sin necesidad de que el helicóptero se detenga al llegar a los apoyos.
La captación de imágenes de detalle con la suficiente resolución espacial se consigue gracias, por una parte, a que el sensor encargado de capturar estas imágenes tiene un alto número de elementos sensibles
(pixeles) , y por otra a que el campo de visión es menor.
La resolución espacial resultante en las imágenes es superior, y permite apreciar mayor grado de detalle que en las imágenes panorámicas durante el post-proceso en laboratorio .
Los sensores panorámicos de la primera plataforma realizan un barrido sobre la línea, dirigidos bien de manera automática por el dispositivo de apuntamiento automático, o bien manualmente, mediante la intervención del operador sobre la consola de control de esta plataforma. En el primer caso el apuntamiento automático se realiza en función de la posición predefinida de la línea, la posición del helicóptero obtenida mediante un sistema de posicionamiento global por satélite como GPS y sistemas inerciales que determinan la actitud del helicóptero. Si se realiza la operación manualmente, debido a la ausencia de datos de posición de la infraestructura a analizar, será el propio operador quien guiará esta primera plataforma.
Los sensores de detalle de la segunda plataforma apuntan automáticamente a uno de los objetos predeterminados antes de la misión. En el modo de funcionamiento automático la línea de apuntamiento queda definida a partir de la posición predefinida de todos los objetos, y la posición y actitud del helicóptero medidas En el caso de que la primera plataforma sea guiada manualmente, la segunda plataforma utiliza los datos recogidos por la primera, que obtiene imágenes panorámicas, para apuntar automáticamente a diversos elementos de la infraestructura lineal.
Los medios o dispositivos embarcados permiten, a partir de los datos almacenados y adquiridos en tiempo real, calcular y controlar las líneas de mira de cada uno de los sistemas de captación de imágenes que forman el dispositivo, siendo dichas líneas de mira y campos de visión de los dispositivos de adquisición de imágenes independientes entre sí, y parametrizables en función del tipo de infraestructura lineal a inspeccionar.
En esta inspección aérea, el operador se ve ayudado por un sistema de navegación o información geográfica que indica la posición del helicóptero y la trayectoria seguida, la traza de las líneas sobre la que se está realizando la inspección y la cartografía de la zona circundante. Se muestran además, para facilitar la operación de inspección, las líneas de apuntamiento y campos de visión de los distintos sensores.
Todos los sistemas embarcados son independientes de la aviónica propia del helicóptero: sistemas inerciales, GPS, altímetros, intercomunicadores de audio, etc., por lo que el sistema es completamente portable y adaptable a diferentes helicópteros o móviles destinados a la inspección.
Estos sistemas embarcados son además gestionados por un único operador, que controla la totalidad de los sistemas con un único interface. La unidad central embarcada en el móvil almacena o graba toda la información obtenida de manera conexa: posiciones GPS de vuelo, posiciones de las bases de los apoyos, imágenes en visual panorámica, visual de detalle, imágenes de espectro infrarrojo, actitud del helicóptero, tiempo de vuelo, etc., de tal manera que en el tratamiento posterior en el laboratorio puede reproducirse toda la inspección de manera sincrónica, permitiendo el acceso directo a cualquiera de las fuentes de datos a partir de una única entrada.
Toda estas capacidades del sistema, y siempre que exista información sobre la posición geográfica de la instalación hacen posible que el dispositivo sea capaz de apuntar de manera automática los sensores hacia dicha instalación de tal manera que no sería necesaria la intervención manual del operador, que únicamente tendrá que realizar las verificaciones necesarias sobre el correcto funcionamiento de todos los equipos del sistema.
Para realizar la operación de inspección, y en el caso concreto de que se trate de una línea eléctrica de media tensión, el móvil puede ser aéreo, y más concretamente un helicóptero, que sobrevolará dicha línea a una velocidad constante de entre 80 y 100 km/h, a una distancia vertical sobre el terreno de unos 50-65 metros, con un desplazamiento lateral sobre el eje de la línea de entre 0 y 15 metros. En el caso de que se trate de una línea de alta tensión, la velocidad se reduce a 35 - 60 km/h.
Una vez realizada la inspección aérea, toda la información se traslada al laboratorio en el que se procesa toda la información recogida en campo, y se analizan los datos e imágenes obtenidos por la unidad instalada en el móvil, emitiendo finalmente el informe con el diagnóstico y evaluación realizados. Finalmente se diseña un sistema de gestión que se acomode a las necesidades de cada cliente, de manera que la información aportada a los responsables de mantenimiento sea la base adecuada para la programación de un correcto y eficaz mantenimiento.
Dado que las posiciones obtenidas del GPS no se corresponden con las coordenadas de* los objetos visualizados en las imágenes, si no con la posición del helicóptero, se han desarrollado algoritmos de triangulación para el cálculo de la posición 3D global de un objeto a partir de dos imágenes en las que éste aparezca, que se utilizan tanto para posicionar los defectos detectados, como para corregir datos relativos a la posición de la instalación que pudieran estar mal cargados en la base de datos de partida.
Para esta fase de post - proceso en laboratorio, y con el objeto de reducir el trabajo de análisis de la información capturada durante el sobrevuelo de la línea y minimizar los posibles errores humanos, se han desarrollado los siguientes algoritmos:'
" de medida de distancias 3D relativas entre dos puntos,
" de posicionamiento mediante coordenadas absolutas
" de mejora y realce de imágenes en espectro visible e infrarrojo, " de detección automática de puntos calientes mediante un proceso de erosión morfológica
Toda esta información procesada durante una primera inspección en una instalación concreta, podrá ser utilizada en inspecciones posteriores, realimentando el sistema y mejorando de esa manera su rendimiento.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra un diagrama de bloques de los dispositivos embarcados con los que se realiza la primera fase o etapa del método de inspección.
La figura 2. - Muestra un diagrama de bloques de los dispositivos utilizados en el laboratorio de post - proceso con los que se realiza la segunda fase o etapa del método de inspección.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
En las figuras reseñadas, concretamente en la figura 1, se ha representado un diagrama de bloques de los dispositivos embarcados con los que se realiza la primera fase o etapa del método de inspección.
El sistema embarcado (11) está formado por dos plataformas giroestabilizadas. La plataforma panorámica
(1), que puede ser dirigida automática o manualmente, se encarga de captar imágenes en formato vídeo, con un campo de visión amplio y fijo, para poder realizar el diagnóstico del entorno de la línea: arbolado, cruzamientos, etc. y que cuenta además con un sensor infrarrojo de alta resolución radiométrica que proporciona imágenes infrarrojas en formato PAL y termogramas que se almacenan en formato digital para su posterior análisis.
La otra plataforma (2) , que obtiene la información de detalle, está formada por un sistema de vídeo digital, que captura fotografías digitales de alta resolución. El posterior procesado de estas fotografías ofrecerá información de detalle del estado de las instalaciones (grapas, cables, aisladores, dispositivos de protección, etc.) .
Ambas plataformas (1) y (2) son orientadas
(10) , manual o automáticamente la primera y automáticamente la segunda, de tal forma que se captan imágenes simultáneas con dos campos de visión y resolución distintos. Entre los dispositivos embarcados (11) , se incluye también un sistema inercial AHRS (3) para la medida de la actitud del helicóptero en cada instante, un receptor GPS (4) con corrección diferencial en tiempo real que proporciona la posición del helicóptero en tiempo real; un ordenador de gestión (5) que contiene un módulo que permite realizar cambios sobre la misión previamente generada en el laboratorio; otro que da los datos necesarios de navegación y apuntamiento para que se realice la misión, y que almacena los datos a la vez que se ejecuta la misión; otro que controla la cámara digital, y otro que controla la cámara de infrarrojos; un ordenador de navegación (6) que contiene un módulo que calcula en cada instante la línea de mira de las plataformas para la realización automática de la misión y un módulo que indica el estado de todos los equipos que componen el sistema embarcado y da una señal de alarma en el caso de que se produzca el fallo en cualquiera de estos equipos; Ordenador de captura de imágenes digitales (7) que almacena en tiempo real y sin compresión las fotografías digitales que se toman con la plataforma de detalle (2) ; ordenador de captura de termogramas (8) que realiza la captura de termogramas en formato digital para la realización de un posterior análisis en laboratorio; y finalmente, los videos registradores (9) formato DV -
CAM.
Los dispositivos (4, 5, 6, 7, 8 y 9) se encuentran incorporados en un rack industrial que integra todos estos dispositivos, contando con un único teclado que permite acceder a los distintos ordenadores o CPU's y visionar imágenes de cualquiera de las fuentes, recogiendo además con la misma base de tiempos todos los datos e imágenes necesarios para el posterior tratamiento de la información en el laboratorio. Los dispositivos que forman parte del post - proceso (12) se muestran en la figura 2, en la que esquemáticamente se muestran dichos dispositivos, que actúan junto con los algoritmos específicos desarrollados para automatizar y optimizar las tareas realizadas durante el análisis en el laboratorio y que consisten básicamente en un PC post - proceso (13) que engloba toda una serie de dispositivos necesarios para el tratamiento de las imágenes como son una Tarjeta de captura de imágenes de detalle (14), una Tarjeta de digitalización de imagen de vídeo (15) , una Tarjeta de digitalización de imagen infrarroja (16), dos puertos de comunicaciones (17 y 18), una tarjeta controladora SCSI (19), así como los correspondientes monitores de visualización (20) , DVD (21) , CD - ROM (22) y unidades de vídeo (23 y 24) .
En el caso de que los datos de partida no sean demasiado precisos, la eficiencia de la primera inspección que se realice en una instalación pueda resultar inferior a la definida como objetivo. En este caso, los datos obtenidos en esta primera inspección realimentarían al sistema, de tal forma que se aumente la eficiencia de la inspección en posteriores inspecciones.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1.- Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales caracterizado porque consta de medios, instalados en un móvil, de adquisición y captación automática de imágenes y datos de dicha infraestructura lineal, basándose en el conocimiento por parte del sistema de las posiciones espaciales de las instalaciones que se desea inspeccionar.
2. - Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales caracterizado porque consta de medios, instalados en un móvil, de adquisición y captación automática o semi-automática de imágenes y datos de dicha infraestructura lineal, basándose en el conocimiento por parte del sistema de las posiciones espaciales de las instalaciones que se desea inspeccionar. •
3.- Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la captación de las imágenes y datos de la instalación inspeccionada se realiza con independencia del movimiento del móvil, y simultáneamente con varios ángulos y líneas de visión.
4. - Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado por disponer de medios que a partir de los datos almacenados y adquiridos en tiempo real por el sistema es capaz de calcular y controlar las líneas de mira de los sistemas de captación de imágenes y/o datos que constituyen el dispositivo.
5.- Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según la reivindicación 4 caracterizado porque las líneas de mira y campos de visión de los dispositivos de adquisición de imágenes y datos son independientes entre sí y parametrizables según las características especificas de la infraestructura a inspeccionar .
6.- Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dispone de una unidad post proceso, no embarcada en el móvil, que permite el tratamiento de la información y/o señales obtenidas por la unidad embarcada en el móvil .
7.- Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por disponer de medios capaces de calcular la posición geográfica de cualquier punto y la distancia relativa entre dos puntos cualesquiera de las imágenes captadas con cualquiera de los sensores del dispositivo .
8.- Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por constar de dos plataformas giroestabilizadas que operan autónoma y simultáneamente, que disponen de sensores visuales, sensores infrarrojos y cámaras de vídeo digitales de alta resolución
9.- Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque los sistemas de adquisición de imágenes proporcionan simultáneamente imágenes de la infraestructura en su entorno así como imágenes de detalle de los componentes de la infraestructura.
10. - Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1 a
9 caracterizado por incorporar sistemas de grabación y almacenamiento de la información generada por los sensores visuales, infrarrojos, de navegación y control, y de audio que forman el dispositivo, con una base de tiempos común.
11.- Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1 a
10 caracterizado porque el móvil donde se instala es una aeronave
12. - Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque el móvil donde se instala es un vehículo terrestre
13.- Dispositivo para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 1 a 10 y 11 caracterizado porque el móvil donde se embarca dicho dispositivo es un helicóptero.
14.- Método para la inspección de infraestructuras lineales que comprende:
- Empleo de los datos relativos a la posición espacial de la infraestructura lineal que se pretende controlar.
- Captación automática visual panorámica de la infraestructura lineal a ser inspeccionada en formato vídeo de la infraestructura y de su entorno.
- Captación automática visual detallada de los componentes de la infraestructura lineal a ser inspeccionada, mediante ' imágenes digitales de los componentes de dicha infraestructura.
- Captación automática en espectro infrarrojo de los componentes de la infraestructura lineal inspeccionada y detección en post - proceso en dichas imágenes de posibles puntos calientes en la instalación
- Grabación por parte de la unidad embarcada de los datos obtenidos por los sensores, cámaras de filmación, dispositivos de navegación y control, y de audio que forman parte del dispositivo con una base común de tiempos.
- Utilización de un sistema de post-proceso, no instalado en el móvil, que gestiona y analiza los datos e imágenes obtenidos por la unidad instalada en éste durante la inspección de la infraestructura lineal
- Almacenamiento de los datos procesados por la unidad post-proceso.
Generación de informes sobre el estado, situación y defectos encontrados en la infraestructura lineal analizada.
15. - Método para la inspección de infraestructuras lineales que comprende:
- Captación visual panorámica de la infraestructura lineal a ser inspeccionada y su entorno, mediante operación manual con intervención del operador, y en formato vídeo.
- Captación automática visual detallada de los componentes de la infraestructura lineal a ser inspeccionada, mediante imágenes digitales de los componentes de dicha infraestructura.
- Captación automática en espectro infrarrojo de los componentes de la infraestructura lineal inspeccionada y detección en post - proceso en dichas imágenes de posibles puntos calientes en la instalación
- Grabación por parte de la unidad embarcada de los datos obtenidos por los sensores, cámaras de filmación, dispositivos de navegación y control, y de audio que forman parte del dispositivo con una base de tiempos común.
- Utilización de un sistema post-proceso, no instalado en el móvil, que gestiona y analiza los datos e imágenes obtenidos por la unidad instalada en el móvil durante la inspección de la infraestructura lineal
- Almacenamiento de los datos procesados por la unidad post-proceso.
Generación de informes sobre el estado, situación y . defectos encontrados en la infraestructura lineal analizada.
16.- Método para la inspección de infraestructuras lineales según las reivindicaciones 14 ó 15 caracterizado porque los datos de posicionamiento de la infraestructura lineal obtenidos y tratados por la unidad post-proceso tienen la precisión necesaria para alimentar al sistema en sucesivas inspecciones de las infraestructuras lineales.
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