ES2641509T3

ES2641509T3 - Procedimiento y sistema para construir un modelo tridimensional a partir de imágenes de satélite

Info

Publication number: ES2641509T3
Application number: ES14165716.3T
Authority: ES
Inventors: Leif Haglund; Ola NYGREN; Folke Isaksson; Johan Borg
Original assignee: Vricon Systems AB
Current assignee: Maxar International Sweden AB
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2017-11-10
Anticipated expiration: 2034-04-24
Also published as: US9547935B2; ES2640346T3; EP3002552B1; DK2910899T3; EP2910899A1; EP2910899B1; DK3002552T3; EP3232155A1; EP3002552A1; US20150243072A1; PL3002552T3; PL2910899T3

Abstract

Un procedimiento (200) para construir un modelo tridimensional de un área de interés en la superficie de un planeta, comprendiendo el procedimiento: - proporcionar (210) una pluralidad de imágenes bidimensionales procedentes de satélites, en el que cada imagen bidimensional de la pluralidad de imágenes bidimensionales cubre, al menos parcialmente, el área de interés, y en el que cada subárea del área de interés está cubierta por un mínimo de tres imágenes, tomadas desde distintos ángulos, de entre la pluralidad de imágenes bidimensionales; - llevar a cabo (220) ajustes de haz para la pluralidad de imágenes bidimensionales; - dividir (230) el área de interés en partes, caracterizado por, para cada parte del área de interés: - tomar (310) todas las posibles combinaciones de dos imágenes de entre el mínimo de tres imágenes que cubren esa parte del área de interés, tomadas desde distintos ángulos, de entre la pluralidad de imágenes bidimensionales; y - establecer (320) una correspondencia de coincidencia de puntos para cada combinación de dos imágenes, de forma que se logre un conjunto de puntos para cada combinación; - combinar (330) los conjuntos de puntos para los cuales se estableció una correspondencia de coincidencia de puntos, de forma que se logre un conjunto final de puntos; - construir (240; 340) un modelo tridimensional de dicha parte del área de interés en función del conjunto final de puntos; y - combinar (250) los modelos tridimensionales procedentes de cada parte del área de interés en un modelo tridimensional de toda el área de interés, en el que las imágenes de la pluralidad de imágenes bidimensionales son tomadas desde al menos dos satélites distintos.

Description

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tridimensional como una representación superficial. En otro ejemplo, se representa el modelo tridimensional como una representación de vóxeles. En un ejemplo, el modelo tridimensional incluye información de textura. En un ejemplo, el modelo tridimensional es una nube de puntos.

La Fig. 4 muestra un corte bidimensional del aspecto que pueden tener los puntos para los cuales se ha establecido una correspondencia de puntos en un área. En este ejemplo, se esbozan tres puntos 91a, 91b, 91c. Cuando se lleva a cabo la invención, el número de puntos que se utiliza es normalmente mucho mayor que tres. Sin embargo, aquí, con fines ilustrativos, solo se muestran tres pares. En un ejemplo, se atribuye una incertidumbre 92a, 92b, 92c a cada punto 91a, 91b, 91c. La incertidumbre puede ser distinta para distintos puntos, según se indica en la figura. La incertidumbre también está en la tercera dimensión (no mostrada en la figura). En un ejemplo, la incertidumbre es distinta en distintas direcciones (no indicadas en la figura).

La Fig. 5 muestra un croquis esquemático de un ejemplo de la invención para proporcionar un modelo tridimensional para una parte de un área de interés, AOI. En este ejemplo de la invención, se proporcionan para la parte del AOI tres imágenes 111, 112, 113 tomadas desde tres ángulos distintos. Entonces, en la etapa 310 del procedimiento 300, se toman todas las combinaciones posibles de dos imágenes de estas tres imágenes, es decir, la imagen 121 es una combinación de la imagen 111 y de la imagen 112, la imagen 122 es una combinación de la imagen 111 y de la imagen 113, y la imagen 123 es una combinación de la imagen 112 y de la imagen 113. Para esas tres combinaciones 121, 122, 123 se generan entonces puntos según se ha descrito anteriormente. Finalmente, se combinan, entonces, los puntos en un único conjunto de puntos 130.

La Fig. 6 es un ejemplo esquemático de cómo se pueden combinar los puntos. Las imágenes combinadas 121, 122, 123 se corresponden con las imágenes combinadas de la Fig. 5. Para cada imagen combinada se generarán puntos como se ha descrito anteriormente con respecto a la Fig. 3. Aquí, como ejemplo, se generan cuatro puntos en cada imagen combinada; por ejemplo, los puntos 121a, 121b, 121c, 121d en la imagen combinada 121. En la práctica, según se ha mencionado anteriormente, el número de puntos será normalmente mucho mayor que eso y, con fines ilustrativos, aquí solo está limitado a cuatro. También se generan puntos en las imágenes combinadas 122, 123. Los números de referencia han sido omitidos para no sobrecargar la Fig. 6. En un ejemplo, se calcula una incertidumbre para los puntos, según se indica para el punto 121d. No se muestra aquí la tercera dimensión para no sobrecargar la figura. Se han omitido posibles incertidumbres para los otros puntos 121a, 121b, 121c para no sobrecargar la Fig. 6. En un ejemplo, en la siguiente etapa se eliminan los puntos 141, 142, 143 para cada imagen combinada 121, 122, 123 según algunos criterios como se ha descrito anteriormente con más detalle. En el ejemplo de la Fig. 6 se ha eliminado un punto en la etapa 142 de la imagen combinada 122 dado que la incertidumbre de este punto era mayor que la incertidumbre de los puntos correspondientes en las otras imágenes combinadas 121, 123. En el ejemplo de la Fig. 6, se ha eliminado otro punto en la etapa 143 de la imagen combinada 123 dado que la distancia entre ese punto y el centroide definido por el punto 121b y los puntos correspondientes en las otras imágenes combinadas 122 y 123 es mucho mayor que la distancia de los puntos correspondientes en las imágenes combinadas 121 y 123 hasta ese centroide. Finalmente, los puntos se combinan según se ha descrito en la etapa 330 de la Fig. 3. En un ejemplo, se toman los valores medios en la posición entre los puntos correspondientes. Entonces, se considera que estos valores medios son el conjunto final de puntos. En el ejemplo de la Fig. 6, se ha calculado el conjunto final de puntos 130a, 130b, 130c, 130d tomando el valor medio del punto 121a y los otros dos puntos correspondientes en 152 y 153 para lograr el punto 130a, tomando el valor medio del punto 121b y el otro punto correspondiente en 152 para lograr el punto 130b, tomando el valor medio del punto 121c y los otros dos puntos correspondientes en 152 y 153 para lograr el punto 130c, y tomando el valor medio del punto 121d y el otro punto correspondiente en 153 para lograr el punto 130d.

La Fig. 7 muestra un croquis de un área 700 de interés y de cómo pueden cubrirla normalmente las imágenes procedentes de satélites. En la Fig. 7 las imágenes procedentes de satélites son dibujadas con líneas más delgadas que el AOI. Algunas partes del AOI están cubiertas por más imágenes que otras partes. Algunas imágenes, como la imagen 701, se encuentran parcialmente fuera del AOI, y parcialmente en la misma. Otras imágenes, como 702 se encuentran completamente dentro del AOI. En un ejemplo, una imagen cubre toda el AOI (no mostrada en la Fig. 7). En el ejemplo de la Fig. 7, algunas de las imágenes tienen distintos tamaños. En un ejemplo (no mostrado), las imágenes tienen distintas orientaciones y/o distintas formas. En un ejemplo, al menos algunas de las imágenes son tomadas desde distintos satélites. En un ejemplo, muchas más imágenes que las indicadas en la Fig. 7 están cubriendo, al menos parcialmente, el AOI.

La Fig. 8 muestra un sistema 800 para construir un modelo tridimensional de un área de interés en la superficie de un planeta. El sistema comprende una memoria 810 o medios para tener acceso a una pluralidad de imágenes bidimensionales procedentes de satélites, en el que cada imagen bidimensional de la pluralidad de imágenes bidimensionales cubre, al menos parcialmente, el área de interés, y estando cubierta cada subárea del área de interés por al menos tres imágenes, tomadas desde distintos ángulos, de entre la pluralidad de imágenes bidimensionales. En un ejemplo, la memoria 810 comprende la pluralidad de imágenes bidimensionales. En un ejemplo, el sistema comprende medios para tener acceso a la pluralidad de imágenes bidimensionales. En un ejemplo, se almacena la pluralidad de imágenes bidimensionales en una base de datos. En un ejemplo, se almacena la pluralidad de imágenes bidimensionales en una o más ubicaciones remotas y los medios para tener acceso a la pluralidad de imágenes bidimensionales están dispuestos para suministrar la pluralidad de imágenes

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bidimensionales mediante una red disponible. En un ejemplo, se suministra la pluralidad de imágenes bidimensionales mediante una comunicación inalámbrica. En un ejemplo, se suministra la pluralidad de imágenes bidimensionales mediante una combinación alámbrica. El acceso a la pluralidad de imágenes bidimensionales se proporciona, en un ejemplo, por medio de una interfaz (no mostrada en la figura).

El sistema 800 comprende, además, un elemento 820 de procesamiento. El elemento 820 de procesamiento está dispuesto para llevar a cabo un ajuste de haz para la pluralidad de imágenes bidimensionales. El elemento de procesamiento está dispuesto, además, para dividir el área de interés en partes, y, para cada parte del área de interés, tomar todas las posibles combinaciones de dos imágenes de entre el mínimo de tres imágenes que cubren esa parte del área de interés, tomadas desde distintos ángulos, de entre la pluralidad de imágenes bidimensionales, para establecer una correspondencia de coincidencia de puntos para un conjunto de puntos para cada combinación tal de dos imágenes, para combinar los conjuntos de puntos y para construir un modelo tridimensional de dicha parte del área de interés en función del conjunto combinado de puntos. El elemento 820 de procesamiento está dispuesto, aún más, para combinar los modelos tridimensionales procedentes de cada parte del área de interés en un modelo tridimensional de toda el área de interés.

En un ejemplo, el elemento 820 de procesamiento está dispuesto, además, para analizar las imágenes en la pluralidad de imágenes bidimensionales según una o más de las propiedades de la cubierta de nubes, de los ángulos desde los cuales se toma una imagen, de qué época del año se toma una imagen, de qué fecha se toma una imagen, de qué hora del día se toma una imagen, de qué resolución tiene una imagen, de qué satélite se toma una imagen, de en qué colores se toma una imagen y para desestimar imágenes de un procesamiento adicional que no satisfagan requisitos predeterminados sobre las propiedades mencionadas anteriormente. En un ejemplo, la memoria 810 o los medios para tener acceso a una pluralidad de imágenes bidimensionales procedentes de satélites están dispuestos, además, para proporcionar al menos una imagen adicional después de que se haya construido un modelo tridimensional, proporcionándose originalmente dicha al menos una imagen adicional por al menos un satélite que tiene menos precisión en la determinación de la dirección en la que apunta que los satélites que proporcionaron originalmente las imágenes utilizadas para construir el modelo tridimensional, y no incluyéndose dicha al menos una imagen adicional en la pluralidad de imágenes bidimensionales. En este ejemplo, el elemento 820 de procesamiento está dispuesto, además, para utilizar el modelo tridimensional construido para rectificar dicha al menos una imagen adicional, y para reconstruir el modelo tridimensional. La reconstrucción del modelo tridimensional se lleva a cabo de la misma forma que se construyó el anterior modelo tridimensional (véase la Fig. 2), en el que ahora la pluralidad de imágenes bidimensionales incluye también dicha al menos una imagen adicional.

En un ejemplo, el elemento 820 de procesamiento comprende una o más unidades de procesamiento. En un ejemplo, el elemento de procesamiento comprende varias unidades de procesamiento. En un ejemplo, las unidades de procesamiento están situadas en ubicaciones remotas y dispuestas para comunicarse entre sí.

El sistema 800 comprende, en un ejemplo, un programa de ordenador que comprende un código de programa para ejecutar el procedimiento para construir un modelo tridimensional de un área de interés en la superficie de un planeta.

En un ejemplo, el sistema 800 también comprende una unidad 830 de presentación. La unidad de presentación está dispuesta para presentar el modelo tridimensional construido. En un ejemplo, la unidad 830 de presentación es un medio de visualización. En un ejemplo, la unidad 830 de presentación es una pantalla. En un ejemplo, la unidad 830 de presentación es una impresora. En un ejemplo, la unidad 830 de presentación es un proyector. En un ejemplo, la unidad 830 de presentación está dispuesta para recibir información del elemento 820 de procesamiento.

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