ALANDI ESCRIG, Francisco Antonio (c/ Puzol 10, Sagunto - Valencia, E-46500, ES)
| Reivindicaciones 1 . Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, de los que se incorporan en las aeronaves para diferentes aplicaciones, caracterizado porque está compuesto esencialmente por dos partes, la parte embarcada (30) ubicada en una aeronave y la parte receptora (31 ) ubicada en cualquier parte del mundo; en la parte embarcada (30) se dispone de unos sensores (1 ) y (2) los cuales captan vídeo e imágenes y envían una señal analógica que llega directamente a dos codificadores de vídeo (4) y (6), y a un switch electrónico (3); dichos codificadores de vídeo (4) y (6) proporcionan un vídeo IP en H.264 de gran calidad para su grabación en una unidad de almacenamiento digital (9); el codificador de vídeo (5) controla el switch electrónico (3), al cual entran dos señales de vídeo analógico y los cables de control de cada uno de los sensores (1 ) y (2); como salida, el switch electrónico (3) tiene una sola señal de vídeo de un único sensor y sus cables de control, que están directamente conectados al codificador de vídeo (5); de forma remota se puede enviar una señal al codificador (5) con el fin de hacer conmutar al switch electrónico (3) para que proporcione a su salida la señal de un sensor u otro (1 ) ó (2); la salida del switch electrónico (3) que le llega al codificador (5), es codificada a vídeo IP en H.264 o a una imagen, en el caso de que sea vídeo la tasa de transmisión está delimitada entre 32 Kbps y 432 Kbps para adecuarlo al ancho de banda del canal que nos proporciona el satélite (14); el vídeo codificado para la grabación en la unidad de almacenamiento digital (9) se realiza a 4-CIF a un máximo de 30 fps; el codificador de vídeo (5), está controlado desde el PC (17) situado en la parte receptora (31 ), pudiendo cambiar entre el sensor (1 ) y (2) que está visionando y el control sobre el mismo, mediante el switch electrónico (3); las señales de entrada de dicho switch electrónico (3) son los cables de control y vídeo analógico de cada uno de los sensores (1 ) y (2) y como señal de salida, los cables de control y de vídeo del sensor seleccionado; al mismo tiempo el PC (17) de la parte receptora puede estar grabando todo lo que se está transmitiendo desde la parte embarcada (30); los datos enviados al satélite (14) (principalmente vídeo IP, imágenes y datos de control), son enviados por medio de una antena (13), la cual dispone de un apuntamiento automático. 2. Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, según reivindicación primera, caracterizado porque el mini PC (10), está respaldado por un SAI (8) con su batería (7), que alimenta y apaga el mini PC (10) cuando no se detecte tensión de alimentación; dicho SAI (8) transmite una orden por cable hasta el mini PC (10), para que el software se cierre correctamente y no haya pérdidas en las grabaciones realizadas. 3. Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, según reivindicación primera, caracterizado porque el equipo de control y modulación (1 1 ) conecta todos los codificadores (4), (5), (6) y el mini PC (10) mediante conexiones ethernet; las conexiones entre el amplificador y filtro de bajo ruido (12), antena (13) y el equipo de control y modulación (1 1 ), conectadas por cables coaxiales, permiten a la antena realizar un apuntamiento automático al satélite (14) gracias a los módulos de GPS y NRS integrados. 4. Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, según reivindicación primera, caracterizado porque cualquier PC (17), junto con un router / modem (16), con conexión a Internet (15), en cualquier parte del mundo es capaz de ver el vídeo e imágenes que captan los sensores (1 ) y (2) en tiempo real. 5. Sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, según reivindicación primera, caracterizado porque es ampliable, pudiendo añadir 3 sensores adicionales con sus tres codificadores, para tener mayor visión de la zona que se desea controlar y visionar. |
SATÉLITE EN TIEMPO REAL.
Objeto de la invención
El objeto de la presente patente de invención es presentar un nuevo sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, compuesto por dos partes principales: la unidad embarcada en la aeronave y la unidad receptora.
La unidad embarcada posee sensores de captación de vídeo e imágenes, un switch electrónico, varios codificadores, un mini PC, una unidad de almacenamiento digital, un SAI, una batería y un sistema de transmisión por satélite. El sistema es completado por la unidad receptora, la cual está compuesta por un computador con conexión a Internet y puede estar situado en cualquier parte del mundo donde se recibirán los datos transmitidos de los sensores situados en la parte embarcada en la aeronave.
Dicho sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, también permite que los sensores sean controlados de forma remota, liberando al piloto de carga de trabajo.
Este nuevo sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real está pensado especialmente para aplicarlo al sector aeronáutico donde debido a las circunstancias, sea necesario disponer de un sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, sin limitación de cobertura y conectividad permanente como por ejemplo; en prevención y extinción de incendios, labores de vigilancia de fronteras, control de plagas, control de inundaciones, control de cultivos, control de bancos de peces, etc. Antecedentes de la invención
Hasta la fecha, los sistemas más comunes para la transmisión de vídeo desde aeronaves, tienen la desventaja de tener una cobertura limitada. Poseen dos partes una embarcada y otra receptora.
La embarcada tiene la función de capturar vídeo, procesarlo y transmitirlo a un destinatario situado en la parte receptora. Esta parte receptora es donde se reciben los datos directamente, que debe estar situada dentro del alcance de la zona cobertura generada por la aeronave. Esto implica una gran dependencia de la orografía del terreno ya que es necesario tener una línea de visión entre ambas partes, lo que lleva a grandes limitaciones a la hora de definir las posibles ubicaciones de la parte receptora.
Otros sistemas, tienen en la parte receptora una conexión por satélite que les permite difundir la señal de la parte embarcada a cualquier parte del planeta, pero continúan teniendo la limitación de situar esta parte receptora en la zona de cobertura de la aeronave.
A la limitación del rango de acción de la aeronave, se unen los problemas por el uso de frecuencias de transmisión en el que este tipo de sistemas puedan trabajar y la potencia máxima permitida; cada país tiene una legislación diferente del uso del espectro radioeléctrico y esto dificulta la sencilla y rápida portabilidad de estos sistemas a otros países.
Los sistemas aquí citados son empleados principalmente en helicópteros y aviones no tripulados.
Un buen ejemplo a citar es la solicitud de patente n Q de publicación ES 2
133 239 llamado "Sistema de vigilancia y reconocimiento aéreo para la prevención de incendios". En este sistema se describe como una aeronave no tripulada transporta sensores de visible e infrarrojos y mediante un sistema de comunicaciones vía radio se comunica con una receptor terrestre cercano situado en un vehículo a donde envía el vídeo captado.
Con respecto a los sistemas de comunicaciones por satélite para aeronaves, los sistemas del mercado no proporcionaban un ancho de banda suficiente para la transmisión de vídeo, al estar enfocados tradicionalmente a las comunicaciones de voz, con anchos de banda para datos entorno a los 9 Kbps. Este ancho de banda no es suficiente para enviar vídeo.
Recientemente ha aparecido una nueva tecnología que permite aumentar el ancho de banda de datos en las comunicaciones por satélite. Esta solución por satélite es utilizada por el servicio forestal de los Estados Unidos de América que emplea un sistema para escanear el terreno y crear un mapa por medio de imágenes para después enviarlo por satélite. Las principales diferencias son que su sistema no transmite vídeo y el mapeado del terreno, lleva un tiempo considerable ya que se toman imágenes de alta definición y gran tamaño. Su sistema está equipado con cámaras fotográficas muy voluminosas y con equipos de transmisión con antenas de tipo array, con una longitud entorno a un metro. Todo esto hace que este sistema únicamente pueda instalarse en aeronaves medias-grandes que vuelen a una altura entorno a los 10.000 pies. Este sistema está pensado para supervisar la evolución de un gran fuego en un área muy extensa.
Nuestro sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real es mucho más portable, compacto y ligero, además de aportar unas mejores prestaciones de comunicación por satélite, y estar enfocado a pequeñas aeronaves que vuelan a una altura inferior, dando una visión mucho más detallada y en tiempo real de lo que se quiere supervisar.
En el actual estado de la técnica no se relata ningún sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, como el que se relata en la presente patente de invención.
Descripción de la invención
El presente sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real posee considerables ventajas frente a los sistemas anteriores. La cobertura, es proporcionada por una constelación de satélites geoestacionarios dando conectividad al sistema en todo el mundo (excepto en las regiones polares), permitiendo tener un enlace estable y permanente por el que se realizarán las comunicaciones de datos (vídeo, imágenes, datos de control). Estos datos serán transmitidos siempre que la parte receptora lo solicite.
Uno de los retos principales superados ha sido el de disponer de ancho de banda suficiente para poder transmitir vídeo IP desde una aeronave en movimiento, así como equipos con capacidad para no perder la conexión con el satélite durante el vuelo.
Otro de los principales desafíos ha sido el de tener la capacidad tecnológica suficiente para controlar, codificar y comprimir las señales de los sensores a tecnología IP para así poder transmitirlas en tiempo real por satélite con gran calidad y poder controlar el sistema en remoto desde el receptor.
Así mismo las frecuencias en las que emite el sistema, se pueden emplear en cualquier país al trabajar con frecuencias internacionalmente reconocidas para comunicaciones por satélite, por lo que no existe problema alguno a la hora de emplear este sistema en cualquier parte del mundo. Lo que facilita su comercialización.
El sistema lo componen dos partes principales: la parte embarcada en la aeronave y la parte receptora.
La parte embarcada posee sensores de captación de vídeo e imágenes, un switch electrónico, varios codificadores, un computador, una unidad de almacenamiento digital, un SAI, una batería y un sistema de transmisión por satélite. El sistema es completado por la parte receptora, la cual está compuesta por un computador con un modem/router que le proporciona conexión a Internet y puede estar situado en cualquier parte del mundo donde se recibirán los datos transmitidos de los sensores situados en la parte embarcada en la aeronave.
El funcionamiento es el siguiente: en la parte embarcada en la aeronave, cada sensor tiene un codificador asociado, estos se encargan de codificar el vídeo analógico a vídeo IP en H.264, para posteriormente enviarlo a un computador que almacena estos datos en una unidad de almacenamiento digital. El computador está respaldado energéticamente por un SAI con su batería correspondiente, para garantizar su correcto funcionamiento.
Adicionalmente, la señal de vídeo de cada uno de los sensores, junto con sus cables de control, son enviados a un switch electrónico, el cual posee únicamente una salida de señal vídeo y otra de control. Su función principal es la de conmutar de un grupo de entradas a otro, para obtener a la salida el vídeo y el control de un solo sensor. La conmutación la lleva acabo el codificador asociado a la transmisión por satélite, que mediante la apertura y cierre de un relé hace conmutar al switch, consiguiendo que al codificador le entre la señal de vídeo y los datos de control de un único sensor.
La señal de vídeo de entrada al codificador asociado a la transmisión por satélite, se digitaliza y comprime a vídeo I P en H.264, proporcionando un flujo de datos de salida comprendido entre 32 Kbps y 432 Kbps, adaptando así la señal al ancho de banda que nos proporciona el satélite.
Del mismo modo los datos de control de los sensores son codificados, para que desde la parte receptora puedan controlarse como si se estuviera en la propia aeronave, pudiendo hacer zoom y moverlos 360 Q , liberando al piloto de carga de trabajo.
Este sistema está pensado para que la aeronave pueda volar por cualquier parte del mundo (excepto las regiones polares) transmitiendo vídeo e imágenes en directo hacia cualquier parte del planeta sin limitaciones de cobertura y con la ventaja de que el usuario final únicamente necesita una simple conexión a Internet y un PC; este apuntará, con el software adecuado, a la dirección I P pública del sistema de comunicaciones por satélite de la parte embarcada, pudiendo ver, controlar y cambiar de sensor remotamente. La transmisión desde la aeronave se realizará única y exclusivamente cuando un usuario lo demande remotamente.
Los equipos utilizados permiten que sea un sistema que pueda ser utilizado en una amplia gama de modelos de aeronaves, ya que no suponen un peso ni un tamaño desmesurado y a diferencia de otros sistemas, el tamaño de la antena para transmisión por satélite es reducido.
Las razones por las cuales se considera un sistema versátil son : la posibilidad de operar con distintos tipos de sensores, dimensiones y peso del sistema, características de la antena, la capacidad del sistema de transmitir vídeo e imágenes de gran calidad gracias a nuestra codificación en tiempo real a cualquier parte del mundo y la posibilidad de controlar los sensores remotamente. Todo esto aplicado al sector aeronáutico es muy útil por ejemplo para aeronaves de prevención y extinción de incendios, labores de vigilancia de fronteras, control de plagas, control de inundaciones, control de cultivos, control de bancos de peces, etc. 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, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, una figura en la cual, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- Figura 1 : Diagrama de bloques del sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real.
Realización preferente de la invención
Como es posible observar en la figura adjunta, el sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, objeto de la presente patente de invención comprende dos partes principales, la parte embarcada (30) ubicada en una aeronave y la parte receptora (31 ) ubicada en cualquier parte del mundo.
En la parte embarcada (30) se dispone de unos sensores (1 ) y (2) los cuales captan el vídeo e imágenes y envían una señal analógica que llega directamente a dos codificadores de vídeo (4) y (6), y a un switch electrónico (3); dichos codificadores de vídeo (4) y (6) proporcionan un vídeo IP en H.264 de gran calidad para su grabación en una unidad de almacenamiento digital (9); el codificador de vídeo (5) controla el switch electrónico (3), al cual entran dos señales de vídeo analógico y los cables de control de cada uno de los sensores (1 ) y (2); como salida, el switch electrónico (3) tiene una sola señal de vídeo de un único sensor y sus cables de control, que están directamente conectados al codificador de vídeo (5); de forma remota se puede enviar una señal al codificador (5) para que haga conmutar al switch electrónico (3) para que proporcione a su salida la señal de un sensor u otro (1 ) ó (2); la salida de vídeo de dicho switch electrónico (3) que le llega al codificador (5), es codificada a vídeo IP en H.264 o a una imagen, en el caso de que sea vídeo la tasa de transmisión está delimitada entre 32 Kbps y 432 Kbps para adecuarlo al ancho de banda del canal que nos proporciona el satélite (14). El vídeo IP de los codificadores (4) y (6) es enviado al mini PC (10) para su grabación en la unidad de almacenamiento digital (9); se realiza a 4-CIF a un máximo de 30 fps.
El codificador de vídeo (5), está controlado desde el PC (17) situado en la parte receptora (31 ), pudiendo conmutar la visualización y el control entre el sensor (1 ) y el (2) y viceversa, mediante el switch electrónico (3); el cuál tiene como señales de entrada los cables de control y vídeo analógico de cada uno de los sensores (1 ) y (2) y como señales de salida los cables de control y de vídeo del sensor seleccionado; al mismo tiempo el PC (17) de la parte receptora puede estar grabando todo lo que se está transmitiendo desde la parte embarcada (30).
Los datos enviados al satélite (14) (principalmente vídeo IP, imágenes y datos de control), son enviados por medio de una antena (13), la cual realiza apuntamiento automático al satélite; sus dimensiones y tamaño son reducidos.
El mini PC (10), está respaldado por un SAI (8) con su batería (7), cuya misión es la de alimentar y apagar el mini PC (10) cuando no se detecte tensión de alimentación; dicho SAI (8) transmite una orden por cable hasta el mini PC (10), para que el software se cierre correctamente y no haya pérdidas en las grabaciones realizadas.
El equipo de control y modulación (1 1 ) conecta todos los codificadores
(4), (5), (6) y el mini PC (10) mediante ethernet y el amplificador y filtro de bajo ruido (12) con cables coaxiales; el equipo de control y modulación (1 1 ) y el amplificador y filtro de bajo ruido (12) se conectan a la antena (1 3), que lleva integrado un GPS y un NRS para conocer en todo momento su situación y calcular sus variaciones respecto al satélite (14), para estar constantemente apuntándole y no perder el enlace de comunicaciones.
Cualquier PC (17), junto con un router / modem (16), con conexión a Internet (15), en cualquier parte del mundo es capaz de ver las imágenes y vídeo que captan los sensores (1 ) y (2) en tiempo real.
Dicho sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, puede ser utilizado para captar todo tipo de vídeo e imágenes de todo el espectro electromagnético, tanto visible como invisible al ojo humano, dependiendo del tipo de sensor que es introducido en el sistema; los datos de estos sensores son posteriormente codificados, comprimidos y encapsulados en protocolos de comunicaciones IP para poder ser transmitidos vía satélite desde la parte embarcada (30).
Dicho sistema aéreo de transmisión de vídeo e imágenes vía satélite en tiempo real, es ampliable, pudiendo añadir 3 sensores adicionales con sus tres codificadores, para tener mayor visión de la zona que se desea supervisar.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como una forma de llevarla a la práctica, solamente queda por añadir que dicha invención puede sufrir ciertas variaciones en forma y materiales, siempre y cuando dichas alteraciones no varíen sustancialmente las características que se reivindican a continuación.