Desarrollo de un sistema de compresión y transmisión de imágenes hiperespectrales tomadas desde plataformas de vuelo no tripuladas

Abstract

La teledetección ha sido un área de conocimiento de interés creciente en las últimas décadas. La posibilidad de estudiar los objetos desde la distancia es una actividad que reporta una gran cantidad de beneficios al tratarse de una acción poco invasiva. En concreto, si esta se combina con aeronaves no tripuladas (UAVs, de sus siglas en ingles Unmanned Aerial Vehicle), permite monitorizar grandes extensiones de terreno a un coste muy competitivo frente a otras alternativas. Además, en conjunto con la tecnología espectral, convierte a este trinomio en un reto tecnológico y de investigación que requiere de herramientas altamente sofisticadas para ponerlo en funcionamiento y extraer resultados satisfactorios. En particular, el Instituto Universitario de Microelectrónica Aplicada (IUMA), perteneciente a la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, realiza sendas investigaciones en esta campo, donde se cuenta con un gran conocimiento y aptitudes técnicas.

Este trabajo Fin de Máster se engloba dentro de este campo de conocimiento de interés científico y en él, se han abordado dos problemáticas existentes. Por un lado, se ha tratado la transmisión en tiempo real de las imágenes hiperespectrales tomadas desde las plataformas de vuelo de tal forma que la información captada durante las misiones se encuentre disponible en tiempo real para su estudio y análisis. Sin embargo, esta posibilidad no puede llegar a concretarse sin abordar antes la cuestión de la compresión de los datos, un factor crítico que permite, una vez es capturada la información, reducir el tamaño de esta para que pueda ser enviada a tierra, afrontando así las restricciones existentes en términos del ancho de banda del canal de comunicaciones.

Para ello, se ha diseñado un sistema de transmisión compuesto por una antena rotatoria que se encuentra apuntando al dron en todo momento durante el vuelo, de forma que centralizando las comunicaciones en un router, se establece un enlace de descarga de datos entre la estación de tierra y el UAV en vuelo. Además, para posibilitar dicha acción se ha establecido a bordo un sistema de compresión con pérdidas basado en el algoritmo del estado del arte HyperLCA.

Los resultados obtenidos demuestran el potencial de la solución desarrollada para la problemática descrita. Estos han permitido demostrar que, si bien es cierto que se logra una compresión en tiempo real, la parte correspondiente a la transmisión de datos es mucho más crítica, lo que a su vez abre la posibilidad de crear una nueva línea de investigación en aras de mejorar los resultados obtenidos y alcanzar de forma óptima el objetivo final de la aplicación abordada.