Los RPAS se han convertido en herramientas imprescindibles para la cartografía, y a estas alturas probablemente ya conozcas el proceso: tu UAV vuela a lo largo de una ruta preestablecida a gran velocidad, tomando fotos a intervalos regulares y a una altitud constante. Las fotos se unen mediante un software inteligente de correlación de pixel a pixel para formar mapas y productos finales precisos.

En este artículo, vamos a profundizar en la tecnología subyacente y analizar una característica clave que diferencia a los RPAS de Cartografía, Fotogrametría y Topografia del resto: la presencia de un obturador mecánico.

¿Qué es un obturador mecánico?

Para entender por qué los obturadores mecánicos son tan importantes para las aplicaciones de cartografía y topografía, es útil retroceder unos pasos y explorar cómo funcionan las cámaras (y los UAV con cámara).

Cuando la luz entra en una cámara, es captada por un sensor de imagen compuesto por millones de diminutos píxeles. Estos píxeles están hechos de un material llamado semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS). Cuando la luz incide en el CMOS, crea una carga eléctrica que se utiliza para generar la imagen.

¿Qué papel desempeña el obturador?

 El obturador controla el tiempo que el CMOS está expuesto a la luz. Si el obturador está abierto, la luz entra en la cámara e incide en el CMOS. Cuando la cámara hace una foto, el obturador se abre temporalmente, permitiendo que la luz incida en el CMOS y cree una imagen.

¿Qué es un obturador mecánico y en qué se diferencia del resto?

Existen varios tipos de obturador, cada uno de los cuales expone los píxeles del CMOS a la luz de una manera diferente.

Empecemos por el obturador mecánico, el tipo preferido por los profesionales de la Fotogrametría y que se incluye en el nuevo Mavic 3 Enterprise, el Phantom 4 RTK y el sensor Zenmuse P1.

Los obturadores mecánicos funcionan exponiendo todo el marco del sensor de imagen a la luz de una sola vez. Esto significa que cada píxel representa exactamente el mismo momento en el tiempo de exposición. Como veremos en breve, este momento lo es todo. Tiene más sentido cuando piensas en cómo funcionan los obturadores mecánicos en contraste con los obturadores electrónico

Los obturadores electrónicos se diferencian en que exponen el sensor de imagen a la luz una línea de píxeles a la vez. Los obturadores electrónicos utilizan el sensor de la cámara para controlar la exposición a la luz y exponen los píxeles gradualmente de arriba a abajo. Esto significa que los obturadores electrónicos tienen un pequeño retardo entre la parte superior del encuadre y la inferior. La mayoría de las veces esto no es un problema, pero cuando hay movimiento en la toma, estos tipos de obturador pueden causar lo que se conoce como efecto de balanceo o gelatina, un tipo de distorsión de la imagen que es típico al fotografiar objetivos en movimiento (o cuando la propia cámara se mueve a gran velocidad, como suele ocurrir durante el vuelo de un UAV).

En resumen, un obturador mecánico expone simultáneamente cada píxel del sensor de la cámara. Los obturadores electrónicos exponen los píxeles a la luz fila por fila. 

¿Por qué es esto importante en el contexto de un reconocimiento aéreo?

Para los profesionales de la fotogrametría, topografia y cartografia, la precisión lo es todo. Dado que los obturadores electrónicos pueden provocar distorsiones cuando se introduce movimiento en la ecuación, no son ideales para misiones de Fotogrametría. Incluso una pequeña cantidad del "efecto gelatina" de un obturador electronico puede minar el sentido de orientación de su software de fotogrametría, reduciendo a su vez la precisión de sus mediciones.

¿Es necesario un obturador mecánico para las misiones fotogrametricas?

El trabajo de los profesionales de la fotogrametría suele juzgarse por su precisión. Ahora que muchos RPAS se combinan con la tecnología RTK para proporcionar mediciones con precisión centimétrica, no hay excusa para obtener imágenes de mala calidad que podrían socavar sus resultados. Utilizar un UAV con obturador mecánico ofrece la mejor calidad de imagen posible y reduce la probabilidad de que se produzca el temido efecto gelatina. Mientras que los sistemas de obturador electrónico introducen el desenfoque de movimiento en la ecuación, los obturadores mecánicos lo evitan. El riesgo de distorsión sería mínimo si la cámara y el objetivo estuvieran estáticos. Pero si quieres aprovechar el aumento de eficiencia que ofrecen los RPAS, necesitas un obturador que dé lo mejor de sí al capturar imágenes desde una plataforma en movimiento.