A.A. 2006/07 Laurea Specialistica in Ingegneria...

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Possibili applicazioni A.A. 2006/07 Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica, Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio

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Possibili applicazioni

A.A. 2006/07

Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica, Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio

Car navigation

Car navigationSi distingue la doppia direzione di marcia

Ricostruzione percorso del treno (precisioni differenti)

Car navigationGPS 597 - eBonTek

Connessione BluTooth

TomTom portable car navigator

Palmare• GIS (es. ArcPad)• WebGIS (map server)

Controllo del trafficoOltre alla navigazione del singolo veicolo, è possibile sfruttare le informazioni di navigazione per controllare il traffico (e i trasporti in genere, ITS).Interdisciplinarità• cartografia numerica (GIS)• telematica• ricerca operativa (per ottimizzazione percorsi, ecc.)• …• …

Pedestrian navigation

GPS convenzionali solo per applicazioni OUTDOOR

L’uso del GPS in ambienti chiusi (quando funzionante), o con numerosi ostacoli, non garantisce precisioni sufficienti.

Necessita sensori ausiliari

RFID

Vantaggi principali rispetto a codici a barre:

• Non deve essere visibile per essere letto

• L'identificazione e la verifica avviene in 10/100 di secondo

Sono rilevatori di passaggio.

Lettore RFIDTag RFID

PseudolitiLo PSEUDOLITE (pseudo-satellite) e' un trasmettitore GPS installato in modo stabile a terra. I segnali emessi degli pseudoliti simulano quelli emessi dai satelliti, consentendo una localizzazione accurata ed affidabile in ambienti ostili come i canyon urbani oppure in ambienti indoor.

Navigazione geodetica

• L’obiettivo principale NON è la navigazione fine a se stessa (posizione, velocità e assetto di un veicolo)

• MA il veicolo viene usato come piattaforma geodetica mobile per altri sensori, che risultano così georeferenziati

• Il processamento in tempo reale può essere utile, ma non è indispensabile come nel caso del controllo del veicolo.

• Il processamento a posteriori permette di ottenere la traiettoria ottimale

Mobile mapping• Sistemi multi-sensore che ospitano (integrano) su singola

piattaforma sistema di navigazione/posizionamento e sistemi di acquisizione dati di varia natura

• Componenti strutturali– Sistema di posizionamento: GPS, Inerziale, Odometro, ecc.– Sensori: telecamere (B/W, RGB, IR); laser scanner; sensori

per misura del livello di inquinamento, di resistenza della pavimentazione, ecc.

– Sistema di acquisizione dati, memorizzazione e sincronizzazione

navigation sensors

image/signal sensors

mobile platform

GISdata

digitalmapsproducts

images, videos

Mobile mappingPiattaforme:

- Veicoli da strada, in genere furgoni- Veicoli ferroviari- Aeromobili (aerei ed elicotteri)

Motivazioni/spinte allo sviluppo di MM- diffusione del GPS, caduta di prezzo degli INS- diffusione dei GIS

Prospettive: autonomous vehicles navigation

GPS / INS

Mobile mapping

sostanzialmente un contagiri,per calcolare la distanza percorsa

Odometro:

Mobile mapping

Mobile mappingNavigazione urbana: - catasto strade, cartografia a grande scala - localizzazione impianti/arredo urbano/ecc.

Controllo pavimentazione

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Mobile mappingApplicazioni per ferrovia: controllo di gallerie, rilievo passaggi a livello, controllo traffico ferroviario, ecc.

Sistema ottico per rilievo rotaie

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Mobile mappingApplicazioni navali: batimetria, controllo condotte, esplorazioni petrolifere

Batimetria ottenuta tramite sonar (Los Angeles)

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Mobile mappingApplicazioni da aereo: laser scanning (LIDAR), fotogrammetria aerea, radar altimetria, SAR

LIDARDistanziometro montato su aereo/elicottero o su veicolo a terra o posizionato in un punto fermo

Per mobile mapping ci si riferisce solitamente a questo tipo di rilievo da terra, però il concetto vale in senso generale.

LIDARRiflessione multipla

Per quota di volo dell’ordine di 800 m,accuratezza verticale di 15 cm, mentre in planimetria circa 30 cm

Può essere utilizzata per - separare DTM da DSM- riconoscere oggetti sul terreno

Misura del campo di gravitazionale terrestre da satellite

Il satellite in orbita intorno alla terra può essere considerato una proof-mass soggetta al campo gravitazionale terrestre.

Conoscendo l’orbita del satellite si può ricavare in maniera indiretta il potenziale gravitazionale terrestre.

Problemi:

• il satellite può essere tracciato da terra per brevi periodi di tempoGPS a bordo del satellite per calcolo dell’orbita

• l’effetto della gravità è più significativo a basse quote, dovemaggiore è il drag atmosferico

accelerometri a bordo per misura delle forze di attrito

Misura del campo di gravitazionale terrestre da satellite

Con lo sviluppo di ricevitori GPS dedicati a satelliti geodetici e con lo sviluppo di accelerometri con precisioni elevatissime (~10-11 m/s2) tre missioni sono state progettate: CHAMP / GRACE / GOCE

Navigazione e controlloNavigazione geodetica posizionamento di un sensore montato

su un veicolo in movimento

Navigazione “classica” controllo in tempo reale della traiettoria e guida del veicolo

Aeronautica militare: per es. controllo di missili

Aeronautica civile: per es. pilota automatico

Navigazione e roboticaLa navigazione “autonoma” è strettamente connessa con la robotica, nel senso che, a parte posizionamento e guida in tempo reale, sono richieste nozioni di intelligenza artificiale (per es. computer vision) e ingegneria meccanica.

La Grand Challenge è una competizione organizzata dal Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency) tra diversi centri di ricerca e università per lo sviluppo di veicoli “unmanned”.Il vincitore è un veicolo la cui navigazione era basata su 6 laser-scanner (altri erano basati su fotocamere), oltre a sistemi GPS, odometri, ecc.

Stanford Volkswagen Tuareg “Stanley”

Navigazione e roboticaPossibilità di tesi sullo sviluppo della parte di navigazione di un taglia-erba automatico per campo da golf.