TELERILEVAMENTO & RICONOSCIMENTO SEGNALI

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1 Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria delle Telecomunicazioni TELERILEVAMENTO & RICONOSCIMENTO SEGNALI Responsabile: Lorenzo Bruzzone

2 OBIETTIVI FORMATIVI Formare figure professionali con conoscenze avanzate e capacità di progettazione nei seguenti settori: Sistemi di telerilevamento; Sistemi radar; Sistemi di analisi e riconoscimento automatico di segnali mono e multidimensionali; Radiolocalizzazione; Sistemi satellitari; Sistemi basati sull integrazione di diverse tecnologie delle telecomunicazioni per la soluzione di problemi complessi.

3 CORSI CARATTERIZZANTI Sistemi di Telerilevamento Radar (F. (F. Melgani,, 6) Tecniche Avanzate di Riconoscimento Segnali (L. Bruzzone, 6) Radiolocalizzazione & GIS (B. Satelliti & Missioni Spaziali (M. (B. Benciolini,, 3) (M. Coradini,, 3) Lab. di Analisi di Immag. Telerilevate (L. Lab. di Riconoscimento Segnali (3 (L. Bruzzone,, P. Pasquali, 3) (3,, Non Attivato)

4 CORSI MUTUATI Progettazione Avanzata di Reti di TLC (6) Sistemi Elettronici Adattivi (6) Elaborazione Segnale Audio (6) Sistemi e Dispositivi per TLC Satellitari (6).altri a scelta.

5 Sistemi di Telerilevamento Radar (6) Side lobe energy Altitude return Main beam Sistemi radar di base Equazione del radar Modello della Radar Cross Section (RCS) Frequenza doppler, velocità cieche e clutter Moving Target Indicator Pulse Doppler Radar Introduzione ai sistemi radar Sistemi SAR (richiami concetti di base) Formazione e focalizzazione di un immagine SAR Proprietà statistiche di immagini SAR Modelli dei dati SAR Immagini SAR Multidimensionali Synthetic Aperture Radar

6 Sistemi di Telerilevamento Radar (6) Interferometria SAR Principi del SAR interferometrico Estrazione di un modello 3D del terreno Phase unwrapping Correlazione interferometrica Interferometria per la stima di piccoli spostamenti Applicazioni al monitoraggio ambientale (vulcani, terremoti, frane ) Bersagli meteorologici Fattore di riflettività Equazione del radar meteorologico Effetti di attenuazione Polarimetria in ambito meteorologico Radar meteorologici Segnali meteorologici Elaborazione di segnali da radar meteorologico Radar Meteorologico

7 Sistemi di Telerilevamento Radar (6) Radar per Controllo Traffico Aereo Radar di inseguimento Rilevamento di angolo Amplitude-Comparison monopulse Conical scan tracke Controllo del traffico aereo Radar di sorveglianza primari e secondari Concetti di base del sonar Array e beam pattern Propagazione acustica nell acqua Rumore nei sistemi sonar Equazioni del sonar Sonar attivo Sonar

8 Lab. Analisi Immagini Telerilevate (3) Sviluppo di esercitazioni SW (su dati e problemi reali) legati a tutte le fasi principali che vanno dalla formazione alle elaborazioni più sofisticate di dati SAR: Focalizzazione SAR Coregistrazione di immagini multitemporali Filtraggio adattivo dello speckle Geocodifica e calibrazione Interferometria Generazione di modelli 3D del terreno Interferometria differenziale Inteferometria differenziale: spostamenti lenti (Etna)

9 Tecniche Avanzate di Riconoscimento Segnali (6) Caratterizzazione e analisi segnali multidimensionali Stima di parametri e distribuzioni di segnali stocastici Misure e stima Tecniche di stima di distribuzioni statistiche Approcci parametrici e non parametrici Tecniche iterative avanzate di expectationmaximization Estrazione e selezione di parametri in segnali multidimensionali Misure di separabilità statistica Tecniche di esplorazione dello spazio delle soluzioni: tecniche ottime e sub-ottime Estrazione di parametri da segnali multidimensionali Biometria: riconoscimento impronte digitali

10 Tecniche Avanzate di Riconoscimento Segnali (6) Classificazione supervisionata Rivelazione e classificazione di segnali Rivelazione e classificazione di segnali immersi in rumore Teoria del minimo rischio Criterio minimax Criterio di Neyman-Pearson Receiving Operating Curves (curve ROC) Architetture di rivelatori/classificatori multipli Metodi avanzati di classificazione di immagini: Markov Random Fields Tecniche non-supervisionate Riconoscimento caratteri (OCR)

11 Tecniche Avanzate di Riconoscimento Segnali (6) Tecniche di data fusion Fusione multisensore Fusione informazione multitemporale Analisi multirisoluzione Fusione immagini multirisoluzione Reti neurali artificiali nell elaborazione di segnali Regressione temperatura superficiale del mare Reti neurali artificiali per l analisi di segnali Teoria dell apprendimento Rivelazione/classificazione Regressione non-lineare Multilayer percpetron Radial basis function neural networks Probabilistic neural networks Support vector machines Modelli neurali ibridi

12 Radiolocalizzazione & GIS (3) Radiolocalizzazione satellitare Fondamenti di Geodesia e Cartografia Richiami sul trattamento probabilistico dei dati GNSS e rilevamento satellitare (GPS, GLONAS, DORIS, GALILEO) GIS - Sistemi informativi territoriali GPS & GNSS GIS e cartografia numerica

13 Satelliti & Missioni Spaziali (3) Ambiente spaziale Cenni di Astrodinamica Analisi e Requisiti di missione Configurazione generale di un satellite Payload di satelliti Sistemi di lancio I sottosistemi: controllo d'assetto, strutture e meccanismi, sistemi elettrici (di produzione e gestione), sistemi di propulsione. Case study (esempi di missioni reali studiate in dettaglio, ecc.).

14 Competenze Acquisite Capacità di progettazione avanzata di sistemi di telerilevamento satellitari (sia basati su sensori passivi che su sensori attivi, da qualunque tipo di piattaforma). Conoscenza molto approfondita delle problematiche legate ai satelliti e al loro impiego per missioni di telecomunicazioni. Capacità di progettazione di sistemi sistemi di telecomunicazione integrati per la soluzione di problemi legati al monitoraggio ambiente/territorio (telerilevamento, radiolocalizzazione,, GIS, ecc.).

15 Esempio: Sistema di Monitoraggio Integrato

16 Competenze Acquisite.e ancora.. Capacita di progettazione avanzata di sistemi radar (telerilevamento ambientale, radar meteorologico, controllo traffico aereo, ecc.). Capacita di progettazione di sistemi radiolocalizzazione e navigazione satellitare. Capacità di utilizzare in modalità avanzata sistemi geografici informativi - GIS (database geografici). Capacità di progettazione di sistemi complessi basati su diverse tecnologie delle telecomunicazioni.

17 Competenze Acquisite.e ancora.. Capacità di progettazione avanzata di sistemi per l elaborazione ed il riconoscimento di segnali (mono( e multidimensionali) in vari ambiti applicativi (biometria,( visione artificiale e robotica, applicazioni di testing e visual inspection industriale, riconoscimento caratteri, videosorveglianza, bioinformatica, ricevitori per TLC complessi, analisi segnali biomedici,, ecc.). Capacita di progettazione di sistemi di riconoscimento basati su reti di sensori e informazione multisensore/multisorgente multisorgente (data fusion).

18 Remote Sensing Laboratory MEMBRI PERMANENTI Lorenzo BRUZZONE Farid MELGANI DIDATTICA Marcello CORADINI (Agenzia( Spaziale Europea Responsabile delle Missioni Spaziali nel Sistema Solare) Battista BENCIOLINI (Università( di Trento) Paolo PASQUALI (Sarmap( Sarmap) Jon BENEDIKTSSON (University( of Iceland)

19 DOTTORANDI Remote Sensing Laboratory Yakoub BAZI Francesca BOVOLO Lorenzo CARLIN Mingmin CHI PRINCIPALI COLLABORATORI ESTERNI Andrea BARALDI (Consiglio( Nazionale delle Ricerche CNR) Roberto COSSU (INRIA,( Francia) Mihai DATCU (Agenzia( Spaziale Tedesca - DLR) Diego FERNANDEZ PRIETO (Agenzia( Spaziale Europea - ESA)