Possibili applicazioni

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

2 Car navigation

3 Car navigation Si distingue la doppia direzione di marcia Ricostruzione percorso del treno (precisioni differenti)

4 Car navigation GPS ebontek TomTom portable car navigator Connessione BluTooth Palmare GIS (es. ArcPad) WebGIS (map server)

5 Controllo del traffico Oltre 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.)

6 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

7 RFID Sono rilevatori di passaggio. 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 Lettore RFID Tag RFID

8 Pseudoliti Lo 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.

9 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

10 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 mobile platform navigation sensors image/signal sensors products GIS data digital maps images, videos

11 Mobile mapping Piattaforme: - 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

12 Mobile mapping GPS / INS Odometro: sostanzialmente un contagiri, per calcolare la distanza percorsa

13 Mobile mapping

14 Mobile mapping Navigazione urbana: - catasto strade, cartografia a grande scala - localizzazione impianti/arredo urbano/ecc. Controllo pavimentazione 2007 Applanix Corp., All Rights Reserved

15 Mobile mapping Applicazioni per ferrovia: controllo di gallerie, rilievo passaggi a livello, controllo traffico ferroviario, ecc. Sistema ottico per rilievo rotaie 2007 Applanix Corp., All Rights Reserved

16 Mobile mapping Applicazioni navali: batimetria, controllo condotte, esplorazioni petrolifere Batimetria ottenuta tramite sonar (Los Angeles) 2007 Applanix Corp., All Rights Reserved

17 Mobile mapping Applicazioni da aereo: laser scanning (LIDAR), fotogrammetria aerea, radar altimetria, SAR

18 LIDAR Distanziometro 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.

19 LIDAR Riflessione 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

20 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 tempo GPS a bordo del satellite per calcolo dell orbita l effetto della gravità è più significativo a basse quote, dove maggiore è il drag atmosferico accelerometri a bordo per misura delle forze di attrito

21 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/s 2 ) tre missioni sono state progettate: CHAMP / GRACE / GOCE

22 Navigazione e controllo Navigazione geodetica posizionamento di un sensore montato su un veicolo in movimento Navigazione classica controllo in tempo reale della traiettoria e guida del veicolo Aeronautica civile: per es. pilota automatico Aeronautica militare: per es. controllo di missili

23 Navigazione e robotica La 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

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