XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V.

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1 XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PROGETTAZIONE E SPERIMENTAZIONE DI UN SISTEMA PER IL RILIEVO AD ALTO RENDIMENTO DELLA VIABILITÀ IN ESERCIZIO Salvatore Cafiso Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Università degli studi di Catania Viale A. Doria n. 6, Ctania Tel: Fax: dcafiso@dica.unict.it Alessandro Di Graziano Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Università degli studi di Catania Viale A. Doria n. 6, Ctania Tel: Fax: adigraziano@dica.unict.it Grazia La Cava Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Università degli studi di Catania Viale A. Doria n. 6, Ctania Tel: Fax: glacava@dica.unict.it Salvatore Calabrò Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Università degli studi di Catania Viale A. Doria n. 6, Ctania Tel: Fax: scalabro@dica.unict.it XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE 2003

2 PROGETTAZIONE E SPERIMENTAZIONE DI UN SISTEMA PER IL RILIEVO AD ALTO RENDIMENTO DELLA VIABILITÀ IN ESERCIZIO SALVATORE CAFISO - DICA Università di Catania ALESSANDRO DI GRAZIANO DICA Università di Catania GRAZIA LA CAVA DICA Università di Catania SALVATORE CALABRÒ DICA Università di Catania SOMMARIO Il sistema di rilievo progettato nasce per soddisfare una evidente esigenza legata alla carenza di informazioni sulle infrastrutture viarie, primo ostacolo che deve essere affrontato nella risoluzione delle problematiche connesse alla gestione della viabilità in esercizio. In tale ambito è, infatti necessario sia individuare i parametri che incidono sulla qualità delle prestazioni offerte dalla strada in termini di sicurezza e comfort dell utente, sia mettere a punto le procedure di acquisizione ed elaborazione degli stessi ai fini delle specifiche applicazioni. Nel presente articolo vengono descritti il progetto e la messa a punto di un sistema ad alto rendimento per l acquisizione georeferenziata di informazioni relative alla traiettoria del veicolo, alle accelerazioni verticali, longitudinali e trasversali a cui lo stesso è sottoposto, nonché ad immagini video riferite sia all analisi del campo di visione del conducente, che all acquisizione di dati sulla sezione stradale. IL Laboratorio Mobile è stato opportunamente attrezzato con strumentazioni ad elevata precisione (ricevitore GPS doppia frequenza, odometro ottico, giroscopio inerziale, accelerometro triassiale, telecamere digitale), che sono sincronizzate per l acquisizione e georeferenziazione dei dati tramite una scheda multifunzione controllata da specifico software. L analisi in post-processing delle informazioni desunte dai dati acquisiti, consente la misura dei parametri geometrico-funzionali delle infrastrutture viarie rilevate, divenendo supporto fondamentale per la gestione della rete stradale. Alcune applicazioni hanno già mostrato le elevate potenzialità di tale sistema in termini di valutazione delle distanze di visibilità e di supporto per la realizzazione del catasto delle strade. ABSTRACT The developed system originates to satisfy the real necessity connected with the considerable lack of information on highways design data. This is the first problem to be solved in all the situations related to the management of existing roads. In this field, it is necessary both to characterize the parameters affecting the performances quality offered from the road in terms of safety and driver comfort and to set up the procedures for acquisition and elaboration of these parameters for the specific applications. In this paper the project and the setting-out of a high speed system for the georeferencied acquisition of information on vehicle trajectory, vertical longitudinal and transversal accelerations, to which the same vehicle is subordinate, is presented. XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

3 Video images, referring to the vision field of the driver and to the cross section data, have been acquired. The Mobile Laboratory is equipped with highaccuracy instruments (GPS double frequencies, optical odometer, inerzial gyroscope, triaxial accelerometer, digital videocamera), all synchronized, using a multifunction Daq Card controlled by a specific software, for data acquisition and georeferencing. The post-processing information analysis carried out from the acquired data, allows the measure of geometric and functional features of surveyed roads, becoming fundamental support for the management of the road network. Some applications have already shown the high potentialities of such system in terms of evaluation of sight distances and as support in the Road Register. INTRODUZIONE La gestione efficace di una rete stradale è vincolata, innanzitutto, alla disponibilità di informazioni adeguate ed affidabili che consentano di controllare lo stato delle infrastrutture viarie in maniera sistematica. La parziale o totale mancanza di tali informazioni rappresenta, quindi, il primo ostacolo che deve essere affrontato nell ottimizzazione della gestione della viabilità in esercizio. In tal senso gli enti proprietari delle strade hanno il dovere di tenere aggiornati cartografia e catasto delle strade, all interno della più ampia istituzione dell Archivio Nazionale delle Strade, così da tenere conto anche degli aspetti più specifici legati ai parametri che incidono sulla qualità delle prestazioni offerte dalla strada in termini di sicurezza e comfort dell utente (ad esempio le condizioni del piano viario). Il ritardo registrato dalla quasi totalità delle amministrazioni nella raccolta dei dati sulla propria viabilità è stato, ad oggi, giustificato dalle evidenti difficoltà di individuare metodologie perseguibili (in termini di costi e personale) per la raccolta e conservazione delle informazioni. In tale contesto è, necessario mettere a punto procedure di acquisizione ed elaborazione ad alto rendimento di tutti i parametri connessi con l utilizzo dell infrastruttura viaria, utilizzando sistemi georeferenziati che consentano l inserimento e aggiornamento di qualsivoglia informazione localizzata sulla rete viaria. Sulla base di tali considerazioni e spinti dalla necessità di acquisire informazioni indispensabili per l attività di ricerca svolta presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell Università di Catania, nel corso degli ultimi anni si è progettato e messo a punto un laboratorio mobile multifunzionale per il rilievo ad alto rendimento delle infrastrutture stradali. 1. PROGETTAZIONE ED ALLESTIMENTO DEL LABORATORIO MOBILE La progettazione del laboratorio mobile è stata pensata per l acquisizione integrata delle informazioni necessarie per una gestione efficace della viabilità in esercizio. In tal senso l allestimento è stato disegnato per accogliere ed integrare le strumentazioni necessarie per un rilievo ad alto rendimento dell elemento strada. Attualmente, il laboratorio mobile (figura 1) è equipaggiato con la strumentazione riportata nella seguente tabella: XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

4 STRUMENTAZIONE CARATTERISTICHE TECNICHE A doppia frequenza Stazione GPS precisione modalità cinematica: ±2cm+1ppm Sensibilità: 1000 mv/g Accelerometro triassiale Intervallo di frequenza: Hz Precisione: 30 µg Sensibilità: 56.2 mv/ /s velocità angolare Odometro ottico con 25 mv/km/h velocità longitudinale giroscopio inerziale 460 pulses/m spostamento 2 uscite analogiche, 24 digitali Scheda di acquisizione Trasmissione dati alla PCMCIA; 12-bit, 100 dati DAQ ks/s Risoluzione: 1288x1032 Videocamera digitale Modalità di digitalizzazione a frame CMOS Frequenza di acquisizione: 16MHz fps Risoluzione: 640 x 480 Videocamera digitale Zoom: 10x Ottico, 120x digitale CCD con pixels 1 Pc Desktop P4 2.4 GHz, 512 MB Ram Unità di elaborazione 2 Pc Portatili P4 1.8 GHz 256 MB Ram Misuratore aderenza Sistema traino Griptester, serbatoi per acqua Tabella 1 Caratteristiche delle strumentazioni che equipaggiano il laboratorio mobile Figura 1 Il Laboratorio mobile del DICA XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

5 2. ACQUISIZIONE SINCRONIZZATA DEL DATO Lo scenario hardware che caratterizza il laboratorio mobile ha reso necessaria la progettazione dei sistemi per l acquisizione sincrona e la successiva elaborazione delle informazioni sia di tipo analogico che digitale provenienti dai diversi dispositivi. È, infatti, necessario che qualunque dato acquisito abbia un comune riferimento temporale (ID), cosicché tutte le informazioni acquisite nello stesso istante saranno caratterizzate lo stesso riferimento ID. L acquisizione dei segnali analogici e digitali viene effettuata mediante una scheda multifunzione National Instruments DAQCard-1200 configurata con 4 canali differenziali. Il sistema di elaborazione utilizzato per l acquisizione e l elaborazione delle informazioni è un personal computer dotato delle opportune interfacce (IEEE1394, RS-232, PCMCIA) per il collegamento con le diverse apparecchiature. In figura 2 viene riportato lo schema di connessione della strumentazione. Vd i e oc a mera C m os PC DESKTOP Trigger Notebook PCMCIA Scheda di Acquisizione Odometro Giroscopio IEEE 1394 RS-232 PPS Video Camera Digitale Ricevitore GPS Accelerometro Figura 2 - Schema di collegamento dei dispositivi La scheda multifunzione è stata programmata per acquisire in modalità differenziale dai quattro canali analogici i dati con un intervallo di 50 ms fra i diversi burst di acquisizione. Un burst di acquisizione è relativo al campionamento e alla digitalizzazione dei quattro canali analogici ad una velocità fissata pari a Hz. L istante iniziale di avvio dell acquisizione viene sincronizzato con un segnale di interrupt (PPS) emesso dal ricevitore satellitare ad intervalli di 1 s (figura 3). XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

6 Figura 3 - Schema del sistema di acquisizione e sincronizzazione In tal modo, ogni secondo vengono memorizzate 20 informazioni per ogni canale, delle quali la prima (al tempo t) e l ultima (al tempo t+1) sono georeferenziate. I quattro canali analogici sono stati programmati per acquisire la velocità angolare, quella longitudinale e l accelerazione lungo due assi del sistema di riferimento (verticale e trasversale). In corrispondenza dell arrivo del primo interrupt sono comunque disponibili altre uscite digitali per la sincronizzazione di eventuali ulteriori dispositivi. La scheda multifunzione, così programmata per l acquisizione sincrona, è gestita attraverso un apposito software, realizzato utilizzando la tecnologia Microsoft Foundation Class, che permette la gestione simultanea dei diversi strumenti mediante finestre grafiche differenti, così da acquisire e visualizzare i dati provenienti dai singoli dispositivi, nonché inviare i messaggi in corrispondenza degli eventi di sincronizzazione. 3 LE APPLICAZIONI L acquisizione georeferenziata delle informazioni connesse all elemento strada permette di utilizzare il Laboratorio Mobile in molteplici campi di applicazione. In tal senso i dati provenienti dal GPS e dall odometro-giroscopio, opportunamente integrati ed elaborati, permettono il riconoscimento degli elementi plano-altimetrici del tracciato (vedi paragrafo 3.1). Le riprese video effettuate dal prospetto frontale del veicolo accoppiate alle informazioni sulla posizione dello stesso possono essere utilizzate per la definizione di dati utili per il catasto delle strade (vedi paragrafo 3.2), ovvero per misurare la distanza di visuale libera (vedi paragrafo 3.3). La georeferenziazione delle immagini, se utilizzata per le riprese video della pavimentazione, permette di analizzare in fase di post elaborazione le condizioni superficiali del piano viario: in tale ottica è in sperimentazione un sistema di acquisizione ad infrarossi delle immagini. Sempre nell ambito della gestione ad alto rendimento del monitoraggio sulle condizioni delle pavimentazioni, il Laboratorio XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

7 Mobile può essere utilizzato per il rilievo georeferenziato dell aderenza mediante Griptester. 3.1 La ricostruzione planimetrica della geometria del tracciato Tra i problemi relativi alla gestione della viabilità in esercizio, la quasi totale mancanza degli esecutivi di progetto delle infrastrutture viarie e l assenza di dati certi sulla geometria hanno determinato la necessità di sviluppare delle procedure che permettano la ricostruzione dei tracciati esistenti. In tale ambito una delle applicazioni del Laboratorio Mobile è finalizzata alla ricostruzione plano-altimetrica della geometria del tracciato stradale. Il rilievo GPS viene eseguito in modalità cinematica-differenziale (DGPS), così da poter ottenere, eliminando in fase di postelaborazione gli effetti degli errori sistematici, una precisione di ± 2 cm + 1 ppm. Tale modalità di rilievo è comunque vincolata da un tempo di inizializzazione di 200 secondi, durante il quale il ricevitore GPS deve acquisire il segnale di almeno 5 satelliti. Successivamente il rilievo può essere eseguito anche con un numero inferiore di satelliti (3 o 4), ma soltanto per brevi intervalli cui devono seguire periodi di durata almeno pari al tempo di inizializzazione in cui ve ne siano presenti almeno 5 per non generare interruzioni nel rilievo. In tal senso, la presenza di elementi che costituiscono ostacoli per la ricezione del segnale (passaggio al di sotto dei ponti e dei cavalcavia) condiziona l utilizzo della metodologia DGPS in modalità cinematica determinando, in alcuni casi, l interruzione dell acquisizione dei dati. Al fine di ovviare a tale perdita di segnale è stata prevista, nella procedura di acquisizione, l integrazione del rilevo GPS con un sistema costituito da odometro ottico e giroscopio inerziale. Durante l acquisizione di due punti successivi rilevati dal GPS (1 secondo), il sistema inerziale fornisce misure di spostamento e deviazione angolare ad intervalli di 50 ms, dai quali si può risalire allo spostamento del veicolo lungo la sua traiettoria. Se la ricostruzione delle coordinate è limitata a tratti non eccessivamente lunghi tra posizioni GPS note, gli inevitabili errori di deriva insiti nella procedura possono essere corretti con precisioni accettabili (figura 4) Tracciato GPS Tratto ricostruito Tracciato Odometro Figura 4: Integrazione tra rilievo GPS e rilievo Odometro XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

8 La semina dei punti rilevati consente una georeferenziazione dell asse stradale ma non fornisce direttamente informazioni sulle caratteristiche geometriche degli elementi che lo compongono (rettifili, circonferenze, curve di transizione). Per tale ragione è stato necessario mettere a punto delle procedure di analisi per la ricostruzione degli elementi che costituiscono la planimetria e l altimetria dei tracciati. Il modello utilizza le funzioni spline per l adattamento dei punti a curve di parametri geometrici noti con l ausilio di opportune procedure per la correzione degli inevitabili errori di rilievo dell asse dovuti alla effettiva traiettoria seguita dal veicolo o ad imprecisioni di misura. In particolare vengono utilizzate funzioni di smoothing sulla spline di interpolazione che correggono localmente la curvatura tramite un parametro P il cui valore varia da 0 (la spline rappresenta una regressione lineare ai minimi quadrati, retta di interpolazione) a 1 (la spline rappresenta una spline naturale di interpolazione), limitando il valore della distanza tra i punti rilevati e la spline (errore di smoothing). Derivando e integrando le funzioni spline è possibile ottenere l andamento della curvatura rispetto all ascissa curvilinea, da cui determinare i parametri degli elementi geometrici dell asse [1, 2]. I valori numerici del raggio della curva e del parametro A della clotoide sono calcolati imponendo l uguaglianza tra l area sottesa dalla funzione curvatura della spline e quella del trapezio, compreso tra i punti di inizio e fine dell elemento considerato, che rende minimo l errore tra la curvatura della spline e quella dell asse stradale di calcolo. Tale condizione verifica l uguaglianza tra lo sviluppo longitudinale e la deviazione angolare della spline e dell asse stradale ricostruito (figura 5) 0,020 Spline di smoothing Asse Stradale Spline di interpolazione 0,015 Curvatura [1/m] 0,010 0,005 0,000-0,005-0,010-0, Ascissa curvilinea s [m] Figura 5: Ricostruzione degli elementi planimetrici del tracciato a partire dal rilievo GPS Il trattamento anche dei dati di quota permette di ricostruire le livellette del profilo longitudinale rappresentato da rette di regressione tali da contenere l errore tra i punti rilevati e le quote sulla livelletta entro valori predefiniti. XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

9 Altezze [m] Distanze [m] Figura 6 Ricostruzione degli elementi altimetrici del tracciato a partire dal rilievo GPS 3.2 Il catasto delle strade L esigenza di ogni ente gestore delle strade di rendere più efficace le proprie attività, utilizzando e rendendo disponibili informazioni corrette sulle caratteristiche delle proprie infrastrutture viarie, è già da un decennio resa un obbligo di legge dal Nuovo Codice della Strada (D.L. 30/4/92 n.285). La recente definizione delle modalità di istituzione e aggiornamento del catasto stradale (D.M. 1/6/2001) non permette più di giustificare i ritardi che attualmente caratterizzano l attuazione del NCS da parte di numerosi Enti gestori delle strade. Il laboratorio mobile, mediante il rilievo video georeferenziato delle immagini sulla sezione stradale (figura 7), permette di ricavare quasi tutte le informazioni richieste dal Catasto delle Strade con indubbi vantaggi in termini di tempo, personale impiegato e sicurezza. Figura 7 Riprese video della sezione stradale Le immagini video vengono acquisite ad una velocità di circa 50 km/h e successivamente processate mediante l utilizzo di un software appositamente implementato. XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

10 Il software permette di ricostruire le dimensioni degli elementi reali sul piano di proiezione dell immagine in funzione dei parametri ottici della lente (tipo di lente, lunghezza focale, campo di visione, angolo di apertura) e dei parametri geometrici che determinano la posizione in cui un punto 3D è proiettato nell immagine (tipo di proiezione, posizione ed orientamento della camera nello spazio, distorsioni della prospettiva introdotte dall elaborazione dell immagine) [3]. Poiché l immagine digitale acquisita è caratterizzata da un difetto di distorsione radiale causato dalle caratteristiche intrinseche della lente dell obiettivo, il software permette di effettuare una correzione della stessa mediante la definizione di quattro parametri di scala. La definizione di tali parametri avviene sull immagine di una griglia, le cui maglie, prima della correzione, si presentano visibilmente incurvate nella zona più esterna dell immagine. Agendo sui coefficienti k 0, k 1, k 2, k 3 è possibile raddrizzare la griglia e quindi eliminare i difetti ottici (figura 8). Figura 8 Correzione della distorsione dell immagine Mediante un opportuna fase di calibratura, da effettuare prima di ogni rilievo (figura 9), viene definita su specifici piani dell immagine la corrispondenza tra dimensioni reali e pixel misurati, cosicché è possibile misurare sull immagine le dimensioni degli elementi che ricadono in tali piani (figura 10) ed individuare la posizione degli elementi che ricadono al di fuori di essi (figura 11). XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

11 Figura 9 Fase di calibratura delle immagini Figura 10 Misura sui piani di riferimento delle dimensioni degli elementi XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

12 Figura 11 Localizzazione degli elementi da inserire nel catasto Una campagna di rilievi appositamente predisposta ha evidenziato l alto rendimento e l affidabilità del sistema proposto, che garantisce l acquisizione di quasi tutte le informazioni richieste dal catasto delle strade per la definizione dell elemento stradale, abbattendo i costi e i tempi per la raccolta delle stesse. Di seguito si riporta una tabella di confronto tra il rilievo tradizionale e quello mediante il laboratorio mobile (tabella 2). Nel confronto con il rilievo in situ, i fattori di efficienza del sistema sono principalmente legati alla notevole riduzione dei tempi di raccolta dati (figura 12), alla diminuzione del personale richiesto per effettuare le operazioni, agli ampi margini di sicurezza sia per gli operatori che per gli utenti della strada, alla possibilità di effettuare contemporaneamente il rilievo dei punti dell asse stradale. Operatori Tecnici Ore lavoro In 1 situ Laboratorio 2 Mobile Figura 12 - Confronto dei tempi di realizzazione del catasto per 10 km di strada XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

13 GRANDEZZE DA RILEVARE IN SITO CONSIDERAZIONI LAB. MOBILE CONSIDERAZIONI LUNGHEZZA MISURATA SI Ruota metrica SI Rilievo GPS e ricostruzione del tracciato COMPOSIZIONE ELEMENTO STRADALE SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite semplice osservazione DIREZIONE DI MARCIA CONSENTITA SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite semplice osservazione NUMERO CORSIE SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite semplice osservazione LARGHEZZA ELEMENTI SI Rotella metrica SI Tramite semplice osservazione PRESENZA E TIPOLOGIA DEL FRANCO SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite osservazione. Si perdono informazioni in curva TIPO DI SPARTITRAFFICO SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite semplice osservazione PAVIMENTAZIONE SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite semplice osservazione TIPOLOGIA CORPO STRADALE SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite osservazione. Si perdono informazioni in curva DELIMITAZIONE SI Informazione da rilevare visivamente SI Perdita informazioni, soprattutto in rilevato o mezza costa PENDENZA E H MASSIMA SCARPATA SI Teodolite o distanziometro elettro-ottico. NO Necessita una misura puntuale TIPOLOGIA OPERA DI SOSTEGNO SI Informazione da rilevare visivamente SI Non è sempre possibile valutarne la presenza ALTEZZA MASSIMA OPERA DI SOSTEGNO SI Canna metrica o distanziometro elettro-ottico NO Dovrebbe realizzarsi un opportuno software. TIPO DI SAGOMA DELLE CUNETTE DI MARGINE SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite semplice osservazione PROFONDITÀ MASSIMA CUNETTA SI Strumento: metro rigido SI Stima approssimata TIPOLOGIA OPERA DI PROTEZIONE CORPO STRADALE SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite osservazione. Si perdono informazioni in curva TIPOLOGIA OPERA DI PROTEZIONE AMBIENTE SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite osservazione. Si perdono informazioni in curva TIPOLOGIA DELLA DISPOSIZIONE DELLE LAMPADE SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite semplice osservazione LUNGHEZZA PIAZZOLE DI SOSTA SI Rotella metrica NO Necessita una misura puntuale TIPOLOGIA DISPOSITIVO DI RITENUTA SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite osservazione. Si perdono informazioni in curva. DISTANZA DAL MARGINE DEL DISP. DI RITENUTA SI Rotella metrica o metro rigido. SI Tramite misura da software ALTEZZA LIBERA GALLERIE E SOVRAPPASSI SI Teodolite o distanziometro elettro-ottico NO Necessita una misura puntuale PRESENZA IMPIANTO DI VENTILAZIONE IN GALLERIA SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite semplice osservazione TIPOLOGIA SERVIZIO PERTINENZE DI SERVIZIO SI Informazione da rilevare visivamente PARZ. Non sempre possibile da individuare PRESENZA DI CORSIE DI ACCELER./DECELER. SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite semplice osservazione SUPERF. TOTALE PERTINENZE DI SERVIZIO SI Misura da effettuare con stazione totale NO Necessita una misura puntuale TIPOLOGIA DELL OPERA DI CONTINUITÀ IDRAULICA SI Informazione da rilevare visivamente NO Necessita un rilievo puntuale DIMENSIONI DELL OPERA DI CONTINUITÀ IDRAULICA SI Metro rigido NO Necessita una misura puntuale PRESENZA E TIPOLOGIA ACCESSO SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite misura da software DESTINAZIONE AREA CUI SI CONSENTE L ACCESSO SI Informazione da rilevare visivamente PARZ. Non sempre possibile da individuare INDICAZIONE CHILOMETRICA DEI CIPPI SI Informazione da rilevare visivamente SI Tramite misura da software Tabella 2 Confronto dei dati rilevabili con il rilievo tradizionale e con quello effettuato mediante il laboratorio mobile 12XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

14 3.3 La valutazione delle distanza di visibilità L esistenza di visuali libere costituisce una condizione primaria e inderogabile per la sicurezza della circolazione. Poiché molti degli ostacoli alla visibilità, spesso costituiti da vegetazione fitta o da elementi installati in posizioni errate, non possono essere individuati con gli usuali metodi di verifica utilizzati in fase progettuale, è stata messa a punto una procedura informatizzata di acquisizione e di analisi delle immagini. Nello specifico è stato realizzato un modulo aggiuntivo al software di acquisizione ed elaborazione delle immagini del laboratorio mobile che mediante il rilievo video georeferenziato permette la valutazione delle distanze di visibilità sulla sezione stradale. Una volta definiti i parametri ottici della lente, quelli geometrici dell asse di ripresa e determinati i coefficienti di correzione relativi ai difetti di distorsione radiale, il software proietta sulle immagini georeferenziate lungo il tracciato il rilievo dei punti rilevati dal GPS visibili dal guidatore (figura 13). Figura 13 - Calcolo della distanza di visibilità disponibile Posizionando il puntatore sull ultimo punto visibile, il programma calcola la distanza di visibilità come somma della lunghezza dei segmenti congiungenti i punti di coordinate note. Il confronto tra la distanza di visibilità effettivamente disponibile e la distanza di visibilità per l arresto permette di valutare i tratti in cui quest ultima non è garantita e individuale la tipologia dell ostacolo (figura 14). 13XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

15 Figura 14 - Confronto tra distanza di visibilità disponibile e distanza di arresto richiesta per V=Vp 14XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE

16 CONCLUSIONI L esigenza di acquisire in modo rapido ed efficace informazioni relative alle caratteristiche geometriche e funzionali delle infrastrutture stradali in esercizio è particolarmente sentita anche a causa dell assenza di adeguata documentazione presso gli enti gestori. Per sopperire a tale carenza di informazioni indispensabili per l attuazione dei progetti di ricerca, presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell Università di Catania sono stati progettati e sperimentati dei sistemi hardware e software opportunamente integrati ed installati su un veicolo appositamente equipaggiato congiuntamente a specifiche procedure informatiche sviluppate per l elaborazione dei dati acquisiti. In tal senso, i dati provenienti dal GPS e dall odometro-giroscopio, opportunamente integrati ed elaborati, permettono il riconoscimento degli elementi plano-altimetrici del tracciato. Inoltre, le riprese video effettuate dal prospetto frontale del veicolo accoppiate alle informazioni sulla posizione dello stesso possono essere utilizzate per la definizione di dati utili per il catasto delle strade e per misurare la distanza di visuale libera. La sperimentazione effettuata su parecchi chilometri di viabilità ha permesso di mettere a punto e collaudare il sistema che, sebbene in continua evoluzione, consente oggi di garantire buona affidabilità e precisione nell acquisizione ed elaborazione dei dati. BIBLIOGRAFIA [1] A. D Andrea, G. Bosurgi Sui tracciati stradali a curvatura continua realizzati con funzioni splines cubiche. Aspetti analitici e procedure di calcolo XXI Convegno Nazionale Stradale AIPCR Trieste 1990 [2] S. Cafiso, A. Di Graziano, G. Di pasquale Procedure di rilievo e ricostruzione dei tracciati stradali per la realizzazione di un GIS per il catasto delle strade XII Convegno Nazionale SIIV Parma, [3] Van Dine The organization and use of high precision photo log geometric data 79 th TRB Annual Meeting Washington D.C XIII CONVEGNO NAZIONALE S.I.I.V. PADOVA 30/31 OTTOBRE