SISTEMI A SCANSIONE. Classificazioni, definizioni Topografia vs Scansione Sistemi aerei, mobile mapping Campi di applicazione 29/10/2015

Transcript

1 29/10/2015 SISTEMI A SCANSIONE Classificazioni, definizioni Topografia vs Scansione Sistemi aerei, mobile mapping Campi di applicazione Sistemi a scansione 3D

2 F. Remondino Rilievo e modellazione 3D di siti e architetture complesse in DISEGNARECON dicembre 2011, pp disegnarecon.unibo.it/article/download/2573/1951 2

3 F. Remondino Rilievo e modellazione 3D di siti e architetture complesse in DISEGNARECON dicembre 2011, pp disegnarecon.unibo.it/article/download/2573/1951 3

4 DEFINIZIONI SCANNER 3D: dispositivo che - acquisisce coordinate 3D di una data superficie dell oggetto, - con elevata densità e velocità, - in modo automatico. N.B. : automatico autonomo Non esiste una definizione univoca: classificazioni in base alle modalità di misura della distanza, al range operativo, alla precisione 4

5 SCANSIONE, RANGE MAP, POINT CLOUD: insieme di coordinate XYZ espresse in un comune sistema di riferimento, che rappresenta un oggetto o un sito. Ad ogni punto possono essere associate le informazioni di Intensità e/o valori RGB. 5

6 SCANSIONI 3D VS TOPOGRAFIA Rilievo topografico con TS + Accuratezza elevata ed omogenea (con corretta impostazione di rete di inquadramento topografico) +/- Efficace per oggetti con geometria semplice, altrimenti il rapporto costi/tempi diviene svantaggioso - Richiede più tempo di lavoro sul campo - Rilievo di punti, no texture mapping Rilievo laser scanner + Accuratezza adeguata per moltissime applicazioni + Ottimo per superfici complesse, oggetti articolati e privi di discontinuità evidenti + Consente visualizzazioni realistiche della scena rilevata - Difficile estrarre gli spigoli - Elevata quantità di dati da gestire 6

7 Santa Croce, Ravenna V. Bonora, R. Bonino, A. Massa, G. Tucci (2005) 7

8 Santa Croce, Ravenna V. Bonora, R. Bonino, A. Massa, G. Tucci (2005) 8

9 Santa Croce, Ravenna V. Bonora, R. Bonino, A. Massa, G. Tucci (2005) 9

10 Santa Croce, Ravenna V. Bonora, R. Bonino, A. Massa, G. Tucci (2005) 10

11 San Bartolomeo, Prato - Lab. GeCo, Università di Firenze (2013) 11

12 San Bartolomeo, Prato - Lab. GeCo, Università di Firenze (2013) 12

13 San Bartolomeo, Prato - Lab. GeCo, Università di Firenze (2013) 13

14 San Bartolomeo, Prato - Lab. GeCo, Università di Firenze (2013) 14

15 Sensori classificazione San Bartolomeo, Prato - Lab. GeCo, Università di Firenze (2013) 15

16 CLASSIFICAZIONE DI SISTEMI A SCANSIONE Supporto piattaforme Sistemi terrestri (TLS) Sistemi aerei Mobile mapping Geometria di scansione Scanner a triangolazione Scanner distanziometrici Principio di misura della distanza Scanner a tempo di volo Scanner a differenza di fase 16

17 SISTEMI AEREI 1. Un raggio laser proviene da un emettitore montato su un aeromobile (aereo o elicottero) 2. Viene misurata la distanza tra aeromobile e superficie incontrata dal segnale 3. La direzione del segnale varia costantemente grazie ad uno specchio rotante o oscillante 17

18 SISTEMI AEREI 1. Il segnale può incontrare lungo il suo percorso più oggetti a distanza diversa -> Si generano diversi echi 2. Alcuni strumenti misurano il primo eco (first pulse) e l ultimo (last pulse). 3. Altri sono in grado di rilevare fino a sei echi. 4. I sistemi più avanzati analizzano la forma dell onda. 18

19 DSM digital surface model DTM digital terrain model 19

20 MOBILE MAPPING Tecniche di rilevamento da veicoli in movimento, in cui i dati acquisiti dai sensori di bordo vengono direttamente espressi nel sistema di riferimento desiderato, grazie ad un sistema di posizionamento e orientamento installato sul veicolo. > sistemi integrati GNSS e piattaforme inerziali (IMU) > una o più telecamere (sia per riprese che per misure con tecniche fotogrammetriche) > laser scanner > strumenti specifici per l acquisizione di caratteristiche della pavimentazione stradale (quali rugosità, fessurazione, ecc.) > sistema di sincronizzazione per riportare ad un unica base temporale i dati acquisiti > sistema di gestione 20

21 MOBILE MAPPING IMU = Inertial Measurement Units INS = Inertial Navigation System = IMU + PC + componenti elettronici La piattaforma inerziale integra accelerometri (misurano accelerazione lineare) e giroscopi (misurano la velocità angolare) per tracciare la posizione e l'orientamento di un veicolo rispetto ad un punto di partenza, in cui siano noti l'orientamento e la velocità. La posizione di tutti i sensori deve essere nota perché i dati siano riconducibili ad un unico sistema di riferimento 21

22 MOBILE MAPPING

23 MOBILE MAPPING 23

24 MOBILE MAPPING 24

25 APPLICAZIONI DEI SISTEMI A SCANSIONE 1. Catasto strade, rilievo e mantenimento del manto stradale e segnaletica 2. Infrastrutture 3. Rilievo urbano e 3D city modelling 4. Mappatura veloce degli ingombri di strade soggette a passaggi di carichi sporgenti. 5. Rilievo delle linee aeree elettriche con diametro di 3mm. 6. Mappatura della vegetazione 7. Rilievo ferrovie 8. Documentazione archeologica 9. Rilievo architettonico 10.Valutazione volumi di cava

26 26

27 Gravina di Puglia (BA), Insediamento rupestre Rilievo Lab. GeCo

28 Fortezza di Arezzo Rilievo Lab. GeCo

29 Arezzo, piazza S. Agostino Rilievo Lab. GeCo

30 Castell Azzara (Grosseto), Arezzo, piazza parete S. rocciosa Agostino Rilievo Lab. Lab. GeCo GeCo

31 Palazzo Ximenes Panciatichi (Firenze) Rilievo Lab. GeCo 2012 Arezzo, piazza S. Agostino Rilievo Lab. GeCo

32 Cupola di San Vitale (Ravenna) Rilievo Lab. GeCo

33 Meteorite Rilievo Lab. GeCo 2012 Manufatto antico (Progetto MUS.INT) Rilievo Lab. GeCo

34 34