Contributi geomatici al progetto MEP (Map for Easy Paths)

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1 XIX Conferenza ASITA Settembre - 1 ottobre 2015 Politecnico di Milano Polo di Lecco Como Campus Laboratorio di Geomatica Contributi geomatici al progetto MEP (Map for Easy Paths) L. Biagi, M. Negretti, M.G. Visconti marco.negretti@polimi.it

2 2 Map for Easy Path Vincitore del Polisocial Award 2014 il programma di impegno e responsabilità sociale del Politecnico di Milano Difficoltà di spostamento in ambito urbano per persone con problemi di mobilità presenza di diversi tipi di ostacoli e pericoli

3 Map for Easy Path Vincitore del Polisocial Award 2014 il programma di impegno e responsabilità sociale del Politecnico di Milano Difficoltà di spostamento in ambito urbano per persone con problemi di mobilità Scopo del progetto realizzare uno strumento per mappare gli ostacoli identificare i percorsi accessibili dati facilmente aggiornabili permettere di identificare meglio i problemi di mobilità e quindi supportare l'azione di intervento per la loro rimozione 3

4 4 Map for Easy Path Map for Easy Path data impliciti DICA dati espliciti DEIB enti pubblici ed associazioni DESIGN utenti finali

5 Map for Easy Path 5 Map for Easy Path data impliciti DICA DICA gestione dei dati GNSS, migliorare il posizionamento utilizzando le stazioni di riferimento GNSS utilizzando la cartografia di riferimento

6 migliorare il posizionamento 6 Correggere le coordinate acquisite dal ricevitore esempio: ostacolo sul marciapiede per noi è importante conoscere anche il lato della strada, non solo il punto lungo la strada in cui si trova l'ostacolo Coordinate acquisite Coordinate corrette

7 migliorare il posizionamento 7 Correggere le coordinate acquisite dal ricevitore esempio: ostacolo sul marciapiede le coordinate devono essere corrette anche rispetto alla cartografia di riferimento adottata Coordinate acquisite Coordinate corrette Coordinate corrette rispetto alla cartografia

8 migliorare il posizionamento L'individuazione del lato corretto della strada non è possibile con un semplice rilievo migliorare le prestazioni dei ricevitori GNSS a basso costo Tablet e smartphone le coordinate e l'elenco dei satelliti utilizzati per stimarle (dispositivi Android) solo le coordinate (Apple) u-blox o altri ricevitori GNSS monofrequenza anche i dati grezzi 8

9 dati da SP: diversi approcci possibili Calcolare la traiettoria del rover seguendo un approccio geodetico spazio delle osservazioni Correggere la traiettoria del rover usando le correzioni della stazione permanente più vicina spazio delle posizioni Stazione Permanente di COMO 9

10 dati da SP: diversi approcci possibili Calcolare la traiettoria del rover seguendo un approccio geodetico spazio delle osservazioni doppie differenze tra SP e rover necessari i dati grezzi del rover non è possibile con smartphone and tablet SP rover 10

11 11 dati da SP: diversi approcci possibili Correggere la traiettoria del rover usando le correzioni della SP più vicina spazio delle posizioni calcolare epoca per epoca le correzioni individuali della SP applicare le correzioni alla traiettoria del rover SP coordinate della SP stimate epoca per epoca rover coordinate del rover stimate epoca per epoca

12 dati da SP: diversi approcci possibili Correggere la traiettoria del rover usando le 12 correzioni della SP più vicina la SP e il rover osservano diversi satelliti il rover osserva un sottoinsieme dei satelliti visti dalla SP PS rover

13 usare le correzioni della SP: modificare il Rinex 13 Sviluppato un software per rimuovere dal Rinex della SP i satelliti non visti dal rover legge dal file NMEA del rover l'elenco dei satelliti all'epoca i legge dal Rinex della SP l'elenco dei satelliti all'epoca i confronta i due elenchi rimuove epoca per epoca dal Rinex i dati dei satelliti non visibili dal rover

14 usare le correzioni della SP: posizionamento statico 14 Primo test: posizionamento statico test effettuati a Milano e Como una settimana di dati in entrambi i siti Rinex file dalle SP e u-blox (rover) dati processati per stimare la posizione (traiettoria) per u-blox e SP gogps ( rtklib ( confronto tra le correzioni ottenute usando i Rinex originali della SP e quelle ottenute dopo la rimozione dei satelliti non in vista dall'u-blox

15 usare le correzioni della SP: posizionamento statico Esempio con i dati del test di Como giorno , nord SP, u-blox, u-blox corrette 15

16 usare le correzioni della SP: posizionamento statico Esempio con i dati del test di Como giorno , nord [m] est nord Correzioni SP (Rinex originale) Correzioni SP (Rinex modificato) [m] est nord [m] est nord

17 usare le correzioni della SP: posizionamento statico Esempio con i dati del test di Como giorno , nord [m] est nord Correzioni SP (Rinex originale) Correzioni SP (Rinex modificato) [m] est nord [m] est nord

18 Como u-blox giorno Est u-blox corr. Nord Est Nord Est Nord -0,08 0,78-0,02-0,26-0,03-0,26 0,77 1,24 0,64 0,81 0,64 0,80 0,34 0,63 0,02-0,34 0,02-0,34 0,84 1,39 0,64 0,81 0,63 0,80 0,20 0,37 0,08-0,44 0,09-0,44 0,84 1,21 0,65 0,84 0,65 0,83 0,19 0,68 0,13-0,48 0,14-0,47 0,91 1,12 0,71 0,82 0,69 0,81-0,32 0,46 0,12-0,46 0,11-0,47 0,87 1,12 0,65 0,82 0,65 0,81-0,24 1,09 0,04-0,42 0,03-0,42 0,91 1,20 0,68 0,88 0,67 0,86 0,07 0,19 0,11-0,51 0,11-0,50 0,90 1,25 0,64 0,82 0,63 0,81 0,41 0,47 0,09-0,27 0,09-0,26 0,76 1,28 0,62 0,77 0,61 0, u-blox corr. 18 correct rover trajectory with(rinex CORS corrections originale) (Rinex modificato)

19 Como u-blox giorno Est u-blox corr. (Rinex originale) Nord Est Nord u-blox corr. 19 (Rinex modificato) Est -0,08 0,78-0,02-0,26-0,03-0,26 0,77 1,24 0,64 0,81 0,64 0,80 0,34 0,63 0,02-0,34 0,02-0,34 0,84 1,39 0,64 0,81 0,63 0,80 0,20 0,37 0,08-0,44 0,09-0,44 0,84 1,21 0,65 0,84 0,65 0,83 0,19 0,68 0,13-0,48 0,14-0,47 Miglioramenti minimi 0,91 1,12 0,71 0,82 0,69 risultati del posizionamento erano i -0,32 0,46 0,12 assoluto -0,46 0,11 già buoni 0,87 1,12 0,65 0,82 0, Nord 0,81-0,47 0,81-0,24 1,09 0,04-0,42 0,03-0,42 0,91 1,20 0,68 0,88 0,67 0,86 0,07 0,19 0,11-0,51 0,11-0,50 0,90 1,25 0,64 0,82 0,63 0,81 0,41 0,47 0,09-0,27 0,09-0,26 0,76 1,28 0,62 0,77 0,61 0,76

20 usare le correzioni della SP: test in ambito urbano Test su percorso urbano percorso scelto in modo da operare in differenti condizioni di visibilità canyon urbani (città murata) aree di visibilità inter aree aperte (zona lago) OpenStreetMap contributors 20

21 usare le correzioni della SP: test in ambito urbano Test con strumento geodetico, tablet e u-blox OpenStreetMap contributors 21

22 usare le correzioni della SP: test in ambito urbano 22 Ricevitore geodetico (Leica GPS 1200) in post elaborazione fissaggio delle ambiguità per meno della metà dei punti misurati riferimento per valutare il rilievo del tablet POLISOCIAL AWARD OpenStreetMap contributors giorno N punti FIXED/TOT % sol. FIXED / % / % / %

23 usare le correzioni della SP: test in ambito urbano Tablet (Samsung Galaxy tab 2) giorno OpenStreetMap contributors 23

24 24 usare le correzioni della SP: confronto Statistiche delle differenze tra Leica GPS 1200 (punti fixed) e tablet EST [m] NORD [m] EST [m] NORD [m] EST [m] NORD [m] MEDIA SQM MAX MIN correzioni SP EST (Rinex modificato) [m] NORD [m] EST [m] NORD [m] EST [m] NORD [m] MEDIA SQM MAX MIN POLISOCIAL AWARD

25 altri effetti da compensare Problemi locali che non possono essere corretti con i dati della SP richiesto un altro approccio OpenStreetMap contributors 25

26 altri effetti da compensare Per la correzione considerare anche cartografia di riferimento altri dati forniti da tablet e smartphone bussola riconoscimento immagini 26

27 cartografia di riferimento 27 Correggere i dati utilizzando un grafo stradale di riferimento

28 cartografia di riferimento 28 Correggere i dati utilizzando un grafo stradale di riferimento non si può semplicemente riposizionare il punto sull'asta più vicina definire una strategia per la correzione

29 cartografia di riferimento 29 Correggere i dati utilizzando un grafo stradale di riferimento non si può semplicemente riposizionare il punto sull'asta più vicina Definire una strategia per la correzione strumenti di analisi avanzati geometria grafo stradale

30 cartografia di riferimento Strumenti e grafo utilizzati OpenStreetMap (OSM) progetto collaborativo dati liberamente fruibili download in locale PosgreSQL/PostGIS database relazionale ad oggetti open source estensione per la gestione dati spaziali 30

31 cartografia di riferimento Correzione in tempo reale distanza del punto rilevato dall'asta angolo tra punto precedente e punto attuale angolo asta distanza dal precedente punto corretto 31

32 cartografia di riferimento Soluzione non definitiva 32

33 cartografia di riferimento Soluzione non definitiva da migliorare in fase di post elaborazione 33

34 sviluppi futuri Vincoli sulla velocità Analisi contestuale 34