1 Emergenze Attività di monitoraggio manto stradale: obiettivi Progettare e realizzare un sistema che permetta di controllare in modo automatico lo stato del manto stradale. Gli input del sistema saranno costituiti da: sensori per la misura delle condizioni atmosferiche, uno user terminal, un sistema di comunicazione UMTS/GPRS e un serie di telecamere per la rilevazione ottica. I fotogrammi acquisiti saranno elaborati al fine di rilevare un insieme di “elementi” che il sistema sarà addestrato a riconoscere. Ad esempio, il sistema potrà identificare: tombini, binari, buche, e altri oggetti/forme che possono caratterizzare il manto stradale Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio

2 Emergenze  La stazione meteorologica NMS-1001A del N-LAB è in grado di comunicare al calcolatore le informazioni tramite una connessione seriale di tipo RS-232 oppure senza fili Bluetooth. Nella configurazione utilizzata sono presenti tre sensori :  Temperatura superficiale a distanza  Temperatura ed umidità dell’aria.  Pressione  La versione utilizzata della telecamera Pike, ovvero la “F-032B/C” è in grado di acquisire fotogrammi ad una risoluzione di 640 per 480 pixel e ad una profondità di colore di 8, 10, 12, 14 oppure 16 bit. Il “frame rate” più elevato possibile è di 208 fps  Ricevitore GPS: Ichona-Fujitsu ICH-F32 a trentadue canali con possibilità di funzionare in modalità Differential-GPS. Esso è inoltre dotato di una connessione Bluetooth Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: architettura HW

3 Emergenze  Gestione delle comunicazione con il ricevitore GPS, acquisizione e processamento delle informazioni provenienti da esso  Gestione delle comunicazione con la centralina meteorologica, acquisizione e processamento delle informazioni provenienti da essa  Acquisizione dei fotogrammi dalla, o dalle, telecamere e accorpamento ad esse delle informazioni provenienti dalle due parti precedenti in modo tale da costituire una struttura dati unica.  Confronto dei fotogrammi acquisiti con le immagini presenti nella base dati e memorizzazione di tutte le informazioni di interesse in una base dati  Interfacciamento con l’utente Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: architettura SW

4 Emergenze  All’avvio dell’applicazione viene richiesto all’utente, di selezionare la telecamera da utilizzare e di effettuarne la configurazione in termini di risoluzione, codifica e “frame rate”.  La selezione e la configurazione della telecamera sono demandate al modulo di acquisizione  Nel caso in cui il sistema utilizzi più d’una telecamera, tale procedimento è effettuato in maniera indipendente per ogni periferica Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: GUI selezione telecamera

5 Emergenze Monitoraggio manto stradale: principio di funzionamento del SW Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio  Pre-processamento dell’immagine campione  Ridimensionamento a 128x128 pixel  Calcolo della trasformata di Haar  Selezione e quantizzazione dei coefficienti  Per ogni immagine nella base dati viene effettuato il calcolo del punteggio iniziale  Per ogni colore e per ogni coefficiente non nullo della trasformata wavelet dell’immagine da confrontare viene utilizzata la lista di identificatori delle immagini per generare un punteggio  Tramite un algoritmo di tipo “heap select” vengono posti all’attenzione dell’utente le n immagini con il valore del punteggio “migliore”

6 Emergenze Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: GUI operatore (1/2) Stato connessione GPS Frame identificato come somigliante nel DB Dati centralina Climtronic Frame analizzati Frame corrente Dati GPS Statistica su fotogrammi acquisiti e analizzati Parametri di controllo della telecamera

7 Emergenze Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: GUI operatore (2/2) Gestione immagini DB di riferimento Annotazione Immagine selezionata

8 Emergenze Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: test e risultati Identificazione corretta Falso positivo Falso negativo

9 Emergenze Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: test e risultati I prova: asfalto e assenza di ombre proiettate II prova: asfalto con ombre proiettate III prova: pavimentazione irregolare con ombre proiettate

10 Emergenze Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: test e risultati

11\ Emergenze Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: problemi Ombre proiettate Oggetti “estranei” Riconoscimenti multipli dello stesso oggetto

12\ Emergenze Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: presentazione risultati Centro Servizi “Stato” manto stradale Parametri climatici Situazione traffico Incidenti stradali Cantieri stradali DB Tool cartografico Utente

13 Emergenze Monitoraggio manto stradale: DB generato Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio  Colonne della tabella che vengono effettivamente utilizzate:  Latitudine  Longitudine  altezza  commento (ovvero il commento ottenuto dall’immagine selezionata come più somigliante)  temperatura (dell'aria)  temperatura_strada  umidità  time (contenente il tempo UTC in cui è stato acquisito il fotogramma)  link (contiene l’URL in cui è memorizzato il fotogramma)  Le colonne seguenti non sono invece utilizzate:  eventiAtmosferici  incidente  lavoriInCorso  timeBegin serve per i lavori in corso  timeEnd (utilizzato per determinare il termine di un’istanza di lavori in corso)  livello (utilizzato per indicare la “consistenza” dell’evento)  labelID  type (indica il tipo di evento atmosferico )

14\ Emergenze Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: presentazione risultati Info disponibili su “eventi” Visualizzazione “evento” su mappa Acquisizione dal DB “eventi”

15 Emergenze Monitoraggio manto stradale: conclusioni Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio  Stato dell’arte riconoscimento forme (100% - completato)  Raccolta requisiti utente e scenari applicativi (??%)  Progettazione architettura sistema (100% - completata)  Realizzazione sistema (90% - prototipo sw completato; manca supporto telecamera per pattugliatore)  Test sul campo (10% - appena iniziati, da terminare entro )  Buoni risultati se il sistema può lavorare in “certe condizioni” (vedi attività future)

16 Emergenze Monitoraggio manto stradale: attività future Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio  Installazione telecamera mediante supporto  Valutazione di condizioni di illuminazione artificiale per riduzione/eliminazione problema dovuto a ombre proiettate  Ulteriori test  Sostituzione ricevitore GPS con ricevitore sviluppato nell’ambito di GAL-PMI (test di confronto??)  Valutazione della possibilità di sostituire tool cartografico con quello di LCT

17 Emergenze  OBIETTIVO: Questa attività ha come obiettivo primario quello di elaborare un sistema basato su una piattaforma mobile che consenta di controllare il territorio riducendo sia i rischi per gli operatori sia i costi a carico degli Enti. In particolare, la piattaforma aerea in questione deve poter svolgere missioni di volo autonomo oltre che in pilotaggio remoto, di durata di circa minuti, trasportando quale carico utile una serie di sensori.  Attività previste in origine:  Raccolta requisiti utente  Definizione scenari applicativi  Definizione architettura di sistema  Progettazione piattaforma  Definizione payload  Definizione DB aerodinamico  Definizione dell’architettura del sistema di controllo  Sintesi dei guadagni per l’autopilota  Studio di algoritmi di target tracking  Costruzione piattaforma  Integrazione sistemi  Prove volo Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Attività di Target Tracking: genesi

18 Emergenze Target Tracking: conclusioni Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio  Iniziata gennaio 2007 e terminata dicembre 2007  Stato dell’arte algoritmi di target tracking IR (100% - completato)  Raccolta requisiti utente e scenari applicativi (100% - completata)  Progettazione architettura sistema (100% - completata)  Realizzazione sistema (100% - completata)  Test di Lab. (100% - completata)  Risultati:  Algoritmo e SW di TT per velivoli autonomi  Articolo in corso di revisione su IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems