1 Emergenze Attività di monitoraggio manto stradale: obiettivi Progettare e realizzare un sistema che permetta di controllare in modo automatico lo stato.

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1 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 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 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 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 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 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 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 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 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 10 Emergenze Sottoprogetto: Elaborazione di Immagini Georeferenziate per il Controllo e la Sorveglianza del Territorio Monitoraggio manto stradale: test e risultati

11 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 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 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 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 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 31.03.08)  Buoni risultati se il sistema può lavorare in “certe condizioni” (vedi attività future)

16 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 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 30-40 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 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