Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
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
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Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
architettura HW
 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
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Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
architettura SW
 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
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Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
GUI selezione telecamera
 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
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Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
principio di funzionamento del SW
 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”
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Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
GUI operatore (1/2)
Frame analizzati
Stato connessione GPS
Frame corrente
Frame identificato come
somigliante nel DB
Dati GPS
Dati centralina Climtronic
Statistica su fotogrammi
acquisiti e analizzati
Parametri di controllo della telecamera
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Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
GUI operatore (2/2)
Immagine
selezionata
Gestione immagini DB di riferimento
Annotazione
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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
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Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
I prova: asfalto e assenza di ombre proiettate
Monitoraggio manto stradale:
test e risultati
II prova: asfalto con ombre proiettate
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III prova: pavimentazione irregolare
con ombre proiettate
Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
test e risultati
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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
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Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
presentazione risultati
Incidenti stradali
Parametri climatici
“Stato” manto
stradale
Centro
Servizi
Utente
DB
Situazione traffico
Cantieri stradali
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Tool
cartografico
Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
DB generato
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)
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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”
14\
Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
conclusioni
 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)
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Emergenze
Sottoprogetto:
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
Monitoraggio manto stradale:
attività future
 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
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Emergenze
Sottoprogetto:
Attività di Target Tracking:
genesi
Elaborazione di Immagini
Georeferenziate per il Controllo e la
Sorveglianza del Territorio
 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
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Emergenze
Sottoprogetto:
Target Tracking:
conclusioni
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
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