Il monitoraggio delle sponde fluviali e degli intradossi dei ponti è fondamentale per la sicurezza pubblica e la tutela ambientale, come spiegano Dave Foster e Bernhard Groiss di RIEGL e Ulrich Zangerl di viadonau in una recente intervista a GeoConnexion.

Il progetto Danubio: il rilievo del Canale di Vienna

Il laser scanner terrestre ibrido RIEGL VZ-600i sta definendo nuovi standard nel rilievo delle vie navigabili. Il percorso è iniziato sul Canale del Danubio a Vienna, dove RIEGL ha collaborato con viadonau per affrontare uno degli ambienti più impegnativi per i topografi: corsi d’acqua stretti con copertura GNSS limitata. Installato su un’imbarcazione, lo scanner ha garantito un’accuratezza a livello centimetrico anche sotto i ponti e in aree prive di GNSS.

Rilievo del Canale del Danubio a Vienna con il laser scanner terrestre RIEGL VZ-600i.
Crediti fotografici: viadonau, Österreichische Wasserstraßen-Gesellschaft mbH

Il risultato finale? Un dataset 3D con una risoluzione spaziale di appena 1,5 centimetri e un’accuratezza di posizionamento di 2–3 centimetri, un livello di dettaglio che supera di gran lunga quanto normalmente ottenibile in ambienti di questo tipo.

L’imbarcazione di rilievo di viadonau, Alpha, in azione nei pressi del centro di Vienna sul Canale del Danubio.

Al centro e a destra: esempi di nuvole di punti acquisite con il RIEGL VZ-600i.
Crediti fotografici: viadonau

«La ristrettezza del canale, l’elevato traffico e l’accesso limitato dalle sponde rendono estremamente difficile condurre rilievi terrestri completi», afferma Ulrich Zangerl, responsabile del team di geoinformazione di viadonau, l’ente viennese incaricato di garantire il corretto funzionamento della via d’acqua del Danubio. «Avevamo bisogno di una soluzione flessibile e ad alta risoluzione che potesse operare efficacemente da un’imbarcazione».

Il progetto Tamigi: i ponti storici di Londra

Sulla scia del successo del progetto sul Danubio, la tecnologia è stata successivamente applicata al fiume Tamigi a Londra. I primi risultati stanno già rivelando informazioni di grande valore: aree precedentemente inaccessibili sotto i ponti storici sono state rilevate con elevato dettaglio, consentendo agli ingegneri strutturali di valutare le murature storiche e individuare precocemente segni di degrado o erosione. I dati di un rilievo precedente, condotto con il sistema di mobile mapping RIEGL VMX-2HA, sono stati integrati per produrre una nuvola di punti coerente. Combinando i dati di superficie con le misure acquisite sotto i ponti, gli ingegneri possono ora studiare ogni struttura con un livello di dettaglio senza precedenti.

«Eravamo entusiasti di avere l’opportunità di effettuare scansioni da un’imbarcazione sul Tamigi», ha dichiarato David Foster, Managing Director di RIEGL UK. «Abbiamo utilizzato il VZ-600i per eseguire questo rilievo, e questo tipo di progetto dimostra la versatilità del VZ-600i, che si aggiunge a uno strumento già estremamente produttivo. Parte dell’obiettivo era verificare cosa fosse possibile ottenere nell’arco di un’ora e successivamente analizzare la qualità dei dati. Idealmente avremmo voluto integrare punti di controllo topografici per rafforzare il posizionamento RTK GNSS e monitorare l’accuratezza complessiva del progetto. I risultati sono stati eccellenti e, con Bernhard Groiss al mio fianco, ha espresso piena fiducia nella qualità dei dati acquisiti. La sua esperienza maturata nel progetto sul Danubio è stata estremamente preziosa. Il rilievo è stato condotto esclusivamente in modalità radar – un approccio meno comune rispetto all’uso combinato delle modalità radar e profilo – eppure ha offerto una dimostrazione straordinaria delle capacità del RIEGL VZ-600i».

Dati di scansione del Palazzo di Westminster a sinistra e del London Eye a destra, acquisiti da un’imbarcazione con un VZ-600i in movimento. La nuvola di punti è colorata in base all’attributo di riflettanza.

Perché è importante:

• Flessibilità ibrida: passaggio continuo tra modalità statica e cinematica.

• Accuratezza in movimento: l’integrazione GNSS/IMU garantisce precisione centimetrica nonostante la dinamica dell’imbarcazione.

• Informazioni operative: dataset ad alta fedeltà consentono a ingegneri, idrologi e pianificatori di proteggere infrastrutture ed ecosistemi.

• Rilievi pronti per il futuro: definizione di nuovi benchmark per la gestione sostenibile delle vie navigabili a livello globale.

«Esistono sistemi sul mercato in grado di fornire risultati simili; tuttavia, nessun altro sistema consente di passare direttamente da un rilievo statico ad alta precisione al montaggio su un treppiede a bordo di un’imbarcazione e di continuare a scansionare in modo fluido mentre si naviga lungo un fiume, si passa sotto i ponti e si acquisiscono aree che altrimenti non potrebbero mai essere rilevate con un tale livello di dettaglio», afferma Bernhard Groiss, Senior Technical Expert di RIEGL. «Con il RIEGL VZ-600i questo diventa possibile. È davvero spettacolare e merita di essere mostrato in un contesto iconico come il Tamigi, con tutti i suoi famosi punti di riferimento».

RIEGL, continua aa impegnarsi per superare i limiti della tecnologia geospaziale, rendendo visibile l’invisibile e permettendo decisioni più intelligenti per il futuro dei nostri fiumi e delle nostre vie navigabili.

Nel dinamico settore della digitalizzazione 3D, un nuovo strumento si sta imponendo all’attenzione di professionisti e istituzioni, promettendo di ridefinire gli standard di flessibilità, precisione e accessibilità. Lo scanner laser 3D portatile 3DEVOK MT emerge come una soluzione all’avanguardia, forte di una combinazione tecnologica unica e di un rapporto qualità-prezzo che sfida i leader di mercato.

Tre Tecnologie, Infinite Possibilità

Il vero cuore pulsante del 3DEVOK MT risiede nella sua capacità di integrare ben tre diverse tecnologie di scansione in un unico, compatto dispositivo. Questa architettura multi-sorgente garantisce prestazioni ottimali in un’ampia gamma di scenari e su qualsiasi tipo di superficie, permettendo all’operatore di scegliere la modalità più adatta per ogni specifica esigenza.

Approfondimento sulle Metodologie di Scansione

La potenza del 3DEVOK MT si esprime nella sua capacità di passare da una modalità all’altra in modo fluido, combinando i punti di forza di ciascuna tecnologia. Vediamole nel dettaglio:

1. Scansione a Laser Blu: La Massima Precisione per i Dettagli

Questa modalità è il cavallo di battaglia per le applicazioni che richiedono la massima accuratezza e risoluzione. Proiettando un reticolo di 34 lame laser di colore blu, lo scanner cattura i dati con una precisione di base che arriva a 0.04 mm e una risoluzione dei punti fino a 0.05 mm. Il laser blu ha una lunghezza d’onda più corta rispetto ad altre tecnologie, il che lo rende meno sensibile alle interferenze della luce ambientale e straordinariamente efficace su superfici scure o metalliche riflettenti, spesso senza la necessità di opacizzanti. Con una velocità di acquisizione che raggiunge i 3.300.000 punti al secondo, è la scelta ideale per il controllo qualità, il reverse engineering e la digitalizzazione ad altissima fedeltà di piccoli reperti o di dettagli complessi su opere più grandi.

2. Scansione a Infrarossi VCSEL: Velocità e Sicurezza per Grandi Volumi

La seconda tecnologia si basa su una sorgente di luce strutturata a infrarossi di tipo VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser). Questa modalità proietta un pattern di punti (speckle) invisibile e totalmente sicuro per l’occhio umano (Classe I). È stata progettata per due scopi principali: la velocità su larga scala e la scansione di persone. Con un campo visivo che può raggiungere i 1100 \times 1000 mm e una velocità di scansione che tocca i 4.500.000 punti al secondo, è perfetta per acquisire rapidamente oggetti di grandi dimensioni come statue, elementi architettonici o interi veicoli. La sua sicurezza e la capacità di catturare bene anche i capelli la rendono la modalità d’elezione per le scansioni del corpo umano e per applicazioni in ambito medicale o artistico.

3. Scansione a Laser Infrarossi: Versatilità e Scansione “Invisibile”

A completare il trio tecnologico vi è una modalità che utilizza 22 lame laser a infrarossi. Questa opzione offre un eccellente compromesso tra velocità (fino a 2.450.000 punti/s) e dettaglio, con il vantaggio aggiunto di operare con una luce invisibile all’occhio umano. Ciò la rende particolarmente utile in ambienti museali o pubblici dove una luce laser visibile potrebbe essere di disturbo. Come la modalità Scansione a Infrarossi VCSEL, supporta pienamente l’allineamento senza marker su oggetti con geometrie e texture complesse e variabili.

Acquisizione del Colore e Texture Automatiche

Oltre alla geometria ad alta precisione, il 3DEVOK MT è progettato per catturare la realtà in modo completo. Per questo, è dotato di una camera a colori dedicata, specificamente integrata per l’acquisizione di immagini durante il processo di scansione. Questa funzionalità permette al software 3DEVOK di generare in modo automatico e rapido la texture fotorealistica, mappandola direttamente sulla mesh 3D appena creata. Il risultato è un modello digitale tridimensionale non solo accurato nella forma, ma anche fedele nei colori e nei dettagli superficiali, un requisito fondamentale per le applicazioni nel campo dei beni culturali, del design e della comunicazione visiva.

La Scansione Ibrida che Elimina l’obbligo dei Markers

La vera magia del 3DEVOK MT non è solo nelle singole modalità, ma nella loro sinergia. La modalità di allineamento ibrida rivoluziona l’approccio alla scansione 3D, in particolare in settori delicati come quello museale, dei beni culturali e archeologico.

Il cuore di questa innovazione risiede nella capacità dello scanner di operare simultaneamente con la tecnologia a lame laser blu e il supporto della tecnica a infrarossi VCSEL. Questo significa che, mentre le lame laser blu sono impiegate per acquisire i dati geometrici ad altissima precisione, le telecamere a infrarossi VCSEL lavorano in parallelo per tracciare il movimento dello scanner nello spazio.

La tecnologia VCSEL, grazie alla sua capacità di proiettare un pattern di punti invisibile, crea una mappa di riferimento spaziale densa e continua sull’oggetto. Questo pattern viene analizzato in tempo reale dal software, che utilizza algoritmi avanzati di riconoscimento di feature geometriche e texture naturali. In pratica, il sistema identifica e traccia continuamente punti distintivi sulla superficie dell’oggetto, sfruttando sia le variazioni di forma (geometria) sia i dettagli visivi (texture).

Questa interazione sinergica tra i due sensori consente un allineamento automatico e continuo delle scansioni senza la necessità di applicare marker fisici (target di riferimento adesivi). I dati acquisiti dalle lame laser blu vengono precisamente posizionati nello spazio grazie al tracciamento in tempo reale fornito dagli infrarossi VCSEL. Questo approccio ibrido non solo elimina il rischio di contaminare o danneggiare reperti preziosi, ma ottimizza anche il flusso di lavoro, riducendo i tempi di preparazione e aumentando l’efficienza sul campo. Statue, bassorilievi e opere d’arte possono essere digitalizzati in modo rapido, non invasivo e con una fedeltà senza precedenti, preservando l’integrità dell’oggetto e accelerando il processo di acquisizione.

Il Potere di 3DEVOK STUDIO: Il Software che Dà Vita ai Dati

Per tradurre la potenza hardware del 3DEVOK MT in modelli 3D utilizzabili e di alta qualità, è fondamentale un software di elaborazione all’altezza. 3DEVOK STUDIO è il software proprietario abbinato allo scanner, progettato con un’interfaccia user-friendly e algoritmi avanzati per massimizzare l’efficienza e la qualità del dato.

Le principali caratteristiche tecniche di 3DEVOK STUDIO includono:

• Acquisizione e Visualizzazione in Tempo Reale: Il software permette di visualizzare la nuvola di punti in tempo reale durante la scansione, offrendo un feedback immediato all’operatore e consentendo di verificare la copertura e la qualità dei dati man mano che vengono acquisiti. Questo include una visualizzazione pulita della nuvola di punti e una funzione Matcap per una migliore percezione del modello.
• Allineamento Ibrido Avanzato: Come discusso, 3DEVOK STUDIO è il motore dietro l’allineamento senza marker. Gestisce in modo fluido l’allineamento basato su feature geometriche, texture e, se necessario, anche su marker tradizionali, offrendo la massima flessibilità per ogni tipo di oggetto e condizione. La funzione di “Automatic Registration” in modalità Feature Alignment semplifica ulteriormente il processo.
• Gestione Multi-Modalità: Il software è ottimizzato per tutte e tre le modalità di scansione del 3DEVOK MT. Permette di passare da una all’altra con facilità e di integrare i dati provenienti dalle diverse sorgenti luminose in un unico progetto, ad esempio per ottenere scansioni ad alta risoluzione localizzate utilizzando il laser blu su dati acquisiti rapidamente con infrarossi.
• Ottimizzazione Intelligente dei Dati: 3DEVOK STUDIO include funzioni avanzate per la pulizia e l’ottimizzazione della nuvola di punti. Questo si traduce in:
  • Rimozione intelligente del disordine (Intelligent Clutter Removal): Per eliminare automaticamente rumore e dati superflui.
  • Gestione di oggetti a parete sottile (Thin-Walled Object Stitching): Specifiche funzionalità per l’allineamento e la fusione di scansioni su oggetti sottili, spesso problematici.
  • Compensazione automatica dell’esposizione: Per garantire un’acquisizione fluida dei dati anche in condizioni di illuminazione variabili.
• Mappatura Texture Automatica e Ad Alta Definizione: Sfruttando la camera a colori integrata nello scanner, il software genera automaticamente texture fotorealistiche ad alta risoluzione e le mappa sulla mesh 3D. Sono disponibili funzioni avanzate per l’ottimizzazione della mappatura, inclusi aggiornamenti che hanno ridotto i tempi di mappatura del 30-40%. Esiste anche un plug-in aggiuntivo, 3DEVOK BesTexture, che consente di migliorare ulteriormente le texture combinando i dati di scansione con foto scattate da smartphone o fotocamere DSLR.
• Strumenti di Editing e Post-Elaborazione: Una volta acquisiti i dati, 3DEVOK STUDIO offre strumenti essenziali per la post-elaborazione, come la possibilità di annullare frame per frame l’acquisizione, la misurazione 3D e l’esportazione in vari formati.
• Compatibilità ed Esportazione Versatile: Il software supporta l’esportazione dei modelli 3D in formati standard e ampiamente utilizzati come *.STL, *.OBJ, *.ASC, *.3DS, garantendo la compatibilità con la maggior parte dei software di CAD, reverse engineering, ispezione 3D, stampa 3D e modellazione 3D (es. GOM Inspect, QUICKSURFACE, Geomagic Design X).
• Facilità d’Uso e Affidabilità: Con un’interfaccia utente intuitiva e un design di interazione efficiente, 3DEVOK STUDIO è pensato per essere accessibile anche a utenti meno esperti. Il software include funzioni di salvataggio automatico e recupero dati in caso di chiusure inattese, migliorando l’affidabilità del flusso di lavoro. La licenza software è “dongle-free”, offrendo maggiore flessibilità.
• Aggiornamenti Costanti: 3DEVOK si impegna nello sviluppo continuo di algoritmi avanzati, con aggiornamenti regolari che introducono nuove funzionalità e ottimizzazioni.

In sintesi, 3DEVOK STUDIO non è solo un software di acquisizione, ma una suite completa che accompagna l’utente dalla scansione iniziale alla generazione di modelli 3D pronti per le più svariate applicazioni, con un’enfasi particolare sull’efficienza e la qualità del risultato finale.

Libertà Senza Fili: L’Innovazione del Wireless Handle

Un altro ostacolo storico della scansione 3D ad alta precisione è sempre stato l’ingombro dei cavi. 3DEVOK risponde a questa sfida con l’introduzione del Wireless Handle, un accessorio tanto semplice quanto geniale. Questa impugnatura ergonomica integra una potente batteria e un modulo di trasmissione dati WIFI, liberando completamente l’operatore. Si può operare con totale libertà di movimento in un laboratorio di restauro, in un angusto scavo archeologico o in un’ampia sala espositiva, senza più vincoli.

Il Miglior Rapporto Qualità-Prezzo sul Mercato

In un mercato dove l’alta precisione ha spesso un costo proibitivo, il 3DEVOK MT si posiziona con una strategia aggressiva, offrendo una suite di funzionalità professionali a un prezzo che lo rende accessibile a una platea più vasta di utenti. La combinazione di tre tecnologie avanzate, l’accuratezza metrologica, l’indipendenza dai marker e la portabilità wireless lo rendono, di fatto, lo strumento con il miglior rapporto qualità-prezzo attualmente disponibile per applicazioni professionali. Con il 3DEVOK MT, la digitalizzazione 3D di alta gamma smette di essere un lusso per pochi e diventa uno strumento di lavoro potente, flessibile e finalmente alla portata di chiunque abbia la necessità di preservare, analizzare e valorizzare il patrimonio culturale con la massima fedeltà.

Disponibilità e Informazioni

Per toccare con mano le potenzialità del 3DEVOK MT, è possibile procedere in due modi. Gli utenti che desiderano acquistare direttamente il prodotto possono trovarlo disponibile sullo store online Geostore.it (https://geostore.it/products/3devok-mt-scanner-3d), la piattaforma e-commerce di riferimento per la strumentazione geomatica. Per chi invece preferisce ricevere maggiori dettagli, richiedere una consulenza personalizzata o una demo, è possibile consultare la pagina prodotto dedicata e compilare il form di contatto sul sito ufficiale di Microgeo, distributore italiano del prodotto, al seguente link: https://www.microgeo.it/prodotti/scanner-3d-portatile-3devok-mt.

I sistemi di Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) sono diventati fondamentali per la navigazione autonoma e la mappatura 3D, consentendo a robot, droni e dispositivi portatili di costruire una mappa di un ambiente sconosciuto mentre contemporaneamente localizzano la propria posizione al suo interno. Questi sistemi si basano sull’integrazione di dati provenienti da vari sensori, tra cui telecamere e LiDAR (Light Detection and Ranging). Tuttavia, un componente spesso sottovalutato ma di vitale importanza in molti sistemi SLAM moderni è l’unità di misura inerziale (IMU).

Cos’è un’IMU e Come Funziona nel Contesto SLAM?

Un’IMU è un dispositivo elettronico che misura e riporta la forza specifica, la velocità angolare e, in alcuni casi, il campo magnetico circostante un corpo. Tipicamente, un’IMU è composta da una combinazione di accelerometri (che misurano l’accelerazione lineare), giroscopi (che misurano la velocità angolare) e talvolta magnetometri (che misurano il campo magnetico terrestre per determinare l’orientamento assoluto).

Nel contesto dello SLAM, l’IMU fornisce dati inerziali ad alta frequenza che descrivono il movimento del sensore 3D (come una telecamera o un LiDAR) nello spazio. Questi dati includono informazioni su come il dispositivo sta traslando e ruotando.

Le Limitazioni dei Sistemi SLAM Basati su Singoli Sensori

I sistemi SLAM che si affidano esclusivamente a un singolo tipo di sensore presentano delle limitazioni intrinseche:

• SLAM Basato su Visione (Visual SLAM): Eccelle nel catturare dettagli ricchi e informazioni sulle texture, ma può fallire in ambienti con scarsa illuminazione, texture ripetitive o assenti (come un corridoio bianco e spoglio), o in presenza di movimenti rapidi che causano motion blur. La stima della scala è inoltre un problema intrinseco nel SLAM monoculare (con una singola telecamera).
• SLAM Basato su LiDAR: Fornisce misurazioni di distanza accurate e robuste in diverse condizioni di illuminazione. Tuttavia, i sensori LiDAR possono avere difficoltà con superfici riflettenti o trasparenti (come il vetro) e possono generare mappe meno dense o dettagliate rispetto alle telecamere in determinate circostanze. Inoltre, il LiDAR da solo può avere difficoltà a stimare con precisione la rotazione pura.

Il Ruolo Cruciale dell’IMU nel Superare Queste Limitazioni

L’integrazione di un’IMU in un sistema di scansione 3D SLAM offre numerosi vantaggi, mitigando le debolezze dei singoli sensori e migliorando le prestazioni complessive:

1. Stima del Movimento ad Alta Frequenza: L’IMU fornisce letture del movimento a una frequenza molto più elevata rispetto alla maggior parte delle telecamere o dei sensori LiDAR. Questi dati inerziali ad alta frequenza sono essenziali per stimare in modo più accurato e fluido il movimento tra un frame del sensore e il successivo, riducendo l’impatto di movimenti rapidi o imprevedibili.
2. Robustezza in Ambienti Difficili: L’IMU è indipendente dalle condizioni ambientali esterne come illuminazione, texture o presenza di oggetti riflettenti. Ciò significa che, anche quando i dati visivi o LiDAR sono degradati o assenti, l’IMU può continuare a fornire informazioni cruciali sul movimento del sensore, mantenendo la robustezza del sistema SLAM in scenari altrimenti critici.
3. Riduzione del Drift e Miglioramento dell’Accuratezza: Sebbene i dati dell’IMU tendano a “driftare” nel tempo (accumulare errori di integrazione), possono essere utilizzati per prevedere la posizione e l’orientamento del sensore nel breve termine con elevata precisione. Questa previsione può essere quindi corretta e affinata utilizzando i dati dei sensori esterni (telecamera o LiDAR) quando disponibili. Questa fusione di dati (spesso implementata tramite tecniche come filtri di Kalman estesi o ottimizzazione basata su grafi) riduce significativamente il drift complessivo del sistema SLAM e migliora l’accuratezza della localizzazione e della mappatura a lungo termine.
4. Gestione dei Movimenti Rapidi: In scenari con movimenti rapidi del sensore, i dati visivi o LiDAR possono presentare distorsioni significative dovute al movimento durante il tempo di esposizione o scansione. L’IMU fornisce informazioni precise su questi movimenti, consentendo agli algoritmi SLAM di compensare queste distorsioni e migliorare la qualità delle mappe 3D generate.
5. Stima della Scala (nel Visual-Inertial SLAM): Nel caso specifico del Visual SLAM monoculare, l’IMU è fondamentale per risolvere l’ambiguità di scala intrinseca. Integrando le misurazioni dell’accelerazione note dall’IMU, è possibile recuperare la scala metrica dell’ambiente mappato, ottenendo una ricostruzione 3D con dimensioni reali.

Integrazione dei Dati IMU nel Framework SLAM

L’integrazione dei dati IMU con quelli di altri sensori è un processo noto come sensor fusion. Esistono diversi approcci per realizzare questa fusione all’interno di un framework SLAM:

• Accoppiamento Lasco (Loosely-Coupled): Il SLAM visivo o LiDAR viene eseguito in modo indipendente e le stime di posizione e orientamento vengono quindi combinate con i dati dell’IMU in una fase successiva. Questo approccio è più semplice da implementare ma meno robusto.
• Accoppiamento Stretto (Tightly-Coupled): Le misurazioni grezze dell’IMU e degli altri sensori vengono integrate direttamente in un unico processo di ottimizzazione o filtraggio. Questo approccio è computazionalmente più costoso ma offre prestazioni superiori in termini di accuratezza e robustezza, poiché sfrutta appieno la complementarità dei diversi tipi di dati.

Conclusione

In sintesi, l’IMU non è solo un sensore aggiuntivo in un sistema di scansione 3D SLAM, ma un componente essenziale che ne potenzia significativamente le capacità. Fornendo dati inerziali ad alta frequenza indipendenti dalle condizioni ambientali e complementari a quelli visivi o LiDAR, l’IMU migliora la robustezza, l’accuratezza e l’affidabilità complessiva dei sistemi SLAM, consentendo loro di operare in una gamma più ampia di scenari e applicazioni, dalla robotica mobile alla realtà aumentata e alla mappatura di interni ed esterni. La sua integrazione efficace tramite tecniche di sensor fusion è la chiave per sbloccare il pieno potenziale dello SLAM per la ricostruzione 3D.

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Funzionalità avanzate, informazioni migliori

Funzionalità avanzate, informazioni migliori

L’integrazione tra il sistema di posizionamento satellitare GNSS RTK (Global Navigation Satellite System Real-Time Kinematic) e la tecnologia SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) rappresenta un importante passo avanti nel campo della navigazione autonoma e della mappatura ad alta precisione. Queste due tecnologie complementari, se utilizzate insieme, permettono di ottenere dati di posizionamento estremamente accurati e mappe dettagliate di ambienti complessi, rendendo questa fusione ideale per numerose applicazioni industriali e scientifiche.

Cos’è GNSS RTK?

Il GNSS RTK è una tecnologia di posizionamento in modalità cinematica ed in tempo reale che migliora notevolmente la precisione delle coordinate geografiche ottenute dai satelliti. Mentre un sistema GNSS standard in modalità stand alone fornisce posizionamenti con un errore che può variare da qualche metro a decine di metri, RTK utilizza una stazione base fissa e un rover mobile per correggere gli errori in tempo reale, raggiungendo un’accuratezza di pochi centimetri.

Cos’è SLAM?

SLAM è una tecnologia che permette a un dispositivo mobile (come un robot, drone o veicolo autonomo) di mappare un ambiente e contemporaneamente localizzarsi al suo interno. SLAM utilizza sensori come lidar, telecamere o IMU (Inertial Measurement Unit) per creare una mappa dell’ambiente circostante e tracciare la posizione del dispositivo in tempo reale, anche in ambienti sconosciuti o privi di segnale GPS.

Vantaggi dell’Integrazione GNSS RTK e SLAM

1. Accuratezza Estrema del Posizionamento

L’integrazione del GNSS RTK con SLAM consente di combinare la precisione assoluta dei dati GNSS con la localizzazione dettagliata e relativa ottenuta dal sistema SLAM. Questo è particolarmente utile in scenari in cui il dispositivo deve operare in ambienti sia interni che esterni. Nei contesti all’aperto, dove il segnale satellitare è forte, il GNSS RTK fornisce posizioni assolute molto precise; mentre in ambienti chiusi o privi di segnale satellitare, il sistema SLAM può continuare a localizzare il dispositivo con alta accuratezza relativa.

2. Correzione della Deriva SLAM

Uno dei limiti principali della tecnologia SLAM è la deriva, ovvero l’accumulo di errori di posizione nel tempo. Questo avviene perché il sistema si basa sulla continua comparazione di caratteristiche visive o di profondità dell’ambiente. L’integrazione con GNSS RTK permette di correggere questi errori fornendo correzioni in tempo reale, mantenendo la precisione del sistema di localizzazione anche su lunghe distanze e in periodi prolungati di operazione.

3. Navigazione in Ambienti Misti (Indoor/Outdoor)

L’integrazione di GNSS RTK e SLAM consente ai dispositivi di navigare senza problemi tra ambienti interni ed esterni. Mentre il GNSS RTK fornisce una precisione eccellente in spazi aperti, il segnale satellitare può essere debole o assente in spazi chiusi. In questi casi, il sistema SLAM può prendere il controllo e mantenere una localizzazione affidabile. Questa capacità di operare in ambienti misti è particolarmente utile in contesti industriali, logistici e agricoli, dove le operazioni si svolgono sia all’interno che all’esterno.

4. Maggiore Robustezza in Ambienti Complessi

La presenza di ostacoli, superfici riflettenti o ambienti con segnali GNSS deboli può compromettere la precisione dei sistemi di localizzazione tradizionali. La fusione dei dati GNSS RTK con quelli SLAM offre una maggiore robustezza in questi ambienti complessi, poiché i due sistemi possono compensare i rispettivi limiti. Per esempio, in un ambiente urbano con grattacieli che bloccano il segnale GNSS, il sistema SLAM può mantenere la localizzazione del dispositivo sfruttando i dati raccolti da lidar o telecamere.

5. Miglioramento della Mappatura 3D

Integrando i dati GNSS RTK e SLAM, è possibile migliorare la qualità delle mappe 3D. Il GNSS RTK fornisce informazioni georeferenziate ad alta precisione, mentre SLAM crea una mappa dettagliata e densa dell’ambiente circostante. Questa combinazione consente di ottenere mappe 3D con coordinamento geospaziale preciso, utile in applicazioni come rilievi topografici, costruzioni, e operazioni di ricerca e soccorso.

6. Facilità d’Uso e Automazione

L’integrazione di GNSS RTK e SLAM facilita l’automazione in numerose applicazioni, come i veicoli autonomi e la robotica mobile. La capacità di navigare e mappare autonomamente sia in ambienti chiusi che aperti con alta precisione riduce la necessità di intervento umano, migliorando l’efficienza e riducendo i costi operativi.

Applicazioni dell’Integrazione GNSS RTK-SLAM

1. Droni per Rilievi Aerei e Mappatura: I droni possono beneficiare di una navigazione accurata anche in spazi aperti e complessi come foreste, canyon, o centri urbani.
2. Robotica di Magazzino: I robot in ambienti logistici possono passare da aree interne a cortili esterni senza perdere precisione nella localizzazione.
3. Veicoli Autonomi: Per i veicoli a guida autonoma, è fondamentale disporre di un sistema che garantisca una localizzazione precisa sia in strade aperte (con GNSS RTK) che in parcheggi sotterranei o tunnel (con SLAM).
4. Agricoltura di Precisione: Le macchine agricole possono mappare accuratamente i campi agricoli, migliorando l’efficienza delle operazioni come la semina e l’irrorazione.

Conclusioni

L’integrazione dei dati GNSS RTK con la tecnologia SLAM offre una soluzione avanzata per la navigazione autonoma e la mappatura in tempo reale. Questa combinazione non solo migliora la precisione della localizzazione, ma consente anche di superare i limiti che ciascuna tecnologia ha singolarmente. Dalla robotica, ai droni, ai veicoli autonomi, questa fusione sta aprendo la strada a una nuova generazione di dispositivi capaci di operare in modo preciso e autonomo in qualsiasi ambiente, aumentando l’efficienza e riducendo i costi.

La fotogrammetria e il LiDAR sono due tecnologie utilizzate per il rilievo tridimensionale, ma si basano su principi e strumenti diversi. Ecco le principali differenze tra un rilievo fotogrammetrico e un rilievo LiDAR:

1. Principio di funzionamento

• Fotogrammetria: Si basa su fotografie bidimensionali scattate da diverse angolazioni. Utilizzando tecniche di triangolazione, si ricostruisce la posizione tridimensionale degli oggetti. La fotogrammetria sfrutta la luce visibile e richiede che la scena sia ben illuminata per ottenere buone immagini.
• LiDAR (Light Detection and Ranging): Utilizza impulsi laser per misurare la distanza tra il sensore e gli oggetti circostanti. Il sensore invia impulsi di luce laser e misura il tempo impiegato per il ritorno degli impulsi riflessi, creando così una nuvola di punti 3D molto accurata.

2. Strumenti

• Fotogrammetria: Fotocamere (aeree o terrestri), software di elaborazione immagini per generare modelli 3D (come 3DF Zephyr LINK).
• LiDAR: Scanner laser montati su droni, aerei o veicoli terrestri. Questi scanner inviano impulsi laser per creare mappe tridimensionali.

3. Precisione e dettaglio

• Fotogrammetria: Può essere molto dettagliata, ma la precisione può essere inferiore in condizioni di scarsa illuminazione o quando si rilevano superfici riflettenti o trasparenti. La qualità del modello dipende dalla risoluzione delle immagini e dal numero di punti di vista utilizzati.
• LiDAR: Estremamente preciso e in grado di ottenere misurazioni accurate anche su superfici difficili, come la vegetazione densa o in condizioni di scarsa visibilità (es. nebbia o oscurità). Il LiDAR penetra anche tra la vegetazione, permettendo di rilevare il terreno sottostante.

4. Ambienti e applicazioni

• Fotogrammetria: È adatta per l’architettura, la documentazione del patrimonio culturale, la mappatura topografica, la modellazione urbana e progetti di ricostruzione storica. La fotogrammetria richiede ambienti ben illuminati e non è efficace in presenza di vegetazione fitta.
• LiDAR: Utilizzato soprattutto in mappature topografiche, geologiche e forestali, per rilevare strutture sotterranee e creare modelli del terreno sotto la vegetazione. È ideale per l’uso in foreste o aree in cui il terreno è difficile da rilevare visivamente.

5. Costo e complessità

• Fotogrammetria: Generalmente meno costosa, poiché utilizza fotocamere standard, ma richiede una notevole elaborazione software per ottenere risultati accurati.
• LiDAR: Più costoso a causa della complessità della strumentazione (scanner laser), ma fornisce risultati immediatamente più precisi, riducendo la necessità di post-elaborazione.

6. Dati raccolti

• Fotogrammetria: Produce modelli 3D basati su immagini che possono essere utili anche per analisi visive (texture, colori), fornendo informazioni sia geometriche che visive.
• LiDAR: Produce nuvole di punti estremamente precise, ma non cattura informazioni visive (come colori o texture) a meno che non venga combinato con fotocamere.

Sintesi

• Fotogrammetria: Economica, buona per la documentazione visiva, ideale per modelli di superfici con pochi ostacoli.
• LiDAR: Più costoso, ma estremamente preciso, funziona in tutte le condizioni e penetra attraverso la vegetazione.

La scelta tra le due tecnologie dipende dalle esigenze del progetto, dal budget e dalle condizioni ambientali.

La tecnologia geospaziale è un termine collettivo per strumenti che creano set di dati, come le nuvole di punti per mappare e analizzare la Terra. Queste tecnologie ci aiutano a raccogliere dati per comprendere aree geografiche e monitorare cambiamenti o modelli in paesaggi, città e persino società.

Cosa significa geospaziale?

Per comprendere la tecnologia geospaziale, dobbiamo iniziare con la comprensione della parola “geospaziale”. In parole povere, si riferisce a dati e informazioni specifiche della posizione, relative alle caratteristiche della superficie terrestre e alla loro area geografica.

Quindi, per quanto riguarda il significato di “geospaziale”, si intende tutto ciò che è correlato a una posizione.

Cosa sono i dati geospaziali?

I dati geospaziali sono tutti i dati che hanno una componente geografica. Possono descrivere caratteristiche, oggetti o persino eventi che hanno una posizione specifica. I dati geospaziali combineranno informazioni sulla posizione e sugli attributi di un oggetto. Le informazioni sulla posizione possono essere dinamiche o statiche.

Varie tecnologie geospaziali realizzano questo tipo di raccolta dati, come l’utilizzo del telerilevamento per raccogliere dati a distanza. Ad esempio, i veicoli aerei senza pilota (UAV) raccolgono informazioni in modo rapido ed efficace, consentendo la raccolta di grandi quantità di dati.

Esempi di dati geospaziali

La rappresentazione dei dati è diversa a seconda della tecnologia geospaziale scelta per catturarli. Ecco alcuni esempi di dati geospaziali:

• Telerilevamento

Utilizzando il telerilevamento, gli scanner laser raccolgono milioni di punti dati digitali all’interno di un ambiente. La vasta raccolta di punti è nota come nuvola di punti. Ogni punto ha una coordinata di posizione e l’insieme di punti crea un modello 3D di un’area o di un oggetto. Più punti ci sono in un’area, più densa è la nuvola di punti e più chiara è la rappresentazione 3D del mondo reale.

• Vettori

I vettori sono costituiti da punti, linee e poligoni. Ogni punto ha una coordinata e linee e poligoni sono formati collegandoli. Questi elementi rappresentano caratteristiche del mondo reale in un dato ambiente. Ogni caratteristica ha un attributo testuale o numerico per descriverla.

• Immagini satellitari

Anche le immagini satellitari ad alta risoluzione sono un tipo di dati geospaziali. I satelliti vedono il nostro mondo dallo spazio, mostrandoci un’immagine molto più ampia di un’area geografica.

• Dati del censimento

Quando i dati del censimento si collegano a un’area geografica, diventano un tipo di dati geospaziali. Ad esempio, gli urbanisti useranno i dati sulla popolazione di un censimento per pianificare dove potrebbero costruire nuove strade, scuole o ospedali.

Chi utilizza i dati geospaziali?

Esistono una miriade di applicazioni per i dati geospaziali, il che significa che un’ampia gamma di gruppi, aziende e persone li utilizzano. Ecco alcuni esempi:

• Costruzione

Per analizzare potenziali siti edificabili fornendo analisi spaziali sul territorio, sui tipi di suolo, sulla vicinanza alle infrastrutture e sulle considerazioni ambientali.

• Rilievo e mappatura

I dati geospaziali, tra cui LiDAR (Light Detection and Ranging) e le immagini satellitari aiutano nella creazione di planimetrie precise e documentazione as-built. Sono inoltre integrati nel BIM per creare rappresentazioni digitali del mondo reale.

• Sicurezza e gestione del rischio

Viene utilizzato per identificare potenziali pericoli per la sicurezza e valutare i rischi associati ai progetti, contribuendo a prevenire incidenti e a garantire il rispetto delle norme di sicurezza.

• Estrazione mineraria ed esplorazione

I dati vengono utilizzati nell’esplorazione mineraria attraverso la pianificazione delle miniere o la mappatura dei minerali.

• Gestione delle catastrofi

Le agenzie di risposta alle emergenze utilizzano la tecnologia geospaziale per la preparazione alle catastrofi, la risposta e gli sforzi di recupero, tra cui la mappatura delle zone a rischio, delle vie di evacuazione e della distribuzione delle risorse.

• Trasporti e logistica

Le aziende di trasporto utilizzano i dati geospaziali per pianificare i percorsi, gestire la flotta e ottimizzare le reti di consegna.

• Pianificazione urbana

Gli urbanisti e gli sviluppatori urbani utilizzano i dati per comprendere i modelli di utilizzo del territorio, pianificare progetti infrastrutturali e valutare l’impatto dei nuovi sviluppi.

Quindi, cos’è la tecnologia geospaziale?

Ora che sai cosa significa geospaziale e cosa sono i dati geospaziali, è il momento di considerare come questo si traduce in tecnologia. La tecnologia geospaziale fornisce un modo per raccogliere e analizzare i dati. È un termine generico per i vari strumenti e sistemi moderni che ci aiutano a mappare la superficie terrestre, comprendere le società e condurre analisi spaziali.

Il termine “tecnologia geospaziale” è ampio e copre una varietà di componenti. Ecco alcuni esempi di tecnologie comunemente utilizzate:

• Sensore LiDAR

LiDAR è un metodo popolare per raccogliere dati spaziali tramite telerilevamento. LiDAR emette un raggio laser e misura il tempo di ritorno della luce riflessa al dispositivo dopo aver colpito una superficie. In questo modo, LiDAR genera centinaia di migliaia di raggi laser al secondo, per creare nuvole di punti.

• GPS

Il sistema di posizionamento globale (GPS) è un tipo comune di tecnologia geospaziale. I dati satellitari alimentano il GPS e vengono utilizzati per la navigazione globale e la geolocalizzazione. I sistemi di posizionamento globale sono pienamente operativi dal 1993 e tutti gli smartphone moderni contengono il GPS.

• Sistema informativo territoriale

I Geographic Information Systems (GIS) combinano mappe con un database di altre informazioni descrittive. I GIS consentono la gestione e l’analisi delle informazioni sulla posizione. Questo tipo di analisi spaziale ha fornito informazioni che hanno cambiato il modo in cui funziona il mondo.

Perché la tecnologia geospaziale è importante?

La tecnologia geospaziale consente la raccolta di informazioni e questa raccolta di dati è estremamente preziosa. Utilizzare la tecnologia per raccogliere informazioni sulla posizione ci fornisce dati che possono dare una comprensione più approfondita di molti problemi. Questi dati spaziali possono rispondere a domande e aiutare con previsioni, analisi e processo decisionale.

Le sperimentazioni aprono la via all’uso dei droni in agricoltura dimostrando una migliore gestione dei prodotti fitosanitari e una riduzione dei rischi associati. 

Attualmente, In Italia, la distribuzione di prodotti fitosanitari per via aerea (compresi i droni) è vietata dall’articolo 13 comma 1 del Decreto n. 150/2012 del Piano di Azione Nazionale per l’uso sostenibile dei prodotti fitosanitari (PAN) il quale ha recepito la Direttiva europea 2009/128/CE che proibisce questa pratica salvo circostanze specifiche e solo con apposite deroghe.

È bene specificare che, in ogni caso, è già possibile distribuire per via aerea tutti quei prodotti non registrati come fitosanitari senza il bisogno di deroghe, come ad esempio: sostanze di base, concimi, polveri, insetti utili, ecc.

In questo complesso contesto normativo si destreggia Scaligera Drone Solutions, un’azienda veronese che si occupa dell’erogazione di servizi di distribuzione aerea e della vendita di droni per l’irrorazione di sostanze in agricoltura.

L’azienda offre un servizio di irrorazione di prodotti per l’agricoltura, liquidi o granulari (a spaglio), anche a rateo variabile grazie all’utilizzo di mappe di prescrizione e propone la vendita di modelli specifici per questi impieghi. Nel 2023 sono stati oltre 3.500 gli ettari trattati tramite il lancio di insetti utili.

Fitosanitari per via aerea: sì ma solo con deroghe

In Svizzera – così come in molti Paesi extra europei quali Cina, Giappone e Stati Uniti – non vige nessun divieto per la distribuzione aerea con drone. Anzi, è prevista e normata con uno Scenario Standard nazionale che racchiude una serie di regole atte a garantire la sicurezza dell’operazione.

Come già detto, anche in Europa, in alcune situazioni, è consentito l‘uso di droni per l’irrorazione aerea di agrofarmaci. In Germania e Francia, ad esempio, grazie a deroghe permanenti – previste dalla Direttiva europea – concesse in specifici territori o contesti, quali appezzamenti in forte pendenza (>30%), si utilizzano regolarmente droni per il trattamenti con fitofarmaci.

Cosa fare per chiedere una deroga in Italia?

Anche in Italia, secondo quanto previsto dal PAN, l’irrorazione aerea può essere autorizzata in deroga (non permanente) dalle Regioni – previo parere favorevole del Ministero della salute e sentiti il Ministero delle politiche agricole alimentari e forestali e il Ministero dell’ambiente e della tutela del territorio e del mare – quando presenti evidenti vantaggi in termini di salute umana e ambientale.

La richiesta può essere inoltrata dalla singola azienda o in forma associata (ad esempio più realtà di viticultura eroica) tenendo conto di una tempistica burocratica di circa 120 giorni.

Il permesso in deroga per la difesa ordinaria o per contrastare un’emergenza fitosanitaria, può essere concesso solo nei casi in cui non siano praticabili modalità di applicazioni alternative, oppure quando l’irrorazione aerea presenti evidenti vantaggi in termini di salute umana e ambientale.

All’interno del PAN (capitolo A.4) sono descritte tutte le fasi da seguire per ottenere l’autorizzazione e le prescrizioni da rispettare durante i trattamenti, con particolare riferimento alla riduzione degli effetti deriva.

Impiego di droni in deroga: i risultati in Lombardia

Alcune regioni hanno avviato e condotto sperimentazioni per dimostrare l’efficacia e i vantaggi dell’uso dei droni in campo agricolo, passaggio chiave per dimostrare il ridotto impatto e i minor rischi dei trattamenti aerei con drone.

In particolare, il Servizio Fitosanitario di Regione Lombardia ha pubblicato un documento sulle attività sperimentali svolte (in deroga) con drone per valutarne l’efficacia nella protezione delle colture di olivo, vite e riso. Le conclusioni del report sono favorevoli all’impiego di tali mezzi.

Nel Documento si legge: “L’utilizzo del drone rappresenta senza dubbio uno strumento che potrebbe inserirsi in una strategia integrata di protezione delle piante per la capacità operativa e la flessibilità di impiego. […] Gli interventi fitoiatrici eseguiti con il drone, permettono di tutelare maggiormente l’incolumità degli operatori […] Anche dal punto di vista della qualità del trattamento i risultati sono pienamente soddisfacenti: i prodotti fitosanitari vengono ben distribuiti e la deriva è trascurabile”.

In particolare, nella gestione della peronospora in vigneto, l’uso di droni, rispetto ai trattamenti fatti con lancia a mano, mostra:

• riduzione dei volumi d’acqua impiegati (120 litri ettaro contro i 1.500 litri ettaro);
• tempi d’intervento 5 volte inferiori;
• minor quantità dei residui sui prodotti finali;
• nessun contatto diretto per l’operatore con la miscela distribuita;
• distribuzione più precisa, omogenea e priva di deriva (con le giuste condizioni meteorologiche);

Questi risultati mostrano come i droni, confrontati con mezzi tradizionali manuali, tutelino maggiormente uomo e ambiente oltre e portino concreti miglioramenti nell’esecuzione delle pratiche agronomiche, rientrando a pieno nelle condizioni previste dal PAN per il rilascio della deroga.

Droni in agricoltura: in futuro sempre più presenti?

A livello normativo, il drone è un aeromobile al pari di un elicottero e una legge fatta in passato allo scopo di scongiurare l’uso di elicotteri e altri mezzi aerei per i trattamenti (con effetti di deriva fuori controllo), ne sta limitando fortemente l’utilizzo per la distribuzione di prodotti fitosanitari, nonostante la potenziale riduzione dei rischi associati e ai vantaggi di cui l’agricoltura potrebbe beneficiare.

Se l’iter burocratico per richiedere una deroga (specialmente a causa delle tempistiche) non permette alle realtà agricole di intervenire secondo le necessità dettate dal momento, occorre incentivare le aziende – soprattutto quelle con terreni pendenti e di difficile accesso – a richiedere una deroga in modo preventivo senza attendere l’insorgere dei problema.

Per questo, Scaligera Drone Solutions è disponibile, oltre che per la distribuzione di prodotti non fitosanitari o a supportare quanti volessero acquistare droni e formarsi sul corretto utilizzo, anche per chi volesse richiedere deroghe per la distribuzione di fitosanitari e per avviare sperimentazioni per la stesura di linee tecniche in collaborazione con i Servizi Fitosanitari Regionali e gli Enti pubblici di ricerca.

Il traguardo da raggiungere per l’Italia nel prossimo futuro, sarà un progressivo allineamento con quanto già fatto da altri paesi europei nella direzione di deroghe permanenti che permettano stabilmente l’utilizzo di droni per la distribuzione di fitosanitari e una migliore gestione operativa degli stessi, a tutto vantaggio di ambiente e colture in campo.

Microgeo  e Scaligera saranno presenti a Macfrut dall’8 al 10 maggio a Rimini e ad Enovitis in campo, in programma a Castel San Pietro Terme (Bo) il 12 e 13 giugno, dove saranno in esposizione i modelli da 10 e 30 litri attualmente in vendita. Sarà possibile assistere a dimostrazioni di volo e distribuzione.

LO SCANNER

Lo scanner SLAM Faro Orbis è uno strumento avanzato utilizzato per mappare e creare modelli tridimensionali di ambienti interni ed esterni. Utilizzando la tecnologia SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), il Faro Orbis può acquisire dati in tempo reale mentre si sposta attraverso un ambiente, consentendo di creare mappe dettagliate senza la necessità di posizionare punti di riferimento esterni.

L’apparecchio è dotato di un sistema di sensori laser che misura con precisione la distanza tra l’unità e gli oggetti circostanti, consentendo di catturare dettagli accurati dell’ambiente in cui è utilizzato. Inoltre, il Faro Orbis è progettato per essere facilmente trasportabile e maneggevole, consentendo agli operatori di utilizzarlo in una varietà di contesti e condizioni.

Grazie alla sua capacità di generare mappe in tempo reale e alla sua precisione nella raccolta di dati, lo scanner SLAM Faro Orbis è ampiamente utilizzato in settori come l’ingegneria civile, la costruzione, l’architettura, la gestione delle infrastrutture e molte altre applicazioni dove la modellazione tridimensionale è essenziale.

Lo strumento con la modalità di scansione statica , in 15 secondi di stazionamento permette di ottenere dettagli e precisioni molto elevate.

Lo scanner permette di misurare 640 mila punti al secondo in un raggio di 120 metri. La precisione in movimento è di  5 mm , mentre l’utilizzo delle scansioni flash ( 15 secondi statico) permette di migliorare il dato fino a 2 mm di errore con una densità di punti di 1,3 cm @ 10 metri di distanza

L’OGGETTO DEL RILIEVO

Il Duomo di Ancona presenta una pianta a croce greca, che è una delle forme architettoniche più comuni per le cattedrali cristiane. Questa pianta è caratterizzata da una navata centrale lunga e rettangolare, fiancheggiata da due navate laterali più basse. Alla fine della navata centrale si trova il transetto, che si estende trasversalmente rispetto alla navata, formando così la croce. Il braccio orizzontale della croce è chiamato transetto, mentre il braccio verticale è la navata. Nella croce latina, il braccio orizzontale (transetto) è solitamente più corto della navata principale. Questa disposizione architettonica permette una migliore distribuzione dello spazio interno e spesso viene utilizzata anche per scopi simbolici, rappresentando la crocifissione di Gesù Cristo.

La pianta a croce latina è stata una delle forme architettoniche più utilizzate per la costruzione delle cattedrali cristiane nel corso dei secoli, e ha radici profonde nella simbologia e nella liturgia della Chiesa cattolica.

IL RILIEVO

Il rilievo a scopo dimostrativo  è stato eseguito sia all’interno che all’ esterno della struttura. la vera e propria parte di rilievo ha avuto una durata di  17’ e 28” in cui si è seguito un percorso dove punto di inizio e punto di arrivo coincidono, questo  per avere una migliore compensazione del dato. (vale il principio simili a quello di “poligonale aperta” o “poligonale chiusa” per la distribuzione dell’ errore)

I punti di scansione sono circa 33 milioni per il percorso in continuo e circa 4.5 milioni di punti per ogni singola scansione flash.

Durante questo percorso si sono effettuate 15 scansioni in modalità “ statico” da 15 secondi ognuna. Sotto lo schema del rilievo percorso fatto a piedi dove si nota come il punto di inizio e di fine coincidono in basso nell’immagine, le icone con il flash indicano le posizioni di scansione statica.

Le scansioni statiche vanno fatte tenendo fermo lo scanner su di un’asta in carbonio per 15 secondi. Questa modalità permette di avere maggiore dettaglio e pulizia della nuvola di punti 3D.

Ecco alcune viste delle scansioni statiche del portale.

A colori:

Con valore di riflettanza (derivato dalla misura dell’intensità del segnale di ritorno)

Altri dettagli della tessitura muraria:

L’ OGGETTO DEL RILIEVO

La vista in pianta (sempre dalla nuvola di punti)

Il Duomo di Ancona presenta una pianta a croce latina:

Nella vista assonometrica (sotto) possiamo vedere la cupola al centro delle navate e le differenze di altezze tra il transetto e la navata.

Sotto vista assonometrica sezionata al di sotto dell’intradosso di copertura

Lo strumento durante il percorso cattura anche un’immagine sferica ad ogni secondo di scansione. Questo permette la navigazione fotografica nel modello e la possibilità di effettuare delle prime misurazioni:

IL POST PROCESSING

Il dato è già usufruibile come nube di punti nei formati più diffusi tra cui LAS,LAZ ed E57, quindi possiamo aprirlo tranquillamente in tutta la suite Autodesk (autocad, revit, maya, 3d studio etc) software dell’ACCA quali edificius e tutte le piattaforme in grado di aprire i dati a “nuvola di punti”.

Per ottenere invece velocemente i classici dati di piante, prospetti e sezioni utilizziamo il software “DRAW” che appartiene al “pacchetto” FARO.

Questo sw presenta all’apertura 3 viste in trasparenza di tutto quello che è stato misurato.

Vista dall’alto e viste laterali del Duomo:

Queste sono già immagini raster ad alta definizione. il software crea anche il file dwg con le immagini già inserite e collocate già nella giusta posizione nello spazio, o una di  fianco all’altra per facilitare la restituzione. Lavorando su queste immagini, e facilitati dal non dover  mai toccare in nessun modo un dato tridimensionale andiamo ad interrogare il software per tirare fuori le linee di taglio per ottenere:

• Piante
• Prospetti
• Sezioni

Creiamo una sezione verticale passante per il centro della cupola. Il software ci permette di tenere la linea di taglio parallela agli assi del rilievo. Tutto quello all’interno della zona gialla verrà considerato nel calcolo della sezione. L’immagine verrà ri-campionata con la dimensione del pixel di 5mm da me impostato. La freccetta rossa indica la direzione di vista:

e questo è il risultato, che possiamo aprire successivamente su cad in formato .dxf o .dwg oppure usare per fare alcune misurazioni ed osservazioni.

Così ad esempio abbiamo estrapolato il prospetto del portale a toni di grigio o a colori e della scansione di dettaglio:

Sezione orizzontale in quota ed osservazioni e planimetria della cripta: