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Droni per il rilievo territoriale e architettonico

Politecnico di Torino, Giugno 2022

Rebecca AUDISIO
Ingegneria informatica (Coresoftware IT)

Pietro PONT
Ingegneria energetica

Andrea GIORDANA
Pianificazione urbanistica

Matteo VERCELLI
Pianificazione urbanistica

Luca TOGLIATTI
Ingegneria meccanica

Copertina

Indice dei contenuti

Il mercato dei droni negli ultimi 10 anni ha avuto una notevole crescita che ha portato molti stati a dover creare una vera e propria legislazione, in continuo aggiornamento per consentirne un uso corretto e scoraggiare azioni che possano essere dannose per l’ambiente circostante come monumenti ecc…, ma soprattutto come protezione per le persone presenti su un sito di volo.

Questi aeromobili le cui stime di vendita di mercato raddoppiano ogni anno hanno portato con se i più disparati utilizzi in diversi ambiti, i principali qui sotto indicati:

● Militare: nonostante oggi il drone ci permette di fare una miriade di cose tra cui salvare la vita alle persone, non bisogna dimenticare che il suo concepimento è dovuto a scopi militari come impiego di forza armata.

● Civile e architettonico: rilievi per scopi cartografici, soprattutto aggiornamento di carte esistenti ma anche ispezione di ponti e dighe, ecc…

● Speditiva/emergenza: chiamata anche early impact, vengono utilizzati dei droni per ricognizioni veloci in stati di emergenza come terremoti incendi o valanghe, per fornire un primo supporto sulle zone più a rischio su cui intervenire alle squadre di salvataggio come vigili del fuoco.

● Monitoraggio: per determinare lo stato degli ambienti, utilizzati soprattutto nelle foreste e aree boschive per determinare lo stato di copertura vegetativa e prevenire incendi.

● Beni culturali: utilizzo di droni allo scopo di generare modelli 3D di siti archeologici ed edifici storici a partire da immagini ad alta risoluzione.

● Agricoltura di precisione: sviluppata molto negli ultimi anni questo tipo di agricoltura ci permette di avere un controllo generale su grandi estensioni di coltivazioni permettendoci di valutare lo stato di salute delle coltivazioni e determinare la quantità ideale di pesticidi senza diffondere in eccesso o in difetto, oppure per intervenire direttamente su singole piante per massimizzare i profitti e le rendite.

● Documentazione: abbattendo i costi (in molti casi sostituendo gli elicotteri) e diminuendo i pericoli permettendo alle persone di avere accesso a luoghi scomodi da raggiungere o riprese mozzafiato, il drone ci permette di avere una documentazione visiva di alta qualità utilizzate soprattutto da reti televisive, cinema o esploratori.

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La tecnica fotogrammetrica nasce con la definizione della prospettiva centrale, perché dal punto di vista geometrico una foto di un qualsiasi elemento può essere assimilata, con sufficiente approssimazione, ad una proiezione centrale dello stesso.

Essa è ottenuta proiettando i punti dell’oggetto su un piano (= piano o quadro di proiezione) da un punto esterno ad esso (= centro di proiezione o di vista). Le intersezioni tra le rette proiettanti del fascio e il piano di proiezione rappresentano i punti-immagine.
Utilizzando due prospettive centrali di uno stesso punto oggetto è possibile ricostruire la posizione spaziale del punto stesso.

Nel rilievo fotogrammetrico possiamo distinguere 3 macro-fasi:

1.Acquisizione: operazioni riguardanti la presa delle immagini fotografiche

2.Orientamento: operazioni preliminari per la determinazione dei parametri che consentono di posizionare i centri di presa e le lastre con la stessa posizione nello spazio che avevano al momento della presa, quindi la ricostruzione della forma e delle dimensioni dell’oggetto ripreso. Si divide in orientamento interno ed esterno;

3.Restituzione: operazioni che consentono di effettuare misure sul modello dell’oggetto ricostruito

Orientamento interno
Costituisce l’insieme dei parametri utili a definire la geometria interna della camera da presa e a definire la posizione del centro di proiezione rispetto al sistema fiduciale definito sul piano del fotogramma.
Essi sono:
coordinate del punto principale nel sistema fiduciale (piano immagine)
C distanza principale della camera (definisce la posizione in 3D)
Definito l’orientamento interno è possibile tracciare la stella di direzioni formata dalle rette che uniscono i singoli punti immagine con il centro di proiezione.

Orientamento esterno
Dopo aver ricostruito la geometria interna della camera si può passare alle operazioni di orientamento esterno in cui si ricavano posizione e assetto dei fotogrammi al momento della presa. I parametri che definiscono la loro posizione sono 6: tre traslazioni e tre rotazioni per ogni fotogramma.

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