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PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
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Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
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Parole Chiave
REAL-TIME; COMUNICAZIONI WIRELESS; CONTROLLO E MONITORAGGIO DEL TERRITORIO; SIMULAZIONE E REALTÀ VIRTUALE; INTERFACCE UOMO-MACCHINA; WEARABLE COMPUTING; OTTIMIZZAZIONE TOPOLOGICA; ARCHITETTURE DISTRIBUITE

Studio e sviluppo di un sistema per il controllo e il monitoraggio in tempo reale del territorio per la prevenzione degli incendi

Politecnico di Torino
Abstract
I recenti miglioramenti delle tecnologie nel settore dell'ICT, in termini di prestazioni, di dimensioni e Impatto, stanno rivoluzionando molti settori della ricerca e delle applicazioni. Di particolare importanza è l'innovazione che le nuove tecnologie introducono nei sistemi per la protezione dell'ambiente e del cittadino.
Questo progetto si propone di studiare e realizzare un sistema per il controllo del territorio al fine di prevenire e gestire calamità naturali. Il sistema si compone dei seguenti elementi: una piattaforma mobile in grado di trasportare sensori, una stazione di controllo remoto costituita da un operatore e una stazione di coordinamento alla quale affluiscono tutti i dati delle rilevazioni.
La piattaforma mobile è costituita da un velivolo non abitato che viene equipaggiato con sensori adatti a monitorare il territorio al fine di prevenire e gestire gli incendi. A tale proposito è da rilevare che le unità di ricerca hanno promosso accordi specifici con l'Ufficio Provinciale di Protezione Civile e l'Assessorato Agricoltura e Foreste della provincia di Enna. Essi hanno dichiarato la propria disponibilità a svolgere un ruolo attivo sia nella specifica dei requisiti di sistema sia nella pianificazione e nella esecuzione dei test. Un insieme appropriato di sensori costituiranno il payload della piattaforma e genereranno un flusso di informazioni che dovrà essere veicolato all'operatore e alla stazione di coordinamento. Il progetto si propone di >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Claudio Giovanni DEMARTINI Politecnico di TORINO
Obiettivo del Programma di Ricerca
In una vasta gamma di applicazioni che coinvolgono il controllo e la sorveglianza del territorio, in zone pericolose, ostili e/o impervie, è necessario disporre di sistemi in grado di acquisire ed elaborare in tempo reale dati provenienti da una serie di sensori di diverse tipologie. In particolare, si devono considerare dati provenienti da una serie di sensori distribuiti in modo fisso sul territorio - quali apparati di rilevamento sismico o telecamere fisse - oppure da sensori montati su una piattaforma mobile e, quindi, in grado di fornire informazioni riguardanti una zona territoriale modificabile. Nel caso in cui si vogliano considerare missioni soggette a vincoli temporali, come nel caso di questo progetto, è necessario garantire una comunicazione in tempo reale fra la stazione di terra e la piattaforma mobile, in modo tale da poter stabilire un feedback efficiente all'interno del sistema e da rendere efficace l'attività di monitoraggio e prevenzione in oggetto.
Inoltre, la stazione di terra deve poter comunicare con una stazione di coordinamento remota in grado di gestire e analizzare tutti i dati per organizzare gli interventi sul territorio.
Il progetto proposto coinvolge 6 unità di ricerca: PolitoDIMEC, PolitoDAUIN, UniMe, UniCT, UniPV e PolitoDIASP e si propone il seguente obiettivo primario:

Realizzare un sistema che consenta l'acquisizione, l'analisi e l'elaborazione in tempo reale di segnali provenienti da una piattaforma mobile >>>

Risultati parziali attesi
Questa fase ha l'obietto di determinare i requisiti di sistema in termini di specifiche della missione (durata, condizioni ambientali, distanza massima dall'operatore, e così via) che permetteranno di definire la configurazione e la struttura del velivolo, il tipo di sensori che può ospitare e il sistema di comunicazione che verrà usato per inviare i dati alla stazione di terra e per ricevere i comandi dall'operatore. Verrà inoltre valutata la capacità computazionale necessaria per svolgere le attività real-time sia sulla piattaforma sia sulla stazione di terra. In questa fase verranno anche definiti i requisiti che l'interfaccia grafica dovrà avere per permettere la gestione della piattaforma e quindi la visualizzazione delle informazioni da essa provenienti. A tale fine saranno selezionati i dispositivi mobili e wearable che meglio si adatteranno per la realizzazione dell'equipaggiamento per l'operatore. Infine, saranno definiti i requisiti di comunicazione e di sistema per l'archiviazione dei dati trasmessi dalla stazione di terra a quella di controllo.Questa fase si propone di realizzare l'equipaggiamento per l'operatore che costituirà la stazione di terra, nonché di sviluppare la parte di comunicazione e schedulazione delle attività real-time. La parte di interfaccia sarà realizzata sia mediante dispositivi mobili sia mediante tecnologie wearable al fine di garantire all'operatore la massima libertà di movimenti, mantenendo al contempo il massimo controllo sulla >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Una particolare importanza nell'ambito delle piattaforme mobili utilizzabili per il monitoraggio ambientale è rivestita dagli UAV (Uninhabited Aerial Vehicle). Gli UAV sono dei velivoli senza pilota che vengono controllati remotamente da una stazione di controllo; la loro efficacia deriva dalla possibilità di poter raggiungere zone impervie e ostili senza esporre l'uomo a inutili rischi; inoltre, lo spazio all'interno del velivolo può essere interamente pensato per alloggiare il carico utile e gli impianti di bordo. Le potenzialità di queste piattaforme, che rappresentano attualmente una delle maggiori opportunità tecnologiche in ambito aeronautico, investono diverse tematiche, quali gli aspetti applicativi, il fattore umano, la versatilità di configurazione e, non da ultimo, i costi di progetto e di missione [1]. L'utilizzo di questi velivoli si è dapprima diffuso negli ambiti militari, ma ha suscitato notevole interesse negli ultimi anni anche in ambito civile. A questo proposito si annoverano impieghi quali la ricerca e la localizzazione di dispersi, l'emergenza incendi, la fotografia aerea, il controllo del traffico, il monitoraggio della qualità dell'aria in ambienti urbani, il monitoraggio dell'inquinamento acustico e di quello marino [2].
La molteplicità degli impieghi e delle finalità ha portato al proliferare di configurazioni oltre che a coprire un vasto campo di pesi e dimensioni. Per questo motivo sono state progettate piattaforme di dimensioni del tutto >>>