Tesi etd-01162023-104729 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
CASUCCI, ARISTIDE EMANUELE
URN
etd-01162023-104729
Titolo
Progettazione e sviluppo di un algoritmo di pianificazione per il monitoraggio di strutture e infrastrutture con drone
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA ROBOTICA E DELL'AUTOMAZIONE
Relatori
relatore Prof. Avizzano, Carlo Alberto
tutor Dott. Satler, Massimo
tutor Dott. Satler, Massimo
Parole chiave
- drone
- heuristic
- infrastructure
- infrastrutture
- inspection
- ispezione
- monitoraggio
- monitoring
- pianificazione
- pointwise
- structure
- strutture
- wavefront
Data inizio appello
23/02/2023
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
23/02/2093
Riassunto
Le strutture e le infrastrutture necessitano di ispezioni periodiche per verificare la presenza di eventuali danni strutturali.
L'utilizzo di un drone autonomo dotato di fotocamera faciliterebbe di gran lunga lo svolgimento delle ispezioni, perché può raggiungere posti difficilmente accessibili a un operatore umano.
Inoltre, i dati raccolti permetterebbero di ricostruire un modello dettagliato 3D della struttura ispezionata.
Il drone deve però essere in grado di calcolare il percorso migliore per ispezionare una struttura o infrastruttura, coprendola interamente con la fotocamera.
In questa tesi si è risolto tale problema definendo l'algoritmo "Pointwise Heuristic Wavefront" (PHEW) che, a partire da un modello preliminare della struttura da ispezionare, calcola le pose attraverso le quali il drone deve passare per coprire con la fotocamera tutta la struttura, dopodiché, con un metodo euristico, sceglie l'ordine migliore con il quale attraversarle.
L'algoritmo viene infine implementato in ROS e testato in simulazione su un modello del Duomo di Pisa.
Structures and infrastructures need periodical inspections in order to check for the presence of possible structural damages.
The employment of an autonomous UAV equipped with a camera would facilitate by far the execution of inspections, because it can reach places hardly accessible from any human operator.
Furthermore, a detailed 3D model of the inspected structure could be reconstructed from the data collected by the UAV.
However, the UAV should be able to compute the best path for inspecting a structure or an infrastructure, covering it entirely with the camera.
In this thesis such a problem has been solved by defining the "Pointwise Heuristic Wavefront" (PHEW) algorithm that, starting from a preliminary model of the structure being inspected, computes the viewpoints through which the UAV need to pass in order to cover the whole structure with the camera, thereafter it chooses the best sequence of viewpoints to pass through using an heuristic method.
Eventually, such algorithm is implemented in ROS and tested by a simulation on a model of Pisa Cathedral.
L'utilizzo di un drone autonomo dotato di fotocamera faciliterebbe di gran lunga lo svolgimento delle ispezioni, perché può raggiungere posti difficilmente accessibili a un operatore umano.
Inoltre, i dati raccolti permetterebbero di ricostruire un modello dettagliato 3D della struttura ispezionata.
Il drone deve però essere in grado di calcolare il percorso migliore per ispezionare una struttura o infrastruttura, coprendola interamente con la fotocamera.
In questa tesi si è risolto tale problema definendo l'algoritmo "Pointwise Heuristic Wavefront" (PHEW) che, a partire da un modello preliminare della struttura da ispezionare, calcola le pose attraverso le quali il drone deve passare per coprire con la fotocamera tutta la struttura, dopodiché, con un metodo euristico, sceglie l'ordine migliore con il quale attraversarle.
L'algoritmo viene infine implementato in ROS e testato in simulazione su un modello del Duomo di Pisa.
Structures and infrastructures need periodical inspections in order to check for the presence of possible structural damages.
The employment of an autonomous UAV equipped with a camera would facilitate by far the execution of inspections, because it can reach places hardly accessible from any human operator.
Furthermore, a detailed 3D model of the inspected structure could be reconstructed from the data collected by the UAV.
However, the UAV should be able to compute the best path for inspecting a structure or an infrastructure, covering it entirely with the camera.
In this thesis such a problem has been solved by defining the "Pointwise Heuristic Wavefront" (PHEW) algorithm that, starting from a preliminary model of the structure being inspected, computes the viewpoints through which the UAV need to pass in order to cover the whole structure with the camera, thereafter it chooses the best sequence of viewpoints to pass through using an heuristic method.
Eventually, such algorithm is implemented in ROS and tested by a simulation on a model of Pisa Cathedral.
File
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Tesi non consultabile. |
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