• autofocus
• drone
• pga
• sar
• uav

La recente introduzione degli UAV nelle applicazioni di telerilevamento radar ha generato la necessità di riadattare tecniche di generazione delle immagini SAR finora impiegate per i satelliti o per aerei. Gli ambiti di impiego per questa recente forma di utilizzo dell’apertura sintetica spaziano dal campo civile ed industriale, come il monitoraggio ambientale e la produzione agricola, fino al campo militare per un possibile impiego nelle attività di ricognizione sia a terra che in mare e di ricerca e salvataggio del personale.
I vantaggi che queste tipologie di velivoli forniscono agli operatori, tra cui la facilità di impiego e il basso costo, sono d'altro canto accompagnati da una maggiore instabilità del moto e un forte abbassamento delle prestazioni di focalizzazione delle immagini prodotte. Già durante la frequentazione del corso magistrale di Radar Systems è sorto l’interesse per questo tipo di applicazione, ritenendo che questa tecnologia possa diventare nel prossimo futuro una forma più accessibile e duttile del tradizionale radar ad apertura sintetica. L’elaborato è stato curato mediante lo studio e l'esplorazione di tecniche di generazione delle immagini SAR e di focalizzazione non parametrica riadattate per ottenere, da una apertura sintetica, un’immagine che possa essere utilizzata e sfruttata in un contesto operativo, ottenuta senza la necessità di un post processing complesso. L’analisi portata avanti nello svolgimento del progetto ha visto come punto di partenza lo studio delle problematiche legate alla formazione delle immagini SAR da piattaforme altamente instabili come gli UAV e gli errori che degradano l’output del sistema. Dopo aver brevemente introdotto i metodi di generazione delle immagini ed aver scelto il più adatto, si sono approfondite le conoscenze sulle tecniche di autofocus e di compensazione del moto. Andare ad applicare e testare l'efficacia degli algoritmi riportati in letteratura, come il Phase Gradient Autofocus, ha rappresentato un'opportunità significativa per valutare le prestazioni di tali tecniche in condizioni reali e, eventualmente, identificare limiti e sfide dell'implementazione pratica. La prima analisi è stata condotta su dati acquisiti da piattaforma aerea (dataset Arimota) e successivamente su dati generati ed elaborati in una semplice simulazione di drone-borne SAR. Il fine di questa piccola dimostrazione è quella di validare in maniera funzionale gli algoritmi di focalizzazione per poi passare a dei dati reali, raccolti in precedenza nell'ambito del progetto Poseidon. Questa tesi magistrale vede come obbiettivo il miglioramento dell'output dell'algoritmo di imaging usato nel laboratorio RaSS di Pisa, appartenente al Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT) e la discussione delle problematiche e criticità riscontrate in questo elaborato di tesi. Passando per una breve introduzione del SAR e dei sistemi impiegati a bordo del drone, si spiegheranno le tecniche impiegate nell'algoritmo di imaging e il loro vantaggi e svantaggi. Si illustreranno poi i dettagli della generazione della simulazione per poi arrivare alla discussione sui dati reali. Nella parte finale si presenteranno i risultati ottenuti, la valutazione delle prestazioni e verranno sintetizzate le considerazioni più importanti sul lavoro svolto.