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Tesi etd-11212013-112648


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
PAMPANA, MARCO
URN
etd-11212013-112648
Title
Progettazione di algoritmi per l'elaborazione di mappe georadar su piattaforma FPGA
Struttura
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA ELETTRONICA
Supervisors
relatore Prof. Fanucci, Luca
Parole chiave
  • georadar
  • FPGA
  • VHDL
  • migrazione geometrica
Data inizio appello
11/12/2013;
Consultabilità
Completa
Riassunto analitico
Questo elaborato è il frutto di una collaborazione con Tertium Technology s.r.l. iniziata già in occasione della tesi per la laurea triennale. Questa azienda ha sede a Pisa e, in quella occasione, mi fece conoscere i sistemi georadar prodotti da IDS - Ingegneria Dei Sistemi, un'altra azienda sempre del territorio. Tertium Technology si occupava, e si occupa tuttora, della produzione e dello sviluppo delle unità di acquisizione dati per questi sistemi georadar (denominate DAD).
Pochi giorni dopo l'inizio della mia tesi triennale è iniziata anche la mia esperienza lavorativa presso Tertium Technology come operatore dei collaudi e del controllo qualità delle DAD, situazione che con il tempo è evoluta in termini di coinvolgimento e responsabilità occupandomi attualmente dell'intero processo produttivo.
Per il progetto relativo a questa tesi è stata ovviamente coinvolta anche IDS - Ingegneria Dei Sistemi; per la definizione degli obiettivi ho partecipato a vari incontri con l'ing. Guido Manacorda di IDS Ingegneria Dei Sistemi ed il dott. Marco Consani di Tertium Technology, durante i quali sono emerse le possibili evoluzioni delle unità di acquisizione DAD attualmente in produzione.
Essendo l'architettura della DAD basata su un dispositivo FPGA, è stata valutata l'opportunità di sfruttare tale dispositivo per implementare alcuni tra i principali algoritmi di elaborazione dati georadar, dotando quindi la DAD di capacità di elaborazione della quale attualmente è priva. In particolare sono stati considerati gli Algoritmi di visualizzazione e gli Algoritmi di migrazione, risultati i più interessanti rispetto allo sviluppo che interesserà in futuro i sistemi georadar IDS.

In seguito il dott. Axel Penzo di Tertium Technology mi ha illustrato il funzionamento del software K2 Detector, da lui sviluppato ed attualmente utilizzato nei sistemi IDS per l'elaborazione dati georadar: l'obiettivo infatti è stato individuato nel dimostrare che grazie alla presenza del dispositivo FPGA nella DAD sarebbe stato possibile svolgere le principali elaborazioni sui dati georadar direttamente nell'unità di acquisizione DAD e non più nell'unità di elaborazione (composta da un PC sul quale è installato il software K2 Detector).

L'obiettivo è stato raggiunto quando, una volta progettate le reti per l'esecuzione degli algoritmi sopracitati e descritte in VHDL, è stato dimostrato che con le simulazioni si ottengono gli stessi risultati che con il software K2 Detector, partendo dagli stessi dati georadar in ingresso.

Riassumendo, l'obiettivo della presente tesi è l'implementazione all'interno di un dispositivo FPGA di alcuni algoritmi per l'elaborazione dei segnali georadar. I vantaggi ottenibili sarebbero:
- Migliore utilizzo delle risorse del sistema Georadar IDS con conseguenti riduzioni del carico di lavoro dell'unità di elaborazione e dei tempi di elaborazione.
- Possibilità di realizzazione di dispositivi georadar privi dell'unità di elaborazione ma dotati di interfacce uomo/macchina come ad esempio touchscreen, avvisatori acustici o luminosi, riducendo dimensioni e costi.
- L'elaborazione dati all'interno della DAD consente anche la possibilità di individuare e trasmettere all'unità di elaborazione solamente le informazioni utili, con conseguente riduzione della banda necessaria alla trasmissione. Ciò consentirebbe la trasmissione dati anche in situazioni critiche nelle quali il canale di comunicazione è intrinsecamente limitato dato il contesto applicativo, come ad esempio la testa di scavo in una macchina per le trivellazioni.
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