Integrazione di algoritmi di visione basati su flusso ottico per il controllo di un velivolo senza pilota

Il lavoro svolto in questa tesi si colloca nell’area della robotica aerea e della visione artificiale attraverso l’integrazione di algoritmi di visione per il controllo di un velivolo senza pilota. Questo lavoro intende dare un contributo al progetto europeo SHERPA (Smart collaboration between Humans and ground-aErial Robots for imProving rescuing activities in Alpine environments), coordinato dall’università di Bologna e con la compartecipazione delle università di Brema, Zurigo, Twente, Leuven, Linkopings, del CREATE (Consorzio di Ricerca per l’Energia e le Applicazioni Tecnologiche dell’Elettromagnetismo), di alcune piccole e medie imprese e del club alpino italiano, che consiste nel realizzare un team di robots eterogenei in grado di collaborare con l’uomo per soccorrere i dispersi nell’ambiente alpino. L’obiettivo di SHERPA consiste nel progettare e integrare l’autopilota all’interno del team. In tale contesto andranno gestiti problemi di grande complessità, come il controllo della stabilità del velivolo a fronte di incertezze dovute alla presenza di vento, l’individuazione di ostacoli presenti nella traiettoria di volo, la gestione del volo in prossimità di ostacoli, ecc. Inoltre tutte queste operazioni devono essere svolte in tempo reale. La tesi è stata svolta presso il CASY (Center for Research on Complex Automated Systems) dell’università di Bologna, utilizzando per le prove sperimentali una PX4FLOW Smart Camera. Inizialmente è stato studiato un autopilota, il PIXHAWK, sul quale è possibile interfacciare la PX4FLOW, in seguito sono stati studiati e simulati in MATLAB alcuni algoritmi di visione basati su flusso ottico. Infine è stata studiata la PX4FLOW Smart Camera, con la quale sono state svolte le prove sperimentali. La PX4FLOW viene utilizzata come interfaccia alla PIXHAWK, in modo da eseguire il controllo del velivolo con la massima efficienza. E’ composta da una telecamera per la ripresa della scena, un giroscopio per la misura della velocità angolare, e da un sonar per le misure di distanza. E’ in grado di fornire la velocità di traslazione del velivolo, e quest’ultima, integrata, consente di ricostruire la traiettoria percorsa dal velivolo.

Sviluppo di algoritmi di localizzazione per reti di sensori ad ultrasuoni

Studio di un nuovo algoritmo di localizzazione per rete di sensori ad ultrasuoni e sviluppo di un simulatore di propagazione di onda sonora.

Rilievo geofisico del Lago di Cavazzo (o dei tre comuni), Friuli Venezia Giulia Settentrionale

Il Lago di Cavazzo (o dei Tre Comuni) è il più esteso lago naturale del Friuli Venezia Giulia. Situato nelle Prealpi Carniche, in provincia di Udine, è ubicato in un’antica valle scavata in epoca pre – glaciale dal fiume Tagliamento, che oggi scorre circa 3 km ad Est. A partire dagli anni ’40, la S.A.D.E. (ora Edipower) ottenne le concessioni per la costruzione di una serie di impianti idroelettrici in tutto il Friuli Venezia Giulia che nel 1954 portò alla realizzazione della Centrale idroelettrica di Somplago, costruita in caverna lungo la sponda Nord – occidentale del lago. La Centrale turbina le acque di scarico provenienti dai bacini di accumulo superiori («Lumiei», «Ambiesta») e da altre prese minori sul Tagliamento, immettendo a sua volta le acque turbinate all’interno del lago di Cavazzo tramite galleria. Dai dati disponibili in letteratura, dalle cronache e dai resoconti riportati dalla popolazione locale, l’attività della Centrale ha notevolmente influenzato l’equilibrio di questo ambiente, in termini geologici, biologici ed idrologici, soprattutto a causa dell’enorme volume di acqua fredda (e relativi sedimenti) scaricata, delle continue variazioni di livello dell’acqua per regolarne il volume di invaso e dello scavo del canale emissario, localizzato nell’estremità meridionale. Nel Maggio 2015 l’ISMAR – CNR di Bologna ha effettuato un rilievo geofisico del lago, tramite tecniche non distruttive di ecografia e sismica a riflessione, in grado di analizzare la stratigrafia superficiale e la distribuzione degli apporti sedimentari, con lo scopo di quantificare da questo punto di vista l’impatto della Centrale sul lago. I dati acquisiti, che comprendono profili sismici ad alta risoluzione, profili batimetrici single/multi – beam ed immagini side – scan sonar, sono stati successivamente elaborati per realizzare varie mappe tematiche (morfobatimetria, riflettività, gradiente topografico e spessore dei sedimenti penetrabili dal segnale sismico) che hanno permesso di descrivere l’attuale assetto deposizionale del lago. Sono stati inoltre effettuati alcuni carotaggi in vari punti della conca lacustre, al fine di quantificare il tasso di sedimentazione e le caratteristiche fisiche dei depositi. Scopo di questo lavoro di Tesi è stato analizzare, interpretare e discutere in una prospettiva di evoluzione ambientale del lago i dati geofisici e geologici raccolti nell’ambito della campagna del Maggio 2015 e reperiti in bibliografia.

Hydroakustische Methoden. Möglichkeiten und Grenzen zur Langzeitüberwachung archäologischer Denkmale im Flachwasser

Hydroakustische Methoden werden oft zur Vermessung von archäologischen Fundstellen und zur Objektsuche in der Flachwasserzone von Seen und Flüssen eingesetzt. In diesem Beitrag werden die technischen Grundlagen hydroakustischer Messverfahren erläutert und eine kurze Beschreibung üblicherweise eingesetzter Mess- geräte gegeben. Anschließend zeigen wir Beispiele von Vermessungen mit unterschiedlichen Singlebeam-Echo- loten, Multibeam-Echoloten, einem Sidescan-Sonar und einem Interferometrischen Sonar. Mit den Arbeiten aus dem Bodensee, Zürichsee und dem Vierwaldstättersee werden die Möglichkeiten und Grenzen der Hydroakus- tik in der Binnengewässerarchäologie erläutert.

Persistence of ultrasound synovitis in patients with rheumatoid arthritis fulfilling the DAS28 and/or the new ACR/EULAR RA remission definitions: results of an observational cohort study.

OBJECTIVE The primary aim of the study was to evaluate whether rheumatoid arthritis (RA) patients considered to be in remission according to clinical criteria sets still had persisting ultrasound (US) synovitis. We further intended to evaluate the capacity of our US score to discriminate between the patients with a clinically active disease versus those in remission. METHODS This is an observational study nested within the Swiss Clinical Quality Management in Rheumatic Diseases (SCQM) rheumatoid arthritis cohort. A validated US score (SONAR score) based on a semi-quantitative B-mode and Doppler (PwD) score as part of the regular clinical workup by rheumatologists in different clinical settings was used. To define clinically relevant synovitis, the same score was applied to 38 healthy controls and the 90st percentile was used as cut-off for 'relevant' synovitis. RESULTS Three hundred and seven patients had at least one US examination and concomitant clinical information on disease activity. More than a third of patients in both DAS28 and ACR/EULAR remission showed significant gray scale synovitis (P=0.01 and 0.0002, respectively) and PwD activity (P=0.005 and 0.0005, respectively) when compared to controls. The capacity of US to discriminate between the two clinical remission groups and patients with active disease was only moderate. CONCLUSION This observational study confirms that many patients considered to be in clinical remission according the DAS and the ACR/EULAR definitions still have residual synovitis on US. The prognostic significance of US synovitis and the exact place of US in patients reaching clinical remission need to be further evaluated.

Ultrasound evaluation of synovitis in RA: correlation with clinical disease activity and sensitivity to change in an observational cohort study.

OBJECTIVE To evaluate the correlation between clinical measures of disease activity and a ultrasound (US) scoring system for synovitis applied by many different ultrasonographers in a daily routine care setting within the Swiss registry for RA (SCQM) and further to determine the sensitivity to change of this US Score. METHODS One hundred and eight Swiss rheumatologists were trained in performing the Swiss Sonography in Arthritis and Rheumatism (SONAR) score. US B-mode and Power Doppler (PwD) scores were correlated with DAS28 and compared between the clinical categories in a cross-sectional cohort of patients. In patients with a second US (longitudinal cohort), we investigated if change in US score correlated with change in DAS and evaluated the responsiveness of both methods. RESULTS In the cross-sectional cohort with 536 patients, correlation between the B-mode score and DAS28 was significant but modest (Pearson coefficient r = 0.41, P < 0.0001). The same was true for the PwD score (r = 0.41, P < 0.0001). In the longitudinal cohort with 183 patients we also found a significant correlation between change in B-mode and in PwD score with change in DAS28 (r = 0.54, P < 0.0001 and r = 0.46, P < 0.0001, respectively). Both methods of evaluation (DAS and US) showed similar responsiveness according to standardized response mean (SRM). CONCLUSIONS The SONAR Score is practicable and was applied by many rheumatologists in daily routine care after initial training. It demonstrates significant correlations with the degree of as well as change in disease activity as measured by DAS. On the level of the individual, the US score shows many discrepancies and overlapping results exist.

Fort Richardson Ordnance Detonations and the Harbor Porpoise: A Case Study in Marine Mammal Bioacoustics

Hearing is extremely important for cetaceans because it is their “principal sense” (Weilgart, 2007) thus the harbor porpoise and other marine animals are highly dependent on sound for survival. This is why we should care about the impact of noise on animals like the harbor porpoise. Since sound travels so well in water, an explosion, sonar, boat noise, etc. can affect a very large area and thus many different species of marine mammals. Although military actions such as low frequency sonar have made recent news, noise has been affecting cetaceans, especially beaked whales, since at least 1991 (Weilgart, 2007). This study is an investigation of the possible impacts of artillery detonated on land on harbor porpoise hearing and covers some of the history of Fort Richardson, the legal and historical aspects and history of this type of concern, the science and physics of sound, marine mammal hearing and general biology of the harbor porpoise. Data were collected at the Fort Richardson Army base during June of 2007 by researchers from the University of Connecticut and the University of Rhode Island and will be used to determine the possible impacts that these detonations could have on the harbor porpoise.

(Table 1) Summary of sampling points described and main petrographic, morphological and geochemical characteristics

Targeted sampling on the Dolgovskoy Mound (northern Shatsky Ridge) revealed the presence of spectacular laterally extensive and differently shaped authigenic carbonates. The sampling stations were selected based on sidescan sonar and profiler images that show patchy backscatter and irregular and discontinuous reflections in the near subsurface. The interpretation of acoustic data from the top part of the mound supports the seafloor observations and the sampling that revealed the presence of a complex subsurface plumbing system characterized by carbonates and gas. The crusts sampled consist of carbonate cemented layered hemipelagic sedimentary Unit 1 associated with several centimetres thick microbial mats. Three different carbonate morphologies were observed: (a) tabular slabs, (b) subsurface cavernous carbonates consisting of void chambers up to 20 cm**3 in size and (c) chimney and tubular conduits vertically oriented or forming a subhorizontal network in the subsurface. The methanogenic origin of the carbonates is established based on visual observations of fluids seepage structures, 13C depletion of the carbonates (d13C varying between -36.7 per mil and -27.4 per mil), and by thin carbonate layers present within the thick microbial mats. Laboratory experiments with a Hele-Shaw cell were conducted in order to simulate the gas seepage through contrasting grain size media present on the seafloor. Combined petrography, visual observations and sandbox simulations allowed a characterization of the dynamics and the structures of the plumbing system in the near subsurface. Based on sample observations and the experiments, three observed morphologies of authigenic carbonates are interpreted, respectively, as (a) Darcian porous flow through the finely laminated clayey/coccolith-rich layers, (b) gas accumulation chambers at sites where significant fluid escape was impeded by thicker clayey layers forming the laminated Unit1 and (c) focussed vertical fluid venting and subhorizontal migration of overpressured fluids released from (b). The Hele-Shaw cell experiments represent a promising tool for investigating shallow fluid flow pathways in marine systems.

Beatriz Guido, notas oscuras para narrar la modernidad

Tras el golpe de Estado de 1955, los proyectos que se asentaron en el poder apelaron a plataformas en las que incorporaban elementos de modernización, con las que, por otro lado, buscaban tomar distancia de la década peronista, que asociaban, entre otras cosas, al estancamiento cultural. Beatriz Guido, cuyo nombre comenzó a sonar en los ámbitos literarios a fines de 1954 con la publicación de La casa del ángel, era parte de los jóvenes escritores críticos del gobierno de Perón que emergieron alrededor de la Libertadora y cuya escritura se sumó al agitado circuito cultural posterior al golpe. Sin embargo, sus novelas y cuentos no evidencian una clara intención de modernización del lenguaje y muestran pocas innovaciones en el aspecto narrativo. En cambio puede apreciarse en esos relatos una indagación insistente en la subjetividad de sus personajes que se vuelca en la ruptura de la conciencia narrativa; subjetividad que aparece fragmentada y oscilante en un marco de las transformaciones políticas y sociales. Este recurso (que podría remitir a algún aspecto modernista), junto al pesimismo social, revelan en clave gótica, en cambio, una estética que contradice aquellos pilares discursivos con que los militares y el frondicismo apuntalaron su poder. El presente trabajo busca así pensar la producción cultural vinculando los elementos literarios con la dimensión que alcanzaban en el debate en un momento en que las esferas cultural, social y política estaban particularmente imbricadas

Maps of coastal and marine geomorphology between Albenga and Savona (NW Mediterranean Sea, Italy)

In this paper, we present a map describing the main geomorphological features of the coastal and marine area between the towns of Albenga and Savona (Ligurian Sea, NW Mediterranean) corresponding to a coastal stretch of ~40 km. To produce this map, we collated data from the literature, orthophotos, perspective photos, multibeam and side scan sonar data, and undertook direct surveys to ground truth data obtained using indirect techniques. We divided the information into nine thematic layers, including bathymetry, natural coastal types, geomorphological elements, seafloor coverage (both geological and biological), coastal and nearshore dynamics, human influence on coastal and marine environments, coastal occupation and protected areas.

Beatriz Guido, notas oscuras para narrar la modernidad

Tras el golpe de Estado de 1955, los proyectos que se asentaron en el poder apelaron a plataformas en las que incorporaban elementos de modernización, con las que, por otro lado, buscaban tomar distancia de la década peronista, que asociaban, entre otras cosas, al estancamiento cultural. Beatriz Guido, cuyo nombre comenzó a sonar en los ámbitos literarios a fines de 1954 con la publicación de La casa del ángel, era parte de los jóvenes escritores críticos del gobierno de Perón que emergieron alrededor de la Libertadora y cuya escritura se sumó al agitado circuito cultural posterior al golpe. Sin embargo, sus novelas y cuentos no evidencian una clara intención de modernización del lenguaje y muestran pocas innovaciones en el aspecto narrativo. En cambio puede apreciarse en esos relatos una indagación insistente en la subjetividad de sus personajes que se vuelca en la ruptura de la conciencia narrativa; subjetividad que aparece fragmentada y oscilante en un marco de las transformaciones políticas y sociales. Este recurso (que podría remitir a algún aspecto modernista), junto al pesimismo social, revelan en clave gótica, en cambio, una estética que contradice aquellos pilares discursivos con que los militares y el frondicismo apuntalaron su poder. El presente trabajo busca así pensar la producción cultural vinculando los elementos literarios con la dimensión que alcanzaban en el debate en un momento en que las esferas cultural, social y política estaban particularmente imbricadas

Beatriz Guido, notas oscuras para narrar la modernidad

Tras el golpe de Estado de 1955, los proyectos que se asentaron en el poder apelaron a plataformas en las que incorporaban elementos de modernización, con las que, por otro lado, buscaban tomar distancia de la década peronista, que asociaban, entre otras cosas, al estancamiento cultural. Beatriz Guido, cuyo nombre comenzó a sonar en los ámbitos literarios a fines de 1954 con la publicación de La casa del ángel, era parte de los jóvenes escritores críticos del gobierno de Perón que emergieron alrededor de la Libertadora y cuya escritura se sumó al agitado circuito cultural posterior al golpe. Sin embargo, sus novelas y cuentos no evidencian una clara intención de modernización del lenguaje y muestran pocas innovaciones en el aspecto narrativo. En cambio puede apreciarse en esos relatos una indagación insistente en la subjetividad de sus personajes que se vuelca en la ruptura de la conciencia narrativa; subjetividad que aparece fragmentada y oscilante en un marco de las transformaciones políticas y sociales. Este recurso (que podría remitir a algún aspecto modernista), junto al pesimismo social, revelan en clave gótica, en cambio, una estética que contradice aquellos pilares discursivos con que los militares y el frondicismo apuntalaron su poder. El presente trabajo busca así pensar la producción cultural vinculando los elementos literarios con la dimensión que alcanzaban en el debate en un momento en que las esferas cultural, social y política estaban particularmente imbricadas