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Posizionamento Geospaziale e Intelligenza Artificiale nei nuovi droni ispettivi

I sistemi aeromobili a pilotaggio remoto (SAPR) sono l’oggetto su cui molta ricerca si sta spingendo fino ai limiti concessi dalla attuale evoluzione tecnologica. L’automazione del posizionamento in tempo reale, che pur risente di grandi problematiche di sicurezza, sta consentendo di raggiungere e superare l’obiettivo del volo completamente autonomo, cioè oltre la linea di vista del pilota. Questo consente di affidare a queste macchine compiti che per l’uomo sarebbero particolarmente gravosi o economicamente insostenibili. Sfruttando le possibilità dell’accurato posizionamento senza GNSS, anche all’interno, tramite triangolazioni automatiche assistite da analisi di immagini, gli operatori riescono anche a sfruttare le tecnologie AI per automatizzare processi di rilevamento.

Tra questi il rilevamento dei danni sulle strutture, come ad esempio la ruggine sui bulloni, l'allentamento delle parti, il nido degli uccelli, recentemente proposto da Terra Drone. La disponibilità di molte immagini rilevate anche con sensori iperspettrali, è alla base del processamento automatico per auto-ispezioni e auto-monitoraggio con acquisizione cadenzata nel tempo in funzione delle necessità.

Ma anche per il monitoraggio di interni in posti inaccessibili all’uomo è in atto una grande innovazione come quella della Flyability, una startup svizzera che non riesce a far fronte a tutti gli ordini per il suo sistema Elios atto a volare da solo in interni.

Aiviewgroup, (www.aiviewgroup.com) una azienda che supporta compagnie pubbliche e private nell’introduzione della space economy attraverso aree di consulenza, operative e tecnologiche, ha recentemente presentato le opportunità che si sono aperte nel campo dell’ispezione automatizzata, di grande sussidio per gli ingegneri strutturisti, che possono studiare il degrado da vicino in modalità prima raggiungibile a volte solo con ponteggi.

Desdemona TangenzialeEst2Ispezione sulla  tangenziale sopraelevata Est di Roma durante l'ispezione strutturale nel progetto DESDEMONA che il Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica della Sapienza sta sperimentando attraverso piattaforme autonome adeguate all’incarico.

 

Di rilevante importanza la possibilità di ispezione non previste o imprevedibili fino a poco tempo fa, come ad esempio l’interno di tubazione.

Inoltre si sta sempre più palesando l'opportunità di una gestione integrata di flotte di droni, anche per diverse applicazioni, potendo integrarsi al fine di automatizzare un controllo del flusso dei dati rilevati e dei piani di volo, con registrazione dei vari log, pilota, veicolo, etc. 

DIODE (D-Flight Internet of Drone Environment), è un progetto europeo di sperimentazione della gestione e controllo del volo simultaneo di velivoli a pilotaggio remoto, lanciato recentemente nell’ambito dell’European Network of U-Space Demonstrators, lanciato dalla Commissione Europea il 19 ottobre 2018 e co-finanziato dalla SESAR Joint Undertaking, il Centro per la ricerca e lo sviluppo del Cielo unico europeo. Coordinato da ENAV, in collaborazione con un partenariato di aziende italiane di eccellenza: Techno Sky, Leonardo, Telespazio, e-GEOS, IDS Ingegneria Dei Sistemi, Poste Italiane, AiviewGroup, NAIS ed EuroUSC Italia, ha dimostrato la capacità di gestire il volo simultaneo di molteplici droni nell’area U-Space (lo spazio aereo al di sotto dei 120 metri definito dall’Ue per il volo dei droni) con un adeguato livello di sicurezza e salvaguardia, fornendo un contributo all’evoluzione della roadmap italiana per lo sviluppo dei servizi e alla stessa regolamentazione dello U-Space.

ELIOS di Flyability (https://www.aiviewgroup.com/products-flyability-elios.html), un drone racchiuso in una gabbia geodetica sensoriale che permette di entrare in contatto con le superfici senza perdere il controllo con una dimensione di circa 40 cm di diametro definita da alcuni vitruviana anche per le sue capacità di ribaltarsi dappertutto senza perdere controllo e continuando ad inviare immagini. Vola anche senza GNSS utilizzando sette coppie di sensori che combinano una telecamera ottica a bassa risoluzione e una misurazione di distanza laser che fuse insieme consentono di effettuare una localizzazione automatica rispetto al suo intorno.

Elios

 

AI-Inspection (www.ai-inspection.com) nasce con l’obiettivo di gestire e ottimizzare il processo di acquisizione, elaborazione, arricchimento, consultazione e condivisione delle informazioni provenienti da campagne ispettive su opere eseguite con droni e sensori specializzati (IoT). Inoltre integra interfacce che permettono all’utente di interagire con il modello 3D dell’opera per risalire alle singole immagini, alla loro posizione e alla loro catalogazione, evidenziando anche per i difetti riscontrati, i parametri di classe di difetto, la priorità, l’intensità, l’estensione e l’evoluzione. Il modello può anche essere navigato in modalità immersiva attraverso il modulo di AI-VR (Virtual Reality inspection) utilizzando visori OCULUS.

Ai inspections
AI-Inspection è in grado di aumentare il livello di digitalizzazione e di automazione delle attività ispettive e delle operazioni di acquisizione, automatizzando la classificazione e l’analisi dei difetti, favorendo la consultazione e organizzazione dei dati e rendendo più diretta l’integrazione e la conformità con i principali processi aziendali.
Tutti i dati acquisiti durante l’ispezione (rilievi fotografici e video da SAPR, rilievi lidar o sensori parametrici) vengono raccolti su AI-Inspection, catalogati in base al key plan delle opere e alle regole operative, analizzati con algoritmi di machine learning & image recognition e utilizzati per la creazione automatica di report di ispezione.
Si possono gestire diverse tipologie di informazioni (immagini, video, nuvole di punti, modelli 3D, CAD, documenti, interferenze vegetazione, etc.) sia a fine ispettivo, documentale che manutentivo associandole all’opera o a singoli elementi della struttura.

AI Inspections2

Su questo tema dell'ispezione, delle apparecchiature di trasmissione e distribuzione di energia non mancano esperienze estensive come quelle di Terra Drone che ha lanciato recentemente una soluzione basata su AI UAV (Artificial Intelligence Unmanned Aerial Vehicle) per l'ispezione delle risorse energetiche, sviluppata dopo aver ispezionato oltre 90.000 km di linee elettriche in modalità BVLOS (Beyond Visual Line Of Sight). I dati acquisiti vengono elaborati e analizzati automaticamente da algoritmi di intelligenza artificiale che sono addestrati per rilevare variazioni nella parte inferiore delle linee di trasmissione, edifici e macchinari per l'edilizia.

Le società di trasmissione e distribuzione di energia che devono effettuare ispezioni periodiche dell'infrastruttura della linea elettrica, con metodi convenzionali di schieramento del personale di terra o di elicotteri a bassa quota per completare le ispezioni, in genere sostengono costi proibitivi. Il servizio convenzionale di elicotteri e ispezione a terra pone anche preoccupazioni di sicurezza con elicotteri a bassa quota e persone che lavorano sul campo.

I servizi offerti dai droni con l'uso dei software attuali possono aiutare a ridurre al minimo i problemi di sicurezza riducendo il numero di lavoratori sul campo ed eliminando missioni di elicotteri con equipaggio di basso livello.

I Droni Ispettivi stanno guadagnando sempre più fiducia da parte dei gestori delle infrastrutture e l'avanzamento delle modalità di posizionamento, anche GPS-free, con l'uso dell'intelligenza artificiale è la svolta del loro futuro.  

 


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