Rilievo integrato SLAM e Visual SLAM di un'area archeologica per il progetto di una passerella pedonale

Il contesto progettuale e del rilievo 3D

Nell'ambito delle attività di rilievo e documentazione per l'ambiente urbano, capita spesso di dover effettuare delle operazioni di rilievo speditivo per la valutazione di progetti di massima, che una volta valutati possono passare velocemente allo stato di progetti esecutivi.

É questo lo scenario in cui ha operato il professionista che firma questo rilievo, impiegando due tipi di soluzioni:

• il sistema X70GO SLAM Laser Scanner;
• il sistema XVS vSLAM 3D Scanner.

Ambedue i sistemi sono prodotti da STONEX e distribuiti nelle regioni del centro-Italia da CRISEL srl di Roma.

Vantaggi del sistema Laser Scanner SLAM

Il motivo di affrontare il rilievo con un sistema laser scanner SLAM è legato alle potenzialità di poter catturare l'ambiente di progetto anche percorrendolo dall'esterno, catturando tutti gli scenari anche quelli non direttamente correlati all'area specifica del progetto.

Come si evince dall'immagine in fig.1, si può notare che nel rilievo si evidenziano sia le parti di verde come gli alberi che insistono sull'area, sia i muri perimetrali e le emergenze archeologiche del sito.

Il modello digitale del sito è sufficientemente denso in termini di punti geo-spazialmente certi per poter effettuare una analisi di massima dell'impatto del progetto e valutare così la fattibilità dell'idea progettuale.

L'integrazione con il Visual SLAM

In generale però, nella stessa attività di rilievo si è voluto testare la fattibilità di un approfondimento del rilievo, in termini di densità e cromaticità della scena. Per ottenere questo risultato non è stata impiegata una tecnica speciale, ma è stato sufficiente eseguire il rilievo della porzione di manufatto di interesse utilizzando un sistema orientato all’imaging, caratterizzato però da funzionalità particolarmente avanzate.

Stiamo parlando infatti di un sistema basato completamente su analisi di immagini, ma in versione SLAM, ovvero dotato di tutte le tecnologie di tracking sul campo come i sistemi IMU, il software di validazione che permette di verificare in tempo reale la completezza e la stabilità della ricostruzione geospaziale delle scene riprese, e infine tutto ciò che serve per lo storage dei dati anche nel caso di big-data, usualmente impiegati per progetti molto estesi.

Il sistema XVS, infatti, è un sistema unico nel suo genere, e le sue prestazioni sono state diverse volte presentate in diversi articoli sul portale INGENIO, i cui link trovate in fondo a questo articolo, nella sezione riferimenti.

Per comprendere l'unicità dei risultati ottenuti dall'unione delle due nuvole di punti, basta ben vedere l'immagine in Fig. 4, ed osservare che la resa fotorealistica, è tutt’uno con la completezza della nuvola di punti (PC) rilevata con il laser scanner X70GO di primo livello. Di fatto il vantaggio di operare con due sistemi della stessa serie, è molto interessante, poiché la cromaticità spinta del sistema XVS, insieme a funzionalità, portata e precisioni del sistema X70GO, permettono di ottenere un prodotto che è allo stesso tempo valido per tutta la generazione del 3D tecnico e numerico, ma fornisce anche i dati per il 3D standard, ma si può impiegare tout court per i 3D fotorealistici navigabili e pronti per la realtà virtuale e le ricostruzioni fotorealistiche navigabili. In sostanza quindi, si ottiene sia un prodotto di livello “ingegneristico”, che un prodotto di livello “comunicativo”.

L'estrazione dei dati

La fase di estrazione dei dati consiste nella generazione degli elaborati funzionali di natura geometrica 2D, come in genere viene richiesto dal team operativo di architetti, che nella progettazione seguono un classico workflow di tipo 2D ⇒ 2.5 D ⇒ 3D, ovvero eseguendo facilmente la ricostruzione delle proiezioni direttamente da un prospetto di natura raster (vedi Fig.2), integrato dalla mappatura delle quote dei paramenti di interesse (2D ⇒ 2.5D). È superfluo dire che tutti gli elaborati sono georeferenziati, poiché l’intero set di dati si basa sul concetto d’uso dei GCP di natura geo-topografica, con un riferimento unico e in genere collegato ad una eventuale rete geo-topografica.

Ma l’aspetto più significativo del processo e dei risultati consiste nel fatto che il prodotto digitale attualmente generabile con il software di post-elaborazione, Go-Post, associato al tipo di hardware impiegato, permette in un tempo compresso al massimo, di ottenere gli elaborati digitali di altissimo livello metrico, cromatico e geometrico.

Infatti, se ci soffermiamo sulle fig. 6, 7, 8 e sul fotopiano in fig.5, possiamo capire che tecnicamente parlando, siamo ormai ad un livello infinitamente superiore rispetto al rilievo geo-topografico e fotogrammetrico, classicamente impiegato nei beni culturali ed archeologici.

Inoltre, la tempistica operativa è veramente eccezionale, se si considera che ci sono voluti 40 minuti per il rilievo sul campo, 60 per l’elaborazione, e non oltre 140 minuti per l’estrazione dei dati sulle due piattaforme impiegate come Cube 3D e Pointcab.

Un risultato e un ritorno dell’investimento che non ha pari con le tecniche di rilievo full 3D di tipo classiche.

Riferimenti

Il sistema XVS - promo di XVS da parte di Crisel srl - Roma.
XVS al lavoro - una applicazione operativa con XVS.
SLAM & vSLAM - tutti i vantaggi in un video esplicativo.