IT201600093191A1

IT201600093191A1 - APPARATUS AND PROCEDURE FOR THE ACQUISITION AND THREE-DIMENSIONAL DIGITAL REPRODUCTION OF AN ENVIRONMENT.

Info

Publication number: IT201600093191A1
Application number: IT102016000093191A
Authority: IT
Inventors: Davide Colangelo
Original assignee: Digital Lighthouse S R L; Geocart S P A
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2018-03-15

Description

“APPARATO E PROCEDIMENTO PER L’ACQUISIZIONE E LA RIPRODUZIONE DIGITALE TRIDIMENSIONALE DI UN AMBIENTE” "EQUIPMENT AND PROCEDURE FOR THE ACQUISITION AND THREE-DIMENSIONAL DIGITAL REPRODUCTION OF AN ENVIRONMENT"

Campo dell’invenzione Field of the invention

La presente invenzione concerne un apparato e un procedimento per l’acquisizione e la riproduzione digitale γD di un ambiente. La presente invenzione trova soprattutto impiego nella modellazione tridimensionale di un ambiente, preferibilmente un ambiente chiuso come ad esempio l’interno di un edificio. The present invention relates to an apparatus and a process for the acquisition and digital reproduction γD of an environment. The present invention is mainly used in the three-dimensional modeling of an environment, preferably a closed environment such as the interior of a building.

Tecnica anteriore nota Prior art known

Sono noti nella tecnica dei sistemi di riproduzione digitali di ambienti, interni ed esterni, in particolare ambienti di interesse culturale, in modo da permettere la conservazione di tali ambienti per le generazioni future (il cosiddetto “digital heritage”). Tali sistemi prevedono una sequenza di passaggi quali l'acquisizione dei dati, l'elaborazione dei dati acquisiti e la creazione di output standard per la fruizione dell'ambiente acquisito. Molto spesso, l'acquisizione dei dati risulta essere difficoltosa e lenta, soprattutto in luoghi difficilmente accessibili, di notevole valore storico o con alto tasso di presenza turistica. Inoltre, anche la fruizione degli elaborati digitali può risultare complessa, sia per la specificità dei prodotti restituiti (quindi poco familiari ad un pubblico non esperto o esterno al settore) sia per la grandezza dei dati acquisiti, che quindi necessitano di grandi capacità di memorizzazione e di calcolo per la visualizzazione. Digital reproduction systems of internal and external environments, in particular environments of cultural interest, are known in the art, in order to allow the conservation of these environments for future generations (the so-called "digital heritage"). These systems provide for a sequence of steps such as data acquisition, processing of the acquired data and the creation of standard output for the use of the acquired environment. Very often, data acquisition is difficult and slow, especially in places that are difficult to access, of considerable historical value or with a high rate of tourist presence. Furthermore, even the use of digital documents can be complex, both for the specificity of the returned products (therefore unfamiliar to an inexperienced public or outside the sector) and for the size of the acquired data, which therefore require large storage capacities and calculation for display.

Nasce pertanto la necessità far fronte all’elevata richiesta di acquisizione e digitalizzazione di ambienti, anche di elevato tasso artistico-culturale. Inoltre è forte la necessità di mettere in atto in modo rapido ed efficiente l’acquisizione in luoghi con alto numero di turisti, ed anche la necessità di rendere fruibili anche luoghi chiusi al pubblico. Tutte queste esigenze devono abbinarsi alla necessità di avere una digitalizzazione di elevata qualità grafica. Therefore, the need arises to meet the high demand for the acquisition and digitization of environments, including those with a high artistic and cultural level. Furthermore, there is a strong need to quickly and efficiently implement the acquisition in places with a high number of tourists, and also the need to make accessible places closed to the public. All these needs must be combined with the need to have a high quality graphic digitization.

Riepilogo dell’ invenzione Summary of the invention

Scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un apparato ed un procedimento che permettano di fronteggiare l’elevata richiesta di acquisizione e digitalizzazione di ambienti, anche di elevato tasso artistico-culturale. The purpose of the present invention is to provide an apparatus and a procedure that allow to cope with the high demand for the acquisition and digitization of environments, including those with a high artistic-cultural rate.

Altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un apparato ed un procedimento che consentano di acquisire dati e creare modelli digitali di ambienti, anche chiusi al pubblico, in modo rapido ed efficiente. Another object of the present invention is to provide an apparatus and a process which allow to acquire data and create digital models of environments, even closed to the public, in a rapid and efficient manner.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un apparato ed un procedimento che consentano di creare modelli digitali tridimensionali di ambienti con elevata qualità grafica. A further object of the present invention is to provide an apparatus and a process which allow to create three-dimensional digital models of environments with high graphic quality.

Questi ed ulteriori scopi sono risolti dalla presente invenzione mediante un apparato secondo la rivendicazione 1 e le relative rivendicazioni dipendenti, e mediante un procedimento secondo la rivendicazione 13 e le relative rivendicazioni dipendenti. These and further objects are solved by the present invention by means of an apparatus according to claim 1 and the related dependent claims, and by a method according to claim 13 and the related dependent claims.

In particolare, è oggetto della presente invenzione un apparato per l’acquisizione e la riproduzione digitale tridimensionale di un ambiente comprendente: In particular, the subject of the present invention is an apparatus for the acquisition and three-dimensional digital reproduction of an environment comprising:

- una struttura di supporto; - a support structure;

- mezzi per valutare la posizione e/o lo spostamento di detto apparato rispetto a detto ambiente; - means for evaluating the position and / or displacement of said apparatus with respect to said environment;

- mezzi per l’acquisizione fotografica di detto ambiente, atti ad acquisire almeno un’immagine e/o un filmato di detto ambiente; - means for the photographic acquisition of said environment, suitable for acquiring at least one image and / or a video of said environment;

- mezzi per valutare la distanza di detto apparato rispetto agli elementi di detto ambiente; - means for evaluating the distance of said apparatus with respect to the elements of said environment;

- mezzi per la memorizzazione di dati, comprendenti una memoria e/o un elemento di connessione ad una memoria esterna. - means for storing data, comprising a memory and / or an element for connection to an external memory.

Grazie alla presente invenzione è possibile acquisire in modo combinato una molteplicità di dati (per esempio spaziali e fotografici), così da poter effettuare l'acquisizione e la riproduzione tridimensionale (3D) di un ambiente, interno oppure esterno in modo semplice e rapido. Thanks to the present invention it is possible to acquire in a combined way a multiplicity of data (for example spatial and photographic), so as to be able to carry out the acquisition and the three-dimensional (3D) reproduction of an environment, internal or external, in a simple and rapid way.

In particolare, grazie al presente sistema integrato di modellazione (SIMO), è possibile ridurre i tempi di acquisizione di dati. E stato ad esempio stimato che, per un ambiente indoor di 200 mq, si stima una riduzione del tempo di acquisizione di circa il 50%, rispetto ai tradizionali metodi In particular, thanks to this integrated modeling system (SIMO), it is possible to reduce data acquisition times. For example, it has been estimated that, for an indoor environment of 200 square meters, a reduction in acquisition time of about 50% is estimated, compared to traditional methods.

In una forma di realizzazione preferita, l’apparato secondo la presente invenzione comprende mezzi per l’elaborazione dei dati memorizzati nei mezzi per la memorizzazione di dati dell’apparato. In a preferred embodiment, the apparatus according to the present invention comprises means for processing the data stored in the apparatus data storage means.

In questo modo, il presente apparato può, vantaggiosamente, effettuare tutte le operazioni dall’acquisizione dei dati relativi ad un determinato ambiente, alla rielaborazione di tali dati fino alla generazione di un modello digitale tridimensionale dell’ambiente analizzato. Non si esclude comunque la possibilità che i dati acquisiti dal presente apparato siano elaborati, parzialmente o totalmente da una unità (“workstation”) esterna. In this way, this device can, advantageously, carry out all the operations from the acquisition of data relating to a specific environment, to the reprocessing of such data up to the generation of a three-dimensional digital model of the analyzed environment. However, the possibility that the data acquired by this device is partially or totally processed by an external unit (“workstation”) is not excluded.

Vantaggiosamente, la presente invenzione consente la realizzazione di programmi per elaboratore compatibili con la Virtual Reality (VR) e/o applicazioni (le così dette “app” e/o “web app”) specifiche per consentire all’utente la fruizione del patrimonio storico, artistico e culturale rilevato e digitalizzato, e degli ambienti rilevati in genere. Advantageously, the present invention allows the creation of computer programs compatible with Virtual Reality (VR) and / or specific applications (the so-called "apps" and / or "web apps") to allow the user to use the historical heritage , artistic and cultural surveyed and digitized, and of the surveyed environments in general.

Preferibilmente, i mezzi per valutare la posizione e/o lo spostamento dell’apparato secondo la presente invenzione rispetto all’ambiente comprendono almeno uno tra: Preferably, the means for evaluating the position and / or displacement of the apparatus according to the present invention with respect to the environment include at least one of:

- un dispositivo satellitare per la localizzazione di detto apparato; - a satellite device for locating said apparatus;

- un sensore inerziale; - an inertial sensor;

- un odometro; - an odometer;

- un dispositivo “ Simultaneous Localization And Mapping ” (“SLAM”). In una forma di realizzazione dell’apparato secondo la presente invenzione, i mezzi per l’acquisizione fotografica comprendono una pluralità di fotocamere, preferibilmente della tipologia mirrorless. - a “Simultaneous Localization And Mapping” (“SLAM”) device. In an embodiment of the apparatus according to the present invention, the means for photographic acquisition comprise a plurality of cameras, preferably of the mirrorless type.

Preferibilmente, tali fotocamere sono disposte entro un medesimo contenitore; tale contenitore è preferibilmente collegato alla struttura di supporto dell’apparato secondo la presente invenzione mediante un braccio mobile. Preferably, these cameras are arranged within the same container; this container is preferably connected to the support structure of the apparatus according to the present invention by means of a movable arm.

In una forma di realizzazione dell’apparato secondo la presente invenzione, i mezzi per valutare la distanza comprendono almeno un dispositivo LIDAR. In an embodiment of the apparatus according to the present invention, the means for evaluating the distance comprise at least one LIDAR device.

Preferibilmente, i mezzi per rilevare la distanza sopra menzionati comprendono almeno due dispositivi LIDAR, preferibilmente sfasati tra loro, più preferibilmente configurati in modo da operare in opposizione di fase tra loro. Preferably, the aforementioned means for detecting the distance comprise at least two LIDAR devices, preferably out of phase with each other, more preferably configured so as to operate in phase opposition to each other.

In una forma di realizzazione preferita, l’apparato secondo la presente invenzione comprende dei mezzi per la ricezione di comandi da parte di un utente. In una possibile forma di realizzazione tali mezzi possono comprendere dei dispositivi per permettere ad un utente di comandare l’apparato da remoto. In a preferred embodiment, the apparatus according to the present invention comprises means for receiving commands from a user. In a possible embodiment, these means may include devices to allow a user to remotely control the device.

In una forma di realizzazione preferita, l’apparato secondo la presente invenzione, comprendente dei mezzi di movimentazione di detto apparato, preferibilmente comprendenti delle ruote, più preferibilmente comprendenti almeno una ruota motrice ed almeno una ruota sterzante. In a preferred embodiment, the apparatus according to the present invention, comprising means for moving said apparatus, preferably comprising wheels, more preferably comprising at least one driving wheel and at least one steering wheel.

In una forma di realizzazione, l’apparato comprende almeno un motore per comandare l’azionamento dei mezzi di movimentazione. In one embodiment, the apparatus comprises at least one motor for controlling the actuation of the handling means.

Quando l’apparato secondo la presente invenzione comprende mezzi di movimentazione, i dati relativi all’ambiente che deve essere digitalizzato vengono acquisiti “in continuo”, cioè durante lo spostamento dell’apparato lungo un tragitto predeterminato. When the apparatus according to the present invention includes handling means, the data relating to the environment to be digitized are acquired "continuously", that is, during the movement of the apparatus along a predetermined path.

Per esempio, una volta impostati i parametri di acquisizione, si possono iniziare ad acquisire informazioni sull'ambiente spostando l’apparato della presente invenzione seguendo un percorso, tipicamente lineare e preferibilmente disposto sostanzialmente al centro dell'ambiente. Nel caso di una sala rettangolare, ad esempio, si segue una linea parallela ad una parete (per esempio una delle pareti “lunghe”) al centro della sala stessa, da un capo all’altro della parete lunga, cioè da un capo all’altro della sala, ovverosia da una parete “corta” fino a quella opposta. In questo modo è possibile acquisire i dati necessari alla ricostruzione γD della sala analizzata. For example, once the acquisition parameters have been set, it is possible to start acquiring information on the environment by moving the apparatus of the present invention following a path, typically linear and preferably arranged substantially in the center of the environment. In the case of a rectangular room, for example, you follow a line parallel to a wall (for example one of the "long" walls) in the center of the room itself, from one end of the long wall to the other, that is, from one end to the other. other of the room, ie from a "short" wall to the opposite one. In this way it is possible to acquire the data necessary for the γD reconstruction of the analyzed room.

Vantaggiosamente, qualora dovessero esserci ostacoli che producono zone d'ombra (cioè zone che causano la mancanza di acquisizione di dati, o comunque una acquisizione non sufficientemente adeguata) è possibile guidare o programmare l’apparato in modo da girare intorno all'ostacolo, in modo da acquisire i dati necessari. Advantageously, should there be obstacles that produce shaded areas (i.e. areas that cause the lack of data acquisition, or in any case an insufficiently adequate acquisition) it is possible to guide or program the apparatus in such a way as to go around the obstacle, in order to in order to acquire the necessary data.

Preferibilmente, l’apparato secondo la presente invenzione comprendente almeno un rilevatore termografico. Preferably, the apparatus according to the present invention comprising at least one thermographic detector.

In una forma di realizzazione preferita, l’apparato secondo la presente invenzione, comprendente un’unità di controllo collegata funzionalmente ad almeno uno tra i mezzi per valutare la posizione e/o lo spostamento, i mezzi per l’acquisizione fotografica, i mezzi per valutare la distanza, e i mezzi per la memorizzazione di dati. In a preferred embodiment, the apparatus according to the present invention, comprising a control unit functionally connected to at least one of the means for evaluating the position and / or displacement, the means for photographic acquisition, the means for evaluate the distance, and the means for storing data.

Ulteriore oggetto della presente invenzione è un procedimento per l’acquisizione e la riproduzione digitale tridimensionale di un ambiente, mediante un apparato secondo la presente invenzione, comprendente le fasi di: A further object of the present invention is a process for the acquisition and three-dimensional digital reproduction of an environment, by means of an apparatus according to the present invention, comprising the steps of:

a) posizionare l’apparato all’interno dell’ambiente; a) place the device within the environment;

b) acquisire una o più fotografie e/o uno o più filmati di detto ambiente; c) acquisire i dati rilevati da detti mezzi per valutare la posizione e/o lo spostamento e da detti mezzi per valutare la distanza; b) acquire one or more photographs and / or one or more videos of said environment; c) acquiring the data detected by said means for evaluating the position and / or displacement and by said means for evaluating the distance;

d) associare detti filmati o fotografie di detta fase b) con i dati di detta fase c); d) associating said videos or photographs of said step b) with the data of said step c);

e) elaborare detti filmati o fotografie con i dati di detta fase c) in modo da creare una rappresentazione tridimensionale digitale di detto ambiente. e) processing said films or photographs with the data of said step c) so as to create a digital three-dimensional representation of said environment.

Preferibilmente, la fase e) comprende le fasi di: Preferably, step e) comprises the steps of:

e1) elaborare una mesh di punti in uno spazio γD con almeno parte dei dati acquisiti in detta fase c); e1) elaborating a mesh of points in a γD space with at least part of the data acquired in said phase c);

eβ) elaborare detti filmati o fotografie di detta fase b) con un algoritmo di rilevazione dei punti; eβ) processing said videos or photographs of said step b) with a point detection algorithm;

eγ) confrontare la mesh di punti elaborata nella fase e1) con i punti ottenuti mediante Γ algoritmo di detta fase e2); eγ) compare the mesh of points elaborated in phase e1) with the points obtained by means of Γ algorithm of said phase e2);

e4) determinare la posizione e/o Γ orientamento di detti filmati o fotografie all’interno di detta rappresentazione tridimensionale in funzione del confronto di detta fase e3). e4) determine the position and / or Γ orientation of said videos or photographs within said three-dimensional representation as a function of the comparison of said phase e3).

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Ulteriori aspetti e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari dalla descrizione che segue, fatta a titolo illustrativo e non limitativo, con riferimento ai disegni schematici allegati, nei quali: Further aspects and advantages of the present invention will become clearer from the following description, given for illustrative and non-limiting purposes, with reference to the attached schematic drawings, in which:

la Figura 1 è una vista assonometrica di una particolare forma di realizzazione dell’apparato secondo la presente invenzione; Figure 1 is an axonometric view of a particular embodiment of the apparatus according to the present invention;

la Figura 2 è una vista di dettaglio dei mezzi di acquisizione fotografica di una particolare forma di realizzazione dell’apparato secondo la presente invenzione; Figure 2 is a detail view of the photographic acquisition means of a particular embodiment of the apparatus according to the present invention;

la Figura 3 è una vista in pianta dei mezzi di acquisizione fotografica in una particolare forma di realizzazione della presente invenzione; la Figura 4 è una vista laterale di una particolare forma di realizzazione dell’apparato secondo la presente invenzione; Figure 3 is a plan view of the photographic acquisition means in a particular embodiment of the present invention; Figure 4 is a side view of a particular embodiment of the apparatus according to the present invention;

la Figura 5 è una vista di dettaglio dei mezzi per valutare la distanza dell’apparato rispetto agli elementi dell’ambiente circostante di una particolare forma di realizzazione dell’apparato secondo la presente invenzione; Figure 5 is a detail view of the means for evaluating the distance of the apparatus with respect to the elements of the surrounding environment of a particular embodiment of the apparatus according to the present invention;

la Figura 6 è una vista in pianta di una particolare forma di realizzazione dell’apparato secondo la presente invenzione; Figure 6 is a plan view of a particular embodiment of the apparatus according to the present invention;

la Figura 7 è una vista laterale di una particolare forma di realizzazione dell’apparato secondo la presente invenzione; Figure 7 is a side view of a particular embodiment of the apparatus according to the present invention;

la Figura 8 è una rappresentazione schematica del procedimento di acquisizione riproduzione digitale tridimensionale di un ambiente secondo una particolare forma di realizzazione della presente invenzione. Figure 8 is a schematic representation of the process of acquiring a three-dimensional digital reproduction of an environment according to a particular embodiment of the present invention.

Forme di realizzazione dell’invenzione Embodiments of the invention

Con riferimento alle figure 1-7, l’apparato 100 comprende una struttura di supporto 1, preferibilmente mobile all’interno dell’ambiente di cui si vuole effettuare la digitalizzazione. L’apparato può ad esempio essere movimentato mediante mezzi di movimentazione 8. Preferibilmente i mezzi di movimentazione 8 comprendono ruote sterzanti 8a e ruote motrici 8b connesse ad un motore elettrico (non mostrato). Ulteriori forme di realizzazione possono comunque prevedere che l’apparato 100 venga movimentato a mano (vale a dire a spinta) o mediante ulteriori mezzi di movimentazione 8 noti di per sé nella tecnica. With reference to figures 1-7, the apparatus 100 comprises a support structure 1, preferably movable within the environment of which the digitization is to be carried out. The apparatus can for example be moved by means of handling means 8. Preferably the handling means 8 comprise steering wheels 8a and driving wheels 8b connected to an electric motor (not shown). Further embodiments may, however, provide that the apparatus 100 is moved by hand (ie by pushing) or by means of further handling means 8 known per se in the art.

La struttura di supporto 1 è conformata per supportare i vari elementi dell’apparato 100. Ad esempio, nella forma di realizzazione mostrata, la struttura di supporto 1 è conformata come una scatola, tipicamente metallica, preferibilmente dotata di una base con dei mezzi 8 per la movimentazione della struttura stessa, come meglio descritto in seguito. The support structure 1 is shaped to support the various elements of the apparatus 100. For example, in the embodiment shown, the support structure 1 is shaped like a box, typically metal, preferably equipped with a base with means 8 for handling of the structure itself, as better described below.

L’apparato comprende mezzi γ per l’acquisizione fotografica dell’ambiente in cui è disposto l’apparato. Per comodità di descrizione si noti che qui e nel seguito si farà riferimento a delle fotografie, come risultato dell’acquisizione effettuata da tali mezzi γ. Non si esclude comunque che tali mezzi γ possano essere utilizzati per acquisire dei filmati. The apparatus includes means γ for the photographic acquisition of the environment in which the apparatus is placed. For convenience of description, please note that here and below we will refer to photographs, as a result of the acquisition carried out by these means γ. However, it is not excluded that these means γ can be used to acquire videos.

La Figura β mostra in dettaglio dei possibili mezzi γ per l’acquisizione fotografica. In questa forma di realizzazione, i mezzi γ per l’acquisizione fotografica, comprendono fotocamere mirrorless γa-γf ad alta risoluzione, disposte in modo tale da avere una vista sferica dell’ambiente circostante all’apparato 100. Figure β shows in detail the possible means γ for photographic acquisition. In this embodiment, the γ means for photographic acquisition include high resolution γa-γf mirrorless cameras, arranged in such a way as to have a spherical view of the environment surrounding the apparatus 100.

Secondo una possibile forma di realizzazione, le fotocamere di tipo "mirrorless" presentano obiettivi con una lunghezza focale in un intervallo compreso tra 14mm e 85mm. Le fotocamere sono preferibilmente collegate tra loro in modo da poter effettuare uno scatto contemporaneo di una (o più) fotografia e sono in grado di fornire un’elevata risoluzione delle immagini e dei video. Ad esempio, ciascuna fotocamera può comprendere un sensore CMOS retroilluminato da 4β Mpx ed una qualità video di tipo UHD 4K. According to a possible embodiment, the "mirrorless" type cameras have lenses with a focal length in a range between 14mm and 85mm. The cameras are preferably connected to each other in order to take a simultaneous shot of one (or more) photographs and are able to provide high resolution images and videos. For example, each camera may include a 4β Mpx back-illuminated CMOS sensor and UHD 4K video quality.

Come anticipato, le fotocamere γa – γf sono preferibilmente disposte in modo acquisire complessivamente una vista laterale con un angolo di apertura di γ60° intorno all’apparato 100, ed una vista di superiore (ovvero al di sopra) dell’apparato 100. In altre parole, la disposizione delle fotocamere può essere tale da permettere l’acquisizione delle immagini delle pareti dell’ambiente circostante l’apparato 100 e, contemporaneamente, anche l’acquisizione delle immagini del soffitto dell’ambiente circostante l’apparato 100. As anticipated, the cameras γa - γf are preferably arranged in such a way as to acquire a side view with an opening angle of γ60 ° around the apparatus 100, and a top view (i.e. above) of the apparatus 100. In other words, the arrangement of the cameras can be such as to allow the acquisition of the images of the walls of the environment surrounding the apparatus 100 and, at the same time, the acquisition of the images of the ceiling of the environment surrounding the apparatus 100.

In questo modo, è possibile ottenere una vista sferica dell’ambiente circostante all’apparato 100, combinando la vista panoramica laterale e la vista superiore acquisite dalle fotocamere γa – γf. In this way, it is possible to obtain a spherical view of the environment surrounding the apparatus 100, combining the lateral panoramic view and the top view acquired by the γa - γf cameras.

In particolare, nella forma di realizzazione mostrata, sono presenti sei fotocamere γa – γf, ovvero cinque fotocamere γb – γf per l’acquisizione delle immagini laterali, ed una fotocamera γa superiore per l’acquisizione della vista superiore. Tipicamente, le fotocamere laterali γb – γf sono disposte in corrispondenza delle superfici laterali di un prisma a base pentagonale, mentre la fotocamera superiore γa è disposta in corrispondenza della base superiore di tale prisma. In particular, in the embodiment shown, there are six γa - γf cameras, or five γb - γf cameras for acquiring lateral images, and an upper γa camera for acquiring the top view. Typically, the lateral cameras γb - γf are arranged in correspondence with the lateral surfaces of a prism with a pentagonal base, while the upper camera γa is arranged in correspondence with the upper base of this prism.

In particolare, nella forma di realizzazione mostrata in Figura γ, ciascuna fotocamera laterale γb-γf è in grado di acquisire una vista parziale dell’ambiente circostante all’apparato 100 con un angolo di apertura α di 75° ciascuno. La vista panoramica con un angolo di apertura di γ60° intorno all’apparato 100 è ottenuta combinando le cinque viste parziali adiacenti e intersecanti in prossimità delle estremità di ciascuna vista.. In particular, in the embodiment shown in Figure γ, each side camera γb-γf is able to acquire a partial view of the environment surrounding the apparatus 100 with an opening angle α of 75 ° each. The panoramic view with an opening angle of γ60 ° around the apparatus 100 is obtained by combining the five adjacent and intersecting partial views near the ends of each view.

Le fotocamere γa - γf sono preferibilmente alloggiate all’interno di un contenitore 10 connesso alla struttura di supporto. Secondo un particolare aspetto, il contenitore 10 presenta almeno un grado di libertà rispetto alla struttura di supporto 1. Ad esempio, nella forma di realizzazione mostrata, il contenitore 10 è collegato alla struttura di supporto 1 per mezzo di un braccio estensibile 11. The γa - γf cameras are preferably housed inside a container 10 connected to the support structure. According to a particular aspect, the container 10 has at least one degree of freedom with respect to the support structure 1. For example, in the embodiment shown, the container 10 is connected to the support structure 1 by means of an extensible arm 11.

Come mostrato nel dettaglio di Figura β, il contenitore 10 in cui sono disposte le sei fotocamere γa-γf, può presentare una forma sostanzialmente poliedrica con cinque facce laterali ed una faccia superiore. Ciascuna faccia laterale del contenitore 10 è associata ad una fotocamera laterale γb-γf, mentre la faccia superiore del contenitore 10 è associata alla fotocamera superiore γa. As shown in the detail of Figure β, the container 10 in which the six γa-γf cameras are arranged, can have a substantially polyhedral shape with five lateral faces and one upper face. Each side face of the container 10 is associated with a lateral camera γb-γf, while the upper face of the container 10 is associated with the upper camera γa.

Come mostrato in figura 4, il contenitore 10 in cui sono disposti i mezzi γ per l’acquisizione fotografica, presenta una base inclinata preferibilmente di un angolo ȕ di circa 15° rispetto all’orizzontale. In altre parole, il piano su cui sono disposte le sei fotocamere laterali γa-γf è preferibilmente inclinato di un angolo ȕ di circa 15° rispetto la linea di terra su cui appoggia l’apparato 100. As shown in figure 4, the container 10 in which the means γ for photographic acquisition are arranged, has a base preferably inclined at an angle ȕ of about 15 ° with respect to the horizontal. In other words, the plane on which the six lateral cameras γa-γf are arranged is preferably inclined at an angle ȕ of about 15 ° with respect to the ground line on which the apparatus 100 rests.

Secondo ulteriori forme di realizzazione non mostrate nelle figure, il contenitore 10 ed i mezzi γ per l’acquisizione fotografica, sono inclinati di un angolo compreso tra 0° e 90° rispetto all’orizzontale, considerata quando l’apparato 100 è in uso. According to further embodiments not shown in the figures, the container 10 and the means γ for photographic acquisition are inclined at an angle between 0 ° and 90 ° with respect to the horizontal, considered when the apparatus 100 is in use.

L’apparato 1 comprende inoltre mezzi β per valutare la posizione e/o lo spostamento dell’apparato 100 rispetto all’ambiente. Tali mezzi β sono rappresentati simbolicamente da un cerchio in tratteggio mostrato in figura 4 e in figura 7. I mezzi β comprendono preferibilmente almeno uno tra un dispositivo satellitare (ad esempio GPS e/o GNSS) per la localizzazione dell’apparato 100, sensori inerziali (quali ad esempio accelerometri a tre assi, giroscopi a tre assi, magnetometri a tre assi, ecc.), un odometro, un dispositivo SLAM (Simultaneous Localization And Mapping). The apparatus 1 also includes β means to evaluate the position and / or the displacement of the apparatus 100 with respect to the environment. These means β are symbolically represented by a dashed circle shown in figure 4 and in figure 7. The means β preferably comprise at least one of a satellite device (for example GPS and / or GNSS) for the localization of the apparatus 100, inertial sensors (such as three-axis accelerometers, three-axis gyroscopes, three-axis magnetometers, etc.), an odometer, a SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) device.

Come noto, i dispositivi satellitari permettono la localizzazione della struttura mediante la comunicazione con dei satelliti artificiali in orbita attorno alla terra. Nel caso la comunicazione satellitare non fosse disponibile (o nel caso in cui l’apparato 100 non fosse dotato di sistema satellitare), l’apparato 1 può preferibilmente essere in grado in modo autonomo (ovvero senza l’utilizzo di elementi esterni quali i citati satelliti artificiali) di calcolare la propria posizione, mediante ad esempio l’utilizzo dei sensori inerziali, dell’odometro, dei giroscopi, ecc. As known, satellite devices allow the location of the structure through communication with artificial satellites in orbit around the earth. If the satellite communication is not available (or if the apparatus 100 is not equipped with a satellite system), the apparatus 1 can preferably be able autonomously (i.e. without the use of external elements such as the aforementioned artificial satellites) to calculate their position, for example through the use of inertial sensors, odometer, gyroscopes, etc.

Secondo un particolare aspetto, l’apparato 100 può preferibilmente essere equipaggiato con sensori di colore, tipicamente dei sensori RGBD, in grado di restituire, preferibilmente in real-time, una nuvola di punti colorata dell'ambiente acquisito. According to a particular aspect, the apparatus 100 can preferably be equipped with color sensors, typically RGBD sensors, capable of returning, preferably in real-time, a cloud of colored points of the acquired environment.

Ulteriormente, l’apparato 100 comprende mezzi per valutare la distanza di tra l’apparato e gli elementi dell’ambiente (quali ad esempio pareti, oggetti, ostacoli, ecc.). I mezzi 4 comprendono preferibilmente una coppia di dispositivi LIDAR 4a, 4b. Further, the apparatus 100 includes means for evaluating the distance between the apparatus and the elements of the environment (such as walls, objects, obstacles, etc.). The means 4 preferably comprise a pair of LIDAR devices 4a, 4b.

La Figura 5 mostra in dettaglio dei possibili mezzi 4 per valutare la distanza dell’apparato 100 rispetto agli elementi dell’ambiente circostante all’apparato. In particolare, nella forma di realizzazione mostrata, i mezzi 4 per valutare la distanza comprendono almeno un dispositivo LIDAR 4a, 4b disposto in corrispondenza del braccio movibile 11. Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure allegate, l’apparato 100 comprende due dispositivi LIDAR 4a, 4b preferibilmente sfasati tra loro. In altre parole, i due dispositivi LIDAR 4a, 4b presentano delle linee di scansione che preferibilmente non puntano nella stessa direzione contemporaneamente. Inoltre, i due dispositivi LIDAR 4a, 4b sono disposti in maniera inclinata tra loro, con un asse di inclinazione noto e calibrato per garantire l’acquisizione totale dell’ambiente circostante all’apparato 100 in un unico passaggio, cioè mediante un giro completo delle linee di scansione dei LIDAR. Figure 5 shows in detail the possible means 4 to evaluate the distance of the apparatus 100 with respect to the elements of the environment surrounding the apparatus. In particular, in the embodiment shown, the means 4 for evaluating the distance comprise at least one LIDAR device 4a, 4b arranged in correspondence with the movable arm 11. In the embodiment shown in the attached figures, the apparatus 100 comprises two LIDAR devices 4a , 4b preferably out of phase with each other. In other words, the two LIDAR devices 4a, 4b have scan lines which preferably do not point in the same direction at the same time. Furthermore, the two LIDAR devices 4a, 4b are arranged in an inclined manner to each other, with a known and calibrated inclination axis to ensure the total acquisition of the environment surrounding the apparatus 100 in a single passage, i.e. by means of a complete revolution of the scan lines of the LIDARs.

Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 1-7, i mezzi 4 per valutare la distanza comprendono due scanner laser γD con un range operativo di γγ0m ciascuno. Gli scanner preferibilmente presentano una risoluzione di fino a due milioni di punti al secondo ed un’accuratezza esprimibile con un errore lineare di /-4 mm. In the embodiment shown in Figures 1-7, the means 4 for evaluating the distance comprise two γD laser scanners with an operating range of γγ0m each. The scanners preferably have a resolution of up to two million points per second and an accuracy that can be expressed with a linear error of / -4 mm.

La Figura 6 mostra una vista dall’alto dell’apparato 100 ed in particolare l’orientamento delle linee di scansione dei mezzi 4 per valutare la distanza, che preferibilmente formano un angolo Ȗ di circa γ0° tra loro. Preferibilmente, l’orientamento dei LIDAR 4a, 4b è tale per cui le proiezioni degli assi longitudinali A, B dei LIDAR 4a, 4b su un piano orizzontale (vale a dire parallelo al suolo quando l’apparato è in uso) formano un angolo Φ pari a 15° con l’asse C longitudinale dell’apparato stesso. Figure 6 shows a top view of the apparatus 100 and in particular the orientation of the scan lines of the means 4 to evaluate the distance, which preferably form an angle Ȗ of about γ0 ° between them. Preferably, the orientation of the LIDARs 4a, 4b is such that the projections of the longitudinal axes A, B of the LIDARs 4a, 4b on a horizontal plane (i.e. parallel to the ground when the apparatus is in use) form an angle Φ equal to 15 ° with the longitudinal C axis of the apparatus itself.

L’apparato 100 comprende inoltre dei mezzi 5 per la memorizzazione di dati. Tali mezzi possono essere, in modo noto, delle memorie interne all’apparato (ad esempio dei dischi rigidi), o dei collegamenti per memorie esterne (ad esempio delle porte USB). In caso di utilizzo di memorie interne, queste possono essere vincolate in modo removibile alla struttura di supporto 1. Nella forma di realizzazione mostrata, i mezzi 5 comprendono delle memorie SSD vincolate reversibilmente alla struttura di supporto 1, anche se differenti tipologie di memorie possono essere utilizzate. The apparatus 100 also comprises means 5 for storing data. These means can be, in a known way, internal memories of the device (for example hard disks), or connections for external memories (for example USB ports). In case of use of internal memories, these can be releasably linked to the support structure 1. In the embodiment shown, the means 5 comprise SSD memories reversibly bound to the support structure 1, even if different types of memories can be used.

I mezzi 5 per la memorizzazione di dati sono tipicamente collegati ad almeno uno tra i mezzi β per valutare la posizione e/o lo spostamento, i mezzi γ per l’acquisizione fotografica, i mezzi 4 per valutare la distanza. In questo modo, i dati acquisiti dai differenti mezzi β, γ, 4 dell’apparato 100 vengono quindi memorizzati da mezzi 5 per la memorizzazione di dati in una memoria interna o esterna all’apparato 100. The means 5 for storing data are typically connected to at least one of the means β for evaluating the position and / or displacement, the means γ for photographic acquisition, the means 4 for evaluating the distance. In this way, the data acquired by the different means β, γ, 4 of the apparatus 100 are then stored by means 5 for storing data in an internal or external memory of the apparatus 100.

Secondo una possibile forma di realizzazione, l’apparato 100 comprende almeno un rilevatore termografico 9 per l’acquisizione di immagini termografiche. Le immagini termografiche possono ad esempio essere utilizzate per l'analisi e la classificazione della trama muraria di una muratura e, ad esempio, per indagini non invasive della superficie sotto gli affreschi posti su una muratura) According to a possible embodiment, the apparatus 100 includes at least one thermographic detector 9 for the acquisition of thermographic images. For example, thermographic images can be used for the analysis and classification of the wall texture of a masonry and, for example, for non-invasive investigations of the surface under the frescoes placed on a masonry)

Tipicamente, l’apparato 100 comprende una unità di controllo 1γ per controllare i vari componenti dell’apparato 100 stesso. Typically, the apparatus 100 comprises a control unit 1γ to control the various components of the apparatus 100 itself.

I mezzi γ per l’acquisizione fotografica sono preferibilmente sincronizzati da tale unità di controllo 1γ. Secondo un aspetto, l’unità di controllo 1γ elabora contemporaneamente i dati provenienti dai mezzi γ per l’acquisizione e dai mezzi β per valutare posizione e/o spostamento in modo da associare ciascuna fotografia al posizionamento dell’apparato 100 all’interno dell’ambiente. The γ means for photographic acquisition are preferably synchronized by this 1γ control unit. According to one aspect, the control unit 1γ simultaneously processes the data coming from the γ means for acquisition and from the β means to evaluate position and / or displacement so as to associate each photograph with the positioning of the apparatus 100 inside the environment.

Ulteriormente, anche i mezzi 4 per valutare la distanza sono preferibilmente controllati dall’unità di controllo 1γ. In questo modo, è possibile sincronizzare i dati acquisiti dai mezzi 4 per valutare la distanza, con i dati ricavati dai mezzi β per valutare la posizione e/o lo spostamento e le fotografie scattate dai mezzi γ, in modo da determinare l’orientamento spaziale delle stesse, e da facilitare la fase di modellazione digitale dell’ambiente. Further, also the means 4 for evaluating the distance are preferably controlled by the control unit 1γ. In this way, it is possible to synchronize the data acquired by the means 4 to evaluate the distance, with the data obtained by the means β to evaluate the position and / or displacement and the photographs taken by the means γ, in order to determine the spatial orientation. of the same, and to facilitate the digital modeling phase of the environment.

Secondo un aspetto preferito, l’apparato 100 comprende ulteriormente mezzi 7 per la ricezione di comandi da parte di un utente. Tali mezzi possono essere disposti fisicamente sull’apparato 100, oppure comprendere dei dispositivi per la ricezione di comandi da remoto. L’apparato 100 può quindi essere comandato da remoto e/o mediante un’interfaccia disposta sull’apparato, ad esempio comprendente un monitor touch-screen, come mostrato nelle figure. According to a preferred aspect, the apparatus 100 further comprises means 7 for receiving commands from a user. These means can be physically arranged on the apparatus 100, or include devices for receiving remote commands. The apparatus 100 can therefore be controlled remotely and / or through an interface placed on the apparatus, for example comprising a touch-screen monitor, as shown in the figures.

L’utente può quindi comandare ad esempio la movimentazione dell’apparato 100 all’interno dell’ambiente e/o la movimentazione del braccio 11 che supporta il contenitore 10 contenente le fotocamere γa-γf. Due manubri possono essere usati per direzionare l’apparato 100 il cui percorso può essere preimpostato e/o comandato da remoto. Un pannello inclinato costituisce il piano di appoggio del monitor touch screen e di un joystick di controllo. The user can therefore control, for example, the movement of the apparatus 100 inside the environment and / or the movement of the arm 11 which supports the container 10 containing the γa-γf cameras. Two handlebars can be used to direct the apparatus 100 whose path can be preset and / or remotely controlled. An inclined panel forms the support surface for the touch screen monitor and a control joystick.

Come mostrato in figura 7, gli assi longitudinali di ciascun LIDAR 4a, 4b sono preferibilmente inclinati rispetto l’asse verticale passante per il braccio movibile 11. Secondo un possibile aspetto, i LIDAR 4a, 4b sono inclinati rispetto alla verticale V (considerata quando l’apparato è in uso) di un angolo θ pari a circa γ0°. As shown in figure 7, the longitudinal axes of each LIDAR 4a, 4b are preferably inclined with respect to the vertical axis passing through the movable arm 11. According to a possible aspect, the LIDARs 4a, 4b are inclined with respect to the vertical V (considered when the apparatus is in use) of an angle θ equal to approximately γ0 °.

In Figura 8 è mostrata una rappresentazione schematica del procedimento di acquisizione e riproduzione digitale tridimensionale di un ambiente secondo una particolare forma di realizzazione della presente invenzione. Figure 8 shows a schematic representation of the three-dimensional digital acquisition and reproduction process of an environment according to a particular embodiment of the present invention.

In una prima fase, si posiziona l’apparato 100 all’interno dell’ambiente che deve essere ricreato digitalmente (blocco “Posizionamento apparato”). In a first phase, the device 100 is positioned within the environment that must be digitally recreated ("Device positioning" block).

In seguito vengono acquisite una o più fotografie (e/o filmati) dell’ambiente (blocco “Acquisizione foto”). Tipicamente, durante tale fase l’apparato 100 viene movimentato all’interno dell’ambiente stesso. In questa fase, tipicamente l’apparato 100 rileva anche la propria posizione all’interno dell’ambiente mediante i mezzi 4. Then one or more photographs (and / or videos) of the environment are acquired ("Photo acquisition" block). Typically, during this phase the apparatus 100 is moved within the environment itself. In this phase, typically the apparatus 100 also detects its position within the environment by means 4.

L’apparato inoltre utilizza i mezzi β per la valutazione della distanza in modo da acquisire i dati relativi alla distanza degli elementi fotografati, e preferibilmente anche i mezzi 4 per rilevare lo spostamento dell’apparato all’interno dell’ambiente. (blocco “Acquisizione dati”). The apparatus also uses the β means for assessing the distance in order to acquire the data relating to the distance of the elements photographed, and preferably also the means 4 to detect the movement of the apparatus within the environment. ("Data acquisition" block).

Nella rappresentazione schematica di Figura 8, i blocchi “Acquisizione foto” e “Acquisizione dati” sono stati rappresentati in parallelo, dal momento che, preferibilmente, questi due passaggi vengono eseguiti contemporaneamente. Questa acquisizione simultanea di dati di natura diversa consente di minimizzare i tempi di acquisizione dei dati e, al contempo, avere un’immediata corrispondenza tra i diversi dati, per esempio, fotografici e spaziali. In the schematic representation of Figure 8, the “Photo acquisition” and “Data acquisition” blocks have been represented in parallel, since these two steps are preferably performed simultaneously. This simultaneous acquisition of data of a different nature allows you to minimize data acquisition times and, at the same time, have an immediate correspondence between the different data, for example, photographic and spatial.

I vari dati acquisiti vengono preferibilmente memorizzati mediante i mezzi 5 per la memorizzazione. The various acquired data are preferably stored by means 5 for storage.

Nella forma di realizzazione mostrata, tali dati comprendono l'insieme dei dati acquisiti attraverso i dispositivo LIDAR 4a, 4b, le fotografie acquisite dai mezzi γ di acquisizione, l'insieme dei dati provenienti dai mezzi sensori inerziali, dagli odometri e le nuvole di punti provenienti dai sensori slam (ovvero i dati acquisiti dai mezzi β per rilevare la posizione dell’apparato 100). In the embodiment shown, these data include the set of data acquired through the LIDAR devices 4a, 4b, the photographs acquired by the acquisition means γ, the set of data coming from the inertial sensor means, the odometers and the point clouds coming from the slam sensors (i.e. the data acquired by the β means to detect the position of the apparatus 100).

I dati sopra elencati possono variare a seconda delle varie forme di realizzazione, ed in particolare a seconda della tipologia di componenti di cui l’apparato 100 è provvisto. The data listed above may vary depending on the various embodiments, and in particular depending on the type of components with which the apparatus 100 is provided.

In seguito, le fotografie (e/o filmati) vengono associati con i dati acquisiti dai mezzi β per rilevare la posizione e/o dai mezzi 4 per rilevare la distanza (blocco “Associare le foto ai dati”). Subsequently, the photographs (and / or films) are associated with the data acquired by the means β for detecting the position and / or by the means 4 for detecting the distance (block “Associating the photos to the data”).

In seguito questi dati vengono elaborati in modo da creare una rappresentazione tridimensionale digitale di detto ambiente (blocco “Elaborazione”). These data are then processed in order to create a digital three-dimensional representation of said environment ("Processing" block).

Ad esempio, con riferimento alla forma di realizzazione mostrata, i dati provenienti dai dispositivi LIDAR 4a, 4b vengono filtrati secondo filtri preimpostati, , per esempio: For example, with reference to the embodiment shown, the data coming from the LIDAR devices 4a, 4b are filtered according to preset filters, for example:

- distanza: vengono ignorati i punti acquisiti dal LIDAR che cadono al di fuori di valori di soglia, ovvero i punti misurati dal LIDAR che presentano una distanza inferiore ad un valore minimo e superiore ad un valore massimo. In altre parole, vengono considerati dal sistema solo i punti che presentano distanza misurata entro un certo intervallo. Un intervallo preferito è ad esempio compreso tra 0.1 e β00 m. - distance: the points acquired by the LIDAR that fall outside the threshold values are ignored, that is the points measured by the LIDAR that have a distance less than a minimum value and greater than a maximum value. In other words, only points with measured distance within a certain interval are considered by the system. A preferred range is for example between 0.1 and β00 m.

- riflettanza: come sopra, vengono considerati solo i punti che ricadono all’interno di un predefinito range di riflettanza (ad esempio 0.005-0.90). I punti che presentano riflettanza inferiore alla soglia minima (es. 0.005) o maggiore alla soglia massima (es. 0.90) vengono eliminati o comunque ignorati. - reflectance: as above, only the points that fall within a predefined reflectance range are considered (for example 0.005-0.90). Points with reflectance below the minimum threshold (eg 0.005) or greater than the maximum threshold (eg 0.90) are eliminated or in any case ignored.

Per ogni punto rimasto in seguito al “filtraggio” sopra descritto, un algoritmo di fitting ne calcola le normali. Come noto, la normale viene tipicamente ottenuta attraverso il calcolo del “piano locale interpolante”, formato dal punto del quale si vuole calcolare la normale e del suo intono For each point left after the “filtering” described above, a fitting algorithm calculates its normals. As known, the normal is typically obtained by calculating the "interpolating local plane", formed by the point from which the normal is to be calculated and its inton

I dati così trattati vengono importati in un software di creazione di modello poligonale (mesh di punti) γD. In altre parole, i punti acquisiti dai LIDAR vengono organizzati nello spazio dal software, in modo da posizionare ogni punto in corrispondenza della posizione che occupava nell’ambiente scansionato dai LIDAR stessi. The data processed in this way are imported into a software for creating a polygonal model (mesh of points) γD. In other words, the points acquired by the LIDARs are organized in space by the software, in order to position each point in correspondence with the position it occupied in the environment scanned by the LIDARs themselves.

I dati fotografici vengono elaborati in modo da adattarsi al modello γD ricavato con i punti del LIDAR. Secondo un aspetto vantaggioso della presente invenzione, mediante l’unità di controllo 1γ, è possibile applicare degli algoritmi di rilevazione di punti ai fotogrammi acquisiti. Attraverso tali algoritmi è possibile applicare un'immagine bidimensionale (ovvero quella ottenuta dai mezzi γ per l’acquisizione fotografica) ad una mesh γD (ovvero quella ottenuta dal LIDAR). Tali algoritmi comprendono generalmente delle rototraslazioni non rigide The photographic data are processed in order to adapt to the γD model obtained with the LIDAR points. According to an advantageous aspect of the present invention, by means of the control unit 1γ, it is possible to apply point detection algorithms to the acquired frames. Through these algorithms it is possible to apply a two-dimensional image (i.e. the one obtained from the γ means for photographic acquisition) to a γD mesh (i.e. the one obtained from the LIDAR). Such algorithms generally include non-rigid roto-translations

In altre parole, la mesh di punti βD ricavata dalle foto viene confrontata con quella γD ottenuta attraverso l’elaborazione dei dati ottenuti dai dispositivi LIDAR 4a, 4b, tramite l'algoritmo ICP (Iterative Closest Point). Grazie a ciò, le fotografie vengono correttamente posizionate (ovvero rototraslate) sulla mesh γD in modo da creare la rappresentazione grafica dell’ambiente. In other words, the βD point mesh obtained from the photos is compared with the γD one obtained by processing the data obtained from the LIDAR devices 4a, 4b, using the ICP (Iterative Closest Point) algorithm. Thanks to this, the photographs are correctly positioned (i.e. rototranslated) on the γD mesh in order to create the graphic representation of the environment.

Preferibilmente, è possibile applicare dei particolari filtri per la rimozione degli angoli (“filtri di rimozione spikes” – ad esempio mediante algoritmi di "Quadric based Edge Collapse"), che permettono di ottenere un modello semplificato nel numero dei poligoni, e quindi un modello di dimensioni ridotte e più facilmente gestibile dall’unità di controllo. Mediante tali algoritmi è inoltre possibile rimuovere dalla mesh γD i punti isolati. Al termine di tali operazioni il modello può arrivare ad aver perso il 90% del peso (ovvero delle dimensioni) iniziale. Preferably, it is possible to apply particular filters for the removal of corners ("spikes removal filters" - for example by means of "Quadric based Edge Collapse" algorithms), which allow to obtain a simplified model in the number of polygons, and therefore a model small in size and easier to manage from the control unit. Using these algorithms it is also possible to remove isolated points from the γD mesh. At the end of these operations, the model may have lost 90% of its initial weight (or dimensions).

Il modello così creato può essere implementato in appositi programmi che permetto ad un utente di effettuare l’esplorazione virtuale del modello, ad esempio mediante un programma per computer, o mediante dei dispositivi di realtà virtuale, che possono permettere all’utente di muoversi all’interno del modello creato. Tali programmi possono permettere all’utente di zoomare su dei particolari o su oggetti di interesse, oltre che di interagire con l'ambiente ricostruito in modo da osservare zone altrimenti non visibili. The model thus created can be implemented in special programs that allow a user to carry out the virtual exploration of the model, for example by means of a computer program, or by means of virtual reality devices, which can allow the user to move around. inside the model created. These programs can allow the user to zoom in on details or objects of interest, as well as interact with the reconstructed environment in order to observe otherwise invisible areas.

Claims

CLAIMS 1. Apparatus (100) for the acquisition and three-dimensional digital reproduction of an environment including: - a support structure (1); - means (β) for evaluating the position and / or displacement of said apparatus (100) with respect to said environment; - means (γ) for the photographic acquisition of said environment, suitable for acquiring at least one image and / or video of said environment; - means (4) for evaluating the distance of said apparatus with respect to the elements of said environment; - means (5) for storing data, comprising a memory and / or an element for connection to an external memory. β. Apparatus (100) according to claim 1, comprising means (6) for processing the data stored in said means for storing data. γ. Apparatus (100) according to claim 1 or β, wherein said means (β) for evaluating the position and / or displacement comprise at least one of: - a satellite device for locating said apparatus (100); - an inertial sensor; - an odometer; - a SLAM device. 4. Apparatus (100) according to any of the preceding claims, in which said means (γ) for photographic acquisition include a plurality of cameras (γa-γf), preferably of the mirrorless type. 5. Apparatus (100) according to claim 4, wherein said cameras (γa-γf) are arranged within the same container (10), preferably said container (10) being connected to said support structure (1) by means of a movable arm (11). Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, wherein said means (4) for evaluating the distance comprise at least one LIDAR device (4a, 4b). Apparatus (100) according to claim 6, wherein said means (4) for detecting the distance comprise at least two LIDAR devices (4a, 4b), preferably out of phase with each other. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, comprising means (7) for receiving commands from a user. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, comprising means (8) for moving said apparatus (100), preferably comprising wheels (8a, 8b). 10. Apparatus (100) according to claim 9, comprising at least one motor to control the operation of said movement means (8). Apparatus (100) according to one of the preceding claims, comprising at least one thermographic detector (9). 1β. Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, comprising a control unit (1γ) functionally connected to at least one of said means (β) for evaluating the position and / or displacement, said means (γ) for the acquisition photographic, said means (4) for evaluating the distance, said means (5) for storing data. 1γ. Process for the acquisition and three-dimensional digital reproduction of an environment by means of an apparatus (100) according to any of the preceding claims comprising the steps of: a) place the apparatus (100) within the environment; b) acquire one or more photographs and / or one or more videos of said environment; c) acquiring the data detected by said means (β) for evaluating the position and / or displacement and by said means (4) for evaluating the distance; d) associating said videos or photographs of said step b) with the data of said step c); e) processing said films or photographs with the data of said step c) so as to create a digital three-dimensional representation of said environment. 14. Process according to claim 1γ, wherein step e) comprises the steps of: e1) elaborating a mesh of points in a γD space with at least part of the data acquired in said phase c); eβ) processing said videos or photographs of said step b) with a point detection algorithm; eγ) compare the mesh of points processed in phase e1) with the points obtained using the algorithm of said phase eβ); e4) determine the position and / or orientation of said videos or photographs within said three-dimensional representation as a function of the comparison of said phase eγ).