ITRM20090251A1 - COMPACT DEVICE HIGH PERFORMANCE APPLICABLE TO ALL TYPES OF MEDIA USED FOR TRANSPORT GOODS TRANSPORT LOCAL PUBLIC TRANSPORT TPL TRANSPORT WASTE LOCAL POLICE DCC AIMED AT THE ACQUISITION OF DATA AND IMAGES OF INFRASTRUCTURE S - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il DECRETO del Ministero dei lavori pubblici 1 giugno 2001 Visto l'art.13, comma 6 del Decreto Legislativo 30.4.92, n. 285 (Nuovo Codice della strada) e successive modificazioni, prevede l'obbligo per gli enti proprietari delle strade, di istituire e tenere aggiornati la cartografia, il Catasto delle Strade e delle relative pertinenze, secondo le modalità stabilite con apposito decreto emanato dal Ministero dei Lavori Pubblici. In particolare viene sancito che gli Enti proprietari devono dotarsi di strutture specifiche. L'architettura software del Catasto, sempre secondo lo stesso Decreto, e' basata su una banca dati di tipo relazionale e su di un sistema GIS (Geographic Information System) che consenta di rappresentare la cartografia del territorio ed il grafo della rete stradale, di selezionare i singoli elementi stradali e di visualizzare gli attributi contenuti nella banca dati. The DECREE of the Ministry of Public Works 1 June 2001 Having regard to Article 13, paragraph 6 of the Legislative Decree 30.4.92, n. 285 (New Highway Code) and subsequent amendments, provides for the obligation for road owners to establish and keep up-to-date the maps, the Cadastre of Roads and related appurtenances, according to the methods established with a specific decree issued by the Ministry of Public Works. In particular, it is sanctioned that the owner bodies must equip themselves with specific structures. The software architecture of the Cadastre, again according to the same Decree, is based on a relational database and on a GIS (Geographic Information System) that allows to represent the cartography of the territory and the graph of the road network, select the individual road elements and view the attributes contained in the database.
Oggi realizzare un catasto delle strade risulta essere un'operazione molto gravosa per enti ed amministrazioni poiché il problema del reperimento delle risorse per tale operazione risulta altamente oneroso e ne inficiano spesso una corretta e auspicabile diffusione; infatti la sola realizzazione del Catasto delle Strade ha un costo mai inferiore a alcune centinaia di €/km, dove l’incidenza maggiore à ̈ attribuibile proprio al processo di acquisizione dati ed immagini, processo per il quale à ̈ necessario adibire un veicolo dedicato a tale operazione. La presente invenzione sfrutta una semplice constatazione: la presenza sul territorio di mezzi che regolarmente percorrono la rete stradale e che possono essere utilizzati per la fase di acquisizione dati. Today, making a land register is a very burdensome operation for entities and administrations since the problem of finding the resources for this operation is highly onerous and often invalidates its correct and desirable dissemination; in fact, the realization of the Road Cadastre alone has a cost never less than a few hundred € / km, where the greatest incidence is attributable precisely to the data and image acquisition process, a process for which it is necessary to use a vehicle dedicated to this operation. The present invention exploits a simple observation: the presence on the territory of vehicles that regularly travel the road network and that can be used for the data acquisition phase.
La soluzione tecnologica di poter equipaggiare, ad esempio, i veicoli-TPL di strumentazione adeguata abbinata alla fisiologica presenza quotidiana di tali mezzi sul territorio permette di ridurre i costi relativi proprio all’utilizzo di mezzi e personale dedicato. The technological solution of being able to equip, for example, LPT-vehicles with adequate instrumentation combined with the physiological daily presence of these vehicles on the territory allows to reduce the costs related to the use of dedicated vehicles and personnel.
Partendo da questo presupposto, si à ̈ sviluppata una procedura per rappresentare tutte informazioni raccolte su un grafo di rete acquisito o precedentemente costruito in maniera semplice ed immediata mediante l’ausilio di un software dedicato e con la possibilità di identificare, a differenti livelli di approfondimento, lo stato di efficienza degli elementi della rete stradale di interesse. Lo specifico software permette, con semplici operazioni, di dare giudizi di qualità sulle pertinenze della rete (per es. la pavimentazione stradale, la segnaletica orizzontale e/o verticale, gli impianti esistenti, la sezione nel suo complesso ecc.) mediante parametri predefiniti che ne caratterizzano lo stato di manutenzione. Starting from this assumption, a procedure has been developed to represent all the information collected on a network graph acquired or previously built in a simple and immediate way with the aid of dedicated software and with the possibility of identifying, at different levels of in-depth analysis, the state of efficiency of the elements of the road network of interest. The specific software allows, with simple operations, to give quality judgments on the network appurtenances (e.g. road paving, horizontal and / or vertical signs, existing systems, the section as a whole, etc.) using predefined parameters that characterize the state of maintenance.
Descrizione del dispositivo prototipale BCR in fase di realizzazione: la descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali: Description of the BCR prototype device under construction: the description will be shown below with reference to the accompanying drawings, provided for indicative purposes only and, therefore, not limitative, in which:
â– La figura 1 Ã ̈ un disegno riassuntivo degli elementi componenti del sistema BCR, realizzato in accordo con la presente invenzione; â– Figure 1 is a summary drawing of the component elements of the BCR system, made in accordance with the present invention;
<â– >La figura 2 Ã ̈ un rendering di applicazione del BCR ad un mezzo del TPL; <â–> Figure 2 is a rendering of application of the BCR to a medium of the TPL;
<â– >La figura 3 Ã ̈ uno schema del software proprietario. <â–> Figure 3 is a diagram of the proprietary software.
Descriviamo ora il funzionamento dell’intero sistema, con riferimento agli elementi riportati nelle immagini in figg. 1,2 e 3. We now describe the operation of the entire system, with reference to the elements shown in the images in figs. 1,2 and 3.
Il sistema di controllo à ̈ sostanzialmente costituito dalle seguenti componenti tecnologiche: The control system is essentially made up of the following technological components:
SISTEMA TRAIETTOGRAFICO E DI ELABORAZIONE (Modulo 1) : TRAJECTGRAPHIC AND PROCESSING SYSTEM (Module 1):
Modulo da ubicare all’interno dell'abitacolo del mezzo TPL |H in posizione fissa e in prossimità dell’autista. Il Box | contenitore del modulo 1 (approssimative di dimensioni di cm 40 X 40 X 30 (LxPxA)) racchiude al suo interno le elencate apparecchiature: Module to be placed inside the passenger compartment of the TPL | H vehicle in a fixed position and close to the driver. The Box | module 1 container (approximate dimensions of 40 X 40 X 30 cm (LxWxH)) contains the listed equipment:
s Sistema traiettografico satellitare s Satellite trajectory system
•ricevitore GPS (Ï‹ â € ¢ GPS receiver (Ï ‹
•Piattaforma Inerziale Ï‹ (opzionale) â € ¢ Inertial Platform Ï ‹(optional)
V Personal Computer H compatto in bassa tensione V Compact low voltage Personal Computer H
•scheda madre compatta di elevate prestazioni â € ¢ high performance compact motherboard
• scheda di espansione per camere digitali â € ¢ expansion card for digital cameras
•memoria ram â € ¢ ram memory
• hard disk â € ¢ hard disk
• alimentatore per veicolo â € ¢ vehicle power supply
• masterizzatore DVD â € ¢ DVD burner
3. Sincronizzatore odometrico H o pps di comando delle camere 3. H or pps odometric synchronizer for room control
4. Uscite di collegamento 1 con moduli esterni e linee di ingresso (alimentazione e odometro) 4. Connection outputs 1 with external modules and input lines (power supply and odometer)
5. Ulteriori sensori di rilevazione dati 5. Additional data detection sensors
SISTEMA APPARATO DI SENSORI (Modulo 2) SENSOR APPARATUS SYSTEM (Module 2)
Questo modulo deve essere installato in posizione strategica (solitamente in alto all’interno dell'abitacolo del mezzo TPL Ï‹) per ottenere riprese ottimali e garantire una buona ricezione satellitare all’antenna GPS 1. This module must be installed in a strategic position (usually at the top inside the passenger compartment of the TPL Ï ‹vehicle) to obtain optimal shooting and ensure good satellite reception to the GPS antenna 1.
Le dimensioni di ingombro del contenitore | sono di cm40 x 10 x 15 e al suo interno di sono: The overall dimensions of the container | are 40 x 10 x 15 cm and inside are:
1 una o più telecamere 1 brandeggiabili digitali a bassa/media/alta risoluzione 1 one or more low / medium / high resolution digital pivoting cameras 1
2 antenna GPS 1; 2 GPS antenna 1;
3 clock satellitare; 3 satellite clock;
4 sensori di controllo ; 4 control sensors;
5 uscite cablate Ï‹ di collegamento con il modulo 1; 5 wired outputs Ï ‹for connection with module 1;
SISTEMA UTENTE (Modulo 3) USER SYSTEM (Module 3)
Questo modulo rappresentato da un Monitor Touchscreen H può essere integrato al modulo 1 o essere modulare al fine di presentarsi come un oggetto libero da vincoli di ubicazione all’intemo del veicolo TPL § ed essere installato in posizioni favorevoli all’utente o all'assistente di bordo. This module represented by a Touchscreen Monitor H can be integrated with module 1 or be modular in order to present itself as an object free from location constraints inside the TPL § vehicle and be installed in favorable positions for the user or assistant on board.
La sua funzione à ̈ di monitorare l'andamento del rilievo e attivare, con pochi ed essenziali comandi, le funzioni principali del sistema ( accensione , spegnimento, avvio, controlli vari di funzionalità dei singoli componenti). — Its function is to monitor the progress of the survey and activate, with a few essential commands, the main functions of the system (switching on, switching off, starting, various functionality checks of the individual components). â € "
SOFTWARE fi DEL SISTEMA (Modulo 4) SYSTEM SOFTWARE (Module 4)
Tutte informazioni raccolte sono rappresentate su un grafo di rete costruito in maniera semplice ed immediata con un software 3⁄43⁄4 di proprietà e con la possibilità di identificare, a differenti livelli di approfondimento, lo stato di efficienza degli elementi della rete stradale di interesse. All the information collected is represented on a network graph built in a simple and immediate way with a 3⁄43⁄4 proprietary software and with the possibility of identifying, at different levels of detail, the state of efficiency of the elements of the road network of interest. .
La metodologia messa a punto che può essere implementata senza particolari competenze specialistiche prevede: The methodology developed that can be implemented without particular specialized skills includes:
â – Acquisizione dei dati acquisisti dal mezzo TPL H e il trasferimento su personal computer 11; â - Acquisition of the data acquired from the TPL H vehicle and transfer to a personal computer 11;
â – Analisi della rete viaria con software di riconoscimento automatico delle immagini; â - Analysis of the road network with automatic image recognition software;
â – Definizione di indici di qualità rappresentativi dei differenti parametri caratterizzanti lo stato di manutenzione delia strada; â - Definition of quality indices representative of the different parameters characterizing the state of maintenance of the road;
â – Analisi visiva delle immagini con specifico software H e valutazione quantitativa del livello di degrado in una scala di valori predefinita; â - Visual analysis of the images with specific H software and quantitative evaluation of the degradation level in a predefined scale of values;
â – rappresentazione grafica, per tratte omogenee su GIS, della qualità del singolo indice; â - graphic representation, for homogeneous sections on GIS, of the quality of the single index;
â – valutazione complessiva dello stato di manutenzione della rete con la definizione di un indice complessivo, funzionale all'organizzazione della pianificazione degli interventi di manutenzione programmata. â - overall assessment of the state of maintenance of the network with the definition of an overall index, functional to the organization of the planning of scheduled maintenance interventions.
L'operatività di tale sistema si articola in due fasi: The operation of this system is divided into two phases:
â – Fase 1 : la missione (il rilievo della rete stradarla) â - Phase 1: the mission (the survey of the road network)
â – Fase 2: post processing con l'esame delle immagini acquisite che può avvenire tramite operatore o tramite software di riconoscimento automatico delle immagini. â - Phase 2: post processing with the examination of the acquired images which can be carried out by the operator or by means of automatic image recognition software.
FASE 1 : Azione di acquisizione immagini georeferenziate: PHASE 1: Georeferenced image acquisition action:
La missione consiste nel rilevare immagini digitali georiferite sia in termini di progressiva odometrica reale (ma anche rispetto ai cippi chilometrici o ai numeri civici), che mediante coordinate assolute acquisite con un sistema traiettografico satellitare (ricevitore GPS H, IMU ), grazie all'utilizzo di telecamere | brandeggiabili posizionate all’intemo/estemo dell’automezzo del T.P.L. H. The mission consists in detecting georeferenced digital images both in terms of real odometric progressive (but also with respect to kilometer stones or house numbers), and by means of absolute coordinates acquired with a satellite trajectory system (GPS receiver H, IMU), thanks to the use of cameras | swiveling positioned inside / outside of the T.P.L. H.
Su ogni mezzo del T.P.L. H per effettuare la fase 1 viene installato un sistema BCR | composto dalle seguenti componenti tecnologiche precedentemente descrìtte : On every means of the T.P.L. H to carry out phase 1 a BCR | system is installed composed of the following technological components previously described:
✓ Modulo 1 ✠“Module 1
✓ Modulo 2 ✠“Module 2
Modulo 3 Module 3
FASE2: Azione di Processing delle immagini georeferenziate acquisite durante la missione PHASE2: Processing action of the georeferenced images acquired during the mission
Avviene tramite l’impiego di Software specifico 11 per la valutazione della qualità sulle pertinenze della rete viaria mediante parametri predefiniti che ne caratterizzano lo stato di manutenzione. It takes place through the use of specific Software 11 for the assessment of the quality of the pertinences of the road network by means of predefined parameters that characterize the state of maintenance.
Il post processing permette di analizzare le immagini rilevate e di. attribuire giudizi qualitativi ai singoli indicatori (o temi) mediante analisi manuale da parte di utenti competenti o con software di rilevazione automatica delle immagini. A ciascun indicatore verrà assegnato un punteggio rispetto al grado di manutenzione offerto daH'infrastruttura; (la tavolai à ̈ una schermata del software proprietario || che permette a qualsiasi operatore istruito di valutare lo stato di conservazione della strada). The post processing allows to analyze the detected images and to. attributing qualitative judgments to individual indicators (or themes) through manual analysis by competent users or with automatic image detection software. Each indicator will be assigned a score with respect to the degree of maintenance offered by the infrastructure; (the table is a screen of the proprietary software || which allows any trained operator to evaluate the state of conservation of the road).
Ad ogni tema puntualmente viene assegnato un valore di qualità e un esempio di risultato finale à ̈ riportato nella figura dove i colori sono rappresentativi rispettivamente di : Each theme is punctually assigned a quality value and an example of the final result is shown in the figure where the colors are respectively representative of:
A - qualità ottima 5 stelle A - very good quality 5 stars
B - qualità discreta 4 stelle B - decent 4-star quality
C - qualità sufficiente 3 stelle C - sufficient quality 3 stars
D - qualità scadente 2 stelle D - poor quality 2 stars
E - qualità pessima 1 stella E - bad quality 1 star
I temi presi in esame su una rete stradale italiana extraurbana per esempio possono essere: The topics examined on an Italian extra-urban road network, for example, can be:
â – segnaletica stradale verticale e orizzontale; â - vertical and horizontal road signs;
â – passi carrabili; â - driveways;
â – stato della pavimentazione; â - condition of the flooring;
â – organizzazione della sezione trasversale (barriere di sicurezza, utenze deboli, ecc). â - organization of the cross section (safety barriers, weak users, etc.).
Il risultato finale à ̈ la realizzazione di un grafo di rete, che permette di visualizzare graficamente su mappa lo stato delle anomalie della rete viaria in relazione ai colori dei singoli tratti rappresentativi del livello di qualità in modo tale che l'utente possa essere informato in real-time tramite web-server circa lo stato della rete stradale che deve percorre come evidenziato dalla tavola 3. La raccolta di dati attinenti alle anomalie riscontrate e georeferenziate e la loro aggregazione, permette la formulazione di riepiloghi e statistiche ai fini un catasto delle strade e delle difformità della rete viaria. The final result is the creation of a network graph, which allows the status of the anomalies of the road network to be graphically displayed on the map in relation to the colors of the individual sections representative of the quality level so that the user can be informed in real-time via web-server about the state of the road network that it must cover as shown in table 3. The collection of data relating to the anomalies found and georeferenced and their aggregation, allows the formulation of summaries and statistics for the purposes of a cadastre of the roads and the differences in the road network.
Lo scopo principale dell’invenzione, quindi, à ̈ mettere a punto una metodologia operativa esportabile in qualsiasi situazione che sia di basso costo é di alto livello tecnologico, che acquisisce immagini della rete stradale percorsa dai mezzi del TPL §§, permettendo, in post processing o in tempo reale mediante riconoscimento automatico delle immagini, di esprimere giudizi qualitativi sull’infrastruttura rispetto a indicatori (o temi) predefiniti, con l'obiettivo finale di una corretta pianificazione degli interventi necessari al ripristino del manto stradale danneggiato (es. eliminazione di quelle anomalie che possono essere causa di incidenti stradali, comportamenti scorretti da parte deH'automobilista). The main purpose of the invention, therefore, is to develop an operational methodology that can be exported in any situation that is of low cost and high technological level, which acquires images of the road network traveled by the LPT vehicles §§, allowing, in post processing or in real time through automatic image recognition, to express qualitative judgments on the infrastructure with respect to predefined indicators (or themes), with the final aim of correctly planning the interventions necessary to restore the damaged road surface (eg . elimination of those anomalies that may be the cause of road accidents, incorrect behavior on the part of the motorist).
La presente invenzione presenta numerosi vantaggi. Un primo vantaggio consiste in una drastica riduzione dei costi, ora sostenuti dall’utilizzo di un veicolo dedicato, e la possibile distribuzione capillare e gratuita delle rilevazioni. Un secondo beneficio che tale sistema | apporta rispetto agli attuali sistemi si concretizza nella semplicità di istallazione del sistema di bordo 1 e la conseguente portabilità su altri mezzi; dall’assoluta assenza di controindicazioni legate alla sicurezza del mezzo IH nonché la possibilità di effettuazione dei rilievi ripetibili in qualsiasi momento. The present invention has numerous advantages. A first advantage consists in a drastic reduction of costs, now sustained by the use of a dedicated vehicle, and the possible widespread and free distribution of the surveys. A second benefit that this system | compared to current systems, it takes the form of the simplicity of installation of the on-board system 1 and the consequent portability to other means; by the absolute absence of contraindications related to the safety of the IH vehicle as well as the possibility of carrying out repeatable surveys at any time.
Un ulteriore vantaggio à ̈ dato dal fatto di poter operare la parcellizzazione dell' analisi dei dati acquisiti dal sistema centrale durante le fasi di ricovero del mezzo del TPL |f . A further advantage is given by the fact that it is possible to divide the analysis of the data acquired by the central system during the admission phases of the TPL vehicle | f.
In definitiva tale invenzione mira all’ottimizzazione dell'impiego delle risorse e massimizzazione delle sinergie fra strutture operative (es. trasporto TPL) ed enti dedicati alla gestione delle strade (es ASTRAL) appartenenti al medesimo territorio. Ultimately, this invention aims at optimizing the use of resources and maximizing the synergies between operational structures (eg LPT transport) and bodies dedicated to road management (eg ASTRAL) belonging to the same territory.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno dalla descrizione dettagliata di una forma realizzativa preferita, ma non esclusiva, di un sistema 1 di monitoraggio della rete stradale secondo la presente invenzione. Further characteristics and advantages will appear from the detailed description of a preferred but not exclusive embodiment of a road network monitoring system 1 according to the present invention.
Il sistema 1 così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti neH’ambito del concetto inventivo che lo caratterizza. Tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti ed in pratica tutti i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze. The system 1 thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which fall within the scope of the inventive concept that characterizes it. All the details can be replaced by other technically equivalent elements and in practice all the materials used, as well as the dimensions, may be any according to requirements.
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- 2009-05-19 IT ITRM2009A000251A patent/IT1397404B1/en active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1397404B1 (en) | 2013-01-10 |
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