Attività 2.4 Un sistema innovativo per la metrologia fine: diagnostica sulla morfologia su larga scala mediante radar ottico a colori

Lo scopo dell'attività inerente a ITACA è quello di sviluppare un prototipo avanzatissimo di radar
topologico a colori, in grado di fornire immagini tridimensionali a colori R,G, B della scena
osservata, mantenendo la stessa accuratezza dei radar a modulazione AM-PM in bianco e nero.
E’ da notare che un simile dispositivo supera di colpo tutte le difficoltà di ottenere le immagini
colorate mediante sovrapposizione di layers contenenti dati dei colori, all’ immagine in bianco e
nero fornita da un radar topologico ( o di qualunque dispositivo generatore di una nuvola di punti )
. Si superano più in generale le forti limitazioni caratteristiche di tutte le tecniche che coinvolgono
le correzioni delle distorsioni delle immagini ( ortorettificazioni o raddrizzamento differenziale mediante
apposito software dei fotogrammi digitalizzati ), che sono sempre a monte di tutte le operazioni di
sovrapposizione e ortonormalizzazione di immagini ottenute con dispositivi ottici diversi.
Il radar ottico a colori esplora infatti ogni elemento della scena con tre fasci laser coerenti operanti
in modo monostatico a diverse lunghezze d’ onda ( fasci R,G,B ), fornendone la riflettività, la
risoluzione laterale, lo spessore, le coordinate e la profondità del colore.
Questa associazione “nativa” del colore a ciascun pixel rende possibile una accurata indagine sui
colori della superficie e la misura del degrado della qualità del colore della superficie dei reperti.
Questa ultima proprietà è destinata a fornire un’ impulso molto importane nel settore della
manutenzione e restauro dei beni culturali.
I fasci R,G,B sono, nel dispositivo proposto, indipendenti e così la cromia e la intensità della
radiazione del radar può essere modificata con una profondità di colore elevata ( es. 16 bit per
canale ).
Il dispositivo proposto, consiste dunque in un radar monostatico dotato di un sistema automatico di
focheggiamento e progettato per la generazione di immagini tridimensionali a colori ispezionabili (
radar topologico).
Il suo impiego nella fase iniziale è previsto per applicazioni nel campo delle belle arti, come
strumento di monitoraggio di affreschi, dipinti , metrologia su statue di notevoli dimensioni ; il
radar deve fornire inoltre misure di dettagli tridimensionali con risoluzioni submillimetriche ad
alcune decine di metri. L’ ambiente operativo previsto tipico per il radar progettato in questo lavoro
è di grandi dimensioni ( ad es. l’ interno di una chiesa ). Lo schema di principio è inoltre scalabile a
misure ad altissima risoluzione ( es 200 microns a dieci metri) ed impieghi che vanno dalla
prototipazione rapida agli allestimenti di musei virtuali per scopo didattico e ricerca scientifica e
alla raccolta di mappe tridimensionali per un catasto dei beni culturali nazionali.
Nei Laboratori dell’ ENEA in Frascati sono stati sviluppati negli ultimi anni alcuni prototipi di
radar ottici a modulazione di ampiezza e fase con camera a scansione a specchi e layout ottico
monostatico in vista del loro impiego come sensori di visione e metrologia ad alta definizione nell’
interno di vessels di macchine fusionistiche. Le qualità delle immagini ottenute e le notevoli
accuratezze raggiunte da questi dispositivi nella metrologia tridimensionale hanno portato, negli
ultimi tempi, ad approfondire , anche teoricamente, le possibilità di applicazioni in altri campi di
ricerca avanzata. in questa proposta vengono descritte possibili applicazioni di imaging e
metrologia nei campi seguenti:
• ispezione, misura e creazione di basi di dati per formazione di archivi di immagini destinati
agli studiosi e finalizzati al supporto al restauro di beni culturali;
• installazione di musei virtuali ( creazione di immagini ad alta definizione , tridimensionali
ed esplorabili ), e reali ( tramite la prototipazione rapida dei reperti a disposizione).
I radar ottici sviluppati sono fino ad oggi stati usati in riprese di immagini tridimensionali ad
altissima risoluzione e sono, allo stato attuale, in grado di fornire dati sulla struttura di reperti,
monumenti, dipinti murali., con accuratezze di 10-4, in grado quindi di fornire ai restauratori i
dettagli del degrado in atto su superfici di manufatti e beni artistici anche alla distanza di molti
metri dall’ operatore.

Tipologia Attività: Ricerca e Innovazione

Partner Responsabile: ENEA (FR)

Risultato Attività: report/moduli

Sede: Brindisi, Frascati