Analisi teorico e sperimentale di un sistema per ispezione di impalcati

Concrete bridge inspection is currently an operation performed manually, and therefore is slow, costly, subjective. For these reasons a lot of research, in recent years, has been done in order to find an effective automated alternative. Among the various technologies available, 3D laser scanning is very promising, because it allows to obtain reliable and repeatable 3D reconstructions. In this thesis a scan system for decks based on 3D laser scanning is theorized and tested. This system, in order to limit the costs, involves the use of the same underdeck platforms used for visual inspection; it also aim to performe dynamic scans, by moving the scanner device using a motorized carrier. Thus, in order reconstruct correctly the 3D model of the deck, it is necessary to know the position and the orientation of the laser scanner during the acquisition; for this reason, a fundamental part of the scanning system is a measurement chain based primarily on lasers and vision systems, which allows to determine both the oscillations of the platform, and the motion of the carrier on it. The potentialities of the system have been evaluated through simulations in Matlab/SimMechanics and experimental tests.

L’ispezione di impalcati per la verifica del relativo stato di salute è attualmente un’operazione svolta in maniera manuale, e dunque lenta, costosa, soggettiva. Per questo motivo molta ricerca, negli ultimi anni, si è concentrata in questo settore al fine di determinare un’efficace alternativa automatizzata. Tra le varie tecnologie disponibili, la scansione laser 3D è molto promettente; essa infatti consente di ottenere ricostruzioni 3D affidabili, ripetibili, complete ed intuitive. In questa tesi viene teorizzato e sperimentato un sistema di scansione per impalcati basato su tecnologia laser scanner 3D. Tale sistema, al fine di limitare i costi di implementazione, prevede l’utilizzo delle stesse passerelle sottoponte mobili utilizzate per le ispezioni manuali; esso inoltre prevede di effettuare le scansioni in maniera dinamica, movimentando durante l’acquisizione il dispositivo scanner mediante un carrello servo-azionato sulla passerella. La natura dinamica delle acquisizioni implica la necessità, al fine di ricostruire in maniera corretta il modello 3D dell’impalcato, di conoscere posizione ed orientamento del laser scanner in ogni istante; per tale motivo parte fondamentale del sistema di scansione è un’apposita catena di misura basata principalmente su puntatori laser e sistemi di visione, la quale permette di determinare sia le oscillazioni della passerella, che il moto del carrello su di essa. Le potenzialità del sistema sono state valutate tramite simulazioni in ambiente Matlab/SimMechanics e prove sperimentali.