Sviluppo di algoritmi semi-automatici per la localizzazione delle armature nel calcestruzzo e la stima del loro diametro con sistemi GPR bipolari

Una delle principali applicazioni del Ground Penetrating Radar, nell’ambito delle ispezioni su edifici civili, è l’individuazione delle strutture di rinforzo nel calcestruzzo e la stima del loro diametro. Recenti studi finalizzati al dimensionamento dei tondini hanno posto l’attenzione sulla Radar Cross Section, che fornisce una stima della potenza irradiata da un bersaglio illuminato da un’onda elettromagnetica. Alcune ricerche suggeriscono di acquisire le registrazioni con la stessa antenna in due polarizzazioni: orizzontale e verticale. In questo studio è stata utilizzata, al contrario, un’antenna bipolare a 2GHz (ALADDIN) ottenendo una buona efficienza ed efficacia. Il rapporto della Radar Cross Section nelle due polarizzazioni permette di rimuovere la dipendenza delle misure dalla profondità dei bersagli; i risultati delle acquisizioni dimostrano che per avere una più accurata misura del diametro del tondino è necessario applicare delle tecniche statistiche. L’ingente quantità di dati necessari per tale analisi ha reso necessario lo sviluppo di un algoritmo semi-automatico, che permetta la localizzazione dei target intercettati e calcoli il rapporto delle polarizzazioni (VV/HH) nel più breve tempo possibile. Secondo alcuni ricercatori, le reti neurali sono un ottimo classificatore di localizzazione del target; in questo lavoro, però, è stata sviluppata una tecnica di localizzazione basata sulla cross correlazione tra un’iperbole di training e la totalità dei dati acquisiti. Tale metodo risulta semplice, rapido e con un potere risolutivo eccellente per il nostro scopo. I confronti con un algoritmo manuale hanno restituito ottimi risultati, che dimostrano come la procedura semi-automatica combaci con quella manuale nella maggioranza dei casi. Le curve ottenute dai rilievi di laboratorio su tondini di diametro noti hanno permesso di costruire curve di calibrazione volte alla stima dei diametri delle armature su dati acquisiti al Politecnico di Milano. Tali esperimenti confermano la necessità di rimuovere una certa quantità di outlier per poter stimare più verosimilmente la misura del diametro delle barre intercettate; i risultati ottenuti sono molto incoraggianti.