Tecniche fotogrammetriche da drone per la ricostruzione metrica di fessure su ponti in calcestruzzo

After the collapse of the Morandi bridge in 2018 in Genova, health monitoring of old infrastructures became a central thematic. Traditional techniques of assessment result time consuming and have high costs, making difficult to have a continuous and efficient monitoring. In the last years images were used to acquire data in faster and safer way. On images, preliminary information about the health of the structure can be obtained and evaluated. The aim of this thesis would be to recognize and obtain a metric evaluation of cracks, in an automatic way, starting from images using a photogrammetric approach. In the first Chapter, after a short analysis on the traditional inspection methods, will be analysed the state of the art related to crack assessment through images. In the second Chapter a methodology will be proposed to recognize and extract important features from the images, skeleton and borders, fundamental to evaluate the width of the cracks. By using the theory of photogrammetry, in the third Chapter, a 3D model of the scene will be reconstructed. On this model, the crack features would be projected by using the homogeneous geometry, evaluating the crack width in a metric value. In the fourth Chapter the proposed method will be tested on a real case study, analysing the results. Finally, in the fifth Chapter, conclusions will be shown, and possible solutions will be proposed to overcome limits of the method.

Il monitoraggio dei ponti ha assunto, specialmente dopo il crollo del Ponte Morandi, un ruolo centrale nelle attività dei gestori delle reti stradali e ferroviarie. I controlli tradizionali risultano però onerosi sia in termini di denaro che in termini di tempo, rendono difficile un monitoraggio periodico. Negli ultimi anni si è cercato di accelerare la raccolta dei dati attraverso la raccolta di immagini delle strutture. Le immagini acquisite possono essere sfruttate per ottenere delle informazioni preliminari sulle possibili problematiche presenti. In questo lavoro di tesi si cercherà di riconoscere e valutare le dimensioni di una fessura in maniera automatica partendo dalle immagini, in particolare acquisite da SAPR (Sistemi Aerei a Pilotaggio Remoto) i cosiddetti droni, o usando la terminologia anglosassone, UAV (Unnamed Aerial Vehicle). Nel primo capitolo si effettuerà una breve analisi sui metodi di ispezione tradizionale e sulla normativa italiana per la gestione dei ponti, e verrà poi analizzato lo stato dell’arte relativo alle ispezioni visive. Nel secondo capitolo verrà proposta una metodologia di lavoro per riconoscere ed estrarre dalle immagini lo scheletro e i bordi della fessura, fondamentali per effettuare una analisi della larghezza. Sfruttando le basi teoriche della fotogrammetria, nel terzo capitolo, verrà costruito un modello tridimensionale della scena, sul quale questo verranno proiettate le caratteristiche riconosciute precedentemente sfruttando la geometria omogenea. Su questi dati verranno effettuate le misure della larghezza della fessura. Nel quarto capitolo verrà testato il metodo di lavoro effettuando un test su un caso studio reale, analizzandone i risultati ottenuti. Infine, nel quinto capitolo, si trarranno le conclusioni sul metodo proposto e si andranno a proporre delle possibili vie di miglioramento dello stesso.