Elettronica ed elementi hardware impiegati nel sistema intelligente multi-sensore per la rilevazione e il monitoraggio della cenere vulcanica attraverso il processamento delle immagini
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Pubblicato:
Jul 23, 2021
Parole chiave:
Cenere vulcanica, Sistema elettronico, Monitoraggio, Volcanic ash, Electronic system, Monitoring
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Abstract
Nell’ambito del progetto AshRESILIENCE, si è sviluppato un sistema innovativo, a basso costo, basso consumo energetico e di piccole dimensioni per il rilevamento e il monitoraggio della cenere vulcanica in aree sensibili, per gestire in tempo reale le informazioni e le segnalazioni generate da eventi di caduta di cenere vulcanica. L’obiettivo è quello di registrare, elaborare e condividere i dati acquisiti per monitorare le aree colpite da eventi di questo tipo. I dati raccolti saranno trasmessi collegando le stazioni direttamente al centro acquisizione dati dell’INGVOE, in modalità wireless. Per ottenere un sistema performante senza influenzare i costi e le sue dimensioni, si è scelto di utilizzare una soluzione che impiega un “Single Board Computer”, come il Raspberry Pi. Le principali sfide affrontate sono state: • minimizzazione della complessità del sistema attraverso l’impiego di un numero minimo di sensori e parti meccaniche per una contemporanea massimizzazione dell’affidabilità; • sviluppo di soluzioni software innovative, utilizzando potenti strumenti open source per l’elaborazione delle immagini. Per conseguire tali obiettivi è stato sviluppato un algoritmo per il monitoraggio dei dati acquisiti con l’obiettivo di inviare dei messaggi di alert quando la quantità di cenere supera un valore di interesse predefinito. Per perseguire tale obiettivo, sono state implementate procedure basate principalmente sull’elaborazione delle immagini dove i pixel sono divisi in due classi: sfondo (superficie di raccolta bianca) e primo piano (particelle di cenere scura). Sulla base della divisione in classi, viene individuata una soglia adattativa rispetto all’immagine originaria al fine di effettuare la binarizzazione della stessa e ottenere informazioni affidabili per la misura della quantità di cenere grazie all’utilizzo di una fotocamera compatta, Full HD e a basso costo. Il prossimo obiettivo sarà integrare nell’algoritmo l’innovativo metodo «Pixel Digital Weight», da noi concepito, per stimare con elevata precisione il peso della cenere senza l’impiego di sofisticate bilance e sensori, ma esclusivamente per mezzo dell’elaborazione delle immagini.
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