Technology for All Tecnologie innovative di monitoraggio durante le prove sismiche in laboratorio e in campo: 3DVision e Moto Magnificato - Enea

Tecnologie innovative di monitoraggio durante
 le prove sismiche in laboratorio e in campo:
         3DVision e Moto Magnificato

Technology for All
 Roma, 17-19 0ttobre 2017

 E. Fioriti e I. Roselli, ENEA C.R. Casaccia Laboratorio SITEC

Tecnologie innovative di monitoraggio

•   Il Sistema 3DVision ed il Moto magnificato utilizzano videocamere per
    studiare il movimento delle strutture e le loro vibrazioni.

•   Il Sistema 3DVision inizialmente concepito come apparecchiatura medica, è
    stato impiegato nel settore sismico per la prima volta presso il Laboratorio
    SSPT-USER-SITEC dell’ENEA.

•   Il moto magnificato (MM) amplifica i piccoli movimenti presenti nei video
    digitali grazie alle variazioni di intensità dei pixel. La metodologia di base è
    stata sviluppata al MIT (2005-2013) per lo studio di piccoli oggetti.

•   Queste tecniche rappresentano delle notevoli innovazioni tecnologiche,
    specie per l’alto rapporto benefici/costi e la praticità d’uso.
                                                                                   2

Il sistema 3DVision motion capture

                                                       In     rosso:    alcune
                                                       telecamere del sistema
                                                       motion capture 3DVicon.

                                                       Il campione sulla tavola

Le tavole vibranti del laboratorio SITEC all’interno    Un marker
del C.R. ENEA Casaccia. Primo laboratorio ad
impiegare il sistema 3DVicon in campo sismico.

Il sistema 3DVision motion capture

           Telecamere 3D Vision

                                                        Marker
           Dispositivo anti-sismico

                                      Tavola vibrante

Il moto magnificato

                    video in esecuzione contemporanea

        ORIGINALE                               MAGNIFICATO

ORIGINALE (50 fps)                              MAGNIFICATO
                 video in esecuzione contemporanea

Tavola vibrante e moto magnificato

78X19 pixels                         Mean over
                                     the virtual
                                     sensors

                                     All the virtual
                                     sensors

                                     Fsampl = 29 Hz

                                     3DVision marker

                                     Fsampl = 200 Hz

ORIGINALE (28 fps)                             MAGNIFICATO
video in esecuzione contemporanea   video in esecuzione contemporanea

Minerva Medica

I riquadri in rosso
indicano le superfici
maggiormente sensibili
ad occhio nudo.

Minerva Medica, moto magnificato del lato sud

                        video in esecuzione contemporanea

   ORIGINALE (28 fps)                                       MAGNIFICATO

VILLA DEI QUINTILI

ORIGINALE                    MAGNIFICATO

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Conclusioni

Disponiamo di metodologie:
• per il laboratorio e per le misure sul campo
• a basso costo
• pratiche e (relativamente) semplici

Applicabili:
• a tutti i settori tecnologici
• in particolare, ai beni culturali

Trasferibili:
• anche alle PMI, grazie al basso costo

                                                 12

Technology for All

   GRAZIE

 Roma, 17-19 Ottobre 2017

ORIGINALE a 500 fps (MIT)                      MAGNIFICATO (MIT)
                video in esecuzione contemporanea

Funzione risposta in frequenza
Per il calcolo della frf si è usato il metodo sperimentale EMA SI-MO:     H1(ω) = Sio(ω) / Sii(ω)
in cui il segnale di input Sii è in comune ed fornito da un marker Vicon, posto alla base del
pannello. L’ output MM è costituito dai pixel del riquadro rosso, mentre l’output 3D Vision è
costituito da marker posizionati nel riquadro stesso (slide precedente) .

 Il primo picco di risonanza a 7.9Hz coincide col picco
del sistema Vicon Vision 3D a 7.8Hz (a meno della
risoluzione in frequenza 0.1Hz), mentre il secondo a
11.1Hz non è ben allineato col Vicon 3D (10.7Hz). In
particolare, la differenza delle frequenze di
campionamento ha prodotto nella frf MM picchi
spuri a valori inferiori a 8Hz e superiori a 12Hz. Una
strumentazione video con frame-rate più elevato è
tuttavia in grado di eliminare il disturbo.

VILLA DEI QUINTILI

ORIGINALE                    MAGNIFICATO

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VILLA DEI QUINTILI

ORIGINALE                MAGNIFICATO

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