Prove sperimentali in Galleria del Vento Il sistema, una volta verificato metrologicamente, è stato utilizzato in una

campagna sperimentale effettuata presso la Galleria del Vento. In particolare si è voluto studiare il comportamento del modello raffigurato in figura 5.7 di una struttura che servirà per aumentare la stabilità di uno dei palazzi del nuovo complesso CityLife di Milano, soggetto alla forza del vento.

Figura 5.7: Modello della struttura utilizzato per gli esperimenti in Galleria del Vento.

Il modello si compone di tre tubi lunghi 3.22 m ai quali estremi sono inseriti due piattelli circolari di diametro 1.2 m. L‟intero modello viene strallato ai lati della sala di prove, così da risultare sospeso a 1.5 m di altezza. Lo spazio compreso tra i tre tubi è riempito da diversi materiali poiché si vuole studiare la stabilità del

lontane dal modello e tra di loro, in modo da poterlo inquadrare interamente. Quindi non è possibile utilizzare la struttura di sostegno delle telecamere costruita per lo strumento in esame, poiché troppo piccola. Nella sala prove della Galleria del Vento le telecamere possono essere posizionate in alcuni supporti già predisposti, che però sono posti ai lati della sala e a una distanza eccessiva dal modello, quindi si è deciso di posizionare le telecamere in terra proprio dietro al modello. Questa scelta è stata presa poiché in questa zona è presente il banco di prova, ovvero una tavola rotante circolare con diametro 7 m, facilmente visibile nella figura 5.8, su cui solitamente (non in questo caso) sono posizionati i modelli da studiare. Questo può essere forato a piacere e dunque consente di sistemare le telecamere in qualunque posizione desiderata. Le telecamere sono state dunque poste a circa 5 m dal modello, con una distanza relativa tra loro di circa 2 m, come mostrato nelle figure 5.9 e 5.10. Per conoscere con maggiore accuratezza le distanze relative tra le telecamere si fa riferimento alla tabella 5.9, nella quale sono riportati i parametri estrinseci dei dispositivi, trovati dalla calibrazione con sistema di riferimento coincidente con quello della telecamera centrale.

Si è deciso di posizionare sul modello 12 marker catarifrangenti. È necessario utilizzare un numero di marker sufficiente a verificare ogni spostamento possibile del modello, tentando però di utilizzarne un numero più basso possibile, in modo da non rendere la procedura di calcolo delle coordinate tridimensionali troppo lenta. I 12 marker sono stati posizionati come mostrato in figura 5.11 e numerati come mostrato in figura 5.12. Si noti che in questa campagna sperimentale sono stati eccitati solamente i moti rigidi, vale a dire quelli inerenti al primo modo di vibrare del modello.

Figura 5.11: Posizione dei marker sul modello.

La scelta del setup presa durante la campagna sperimentale descritta non è sicuramente la migliore. Non avendo una struttura su cui posizionare le telecamere esse sono state sistemate in terra, e quindi sullo stesso piano. Ciò ha fatto sì che esse abbiano tutte baseline parallele e quindi anche rette epipolari parallele. Così facendo il processo di individuazione delle corrispondenze con le rette epipolari risulta molto complesso e talvolta presenta degli errori che compromettono la ricostruzione. Essendo il modello rigido, i marker avranno sempre una posizione relativa costante e quindi è possibile inserire nel software un controllo che riordina i punti a seconda della loro posizione. In questo caso allora la procedura di ricerca delle corrispondenze non è più eseguita solamente da un algoritmo basato sulle rette epipolari come descritto nel capitolo 4.4, ma è stato aggiunto un controllo che riordina i punti a seconda della loro posizione. Questo algoritmo quindi divide i 12 punti in due insiemi, uno con i punti posti più in alto nell‟immagine e l‟altro con i punti più in basso. Ogni insieme viene a sua volta diviso in altri due insiemi di 3 punti ognuno; uno contenente i punti più a sinistra e uno quelli più a destra. Per ognuno di questi sottoinsiemi si trova il punto posto più a sinistra, quello più a destra e quello al centro. Così si identificano i 12 differenti punti in ognuna delle immagini acquisite dalle tre telecamere e è facile imporre le corrispondenze. In questo modo allora non è più necessario utilizzare le rette epipolari, che risultano quindi superflue. Chiaramente questa tecnica può essere utilizzata per questa campagna sperimentale, in cui il vi sono solamente moti rigidi ma non è applicabile a molti altri casi. Nelle applicazioni future in Galleria del Vento futuro allora bisognerà utilizzare una struttura costruita appositamente per la Galleria del Vento, che consente di posizionare le telecamere a distanze relative elevate (circa 3-5 metri) su piani differenti.

In questa applicazione sono stati utilizzati gli illuminatori all‟infrarosso e i filtri interferenziali come si nota nella figura 5.13 e 5.14. Il controllore degli

Figura 5.13: Particolare raffigurante una singola telecamera e il rispettivo illuminatore.

Figura 5.17: Particolare raffigurante la scheda che genera il segnale di trigger.

La taratura del sistema è stata effettuata con il software sviluppato in questo lavoro acquisendo una serie di immagini del calibratore HALCON (figura 5.18). Essendo le telecamere molto distanti tra di loro e il calibratore molto piccolo rispetto al campo di misura, è stato necessario calibrare ogni singolo dispositivo separatamente, trovando i parametri intrinseci di ogni telecamera, per poi registrarle utilizzando alcune immagini acquisite in comune a tutte e tre i dispositivi. Quindi per ogni dispositivo si sono acquisite una serie di immagini del calibratore, come quella in figura 5.18. Si sono poi acquisite alcune immagini come quella di figura 5.19, in cui invece il calibratore è posto in modo da essere visibile alle tre telecamere. Chiaramente sarebbe stato possibile calibrare l‟intero sistema stereoscopico direttamente dall‟insieme di immagini utilizzate per la registrazione, ma come si nota, il calibratore è molto piccolo nell‟immagine e quindi si sarebbe rischiato di introdurre incertezza in fase di calibrazione.

Figura 5.18: Esempio di immagine acquisita per la calibrazione dei singoli dispositivi.

Figura 5.19:Esempio di immagini acquisite per la registrazione dei singoli dispositivi.

I parametri intrinseci dei singoli dispositivi e i parametri estrinseci ricavati dalla registrazione sono riportati di seguito. L‟errore di retroproiezione trovato è stato di 1.025 pixel.

PARAMETRI