Uno schema a blocchi degli elementi logico-funzionali del sistema EXPLORERS è riportato nella figura in basso. In essa si nota come alcuni sensori o processi possano o meno essere disponibili o affidabili ed anche come il sistema sia comunque in grado di fornire una stima del tracciato, la cui accuratezza sarà funzione dei sensori/processi disponibili.
Per aumentare significativamente l’accuratezza delle stime planimetriche, EXPLORERS raffina la stima della planimetria non solo mediante la fusione automatica dei dati magnetometrici, ma soprattutto con la correzione di posizione proveniente da tag RFID disposti nell’ambiente. Ogni volta che l’operatore ripassa in prossimità di un tag RFID rilasciato in precedenza, la differenza fra la sua posizione attuale e quella stimata in precedenza (all’atto del rilascio) costituisce un fattore correttivo utilizzato per migliorare la stima della mappa dell’ambiente. Un elemento di ulteriore raffinamento del sistema risiede nell’uso delle “informazioni contestuali”: nel caso in cui i medesimi tratti vengano ripercorsi più volte, le stime pregresse di un tratto percorso in precedenza sono impiegate per raffinare le stime attuali del medesimo segmento.
EXPLORERS è un sistema indossabile ed autonomo (non necessita di infrastrutture esterne) che non richiede operatori esperti o specializzati. Il sistema è basato sull’uso congiunto di un sensore inerziale (IMU), un sensore magnetometrico e sul dispiegamento (automatico) di tag RFID. Il sistema prevede anche la trasmissione radio del tracciato stimato verso l’esterno e la posizione dell’operatore può così essere individuata in qualsiasi momento, con indubbi vantaggi in caso di incidente.
Mentre l’operatore percorre l’ambiente ipogeo, l’unità di calcolo (tascabile) elabora i dati e stima il tracciato tridimensionale percorso dall’operatore. Il tracciato stimato che si va via via formando rappresenta, di fatto, una stima della planimetria dell’ambiente stesso. Una siffatta stima planimetrica 3D richiede solo il tempo necessario per percorrere gli ambienti della struttura ipogea (da pochi minuti a poche ore). Ciò impatta direttamente sulla sicurezza degli operatori, esponendoli ad un ambiente rischioso per un tempo minimo.
EXPLORERS ha come obiettivo la realizzazione di un sistema in grado di eseguire mappature cartografiche 3D preliminari e speditive di grotte e cavità sotterranee, in assenza di segnale GPS, in tempi brevi, con costi estremamente competitivi e garantendo più elevati margini di sicurezza per le prime fasi di analisi conoscitiva.
EXPLORERS - "spEedy eXploration and maPping of geoLogical and archaeOlogical caves by ineRtial path rEconstruction with Rfid Support"
Le risorse minerarie presenti nel sottosuolo hanno rappresentato un importante fattore per lo sviluppo di molti centri urbani: ad esempio, sin dall’antichità per Roma e Napoli la presenza di pozzolane e tufi ha costituito una facile fonte di materiale edilizio. Queste attività estrattive hanno modificato il sottosuolo urbano, costituendo un gravoso vincolo per la pianificazione urbanistica.
Il problema attuale è che in molti settori cittadini (un tempo periferici) si è completamente persa la memoria della presenza di tali ambienti. Con l’espansione edilizia del dopoguerra si è venuto a creare, proprio al di sopra di tali gallerie, un denso tessuto di edifici, strutture (strade, ponti) ed infrastrutture (rete idrica, elettrica, gas, fogne), sovente carenti di adeguata valutazione del sottosuolo.
Negli ultimi anni, tali strutture ipogee hanno determinato un elevato numero di sprofondamenti in realtà urbanizzate, costituendo una seria minaccia per il tessuto urbano e per i suoi abitanti. A questi ambienti ipogei associati ad attività antropiche, vanno aggiunti tutti gli ambienti ipogei di natura geologica. Le interazioni tra le cavità sotterranee, le infrastrutture di superficie e le infrastrutture sotterranee (reti idriche e fognarie), hanno spesso portato a fenomeni d’instabilità difficilmente prevedibili e controllabili, con considerevoli rischi per le infrastrutture di superficie, causando problemi anche alle reti dei sottoservizi. Nel 2012 le voragini hanno causato 40 decessi e 7 feriti (un incremento di 15 decessi rispetto al 2011).