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Ing. Fabrizio Lombardini
Ricercatore, Senior Member IEEE
Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, Via G. Caruso 16, Pisa
Temi disponibili di
Tesi di Laurea Triennale relativi a:
Signal Processing
- Caratteristiche
ed applicazioni di telerilevamento ambientale del sistema 'fotocamera'
radar satellitare italiano COSMO-SkyMed (compilativa o MATLAB)
- Rilevamento
di umidità del suolo tramite elaborazione di immagini da 'fotocamere'
radar (compilativa)
- Monitoraggio
di cambiamenti sul territorio tramite
elaborazione di sequenze di immagini da 'fotocamere'
radar satellitari
(compilativa)
- Microtrasponditori
per identificazione a radiofrequenza (RFID)
'smart dust' Motes (compilativa)
- Caratteristiche di softwares di
elaborazione
interferometrica di immagini multiple da 'fotocamera'
radar satellitare (sperimentale)
- Misure
di segnali eco da superfici forestali con sensore mini-radar in banda S
e X
(sperimentale)
- Misure di correlazione in immagini da 'fotocamera' radar
aviotrasportata
Nasa per telerilevamento forestale
(MATLAB)
- Acquisizione
di segnali in
sensore ‘fotocamera’ radar industriale per il monitoraggio di aree in
frana
(sperimentale, in collaborazione con ditta IDS Pisa)
Nota: non sono
necessarie conoscenze pregresse di sistemi radar, sensori né
applicazioni di telerilevamento per nessuna delle tesi di Laurea.
Aree tematiche disponibili per Tesi di Laurea
Specialistica/Magistrale (e V.O.) relative a:
Signal Processing e Radar
Temi di Tesi disponibili (2015)
Per ulteriori informazioni rivolgersi a:
Ing. Fabrizio Lombardini: f.lombardini@iet.unipi.it
(a seguire illustrazione di altre tematiche di Tesi)
Sono disponibili tesi
sperimentali nell’area della
elaborazione
dei segnali con applicazione a sistemi radar SAR aviotrasportati
e satellitari innovativi dell'Agenzia Spaziale Tedesca (DLR), con
capacita' interferometriche avanzate per il telerilevamento
topografico, urbano, e forestale.
Il lavoro si svolgerà in cooperazione con l'Agenzia Spaziale
Tedesca, con possibilità di svolgimento di parte della tesi in
loco (sede DLR di Oberpfaffenhofen, Monaco di Baviera; lingua inglese).
Relatori: Ing. F. Lombardini
Requisiti:
Lo studente deve aver superato gli esami di Teoria della Decisione e
della Stima e
possibilmente Fondamenti di Tecnica Radar.
Lo studente deve avere conoscenze di programmazione di base.
Lo studente deve avere una buona media per gli esami finora sostenuti,
e mostrare alto grado di interesse e motivazione.
Per ulteriori informazioni rivolgersi a:
Ing. Fabrizio Lombardini: f.lombardini@iet.unipi.it
E' disponibile una tesi sperimentale nell’area della
elaborazione
dei segnali con applicazione ad un sistema radar aviotrasportato
con capacita' interferometriche di tipo avanzato per il telerilevamento
topografico.
Il lavoro si svolgerà in cooperazione con una ditta straniera.
Relatori: Ing. F. Lombardini
Requisiti:
Lo studente deve aver superato gli esami di Teoria della Decisione e
della Stima e
possibilmente Fondamenti di Tecnica Radar.
Lo studente deve avere conoscenze di programmazione di base.
Lo studente deve avere una buona media per gli esami finora sostenuti,
e mostrare alto grado di interesse e motivazione.
il
sistema radar con interferometro a tre elementi
(380Kb)
S. Ramongassie', L. Phalippou, E. Thouvenot, D.
Massonet,
"Preliminary Design of the Payload for the Interferometric Cartwheel,"
Proceedings 3rd European Conference on Synthetic Aperture Radar
(EUSAR2000),
Munich, Germany, May 2000, pp.29-32.
G.
Fornaro, F. Lombardini, F. Serafino, “Three-dimensional Multipass SAR Focusing:
Experiments with Long-term Spaceborne Data,” IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,
vol. 43, no.4, pp. 702-714, April 2005.
Per ulteriori informazioni rivolgersi a:
Ing. Fabrizio Lombardini: f.lombardini@iet.unipi.it
Tema: Applicazione di
Tecniche di Stima Spettrale di
Parametri
Doppler a Dati Reali di un Interferometro Radar Oceanografico
Aviotrasportato.
Tipo: sperimentale
Relatori: Ing. F. Lombardini
Argomento: lo scopo dei lavori di tesi in quest'area e' la
sperimentazione
su dati radar reali di algoritmi per la stima dei parametri spostamento
Doppler e banda di un segnale osservato in presenza di rumore
moltiplicativo
correlato e rumore termico. Questo tipo di segnale e' osservato in
applicazioni
di interferometria temporale SAR per la stima delle componenti di
velocita'
e del tempo di decorrelazione della superficie marina, a causa
della
presenza di onde capillari in moto non rigido. Questa moderna tecnica
consente
la produzione di dettagliate mappe radar a larga scala del moto delle
onde,
della velocita' delle correnti e dei fenomeni di turbolenza. Il caso in
esame riguarda l'interferometria SAR a canali multipli da
piattaforma
aerea. Sono disponibili dati reali registrati da un avanzato sistema a
quattro antenne del FGAN, Germania, acquisiti su un'area costiera nel
Mare
del Nord. Si eseguiranno analisi statistiche sui dati, che verranno in
seguito calibrati tramite procedure di equalizzazione adattiva per
compensare
deviazioni dall'idealita' del sistema di acquisizione, quali
sbilanciamenti
di fase tra i quattro canali. Quindi si elaboreranno i dati
equalizzati,
tramite algoritmi di stima Doppler sviluppati in Dipartimento basati su
identificazione non lineare della matrice di covarianza. La
sperimentazione
consentira' di validare gli algoritmi in condizioni operative reali.
una
immagine in intensita' dei dati, isole Frisone (1Mb) -
courtesy
of FGAN, Germany
R. Carande, "Estimating Ocean Coherence Time using
Dual-Baseline Interferometric Synthetic Aperture Radar," IEEE
Transactions
on Geoscience and Remote Sensing, July 1994, vol.32, no.4, pp.846-854.
F. Lombardini, F. Bordoni, F. Gini, L. Verrazzani,
“Multibaseline ATI-SAR for
Robust Ocean Surface Velocity Estimation,” IEEE
Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 40, no. 2, pp.
417–433, April
2004.
Per ulteriori informazioni rivolgersi a:
Ing. Fabrizio Lombardini: f.lombardini@iet.unipi.it
Tema: Tecniche di
Stima Spettrale Parametrica e di
Predizione-Correzione
per l’Estrazione di Serie Temporali Doppler in Radar Oceanografici.
Tipo: sperimentale
Relatori: Ing. F. Lombardini
Argomento: lo scopo dei lavori di tesi in quest'area e' la
determinazione
di
algoritmi per la stima della storia temporale dello spostamento Doppler
e della banda di segnali non stazionari osservati in presenza di rumore
moltiplicativo correlato e rumore termico. Questo tipo di segnali e'
tipicamente
osservato in applicazioni di radar oceanografia per la
caratterizzazione
dell'eco di radar (costieri o su piattaforma off-shore) dalla
superficie
marina (clutter) soggetta a moto ondoso. L'applicazione a cui si pensa
e' la stima ad alta precisione del moto delle onde, della velocita'
delle
correnti e di parametri dei fenomeni di turbolenza e dei cosiddetti
super-eventi
(frangenti). Si estendera' un simulatore esistente di segnale in rumore
moltiplicativo e si confronteranno alcuni algoritmi di stima non
parametrici
presenti in letteratura. Quindi si applicheranno algoritmi di stima
parametrici
basati su identificazione non lineare della matrice di covarianza. Il
relativo
modello di segnale sarà a fase polinomiale (tono puro e chirp),
e si considerera' l'integrazione delle stime Doppler e Doppler rate
mediante
algoritmi di predizione-correzione (alla Kalman). E' possibile anche la
sperimentazione su dati radar reali, acquisiti con un radar costiero
sperimentale
dalla McMaster University, Canada, su un'area dell'Oceano Atlantico.
N. Allan, D.B. Trizna, D.J. McLaughlin, "Numerical
Comparison
of Techniques for Estimating Doppler Velocity Time Series from Coherent
Sea Surface Scattering Measurements," IEE Proceedings – Radar, Sonar,
Navigation,
Dec. 1998, vol.145, no.6, pp.367-373.
F.
Lombardini, "Analysis of Non-Gaussian Speckle Statistics in
High-Resolution SAR Images," Proceedings of the IEEE
International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS 2005, Seoul, South Korea, July 2005.
Per ulteriori informazioni rivolgersi a:
Ing. Fabrizio Lombardini: f.lombardini@iet.unipi.it
Tema: Tecniche di Stima
di Fase basata su Modelli
in Interferometri
Radar Multiparametrici per applicazioni Topografiche.
Tipo: sperimentale
Relatori: Ing. F. Lombardini
Argomento: lo scopo dei lavori di tesi in quest'area e'
l'analisi e lo
sviluppo
di algoritmi per la stima della fase in interferometri radar a linee di
base multiple, portanti multiple, ed eventualmente polarizzazioni
multiple,
in presenza di rumore moltiplicativo correlato (derivante da
scatteratori
diffusi, non puntiformi) e rumore termico. Questo tipo di segnale e'
tipicamente
osservato in applicazioni di interferometria SAR per la stima di mappe
digitali dell'altezza del terreno. L'applicazione a cui si pensa e' la
soluzione di problemi di ambiguita' di fase (risultante in
equivocazioni
in altezza) e di rumore nei dati in applicazioni di interferometria SAR
da aereo o da satellite in diversita' di baseline, di frequenza e di
polarizzazione,
per la ricostruzione topografica ad alta precisione di scene naturali.
Si estendera' un simulatore esistente di segnale interferometrico a
linee
di base e portanti multiple, e si analizzeranno algoritmi di stima
basati
su modelli e non, presenti in letteratura (a massima verosimiglianza,
ai
minimi quadrati pesati, e basati su periodogramma). Si confronteranno
le
prestazioni con il bound di Cramer-Rao, e si analizzeranno importanti
condizioni
operative critiche (basso rapporto segnale-rumore, basso numero di
osservati)
cosiddette sotto-soglia, in cui sorgono errori nelle stime di tipo
impulsivo.
esempio di immagine
interferometrica satellitare dell'Etna (1.4Mb)
- courtesy of ESA
R. Lanari et alii, "Generation of Digital Elevation
Models
by using SIR-C/X-SAR Multifrequency Two-pass Interferometry: The Etna
Case
Study," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol.34,
Sept.
1996, pp.1097-1114.
M.
Pardini, F. Lombardini, F. Gini, "The Hybrid Cramér-Rao Bound on Broadside DOA Estimation of Extended
Sources in Presence of Array Errors," IEEE Transactions on Signal Processing, vol.
56, no. 4, pp. 1726-1730, April 2008.
Per ulteriori informazioni rivolgersi a:
Ing. Fabrizio Lombardini: f.lombardini@iet.unipi.it
Tema: Tecniche di Stima
Spettrale Parametrica per
Radar
d'Immagine 3D ad Alta Risoluzione.
Tipo: sperimentale
Relatori: Ing. F. Lombardini
Argomento: lo scopo dei lavori di tesi in quest'area e' la
determinazione
di
algoritmi per la stima dei parametri di un segnale multicomponente a
fasi
lineari (ampiezze e frequenze spaziali) osservato in presenza di rumore
moltiplicativo correlato e rumore termico. Questo tipo di segnale e'
tipicamente
osservato in applicazioni di array processing per la stima delle
direzioni
di arrivo e delle intensita' (tessiture) dei segnali di eco da
scatteratori
multipli diffusi (non puntiformi, che quindi producono speckle e
conseguentemente
errori di glint). L'applicazione a cui si pensa e' la soluzione di
problemi
di ambiguita' spaziale in elevazione (layover) in applicazioni di
interferometria
SAR a linee di base multiple da aereo o da satellite, per la
ricostruzione
tridimensionale ad alta risoluzione di scene naturali e urbane. Si
estendera'
un simulatore esistente di segnale interferometrico per aree in
layover,
e si applicheranno algoritmi di stima basati su massima
verosimiglianza,
identificazione non lineare della matrice di covarianza, e modellistica
ARMA. Una successiva estensione includera' il filtraggio FIR adattivo.
esempio di immagine radar
topografica (utilizzare
occhiali con lente rossa e verde) con ponte in
layover
su una valle (120Kb) - courtesy of
FGAN,
Germany
L. Roessing, J. Ender, "Advanced SAR Interferometry
Techniques
with AER-II," Proceedings International Radar Symposium, Munich,
Germany,
Oct. 1998, pp.1261-1269.
F. Lombardini, M. Pardini, G. Fornaro, F. Serafino,
L. Verrazzani, M. Costantini, "Linear and Adaptive Spaceborne Three-dimensional SAR
Tomography: a Comparison on Real Data," IET Radar, Sonar &
Navigation, Special Issue, selected papers from IEEE RadarCon 2008, vol. 3, no. 4, pp. 424-436, August 2009.
Per ulteriori informazioni rivolgersi a:
Ing. Fabrizio Lombardini: f.lombardini@iet.unipi.it
Segnalazioni di borse/lavoro
-
Importante azienda nazionale cerca ingegnere
(Laurea Specialistica) per
sviluppo di algoritmi per telerilevamento SAR.
-
Importante azienda nazionale cerca ingegnere
(Laurea Specialistica) per definizione/marketing prodotti di imaging
SAR.
- Borsa di Dottorato di Ricerca (3 anni) presso l'Agenzia Spaziale
Tedesca
(DLR, Oberpfaffenhofen, area Monaco di Baviera), su analisi, sviluppo e
sperimentazione
di tecniche SAR e di interferometria SAR col sistema satellitare
tedesco TerraSAR-X.
- Borse di Dottorato di Ricerca (3 anni) presso il Center for
Sensor Systems e il Research Center for Multidisciplinary Analysis and
Applied System Optimization dell'Università di Siegen (ZESS e
FOMAAS, area Francoforte), nell'ambito del programma Multi Sensorics,
su tecniche SAR e di interferometria SAR multistatiche con sistemi di
satelliti a cluster.
Per
ulteriori informazioni rivolgersi a
Ing. Fabrizio
Lombardini:
f.lombardini@iet.unipi.it
Segnalazioni di seminari
- Seminario
del Prof. Richard Bamler del Deutsches
Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, Agenzia
Spaziale Tedesca), all’Università
di Pisa, su
“TerraSAR-X
and TanDEM-X - The Potential of Very High Resolution Radar Remote
Sensing from
Space”. Il seminario è stato
organizzato nell’ambito del ciclo di seminari del corso di
Dottorato di
ricerca
in Telerilevamento, Scuola di Dottorato in Ingegneria - Leonardo da
Vinci, con
il patrocinio dello IEEE Student Branch,
University of Pisa, e della IEEE Central
Italy Section, e si è
svolto nel dicembre 2009 presso il Dipartimento di Ingegneria
dell'Informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni, sede di
via Caruso. Il Prof.
Bamler è Direttore del Remote
Sensing Technology Institute del DLR
sede di
Oberpfaffenhofen, dove è stato sviluppato il progetto dei
sistemi satellitari tedeschi TerraSAR-X e TanDEM-X, e Full
Professor alla Technische
Universität München.
- Seminario
dell'Ing.
Davide Colombo di Tele-Rilevamento
Europa (TRE),
all’Università di Pisa, su
“Interferometria
SAR Differenziale per Monitoraggio
di Rischi Geofisici - Tecniche, Applicazioni, Trend Satellitari e di
Mercato”. Il
seminario è
stato
organizzato nell’ambito del ciclo di seminari del corso di
Dottorato di
ricerca
in Telerilevamento, Scuola di Dottorato in Ingegneria - Leonardo da
Vinci,
con il patrocinio dello IEEE Student Branch,
University of Pisa, e della IEEE South Italy Section;
esso si è
svolto nel settembre 2009 presso il Dipartimento
di Ingegneria
dell'Informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni, sede di
via Caruso. L'Ing.
Colombo è responsabile di
produzione presso Tele-Rilevamento Europa (TRE),
Milano.
- Seminario
del Dr.
Shannon
Brown del NASA
Jet Propulsion Laboratory (JPL),
all’Università di Pisa, su
“Research
in Microwave Radiometry at the Jet
Propulsion Laboratory: Past, Present and Future”. Il
seminario è
stato
organizzato nell’ambito del ciclo di seminari del corso di
Dottorato di
ricerca
in Telerilevamento, Scuola di Dottorato in Ingegneria - Leonardo da
Vinci,
con il patrocinio dello IEEE Student Branch,
University of Pisa, e delle IEEE Central Italy e South Italy Sections;
esso si è
svolto nel novembre 2008 presso il Dipartimento
di Ingegneria
dell'Informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni, sede di
via Caruso. Il Dr.
Brown è responsabile scientifico presso
la NASA, sede Jet Propulsion Laboratory, Microwave
Advanced
Systems Section, Pasadena (CA), per
l’Advanced Microwave Radiometer sul satellite oceanografico Jason-2, e
instrument scientist per il Juno Microwave Radiometer nella Juno New
Frontiers mission su Giove.
- Seminario del Dr. Scott
Hensley del NASA
Jet Propulsion Laboratory (JPL),
all’Università di Pisa, su
“Interferometric
Radar Systems
Developed by JPL for Mapping and Deformation Studies”. Il
seminario è
stato organizzato nell’ambito del ciclo di seminari del corso di
Dottorato di
ricerca
in Telerilevamento, Scuola di Dottorato in Ingegneria - Leonardo da
Vinci,
con il patrocinio dello IEEE Student Branch,
University of Pisa, e della IEEE South Italy Section; esso si è
svolto nel giugno 2007 presso la Facoltà di Ingegneria. Il Dr.
Hensley è Principal Engineer presso la NASA, sede Jet Propulsion Laboratory, Radar Science and Engineering
Section,
Pasadena (CA), dove è nata la tecnica dell’interferometria con
radar ad
apertura sintetica.
- Seminario del Dr. Gerhard Krieger del Deutsches
Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, Agenzia
Spaziale Tedesca), all’Università di Pisa, su
“Bistatic and Multistatic Spaceborne Synthetic Aperture Radar:
Potentials and
Challenges”. Il seminario è
stato organizzato nell’ambito del ciclo di seminari del corso di
Dottorato di
ricerca
in Telerilevamento, Scuola di Dottorato in Ingegneria - Leonardo da
Vinci, con
il patrocinio dello IEEE Student Branch,
University of Pisa, e della IEEE South Italy Section, e
si è
svolto nel giugno 2007 presso il Dipartimento di Ingegneria
dell'Informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni, sede di
via Caruso. Il Dr.
Krieger è responsabile del Research and Project Group
New Synthetic
Aperture Radar (SAR) Missions presso il DLR
sede di
Oberpfaffenhofen, Microwave and Radar Institute, Department Satellite
SAR
Systems, dove è stato sviluppato il progetto del
sistema satellitare tedesco TerraSAR-X.
I
seminari del Dr. Hensley e del Prof. Bamler sono disponibili su
DVD.
Per
ulteriori informazioni rivolgersi a
Ing. Fabrizio
Lombardini:
f.lombardini@iet.unipi.it
Collaborazioni scientifiche
- Prof.
Hugh D.
Griffiths, Department
of Electrical
and Electronic
Engineering, University College London, London, UK
- Prof.
Pramod
K.
Varshney, Department of Electrical and Computer Engineering, Syracuse University, Syracuse, NY, USA
- Dr.
Andreas
Reigber, Dept. of Computer
Vision and Remote Sensing, Technical
University of Berlin, Berlin,
(adesso al DLR), Germany
- Dr. Ing.
Gianfranco Fornaro, Istituto per il
Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente IREA-CNR, Napoli
- Prof.
Joachim Ender, FGAN-FHR (Fondazione di
Ricerca per la Scienza Applicata, Istituto di Ricerca per la Fisica
delle Alte
Frequenze e per le Tecniche Radar), Wachtberg, Germany
- Dott. Mario
Costantini, Telespazio
S.p.A. (adesso a e-GEOS S.p.A.), Roma
- Dr. Mark Williams, DSTO,
Adelaide, Australia
- Dr. Robert Treuhaft, NASA Jet
Propulsion Laboratory, Radar Science and Engineering Section,
CA, USA
- Dr. Gerhard Krieger, Deutsches
Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Microwave and Radar Institute, Oberpfaffenhofen, Germany
- Prof. Fabio Rocca,
Dipartimento di Elettronica ed Informazione, Politecnico di Milano
- Dr. Kostantinos
Papathanassiou, DLR, Microwave and Radar Institute, Oberpfaffenhofen, Germany
- Prof. Laurent Ferro-Famil, Institut
d'Electronique et de Telecommunications, University of Rennes 1, Rennes, France
- Dr. Scott Hensley, NASA Jet
Propulsion Laboratory, Radar Science and Engineering Section, Radar
Concepts and Formulation group,
CA, USA
Progetti di ricerca
- Progetti
Scientifici
Agenzia Spaziale Italiana COSMO/SkyMed, programma "Sviluppo di
Metodologie di Imaging e di Monitoraggio basate sull'uso di Dati SAR
COSMO/SkyMed" (2246); sperimentazione di tecniche di
imaging SAR tridimensionale ad alta risoluzione per monitoraggio urbano
con la
costellazione satellitare italiana COSMO-SkyMed (2010-2012).
- Progetto
Integrato dell'Unione Europea, VI Programma Quadro,
"Land and sea Integrated Monitoring for the European Security" (LIMES);
sviluppo e sperimentazione di tecniche e analisi di prestazioni di
imaging SAR tridimensionale e differenziale per monitoraggio urbano da
satellite. Il progetto si e' svolto nel periodo 2007-2010.
- Progetto
Agenzia
Spaziale
Europea missione satellitare BIOMASS per telerilevamento foresta
boreale, campagna
radar di supporto BioSAR,
sottoprogetto Politecnico di Milano "Tomo Analysis"; sviluppo e
sperimentazione di tecniche di tomografia e sintesi di banda SAR per
telerilevamento forestale da piattaforma aviotrasportata. Il progetto si e'
svolto nel periodo 2007-2008.
- Progetto
Agenzia Spaziale Italiana missione satellitare bistatica sperimentale
COSMO-SkyMed / BISSAT, sottoprogetto Telespazio "Along Track
Interferometry Products and Techniques for Sea Currents and
Waves"; studio di fattibilita' e definizione di algoritmi e prodotti
SAR interferometrici along-track di telerilevamento di correnti e onde
marine per il satellite italiano COSMO-SkyMed . Il progetto si e'
svolto nel 2007.
Per
ulteriori informazioni rivolgersi a
Ing. Fabrizio
Lombardini: f.lombardini@iet.unipi.it
Link utili
Agenzia Spaziale Italiana: http://www.asi.it
Agenzia Spaziale Europea: http://www.esa.int
Jet Propulsion Laboratory NASA: http://www.jpl.nasa.gov
JPL Radar Science
& Engineering Section: http://radar.jpl.nasa.gov/index.cfm
Radar a Sintesi d'Apertura: http://en.wikipedia.org/wiki/Synthetic_aperture_radar
Interferometria SAR: http://en.wikipedia.org/wiki/Interferometric_synthetic_aperture_radar
Sistema satellitare italiano COSMO-SkyMed: http://en.wikipedia.org/wiki/COSMO-SkyMed
Progetto Unione Europea LIMES: http://www.fp6-limes.eu
Missione satellitare europea BIOMASS: http://www.esa.int/esaLP/SEMFCJ9RR1F_index_0.html
Programma Agenzia Spaziale Italiana COSMO-SkyMed 2246:
https://cosmo-skymed-ao.asi.it
Materiale didattico
Ultimo aggiornamento: maggio 2015