Non-contact measurement techniques

Descrizione

L’attività si focalizza sullo sviluppo, l’integrazione e l’applicazione industriale di sistemi di misura avanzati, con una specializzazione distintiva nelle tecniche senza contatto per il controllo qualità, il monitoraggio di processo e la diagnostica. L’approccio combina strumentazione ottica, acustica e termica con algoritmi avanzati per supportare la digitalizzazione e la sostenibilità della produzione industriale.

Le principali metodologie impiegate includono:

• Tecniche basate sulla Visione e Ottica: Sviluppo di sistemi di visione artificiale nel visibile, infrarosso (IR) e bande multi/iper-spettrali (es. per identificazione materiali o analisi chimico-fisiche). L’attività comprende la triangolazione laser e la scansione 3D (anche robotizzata) per ricostruzioni geometriche, controlli dimensionali in linea e reverse engineering. Viene inoltre applicata la Digital Image Correlation (DIC) 2D e 3D per la misurazione full-field di spostamenti e deformazioni strutturali.

• Misure Vibro-Acustiche: Utilizzo della Vibrometria Laser Doppler (LDV) (mono e multi-punto) per la caratterizzazione dinamica senza contatto, associata a tecniche di Operational Modal Analysis, Beamforming e psicoacustica per l’ottimizzazione del prodotto (es. elettrodomestici, automotive).

• Controlli Non Distruttivi (NDT): Applicazione della termografia sia passiva (monitoraggio processi) che attiva (Flash o Long Pulse) per l’identificazione di difetti interni e disomogeneità nei materiali. Il gruppo sviluppa inoltre soluzioni basate su ultrasuoni (inclusi Laser Ultrasonics e trasduttori accoppiati in aria), shearografia e tomografia industriale computerizzata (CT) per l’ispezione interna di componenti complessi come compositi (CFRP/GFRP) e batterie.

• Approcci basati sull’Intelligenza Artificiale: Integrazione delle tecniche di misura con algoritmi di AI e Machine Learning per il riconoscimento automatico di difetti, la classificazione di prodotti e l’analisi predittiva dei dati all’interno di architetture cyber-fisiche.

Gli ambiti applicativi includono l’industria manifatturiera (automotive, elettrodomestico), aerospaziale, civile/edile, agricoltura, e biomedicale.

Pubblicazioni

• Cavuto, A., Martarelli, M., Pandarese, G., Revel, G.M. and Tomasini, E.P., 2021. FEM based design of experiment for train wheelset diagnostics by laser ultrasonics. Ultrasonics, 113, p.106368. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2021.106368
• Di Maio, D., Castellini, P., Martarelli, M., Rothberg, S., Allen, M.S., Zhu, W.D. and Ewins, D.J., 2021. Continuous Scanning Laser Vibrometry: A raison d’être and applications to vibration measurements. Mechanical systems and signal processing, 156, p.107573. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2020.107573
• Caputo, A., Calcagni, M.T., Salerno, G., Mammoliti, E. and Castellini, P., 2025. Measurement of fracture networks in rock sample by x-ray tomography, convolutional filtering and deep learning. Sensors, 25(14), p.4409. https://doi.org/10.3390/s25144409 
• Medici, V., Martarelli, M., Castellini, P., Van De Kamp, H. and Paone, N., 2025. 2D temperature distribution reconstruction of steel bars under thermal transient from sequences of occluded infrared images. Measurement, 246, p.116693 https://doi.org/10.1016/j.measurement.2025.116693
• Quattrocchi, A., Alizzio, D., Capponi, L., Tocci, T., Marsili, R., Rossi, G., Pasinetti, S., Chiariotti, P., Annessi, A., Castellini, P. and Martarelli, M., 2022. Measurement of the structural behaviour of a 3D airless wheel prototype by means of optical non-contact techniques. Acta Imeko, 11(3), pp.1-8. https://doi.org/10.21014/acta_imeko.v11i3.1268

Personale di riferimento

Prof. Gian Marco Revel
Tel. +39 071 220 4518
email: gm.revel@staff.univpm.it

Prof. Nicola Paone
Tel. +39 071 220 4490
email: n.paone@staff.univpm.it

Prof. Paolo Castellini
Tel. +39 071 220 4441
email: p.castellini@staff.univpm.it

Prof.ssa Milena Martarelli
Tel. +39 071 220 4542
email: m.martarelli@staff.univpm.it