Rilevamento termico passivo (Statistics)

​Nelle missioni navali la capacità di monitorare l'ambiente circostante mantenendo la furtività è un fattore rilevante per la sicurezza delle unità. Mentre i sensori attivi come il radar trasmettono onde elettromagnetiche che possono rivelare la posizione della nave stessa, i sensori elettro-ottici a infrarosso (IR) operano in modalità passiva, rilevando il calore emesso naturalmente da oggetti quali imbarcazioni, droni o vettori aerei, senza generare emissioni. Tuttavia, l'automazione del tracciamento tramite termocamere si scontra con la complessità dello sfondo marino, caratterizzato da moto ondoso, riflessi solari, fumo e nebbia, elementi che generano falsi allarmi e rendono difficile l'individuazione di bersagli di piccole dimensioni o distanti. La mia ricerca, sviluppata all'Università di Pisa con il supporto della NATO e del progetto europeo INFORE, poi premiata con il Premio "Ugo Tiberio", si è concentrata sullo sviluppo di algoritmi data-driven applicati alle bande d'onda Mid-Wave Infrared (MWIR) e Long-Wave Infrared (LWIR) per superare questi limiti ambientali. Lo studio ha preso le mosse dai modelli matematici basati sull'algoritmo OMW-RPCA (Online Moving Window Robust Principal Component Analysis), che separa lo sfondo in movimento dagli oggetti transienti, introducendo una variante che integra le mappe di salienza visiva. Questo approccio matematico permette di calcolare la probabilità che un gruppo di pixel appartenga a un bersaglio reale piuttosto che al rumore di fondo generato dalle onde, migliorando l'accuratezza della segmentazione e riducendo la latenza di calcolo. Per validare il modello abbiamo raccolto dataset sperimentali operando con termocamere scientifiche ad alta risoluzione (come la telecamera MWIR e i sistemi Forward Looking Infrared - FLIR) in diverse condizioni ambientali e con differenti tipologie di target. I risultati dei test numerici indicano che l'algoritmo riduce il carico cognitivo degli operatori radar e di guardia in plancia, elaborando i flussi video in tempo reale senza la necessità di archiviare lunghe sequenze in memoria, una caratteristica compatibile con le specifiche hardware dei sistemi di calcolo imbarcati. Questo lavoro capitalizza la mia esperienza nel Corpo del Genio della Marina, specialità Armi Navali, coniugando la ricerca accademica con le necessità di sorveglianza e automazione della Forza Armata​​​