Scheda PAISP FINAL




Informazioni generali

Panoramic AI-based Stereoscopy for Planetary exploration

PAISP

Progetto

Progetto

RSN5

RSN3

Attività: In Itinere; Data inizio: 2022; Data fine: 2024

emanuele.simioni emanuele.simioni@inaf.it

PAISP mira a sviluppare un nuovo modello di rete neurale in grado di gestire immagini stereoscopiche panoramiche da sfruttare nell'esplorazione planetologica. Si basa sulla PANCAM (vedi scheda), una nuova lente panoramica bifocale che offre sia un campo visivo panoramico sia un'immagine a risoluzione più elevata, evitando così l'uso di qualsiasi movimentazione meccanica. Queste caratteristiche rendono il payload particolarmente appetibile per  applicazioni planetologiche. L'utilizzo di due o più PANCAM permette inoltre la ricostruzione 3D di target scientifici. L'obiettivo di questo progetto è un pacchetto software dedicato in grado di aumentare la risoluzione spaziale e l'accuratezza della ricostruzione 3D per mezzo di moderni algoritmi di deep learning.

The project aims to develop a novel neural-network model to manage panoramic stereoscopic images in robotic planetary exploration. The novel (patented) bifocal panoramic lens (PANCAM) offers a wide field of view and, simultaneously, a higher resolution image avoiding the use of any moving part. These features make the payload particularly useful in planetary exploration, where the scientific return needs to be maximized and the system point failures must be drastically reduced. The use of two or more PANCAMs makes possible the 3D reconstruction of scientific targets located within an extremely wide field of view. A dedicated software package able to augment spatial resolution and reconstruction accuracy by means of modern deep-learning algorithms is the target of this project.

Origine ed evoluzione dei pianeti, satelliti e corpi minori

Bioastronomia, Astrobiologia e Astrofisica di laboratorio

Tecnologie per Astronomia Ottica ed Infrarossa

Tecnologie per la Planetologia

Tecnologie Informatiche e software

Infrastrutture dallo spazio per esplorazione sistema solare (utilizzo)

Infrastrutture dallo spazio per esplorazione sistema solare (sviluppo/operazioni)

Comunicazione, Didattica, Divulgazione

Trasferimento Tecnologico


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 11
Struttura Nfte N0 TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Nex Extra
O.A. CAPODIMONTE 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
O.A. PADOVA 3 0 0.30 0.30 0.20 0 0 0 0 0.00
IAPS ROMA 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
O.A. BRERA 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
Totali 3 0 0.30 0.30 0.20 0.00 0.00 0.00 0 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2023 Certi 2024 Certi 2025 Presunti 2023 Presunti 2024 Presunti 2025
0 0 0 0 0 0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 https://doi.org/10.1016/j.pss.2021.105165 Titolo: 3DPD: A photogrammetric pipeline for a PUSH frame stereo cameras Autori:E. Simioni and C. Re and T. Mudric and G. Cremonese and S. Tulyakov and A. Petrella and A. Pommerol .... Publisher:Elsevier BV Rivista: Planetary and Space Science Anno pubblicazione:2021
2 https://doi.org/10.1364/OE.24.005014 Titolo: Hyper hemispheric lens Autori:Claudio Pernechele Opt. Express 24, 5014-5019 Publisher:The Optical Society Rivista: Optics Express Anno pubblicazione:2016
3 https://doi.org/10.3390/ijgi10070483 Titolo: Sentinel 2 Time Series Analysis with 3D Feature Pyramid Network and Time Domain Class Activation Intervals for Crop Mapping Autori:Ignazio Gallo and Riccardo La Grassa and Nicola Landro and Mirco Boschetti Publisher:MDPI AG Rivista: ISPRS International Journal of Geo-Information Anno pubblicazione:2021
4 https://doi.org/10.3390/a14060186 Titolo: Combining Optimization Methods Using an Adaptive Meta Optimizer Autori:Nicola Landro and Ignazio Gallo and Riccardo La Grassa Publisher:MDPI AG Rivista: Algorithms Anno pubblicazione:2021
5 https://doi.org/10.1038/s41550-017-0092 Titolo: The pristine interior of comet 67P revealed by the combined Aswan outburst and cliff collapse Autori:M. Pajola and S. Höfner and J. B. Vincent and N. Oklay and F. Scholten and F. Preusker and S. Motto .... Publisher:Springer Science and Business Media LLC Rivista: Nature Astronomy Anno pubblicazione:2017
6 https://doi.org/10.5281/zenodo.6372848 Tango Spacecraft Wireframe Dataset Model for Line Segments Detection. Benichini
7 https://doi.org/10.1016/j.ast.2022.107503 Titolo: Optical navigation for Lunar landing based on Convolutional Neural Network crater detector Autori:Stefano Silvestrini and Margherita Piccinin and Giovanni Zanotti and Andrea Brandonisio and Ilaria .... Publisher:Elsevier BV Rivista: Aerospace Science and Technology Anno pubblicazione:2022
8 https://doi.org/10.1016/j.pss.2016.10.018 Titolo: Effects of image compression and illumination on digital terrain models for the stereo camera of the BepiColombo mission Autori:C. Re and E. Simioni and G. Cremonese and R. Roncella and G. Forlani and Y. Langevin and V. Da Depp .... Publisher:Elsevier BV Rivista: Planetary and Space Science Anno pubblicazione:2017
9 https://doi.org/10.14358/PERS.77.5.495 Titolo: A New Stereo Algorithm based on Snakes Autori:Emanuele Simioni and Giampiero Naletto and Gianfranco Forlani and Gabriele Cremonese and Vania Da D .... Publisher:American Society for Photogrammetry and Remote Sensing Rivista: Photogrammetric Engineering \& Remote Sensing Anno pubblicazione:2011
10 https://doi.org/10.1038/nature15511 Titolo: Two independent and primitive envelopes of the bilobate nucleus of comet 67P Autori:Matteo Massironi and Emanuele Simioni and Francesco Marzari and Gabriele Cremonese and Lorenza Giac .... Publisher:Springer Science and Business Media LLC Rivista: Nature Anno pubblicazione:2015



Informazioni Pubbliche

<p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Solar system astronomy --&gt;Planetary science --&gt;Planetary structure --&gt;Planetary surfaces&nbsp;<br></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><br></p>

<p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Il contributo del team INAF è fondamentale nel contesto di CaSSIS sia come responsabili per la generazione dei DTM sia per la gestione dei prodotti stereo grazie ad una piattaforma web-based dedicata (Repository). Inoltre, il team INAF di Padova comprende due CoI e possiede la PI-ship dello strumento SIMBIO-SYY. La Stereo Camera (STC) di BepiColombo permetterà di raggiungere uno dei principali obiettivi della missione, la mappatura globale in 3D del pianeta Mercurio e Fotogrammetria Planetaria si occuperà di svolgere le attività preparatorie connesse a questo scopo. Il team della presente scheda fa parte del progetto Fotogrammetria Planetaria (scheda FP) ed è inoltre direttamente coinvolto nella realizzazione del prototipo di laboratorio dello strumento HYPSOS e in tutte le attività connesse ad esso per quel che riguarda la gestione dei dati stereo-iperspettrali. L’unione delle tecniche di deep learning alle attuali competenze fotogrammetriche del team di Padova è la via per un utilizzo esteso del paradigma della camera PANCAM (il cui PI fa parte del team del PAISP) in campo di esplorazione planetologica.&nbsp;</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><br></p>

<p class="MsoNormal" style="text-align: justify; ">INAF/OAPD; UNINS;UNIPD;POLIDIM;IAPS; CNR-IFN<br></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify; "><br></p><p class="MsoNormal" style="text-align: justify; "><br></p>


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 vincenzo.dellacorte vincenzo.dellacorte@inaf.it O.A. CAPODIMONTE Y PRIMO TECNOLOGO Expert in Calibration X X X X X X X OK
2 luigi.lessio luigi.lessio@inaf.it O.A. PADOVA Y C.T.E.R. Mechanical and Optical Expert; X X X X X X X OK
3 lorenzo.paoletti lorenzo.paoletti@oapd.inaf.it O.A. PADOVA Y TECNOLOGO Expert in Informatics X X X X X X X OK
4 alice.lucchetti alice.lucchetti@inaf.it O.A. PADOVA Y RICERCATORE Expert in Planetology X X X X X X X OK
5 maurizio.pajola maurizio.pajola@inaf.it O.A. PADOVA Y RICERCATORE Expert in Planetology X X X X X X X OK
6 claudio.pernechele claudio.pernechele@inaf.it O.A. PADOVA Y PRIMO RICERCATORE Expert in Optics X X X X X X X OK
7 romolo.politi romolo.politi@inaf.it IAPS ROMA Y TECNOLOGO Expert in Informatics X X X X X X X OK
8 cristina.re cristina.re@inaf.it O.A. PADOVA Y RICERCATORE Expert in Photogrammetry X X X X X X X OK
9 emanuele.simioni emanuele.simioni@inaf.it O.A. PADOVA Y TECNOLOGO PI X X X X X X X OK
10 marco.landoni marco.landoni@inaf.it O.A. BRERA Y TECNOLOGO Expert in ASW X X X X X X X OK
11 elena.martellato elena.martellato@inaf.it O.A. PADOVA Y RICERCATORE Expert in Planetology X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Attualmente non ci sono finanziamenti per il gruppo di ricerca. Una richiesta di finanziamento associata a questa scheda verrà sottomessa come Large Grant con PI Simioni Emanuele


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€)