Exploiting Infrared Vision Potential: from High-Temperature Manufacturing to Forensic Trace Detection

Questo progetto di dottorato riguarda lo sviluppo di sistemi di misura non a contatto basati sulla visione a infrarossi, con applicazioni in ambito Industria 4.0 e forense. L’obiettivo principale è fornire metodologie innovative per il controllo intelligente dei processi e l'identificazione di prove fisiche. In ambito industriale, la ricerca si è svolta nel progetto openZDM con il partner VDL Weweler. Sono stati progettati e integrati in linea due sistemi di ispezione non distruttiva basati su termografia passiva con sensori CMOS Near-Infrared. I sistemi operano sul 100% della produzione. Un contributo significativo riguarda la calibrazione metrologica e l’implementazione di procedure di auto-diagnosi per garantire affidabilità e continuità operativa. Dal punto di vista metodologico, sono stati sviluppati approcci originali per la ricostruzione di distribuzioni termiche 2D da sequenze acquisite durante transitori termici rapidi (es. raffreddamento post-forno a induzione). Due metodologie, basate sull'allineamento temporale e spaziale, permettono di ottenere immagini termiche prive di artefatti. Algoritmi specifici sono stati validati per rilevare anomalie superficiali, come difetti di uniformità e residui di scaglia di ossido, contribuendo concretamente al paradigma Zero-Defect Manufacturing. In ambito forense, la tesi esplora l'uso dell'infrarosso per l'analisi dei residui di sparo (GSR). È presentata una metodologia basata sulla termografia attiva con eccitazione flash, capace di evidenziare variazioni di emissività tra tessuto e polvere combusta, permettendo la stima della distanza di sparo. Infine, l'analisi multispettrale SWIR è stata impiegata per superare i limiti della visione nel visibile su tessuti scuri, ottimizzando il contrasto per la quantificazione delle particelle incombuste.