Подводное крушение, созданное лазерами

3D в глубине SL3 процесс сбора данных без прикосновения с самолета TBD-1 Devastator (Фото: фотография Фонда воздушного / морского наследия Бретта Сеймура)

Инновационная методика подводной съемки, которая объединяет фотограмметрию с технологией подводного лазера LiDAR (SL), помогла создать точные, точные трехмерные модели с обратной инженерией редкого и исторически значимого самолета, покоящегося на дне моря.

Техника была разработана во время экспедиции в октябре 2018 года с некоммерческим Фондом воздушного / морского наследия для документирования практически целого крушения самолета ВМС США «Дуглас ТБД-1 Разрушитель» на морском дне лагуны Джалуит в Республике Маршалловы Острова (RMI). ,

Из 129 построенных разрушителей все они были либо потеряны в бою, либо уничтожены в результате боевых действий, либо сданы на слом до конца Второй мировой войны. Эта недавняя экспедиция, являющаяся частью продолжающегося «Проекта-разрушителя», была разработана для сбора точных, повторяемых миллиметровых данных для построения точной трехмерной модели в качестве карты места 21-го века для этого значительного объекта культурного наследия; и служить «предварительным исследованием» для предполагаемого восстановления, консервации и публичной выставки исторического самолета в Национальном музее ВМС США в Вашингтоне, округ Колумбия.

Этот конкретный самолет, номер 1515 Бюро аэронавтики ВМС США (BuNo), ранее присвоенный эскадрилье Torpedo Five (VT-5) на борту авианосца USS Yorktown (CV-5), с кодом фюзеляжа "5-T-6" в чувствительной морской среде обитания. Чтобы провести безопасный, бесконтактный, точный опрос, который позволил бы создать трехмерную модель мирового уровня, экспедиция собрала группу ведущих экспертов и добровольцев, использующих самые современные доступные технологии.

Под руководством соучредителей Фонда Воздушного / Морского наследия Расса Мэтьюса, опытного историка и режиссера, и доктора Питера Фикса, специалиста в области сохранения материалов на судах и летательных аппаратах в Исследовательской лаборатории консервации и Центре морской археологии и Отдел охраны природы (CMAC) в Техасском университете A & M, команда проекта Devastator, состояла из Бретта Сеймура, высококлассного подводного фотографа, предоставленного взаймы у Центра подводных ресурсов Службы национальных парков; Эван Ковач, инновационный инженер и опытный технический дайвер, управляющий Marine Imaging Technologies; Мэтт Кристи, старший подводный специалист LiDAR с 3D в глубине; Брайан Кирк, местный опытный гид и первый со-первооткрыватель (вместе с историком / исследователем Мэттом Холли) о крушении BuNo 1515; плюс археолог / дайверы Крис Достал, Кэролин Кеннеди и Майкл Терлеп. Консультанты из Лаборатории перспективных изображений и визуализации в Океанографическом институте Вудс-Хоул также участвовали в этапах планирования экспедиции и постпроизводства.

Хотя Devastator 1515 казался практически нетронутым в ходе предыдущих исследовательских экспедиций, чувствительный характер крушения и часто условия низкой прозрачности воды вокруг площадки обеспечивали ограничения для большинства стандартных процессов сбора данных и других методов сбора оптических изображений. Кроме того, в качестве обследования перед нарушением важно было собрать не только воспроизводимые, точные миллиметровые детали самолета, но также вещество и структуры морской биомассы на борту самолета и вокруг него. Эти проблемы создали уникальную возможность для 3D на подводном лазерном LiDAR от Depth SL3 с блоком обработки трехмерных данных в реальном времени. Кроме того, команда использовала фотографии, 4K-видео, 3D-фотограмметрию и 360, VR.

В течение шести дней на месте были совершены десятки погружений на затонувший корабль, расположенный под 130 футами воды. Четыре регистрационных маркера были установлены в предварительно одобренных областях для проверки точности как лазерного сканирования, так и технологии фотограмметрии. Лазер 3D на глубине SL3 был развернут на разных расстояниях от места крушения, сохраняя при этом безопасное расстояние, чтобы не мешать окружающей среде. Управляемый луч обеспечивает гибкость и точность при работе наряду с другими технологическими приложениями. SL3 пульсировал со скоростью 40000 измерений в секунду для каждой позиции сканирования, получая секторные сканирования очень высокой плотности. 3D на запатентованном алгоритме Depth алгоритме коррекции показателя преломления был способен воспроизводить наборы данных с низким качеством воды, где другие оптические решения не могли бы работать.

Фотограмметрическое изображение самолета-разрушителя TBD-1 (фото Фонда Бретта Сеймура, издательство CreditL Air / Sea Heritage Foundation)

В общей сложности Li3-лазер SL3 доставил в общей сложности 92 миллиона точек, а фотограмметрические данные после обработки дали 5,7 миллиона вершин. Каждое плотное облако точек затем моделировалось на поверхности и перемещалось в компьютер 3D-дизайна. Оптические изображения из фотограмметрии, 360 VR и фотоизображений были интегрированы в проекты, чтобы представить точную трехмерную модель Devastator. Наряду с данными лазерного LiDAR команда сделала 1398 фотографий с помощью фотограмметрии.

«3D в глубине подводного лазера Технология LiDAR использует наши запатентованные алгоритмы коррекции показателя преломления для создания настоящего цифрового близнеца с точным, точным измерением», - заявил Нил Мэннинг, главный операционный директор 3D в Depth, Inc. «Объединение этих выходных данных 3D объемная фотограмметрия предлагает революционный шаг к точному цифровому сохранению и визуализации крупных объектов на морском дне. Мы с нетерпением ожидаем развития этого метода для широкого спектра применений в области морских археологических памятников и затонувших судов, документирования морских аварий и базовых исследований чувствительной морской среды ».

«Инновационное археологическое использование 3D в подводном LiDAR от Depth SL3 позволило нам добиться большего и с большей точностью при картировании места крушения BuNo 1515 в течение шести дней, чем это было возможно в пяти предыдущих экспедициях», - заявил Расс Мэтьюс, президент Фонда Воздушного / Морского Наследия. «Мы чрезвычайно благодарны Нилу Мэннингу и его команде за их щедрость в предоставлении технологий и опыта, чтобы вывести проект Devastator на новый уровень. Только благодаря сотрудничеству с такими людьми, компаниями, агентствами и странами мы можем надеяться сохранить этот культовый самолет для будущих поколений ».