Studium przypadku
r
Autor: Mary Jo Wagner
Na zachodnim wybrzeżu Finlandii znajduje się historyczne miasto Pietarsaari, gdzie wielowiekowe dziedzictwo morskie i nowoczesność spotykają się w świecie współczesnego jachtingu. Siedziba presiżowego producenta jachtów Nautor Swan w Pietarsaari stała się główną lokalizacją dla pilotażowego projektu, w którym eksperci klasyfikacji jachtów z Offshore Racing Congress (ORC) precyzyjnie zmierzylii, wymodelowali i ocenil jacht regatowy ClubSwan używając technologii skanowania laserowego3DLeicaGeosystems. W nowatorskim podejściu, które dostarcza więcej danych szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, skanowanie zapewnia równość wyścigów dzięki dokładności, wykorzystując innowacje do promowania uczciwej konkurencji w tym historycznym sporcie.
Nautor Swan w malowniczej miejscowości Pietarsaari w Finlandii
Żeglarstwo jest od dawna integralną częścią fińskiej kultury. Cuda takie jak archipelag Turkuna południowo-zachodnim wybrzeżu wymagają żeglarskiegodoświadczenia aby bezpiecznie nawigować, alenagradzają żeglarzy krajobrazem tysięcy wysp. Zgodnie ztą tradycją morskiej eksploracji i przyjemności, fińska firmaNautor Swan, założona w 1966, stała sięliderem w budowaniu niezawodnych, eleganckich i wydajnych łodzi żaglowych, które od tego czasu stały się znane na całym świecie..
Pierwszy jacht Nautor Swan, Swan 36, wprowadził kilka innowacji konstrukcyjnych i materiałowych, takich jak kadłub z włókna szklanego. Od tego czasu, połączenie fińskiej tradycji budowy łodzi z najnowocześniejszymi rozwiązaniami pozostaje kluczową cechą. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku ich floty jachtów regatowych, serii ClubSwan, w tym niedawno zbudowanego ClubSwan 43 – regatowo-sportowego crossovera.
Nautor Swan jest znanym na całym świecie liderem w produkcji wysokowydajnych łodzi żaglowych. ClubSwan 43 to skrzyżowanie jachtu wyścigowo-sportowego.
Wyścigi jachtów, organizowanena bezkresnym oceanie i w obliczu nieokiełznanych żywiołów na przestrzeni setek mil morskich, wymagają starannego planowania, umiejętności i odwagi. Jednak, bez względu na to, jak wykwalifikowany jest żeglarz, podczas rywalizacji jachtów o różnych rozmiarach i konstrukcjach, koniecznejestzaprowadzenie uczciwej konkurencji między różnymi flotami.
Osiąga się to dzięki systemowi, który ocenia jachty regatowe na podstawie rozmiaru, wagi, powierzchni żagla, kształtu kadłuba i innych. System oblicza również potencjalną prędkość jachtu w zmiennych warunkach, aby zapewnić poprawki czasowe używane do korygowania czasów ukończenia wyścigu. Oceny te pozwalają jachtom o różnych konstrukcjach i rozmiarach na równą rywalizację, dzięki czemu wygrywa jacht o najlepszych osiągnięciach.
Offshore Racing Congress (ORC) to międzynarodowa instytucja zapewniająca oficjalne oceny w żeglarstwie wyczynowym. Główną misją ORC, z siedzibą w Londynie w Anglii wraz z krajowymi biurami ratingowymi w 46 krajach, jest zapewnienie każdemu statkowi "równych szans na wygraną.” W tym celu, organizacja opracowała i utrzymuje największy na świecie system handicappingu i klasyfikacji jachtów oparty na pomiarach.
Poprzez naukowe i bezstronne tworzenie sprawiedliwych ocen, system ORC zapewnia obowiązkowe certyfikaty regatowe i wyrównuje szanse, oferując wszystkim łodziom szansę na zwycięstwo.
Offshore Racing Congress (ORC) zapewnia uczciwą konkurencję między różnymi łodziami dzięki wykorzystaniu certyfikatów wyścigowych. Dokładność pomiaru jest niezbędna.
Systemy oceniania ORC opierają się na Międzynarodowym Systemie Pomiarowym (IMS) i Programie Przewidywania Prędkości ORC (VPP). IMS to platforma pomiarowa służąca do gromadzenia danych dotyczących kadłuba łodzi’ osprzętu, śruby napędowej, stateczności, takielunku, żagli i pomieszczeń mieszkalnych. Nastepniealgorytm oprogramowania VPP wykorzystuje kompletny zestaw pomiarów łodzi w celu obliczenia teoretycznych prędkości w różnych warunkach wiatrowych, w tym ośmiu różnych prędkości wiatru od 6 do 24 węzłów.
Dzięki tej analizie ORC może wydawać certyfikaty w oparciu o określone różnice w osiągach między łodziami, w zależności od warunków wiatrowych i geometrii kursu. Jest to szczególnie istotne w przypadku regat, w których rywalizują łodzie o różnych rozmiarach.
„Znajomość kształtu i geometrii kadłuba jest jednym z najważniejszych czynników pozwalających przewidzieć osiągi łodzi” mówi Alberto Pindozzi, pracownik techniczny i manager ds. super jachtów w ORC. „Dlatego ważne jest, aby dokładnie zmierzyć te elementy i upewnić się, że każda łódź jest odpowiednio przystosowana do wyścigów.”
Tradycyjnie, pozyskiwanie pomiarów potrzebnych do tych analiz było czasochłonne, łącząc pomiary ręczne i tachimetryczne w celu uzyskania kształtu łodzi w 3D. Chociaż tachimetry pozwalają pomiarowcom ORC uchwycić kształty kadłuba i osprzętu za pomocą przekrojów poprzecznych, metoda ta wymaga więcej czasu w terenie i nie dostosowuje się do nachylenia wzdłużnego lub trymu pozycji spoczynkowej łodzi na kołysce.
Skanowanie laserowe otworzyło jednak nowy horyzont dla tego procesu pomiarowego:
“Skanowanie laserowe pozwoliłoby nam pozyskać każdą potrzebną cechę w znacznie krótszym czasie niż w przypadku konwencjonalnych metod, bez poświęcania jakości i dokładności danych,” wyjaśnia Pindozzi.
Tradycyjne metody pomiarowe są pracochłonne i czasochłonne. Skanowanie laserowe 3D zapewnia precyzyjne wyniki w ułamku czasu.
Organizajca ORC wierzy, że skanowanie laserowe zapewni szybkie i wiarygodne wyniki, które usprawnią istniejące procesy. Będąc już zapalonym użytkownikiem technologii Leica Geosystems, ORC wykorzystała naziemny skaner laserowy Leica RTC360 do przetestowania możliwościdokładnego skanowania, modelowania i pomiaru jachtu ClubSwan 43.
Wczesnym latem 2024 roku, Pindozzi i pracownik techniczny ORC Matteo Zuppini udali się do stoczni Nautor Swan w Pietarsaari aby zeskanować ClubSwan 43 - pierwszy w swoim rodzaju jacht, który łączy praktyczność, komfort i osiągi zarówno podczas rejsów, jak i wyścigów w klasie jednoprojektowej.
Na początek, Pindozzi zidentyfikował i oznaczył cztery punkty wolnej burty wzdłuż łodzi za pomocą tarcz, które wskazują pionową odległość między linią wodną a głównym pokładem. Niezwykle ważny dla dokładnego skanowannia, pomiar tych punktów umożliwiaPindozzi i Zuppini obliczenie wyporności oraz powierzchni zwilżonej wzdłuż kadłuba oraz wszystkich danych hydrostatycznych.
Po umieszczeniu tarcz na wolnej burcie zeskanowali kadłub jachtu za pomocą RTC360 i tabletu z Leica Cyclone FIELD 360 - oprogramowaniem na urządzenie mobilne, które umożliwia użytkownikom automatyczne pozyskiwanie, rejestrowanie i analizowanie zarówno skanów, jak i obrazów bezpośrednio w terenie.
Używając Cyclone FIELD 360, z łatwością sterowali skanerem RTC360, gdy przemieszczali go wokół łodzi i monitorowali oraz wizualizowali pozyskiwane dane w czasie rzeczywistym. Obejmowało to dopasowanie, rejestrację i weryfikację, że tarcze, kadłub i osprzęt zostały dokładnie zeskanowane.
Podczas pozyskiwania danych, utworzyli oni również powiązania chmura-chmura między różnymi skanami zawierającymi wspólne punkty, co pozwoliło im natychmiast zająć się potencjalnymi lukami w danych i sprawiło, że nie będą musieli wracać w teren. Na tylko 17 stanowiskach uchwycono cały kształt łodzi, punkty wolnej burty, i dno łodzi z rozdzielczością skanowania 3mm @ 10m.
„W przypadku tachimetrów potrzebowaliśmy co najmniej sześciu godzin w terenie, aby prawidłowo określić kształt łodzi”, mówi Pindozzi. „Dzięki technologii skanowania laserowego precyzyjnie pomierzyliśmy ClubSwan 43 w o połowę krótszym czasie.
“Jest również bardziej elastyczne,” Pindozzi kontynuuje, “ponieważ jeśli łódź spoczywa na kołysce poza środkiem lub z innym nachyleniem wzdłużnym w porównaniu do jej rzeczywistej pozycji podczas pływania na wodzie, możemy później dostosować trym. Ta szybkość i elastyczność znacznie usprawnia proces pomiarowy.”
.
Korzystanie z aplikacji Leica Cyclone FIELD 360 pozwala ORC łatwo skanować, rejestrować i dopasowywać skany oraz obrazy bezpośrednio w terenie, oszczędzając czas w biurze.
Po udanej sesji skanowania wrócili do biura z chmurą punktów do czyszczenia i dalszego opracowania. Po imporcie danych do Leica Cyclone REGISTER 360 PLUS, potężnego i intuicyjnego oprogramowania do post-processingu, użyli prostej metody „przeciągnij i upuść”, aby wykonać ostateczną rejestrację i oczyścić chmurę punktów.
Po wyizolowaniu interesujących powierzchni i usunięciu szumów, dokładny model cyfrowy 3D, był gotowy do publikcji lub eksportu. Ostateczny model 3D był dokładną cyfrową repliką ClubSwan43, zawierającą jego kadłub, takielunek, żagle i śrubę napędową–– krytyczne elementy mierzone w celu otrzymania certyfikatu.
Zespół eksportował jeden plik zawierający współrzędne x, y, z czterech tarcz. Eksportowali również cały model 3D do oprogramowania ORC, w którym mogli przygotować plik offsetowy do obliczenia oceny do wystawienia certyfikatu.
W oparciu o dokładne pomiary łodzi, wykorzystali swoje specjalistyczne oprogramowanie do obliczenia masy ClubSwan 43, objętości poniżej linii wodnej, trymu oraz hydrodynamicznych sił nośnych i oporu, którewpłyną na osiągnięcia łodzi. Zmierzyli również wysokość czterech punktów względem linii wody, aby obliczyć wyporność łodzi. Wszystkie dane dotyczące łodzi zostały następnie dodane i zapisane w bazie danych.
Teraz, gdy nowy ClubSwan 43 zostanie zwodowany, jego plik offsetowy zostanie dostarczony wraz z nim, usprawniając proces dla właścicieli, którzy chcą uzyskać certyfikat ratingowy.
Intuicyjne funkcje przeciągania i upuszczania aplikacji Leica Cyclone REGISTER 360 PLUS umożliwiają zespołowi łatwe czyszczenie chmury punktów i ostateczną rejestrację.
Projekt udowodnił możliwości oraz dowiódł wszechstronności technologii skanowania Leica Geosystems i zatwierdził nowe podejście pomiarowe, ustawiając tę technikę na kursie, aby stała się standardową metodą pomiaru jachtów ORC.
“Połączenie RTC360 z oprogramowaniem terenowym i biurowym do skanowania kadłubów ORC znacznie zwiększyło dokładność, jednocześnie czyniąc proces bardziej intuicyjnym i mniej ograniczonym”, mówi Zuppini.
„Uzyskujemy doskonały produkt w znacznie krótszym czasie, co zwiększa dokładność plików używanych do przygotowywania i dostarczania certyfikatów na całym świecie. Przewidujemy, że RTC360 stanie się w przyszłości standardowym narzędziem do pomiaru łodzi.”
