Unterwasserwrack durch Laser zum Leben erweckt

3D bei Depth SL3 berührungslose Datenerfassung mit dem TBD-1 Devastator Aircraft (Foto: Air / Sea Heritage Foundation, Foto: Brett Seymour)

Eine innovative Unterwasser-Vermessungstechnik, bei der die Photogrammetrie mit der Subsea-Laser-LiDAR (SL) -Technologie integriert wird, hat dazu beigetragen, genaue, präzise, rückwärtsgerichtete 3D-Modelle eines seltenen und historisch bedeutsamen Flugzeugs zu erstellen, das auf dem Meeresgrund ruht.

Die Technik wurde während einer Expedition im Oktober 2018 mit der gemeinnützigen Air / Sea Heritage Foundation entwickelt, um das weitgehend intakte Wrack eines US Navy Douglas TBD-1 Devastator-Flugzeugs auf dem Meeresboden der Jaluit-Lagune in der Republik Marshallinseln (RMI) zu dokumentieren. .

Von den 129 gebauten Devastators gingen alle entweder in der Schlacht verloren, wurden bei Betriebsunfällen zerstört oder vor dem Ende des Zweiten Weltkriegs verschrottet. Diese kürzlich durchgeführte Expedition wurde als Teil des laufenden Projekts "Devastator Project" entwickelt, um präzise, wiederholbare, millimetrische Daten zu erfassen und ein genaues 3D-Modell als Standortkarte des 21. Jahrhunderts für dieses bedeutende Kulturerbe zu erstellen. und als "Vor-Störungsuntersuchung" für die geplante Erholung, Konservierung und öffentliche Ausstellung des historischen Flugzeugs im Nationalmuseum der United States Navy in Washington, DC, dienen.

Dieses Flugzeug, US Navy Bureau of Aeronautics Nummer 15 (BuNo) 1515, vormals Torpedo Squadron Five (VT-5) an Bord des Flugzeugträgers USS Yorktown (CV-5) mit dem Rumpfcode "5-T-6" zugewiesen in einem empfindlichen marinen Lebensraum. Um eine sichere, berührungslose und genaue Vermessung durchzuführen, die ein Weltklasse-3D-Modell ergeben würde, brachte die Expedition eine Gruppe führender Experten und Freiwilliger zusammen, die die modernste verfügbare Technologie verwendeten.

Unter der Leitung der Gründer der Air / Sea Heritage Foundation, Russ Matthews, eines erfahrenen Historikers und Filmemachers, und Dr. Peter Fix, einem Spezialisten für Materialkonservierung von Wasserfahrzeugen und Flugzeugen des Conservation Research Laboratory und des Center for Maritime Archaeology Conservation (CMAC) an der Texas A & M University bestand das Devastator Project-Team aus Brett Seymour, einem erstklassigen Unterwasserfotografen, der vom Submerged Resources Center des National Park Service ausgeliehen wurde. Evan Kovacs, ein innovativer Ingenieur und erfahrener technischer Taucher, der Marine Imaging Technologies leitet; Matt Christie, Senior Subsea LiDAR-Spezialist mit 3D in der Tiefe; Brian Kirk, ein erfahrener lokaler Führer und ursprünglicher Mitentdecker (zusammen mit dem Historiker / Forscher Matt Holly) des Wracks von Buno 1515; plus Archäologe / Taucher Chris Dostal, Carolyn Kennedy und Michael Terlep. Berater des Advanced Imaging and Visualization Laboratory am Woods Hole Oceanographic Institute waren ebenfalls Teil der Expeditionsplanung und der Postproduktion.

Obwohl der Devastator 1515 aufgrund vorangegangener Forschungsexpeditionen weitgehend intakt erschien, schränkten die empfindliche Natur des Wracks und die Bedingungen für die Wasserreinheit in der Umgebung des Standorts die meisten Standarddatenerfassungsprozesse und andere Verfahren zur Erfassung optischer Bilder ein. Darüber hinaus war es für eine Voruntersuchung wichtig, nicht nur die reproduzierbaren, präzisen, millimetrischen Details des Flugzeugs, sondern auch die Substanz und Strukturen der Meeresbiomasse an und um das Flugzeug zu erfassen. Diese Herausforderungen ergaben eine einzigartige Gelegenheit für 3D beim SL3-Unterwasserlaser LiDAR von Depth mit seiner Echtzeit-3D-Datenverarbeitungseinheit. Darüber hinaus benutzte das Team Standfotografie, 4K-Video, 3D-Photogrammetrie und 360 ° VR.

Während eines Zeitraums von sechs Tagen vor Ort wurden Dutzende Tauchgänge zu dem Wrack durchgeführt, das sich unter 130 m Tiefe befindet. In vorab genehmigten Bereichen wurden vier Passermarken gesetzt, um die Genauigkeit sowohl für Laserscans als auch für die Photogrammetrietechnologie zu überprüfen. Der 3D-Laser des SL3 von Depth wurde in unterschiedlichen Entfernungen vom Wrackstandort eingesetzt, wobei ein Sicherheitsabstand eingehalten wurde, um die Umgebung nicht zu stören. Der steuerbare Strahl ermöglichte Flexibilität und Genauigkeit, während er mit anderen Technologieanwendungen zusammenarbeitete. Der SL3 pulsierte mit 40.000 Messungen / Sek. Für jede Scanposition und erlangte Sektor-Scans mit sehr hoher Dichte. Der patentierte 3D-Index für Refraktionskorrekturalgorithmen von Depth konnte wiederholbare Datensätze in Wasserqualität mit geringer Klarheit liefern, bei denen andere optische Lösungen nur schwer zu bedienen wären.

TBD-1 Devastator Aircraft Photogrammetric Image (Foto der CreditL Air / Sea Heritage Foundation von Brett Seymour)

Insgesamt lieferte der SL3-LiDAR-Laser insgesamt 92 Millionen Punkte und die photogrammetrischen Daten nach der Verarbeitung erzeugten 5,7 Millionen Scheitelpunkte. Jede dichte Punktwolke wurde anschließend oberflächenmodelliert und in einen 3D-Designcomputer verschoben. Optische Bilder aus der Photogrammetrie, 360 VR und Stills wurden in die Designs integriert, um ein genaues 3D-Modell des Devastators zu erstellen. Zusammen mit den Laser-LiDAR-Daten hat das Team 1.398 Standbilder mit Photogrammetrie aufgenommen.

„Die 3D-Technologie des LiDAR-Unterwasserlasers von Depth nutzt unsere patentierten Refraktionskorrekturalgorithmen, um einen echten digitalen Zwilling mit präzisen, präzisen Messungen zu erzeugen“, erklärt Neil Manning, Chief Operating Officer von 3D bei Depth, Inc. „Die Fusion dieser Datenausgaben Die volumetrische 3D-Photogrammetrie bietet einen revolutionären Schritt auf dem Weg zur genauen digitalen Bewahrung und Visualisierung großer Merkmale auf dem Meeresboden. Wir freuen uns darauf, diese Technik für eine breite Palette von Anwendungen in den Bereichen nautische archäologische Stätten und Wracks, Dokumentation von Seeunfällen und Basisuntersuchungen sensibler Meeresumgebungen weiterzuentwickeln. “

"Die innovative archäologische Nutzung von 3D bei SL3 Subsea LiDAR von Depth ermöglichte es uns, die Wrackstelle von BuNo 1515 innerhalb von sechs Tagen besser und genauer abzubilden, als dies bei fünf vorangegangenen Expeditionen möglich war", sagte Russ Matthews, Präsident von Air / Sea Heritage Foundation. „Wir sind Neil Manning und seinem Team sehr dankbar, dass sie die Technologie und das Fachwissen zur Verfügung stellen, um das Devastator-Projekt auf die nächste Stufe zu bringen. Nur in Zusammenarbeit mit solchen Einzelpersonen, Unternehmen, Agenturen und Nationen können wir hoffen, dass dieses ikonische Flugzeug für zukünftige Generationen erhalten bleibt. “