Датчик и камера имеют размер примерно с обувную коробку и могут удерживаться дайвером, как подводная камера. В настоящее время он предназначен для использования на глубине воды до 40 метров. Прототип был создан в рамках международного исследовательского проекта совместно с 4h JENA engineering GmbH и Норвежским исследовательским институтом Christian Michelsen Research (CMR). Thuringia Landesentwicklungsgesellschaft (государственная девелоперская компания) выступила инициатором. «На следующем этапе мы хотим оптимизировать систему трехмерных измерений для больших глубин и более широких областей применения под водой», – говорит д-р.
Питер Кухмстедт, ученый ИОФ.
Новая 3D-система: маленькая, легкая и чрезвычайно прочная
Во время проекта IOF отвечал за создание технологии трехмерных измерений, пригодной для использования под водой.
Изюминка: ученым удалось разместить всю систему управления и электронику, а также компьютер и технологию отображения в очень ограниченном пространстве: «Система не превышает 20 кубических дециметров и весит менее 11 килограммов», – говорит Кухмстедт. Несмотря на сложную технологию, им все же должно быть легко управлять, потому что водолазы ограничены в своих передвижениях из-за воды и их снаряжения.
Чтобы гарантировать это, исследователи адаптировали программное обеспечение для управления и представления системы: только несколько кнопок выходят наружу. Температура постоянно контролируется, чтобы устройство оставалось механически и термически стабильным, поскольку под водой температура может сильно колебаться в зависимости от глубины и морского течения. Условия освещения также отличаются от условий на суше: на границе раздела между устройством и водой наблюдаются оптические преломления. Специальная стратегия калибровки для измерений компенсирует это.
Еще один недостаток: в воде все проходит по проводам, а не по радио, поэтому ученым приходится проектировать кабели очень компактно.
"Под водой вещи в десять раз дороже.
Техническое обслуживание систем в море для компаний, занимающихся транспортировкой энергии и сырья, требует больших затрат. Проблема: технологии, доступные в настоящее время для измерения компонентов, либо слишком медленные, либо слишком далеки от реального приложения. Вот почему мы разработали этот прототип вместе с представителями отрасли », – говорит Кухмстедт. Компания 4h JENA engineering отвечала за разработку корпуса и оболочки системы, а CMR – за интеграцию дополнительных датчиков.
Система трехмерных измерений последовательно отображает несколько полосатых узоров на поверхности исследуемого компонента с помощью проектора, в то же время съемка объекта осуществляется двумя камерами. Основываясь на серии сделанных стереофотографий и на активной структуре узора, видимой на поверхности, технология способна точно определить форму объекта.
Дайверу нужно 0.2 секунды для каждого 3D-сканирования и можно проверить под водой, пригодны ли они для использования. Вернувшись на сушу или на корабль, он может затем загрузить данные в компьютер, который оценит информацию и предложит возможные меры по ремонту. «Например, можно решить, слишком ли глубоко заржавела ржавчина, или дефект трубы представляет проблему или нет», – говорит Кухмстедт.