Uutiset
Leican laserkeilaus vastaa kilpapurjehdusveneiden vaatimustasoon
Offshore Racing Congress (ORC) -jahtiluokituksen asiantuntijat mittasivat, mallinsivat ja arvioivat ClubSwan -kilpapurjeveneen tarkasti Leica Geosystemsin laserkeilausratkaisulla. Pilottiprojekti toteutettiin Nautor Swanin tehtaalla historiallisessa Pietarsaaressa, jossa purjehdusmaailman vuosisatoja vanha merellinen perintö ja nykyaika kohtaavat.
Tämä uusi menetelmä tarjoaa enemmän dataa, aiempaa nopeammin ja tarkemmin. Laserkeilauksen avulla toteutetulla mittauksella varmistetaan kilpailun tasavertaisuus hyödyntämällä innovaatioita ja edistämällä reilua kilpailua historiallisessa urheilulajissa.
Historiallinen merenkulkukulttuuri kohtaa nykyajan veneiden rakentamisen
Purjehdus on ollut pitkään pysyvä osa suomalaista kulttuuria. Turun saariston kaltaiset ihmeet lounaisrannikon edustalla vaativat purjehdusosaamista, mutta palkitsevat samalla purjehtijat tuhansien saarten maisemalla. Vuonna 1966 perustettu Suomen Nautor Swan tunnetaan tässä merentutkimuksen ja huvipurjehduksen perinteessä luotettavien, hienostuneiden ja suorituskykyisten, ja sittemmin maailmankuulujen purjeveneiden valmistajana.
Ensimmäinen Nautor Swan -jahti, Swan 36, sisälsi useita suunnittelu- ja materiaali-innovaatioita, kuten lasikuiturungon. Siitä lähtien suomalaisen veneenrakennusperinteen ja huipputekniikan yhdistelmä on ollut sen keskeinen piirre. Tämä pätee erityisesti ClubSwan-sarjan kilpapurjeveneisiin sekä äskettäin lanseerattuun kilpapurjehduksen ClubSwan 43 -alukseen.
Kilpapurjeveneiden mittaustarve
Kilpapurjehdus vaatii huolellista suunnittelua, taitoa ja rohkeutta: Edessä on odottamattomia osatekijöitä satojen merimailien matkalta. Purjehtijoiden taitojen ohella kilpailtaessa erikokoisia ja -mallisia veneitä vastaan eri laivastojen keskinäisen kilpailun on oltava reilua.
Reiluus taataan luokitusjärjestelmällä, joka arvioi kilpapurjeveneet koon, painon, purjealueen, rungon muodon jne. Järjestelmä laskee myös purjeveneen potentiaalisen nopeuden vaihtelevissa olosuhteissa ja tarjoaa kilpailujen maalintuloaikojen korjauksia. Nämä luokitukset antavat erityyppisten ja -kokoisten purjeveneiden kilpailla tasapuolisesti niin, että suorituskykyisin purjevene voittaa
Offshore Racing Congress (ORC) on kansainvälinen organisaatio, joka antaa virallisia luokituksia kilpapurjehduksesta. ORC:n pääkonttori sijaitsee Lontoossa Englannissa ja kansalliset luokituslaitokset 46 eri maassa. Sen ydintehtävä on varmistaa, että jokaiselle alukselle myönnetään ”yhdenvertainen mahdollisuus voittaa”. Tätä tarkoitusta varten se on kehittänyt ja ylläpitää maailman laajinta mittauspohjaista tasoitus- ja purjeveneiden arviointijärjestelmää.
Luomalla tieteellisesti ja puolueettomasti tasapuoliset luokitukset ORC-järjestelmä tarjoaa pakolliset kilpatodistukset ja tasoittaa pelikentän, mikä tarjoaa kaikille veneille mahdollisuuden voittoon.
Luokitusjärjestelmät ja perinteiset mittausmenetelmät
ORC-luokitusjärjestelmät perustuvat kansainväliseen mittausjärjestelmään (IMS) ja ORC Velocity Prediction -ohjelmaan (VPP). IMS on mittausalusta veneen rungon, lisäosien, potkurin, vakauden, laitteiston, purjeiden ja majoitusmittojen keräämiseen. Seuraavaksi VPP-ohjelmistoalgoritmi käyttää koko aluksen mittaussarjaa ja laskee veneiden teoreettiset nopeudet erilaisissa tuuliolosuhteissa, mukaan lukien kahdeksalla eri tuulennopeudella 6–24 solmun välillä.
Analyysin avulla ORC voi myöntää luokitustodistukset, jotka perustuvat määritettyihin veneiden suorituskykyeroihin tuuliolosuhteissa ja reitti-geometrioissa. Tämä on erityisen tärkeää regattatapahtumissa, joissa kilpailee erikokoisia veneitä.
”Rungon muodon ja geometrian tuntemus on yksi tärkeimmistä tekijöistä veneen suorituskyvyn ennustamisessa”, sanoo ORC:n teknisestä luokitusjärjestelmästä vastaava huvijahtien päällikkö Alberto Pindozzi. “Nämä elementit on tärkeää mitata tarkasti, jotta jokainen vene on luokiteltu oikein kilpakäyttöön”.
Perinteisesti analyyseihin tarvittavien mittojen hankkiminen on ollut aikaa vievää, ja aikaisemmin 3D-muodon saamiseksi on käytetty sekä käsimittauksia että takymetriä. Vaikka takymetrien avulla ORC-mittaajat voivat tallentaa rungon ja lisäosien muodot poikittaisleikkausten avulla, menetelmä vaatii enemmän aikaa paikan päällä eikä se kuvaa telakointiasemassa olevan veneen pituussuuntaista trimmiä.
Laserkeilaus toi kuitenkin uuden ominaisuuden tälle mittausprosessille:
”Laserkeilaus tarjoaa meille mahdollisuuden hankkia kaikki tarvitsemamme ominaisuudet huomattavasti perinteisiä menetelmiä lyhyemmässä ajassa tinkimättä tietojen laadusta tai tarkkuudesta”, Pindozzi selittää.
Skannausprosessin tehokkuus
ORC uskoi laserkeilauksen tuottavan nopeita ja luotettavia tuloksia ja parantavan nykyistä prosessia. ORC on jo Leica Geosystemsin teknologian innokas käyttäjä ja se käytti Leica RTC360 -laserkeilainta testatakseen ClubSwan 43:n skannauksen, mallinnuksen ja mittauksen tarkkuutta.
Pindozzi ja ORC:n tekninen päällikkö Matteo Zuppini matkustivat Nautor Swanin Pietarsaaren telakalle skannaamaan ClubSwan 43 -alusta. Se on lajissaan ensimmäinen crossover, jossa käytännöllisyys, mukavuus ja suorituskyky yhdistyvät sekä risteilyyn että kilpailemiseen One Design -luokassa.
Aluksi Pindozzi merkitsi neljä mittauspistettä mustavalko tähyksillä veneen kylkeen, jotka osoittavat pystysuoran etäisyyden vesiviivan ja pääkannen välillä. Näiden pisteiden mittaaminen on tarkan skannauksen kannalta kriittisen tärkeää, Pindozzi ja Zuppini pystyivät laskemaan poikkeaman ja rungon vedenalaisen pinnan sekä kaikki hydrostaattiset tiedot.
Kun tähykset oli asetettu, he skannasivat purjeveneen rungon RTC360 laserkeilaimella hyödyntäen samalla Leica Cyclone FIELD 360 -sovellusta. Sovelluksen avulla käyttäjät voivat tallentaa, kirjata ja tutkia sekä skannaus- että kuvadataa suoraan paikan päällä.
Cyclone FIELD 360 -mobiilisovelluksen avulla he pystyivät helposti etäkäyttämään RTC360 laserkeilainta, kun sen avulla kerättiin dataa tyylikkään aluksen ympäri, samalla seuraten ja visualisoiden tiedonkeruuta reaaliaikaisesti. Sovellus mahdollisti aineiston esirekisteröinnin ja tarkastuksen, että aineistoon on kerätty riittävästi pisteitä tähyksien kohdalta, rungosta ja kölin ympäriltä.
Pistepilviaineistoa kerätessään he loivat myös kohdistuslinkit eri asemapisteiden välille paikan päällä. Näin mahdolliset puuttuvat tiedot voidaan kerätä välittömästi, jottei paikan päälle tarvitse palata. Käyttäen 17 asemapistettä he tallensivat veneen koko muodon, tähykset ja veneen pohjan 3 mm:n skannausresoluutio asetuksella.
”Takymetreillä veneen muodon tallentamiseen kului paikan päällä vähintään kuusi tuntia”, Pindozzi sanoo. ”Laserskannaustekniikan ansiosta tallensimme ClubSwan 43:n tiedot puolet nopeammin. ”
”Se on myös monipuolisempi:”, Pindozzi jatkaa, ”jos vene lepää telakointialustalla, eikä ole sen keskellä tai sen pituussuuntainen kaltevuus poikkeaa sen todellisesta asennosta vedessä kelluessaan, voimme säätää trimmiä jälkikäteen. Prosessin joustavuus ja nopeus tehostavat mittausta huomattavasti”.
Pistepilviaineiston hyödyntäminen veneiden luokituksessa
Onnistuneen skannauksen jälkeen he palasivat toimistoon pistepilvitietojen kanssa niiden siivoamista ja jatkokäsittelyä varten. Tuomalla keilatut asemapisteet intuitiiviseen Leica Cyclone REGISTER 360 PLUS -ohjelmistoon he käyttivät yksinkertaisia ohjattuja työnkulkuja lopullisen pistepilviaineiston rekisteröintiin.
Kun he olivat rajanneet kiinnostavat kohteet ja poistaneet ylimääräiset alueet, pistepilvi eli digitaalinen kaksoiskappale oli valmis julkaistavaksi. Lopullinen aineisto ClubSwan43-veneestä sisälsi laserkeilatun rungon ja kölin, eli kriittiset mitattavat elementit luokitussertifikaatteja varten.
ORC:n tiimi tallensi lisäksi tiedoston, joka sisälsi neljän kohteen x-, y- ja z-koordinaatit. He tallensivat myös koko 3D-mallin ORC:n omaan ohjelmistoon resurssien mittausta ja offset-tiedoston laadintaa varten, jota he voivat käyttää luokitussertifikaattien laskemiseen.
Veneen tarkkojen mittausten perusteella he käyttivät erikoisohjelmistojaan veneen suorituskykyyn vaikuttavien tekijöiden, kuten ClubSwan 43 -veneen painon, vesirajan alapuolella olevan tilavuuden, trimmin ja hydrodynaamisten nosto- ja vetovoimien laskemiseen. He laskivat myös veneen uppouman mittaamalla neljän tähyspisteen korkeuden vesiviivasta. Kaikki venekohtaiset tiedot lisättiin ja tallennettiin lopuksi offset-tietokantaan.
Uutta ClubSwan 43 -veneen lanseerattaessa julkaistaan myös vastaava offset-tiedosto, mikä helpottaa prosessia luokitustodistusta hankkiville omistajille.
Uusi veneen mittausmenetelmä
Projekti osoitti Leica Geosystemsin skannaustekniikan toimivuuden ja monipuolisuuden ja validoi uuden mittausmenetelmän, jotta tekniikasta tulisi ORC:n standardimenetelmä purjeveneiden mittaamiseen.
”RTC360 laserkeilaimen yhdistäminen kenttä- ja toimisto-ohjelmistoihin ORC luokiteltujen veneiden skannaamiseksi on parantanut huomattavasti tarkkuutta ja tehnyt prosessista myös intuitiivisemman ja joustavamman”, kommentoi Zuppini.
”Saamme ensiluokkaisen tuotteen huomattavasti nopeammin, ja se parantaa erilaisten sertifikaattien valmistelussa ja toimittamisessa käytettävien tiedostojen laatua. Odotamme, että RTC360 laserkeilaimesta tulee standardimittaustyökalu veneiden luokitteluun tulevaisuudessa”.
Lue seuraavaksi
