Naufragio submarino traído a la vida por láseres

Proceso de recopilación de datos no táctiles en 3D de Depth SL3 con el avión devastador TBD-1 (Crédito: Air / Sea Heritage Foundation foto de Brett Seymour)

Una innovadora técnica de levantamiento submarino que integra la fotogrametría con la tecnología de láser submarino LiDAR (SL) ha ayudado a crear modelos 3D precisos, precisos y de ingeniería inversa de un avión raro e históricamente significativo que descansa en el fondo del mar.

La técnica se desarrolló durante una expedición de octubre de 2018 con la organización sin fines de lucro Air / Sea Heritage Foundation para documentar el naufragio en gran parte intacto de un avión Devastator de la Fuerza Aérea de Estados Unidos Douglas TBD-1 en el fondo marino de la Laguna Jaluit en la República de las Islas Marshall (RMI) .

De los 129 Devastators construidos, todos se perdieron en la batalla, se destruyeron en accidentes operativos o se desecharon antes del final de la Segunda Guerra Mundial. Como parte del "Proyecto Devastador" en curso, esta reciente expedición fue desarrollada para capturar datos milimétricos precisos y repetibles para construir un modelo 3D preciso como un mapa del sitio del siglo XXI para este importante patrimonio cultural; y para servir como una "encuesta previa a la perturbación" para la propuesta de recuperación, conservación y exhibición pública del avión histórico en el Museo Nacional de la Armada de los Estados Unidos en Washington, DC.

Este avión en particular, Número de la Oficina de Aeronáutica de la Armada de los Estados Unidos (BuNo) 1515, anteriormente asignado al Escuadrón Cinco Torpedo (VT-5) a bordo del portaaviones USS Yorktown (CV-5) con el código de fuselaje "5-T-6" está ubicado En un hábitat marino sensible. Con el fin de realizar una encuesta segura, sin contacto y precisa, que generaría un modelo 3D de clase mundial, la expedición reunió a un grupo de expertos y voluntarios líderes que utilizan la tecnología más avanzada disponible.

Bajo el liderazgo de los co-fundadores de Air / Sea Heritage Foundation, Russ Matthews, un destacado historiador y cineasta, y el Dr. Peter Fix, especialista en el campo de la conservación de materiales de embarcaciones y aeronaves con el Laboratorio de Investigación en Conservación y el Centro de Arqueología Marítima y Conservación (CMAC) en la Universidad de Texas A&M, el equipo del Proyecto Devastador estuvo compuesto por Brett Seymour, un fotógrafo submarino de primera clase, prestado por el Centro de Recursos Sumergidos del Servicio de Parques Nacionales; Evan Kovacs, un ingeniero innovador y experimentado buceador técnico que dirige Marine Imaging Technologies; Matt Christie, especialista sénior en submarinos de LiDAR con 3D en profundidad; Brian Kirk, un guía local experto y co-descubridor original (con el historiador / explorador Matt Holly) del naufragio de BuNo 1515; más el arqueólogo / buzos Chris Dostal, Carolyn Kennedy y Michael Terlep. Asesores del Laboratorio Avanzado de Imagen y Visualización en el Instituto Oceanográfico Woods Hole también formaron parte de la planificación de la expedición y las etapas de postproducción.

Aunque Devastator 1515 parecía en gran parte intacto de las expediciones de investigación anteriores, la naturaleza sensible del naufragio y, a menudo, las condiciones de poca claridad de agua en todo el sitio proporcionaron limitaciones para la mayoría de los procesos de recolección de datos estándar y otros métodos de recolección de imágenes ópticas. Además, como encuesta de perturbación, era importante capturar no solo los detalles milimétricos repetibles y precisos de la aeronave, sino también la sustancia y las estructuras de la biomasa marina en y alrededor de la aeronave. Estos desafíos crearon una oportunidad única para 3D en el láser submarino SL3 de Depth con su unidad de procesamiento de datos 3D en tiempo real. Además, el equipo utilizó fotografía fija, video 4K, fotogrametría 3D y VR 360⁰.

Durante un período de seis días en el sitio, se llevaron a cabo docenas de inmersiones en el naufragio ubicado a menos de 130 pies de agua. Se establecieron cuatro marcadores de registro en áreas pre-aprobadas para verificar la precisión de los escáneres láser y la tecnología de fotogrametría. El láser 3D3 de Depth se implementó a diferentes rangos desde el lugar del accidente mientras se mantenía a una distancia segura, para no perturbar el área circundante. El haz orientable permitió flexibilidad y precisión mientras trabajaba junto con otras aplicaciones tecnológicas. El SL3 pulsó a 40,000 medidas / seg para cada posición de escaneo, adquiriendo barridos sectoriales de muy alta densidad. El algoritmo de corrección de refracción patentado de 3D a Depth fue capaz de entregar conjuntos de datos repetibles en calidad de agua de baja claridad donde otras soluciones ópticas tendrían dificultades para operar.

Imagen fotogramétrica del avión Devastator de TBD-1 (foto de la fundación CreditL Air / Sea Heritage por Brett Seymour)

En total, el láser SL3 LiDAR entregó un total de 92 millones de puntos y los datos fotogramétricos después del procesamiento produjeron 5.7 millones de vértices. Cada nube de puntos densos fue luego modelada en superficie y trasladada a una computadora de diseño 3D. Las imágenes ópticas de fotogrametría, 360 VR y fotogramas se integraron en los diseños para representar un modelo 3D exacto del Devastator. Junto con los datos del láser LiDAR, el equipo capturó 1,398 imágenes fijas con fotogrametría.

"La tecnología LiDAR de láser submarino de 3D at Depth utiliza nuestro índice patentado de algoritmos de corrección de refracción para producir un verdadero gemelo digital con mediciones precisas y precisas", declaró Neil Manning Director de Operaciones de 3D en Depth, Inc. "La fusión de esas salidas de datos La fotogrametría volumétrica 3D ofrece un paso revolucionario hacia la preservación digital precisa y la visualización de grandes características en el fondo marino. "Esperamos avanzar en esta técnica para una amplia gama de aplicaciones en las áreas de sitios arqueológicos náuticos y naufragios, documentación de accidentes marítimos y estudios de líneas de base de ambientes marinos sensibles".

"El innovador uso arqueológico de 3D en el submarino SL3 de Depth nos permitió lograr más, y con mayor precisión, en el mapeo del sitio de naufragio de BuNo 1515 durante el transcurso de seis días de lo que era posible en cinco expediciones anteriores", declaró Russ Matthews, Presidente de la fundación Air / Sea Heritage. "Estamos extremadamente agradecidos a Neil Manning y su equipo por su generosidad al brindar la tecnología y la experiencia para llevar el Proyecto Devastator al siguiente nivel". "Solo con la colaboración de tales individuos, compañías, agencias y naciones podemos esperar preservar este avión icónico para las generaciones futuras".