经典案例
效率提升4倍,动作捕捉助力科技冬奥水立方变身冰立方
科技冬奥水立方冬-夏场景转换项目课题
动作捕捉、调平、水准仪、冰壶
混凝土预制板

为了实现绿色冬奥可持续发展的理念,提升现有奥运场馆利用率,冬奥组委提出改造一批夏季奥运场馆为冬奥所用。2008年北京奥运会的游泳场馆水立方正在进行一场史无前例的‘变身’,这里将作为2022年北京冬奥会冰壶项目的主场馆,再次见证运动员们的荣光。

把水立方变成冰立方,需要在放空的泳池中搭建钢结构,在钢架上用预制板拼接成平台,然后依次铺设防水层、保温层、防潮层和防滑层,然后在上面铺设制冰管,零下18度的制冷剂在整个赛道的制冰管里流动时,直接在制冰管上浇水就能冻水成冰,形成一整块冰面。

冰壶赛道对冰面要求极为严苛,即使1mm的平整偏差都会影响冰壶滑行的轨迹,从而改变比赛结果,这就要求保证冰面必须平整。要形成平整的冰面,首先要求钢架上的所有预制板保持在同一平面上。

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科技冬奥水立方冬-夏场景转换项目课题组针对以上问题,开发了调平动态监测技术。课题组开发的调平动态监测技术基于NOKOV(度量)光学三维动作捕捉系统,利用架设在场地四周的红外光学镜头,捕捉放在预制板上的反光标志点,从而实时确定预制板的位置。NOKOV度量动作捕捉系统的定位精度可以达到亚毫米级,满足预制板调平精度要求。

传统的调平方式是使用水准仪等设备完成,该冰立方项目共有1568块预制混凝土板,此前利用水准仪进行调平,工人每调平一块板涉及周边8块板,需要跑点测量,调平耗费大量的测量时间。

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利用基于NOKOV度量动作捕捉的动态调平系统,可以同时获取区域内每一块板上小球的坐标,移动小球的时候屏幕体现它的标高变化和位置变化。将小球放到预制板的中央,系统会根据设置的基准值,自动识别它的标高是否在合理范围内,如果在合理范围内,就以绿色显示;如果超出合理范围,以红色的显示方式,并且显示现在跟基准标高的差值。

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工人不需要辛苦跑点测量,通过观察屏幕上标红警告,可以迅速定位到哪一块板需要调整,以及需要调整的高度,可以一次调整到位,极大地提高了测量效率。去年完成整个结构支撑结构用了45天,今年搭建中使用调平动态监测等技术,完工仅用了10天时间,搭建效率提高了4倍!

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