上圖：Jessica Fox正在進(jìn)行奧運(yùn)皮劃艇激流回旋比賽

奧林匹克運(yùn)動(dòng)不斷將運(yùn)動(dòng)員的身體條件推向極致秋泳。他們所用的裝備也是如此明棍，工程師們不斷尋找新的改進(jìn)方法，將競(jìng)爭(zhēng)提升到一個(gè)新的水平绪杏。

近些年大部分挑戰(zhàn)都在生物力學(xué)和運(yùn)動(dòng)科學(xué)領(lǐng)域下愈。Ami Drory是澳大利亞體育學(xué)院的生物力學(xué)家。他針對(duì)2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)的新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目之一是：找到最“合適的”激流回旋皮劃艇蕾久。

圖：使用Creaform REVscan進(jìn)行掃描獲得 Jessica下半身的形狀

“適合”意味著在運(yùn)動(dòng)員和皮劃艇之間建立一個(gè)定制界面势似，目前皮劃艇座位通常是由泡沫和木頭制成的。這聽(tīng)起來(lái)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)量和制作緩沖墊的事情僧著，但是在激流回旋中履因，優(yōu)化“適合度”對(duì)運(yùn)動(dòng)員非常重要。在比賽中圣治，劃槳運(yùn)動(dòng)員要盡快的闖過(guò)18到25個(gè)水門越客。此賽項(xiàng)最艱難的部分在逆水流方向。為了抵抗激流辙紧，劃槳瀑兜、皮劃艇和選手必須合而為一，共同行動(dòng)苟可。

Drory解釋說(shuō)：“作用在水上傳遞給劃槳上的力是決定成功的關(guān)鍵按翅。一個(gè)完美契合的座位有助于運(yùn)動(dòng)員做大范圍動(dòng)作，同時(shí)向船傳遞更多的推力想阎『段辏”

自動(dòng)化測(cè)量，以更好地貼合運(yùn)動(dòng)員

以往的裝備方式非常費(fèi)勁瓤梦，而且難以重復(fù)實(shí)現(xiàn)选畴。Drory 說(shuō)：“整個(gè)反復(fù)試驗(yàn)的過(guò)程很令人失望，而且在你做好之前要浪費(fèi)很多材料辙使∽髅椋”在有限時(shí)間窗內(nèi)完成十幾個(gè)制定裝備的任務(wù)，讓他決定探索一種能替代傳統(tǒng)配合方式的方法危纫。

上圖：掃描運(yùn)動(dòng)員和皮劃艇粉洼，采集數(shù)據(jù)

他的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種可靠、可重復(fù)的數(shù)字化流程叶摄，實(shí)現(xiàn)從船和運(yùn)動(dòng)員的現(xiàn)實(shí)形態(tài)開(kāi)始，直到裝備制造完成整個(gè)過(guò)程安拟。

第一步是精確掃描就位的運(yùn)動(dòng)員蛤吓。AIS 的3D激光掃描儀可以很好地估計(jì)運(yùn)動(dòng)員的身體組成宵喂，但是該設(shè)備不能完全滿足此項(xiàng)目的需求，因?yàn)槊看味ㄖ贫夹枰敿?xì)的曲面信息会傲。為了有效處理如此多的幾何數(shù)據(jù)锅棕，他向加拿大魁北克掃描儀開(kāi)發(fā)商Creaform的應(yīng)用專家Sébastien Dubois 請(qǐng)求幫助。

創(chuàng)建一個(gè)泥模淌山，掃描出的精度更高

Dubois 帶了Creaform的一款便攜式掃描儀 REVscan來(lái)到澳大利亞Penrith的AIS皮劃艇激流回旋設(shè)備廠裸燎。REVscan是一款輕型掃描儀，僅重2.1磅泼疑，分辨率為0.004英尺德绿，精度為0.05英尺。測(cè)量距離高達(dá)12 英尺闸声，這是一款近距離工作的理想掃描儀彻盐，非常適合有機(jī)體形狀掃描，比如人身贿叉，并且能達(dá)到工業(yè)級(jí)的精度晕忙。

創(chuàng)建皮劃艇內(nèi)部結(jié)構(gòu)泥模，用于3D掃描

對(duì)身穿標(biāo)記點(diǎn)衣物的皮劃艇選手Jessica Fox (倫敦2012奧運(yùn)會(huì)銀牌得主) 進(jìn)行掃描后净纬，Dubois 和Drory 創(chuàng)建了初始數(shù)字測(cè)試模型膛画。掃描設(shè)備采用TRUaccuracy 技術(shù)（可以不受環(huán)境影響得到高精度測(cè)量結(jié)果），在一個(gè)小時(shí)內(nèi)采集了350萬(wàn)個(gè)有價(jià)值的多邊形3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)打洋。又用了2個(gè)小時(shí)掃描獲得了 Fox 乘坐的皮劃艇內(nèi)部數(shù)據(jù)癞亩。

Duboi使用Creaform的Vxelements軟件，通過(guò)澳大利亞悉尼的一家3D服務(wù)商提供的WYSIWYG 3D將掃描結(jié)果導(dǎo)入Geomagic Design X琉语，創(chuàng)建STL多邊形數(shù)據(jù)文件狗丙。Geomagic Design X能夠自動(dòng)快速將任何一種3D數(shù)據(jù)處理成精確的NURB曲面用于CAD。通過(guò)Geomagic 系統(tǒng)處理Fox的身體掃描結(jié)果和皮劃艇掃描結(jié)果密哈，保存為IGES數(shù)據(jù)導(dǎo)入SolidWorks暇昂。

準(zhǔn)備導(dǎo)入CAD進(jìn)行處理的運(yùn)動(dòng)員3D NURB模型

一旦到了CAD系統(tǒng)，就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行布爾運(yùn)算伴嗡，提高皮劃艇比賽裝備的建模精度急波，完全根據(jù)運(yùn)動(dòng)員特有的身體形狀定制。通過(guò)這一工作流程瘪校， Dubois 在3天里對(duì)11個(gè)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了掃描和數(shù)據(jù)處理澄暮。

改變可能的東西

運(yùn)動(dòng)員的掃描數(shù)模和皮劃艇模型放一起

Creaform營(yíng)銷副總裁Stéphane Auclair針對(duì)項(xiàng)目的成功點(diǎn)評(píng)說(shuō)，“奧運(yùn)會(huì)一直是一個(gè)突破障礙和限制的地方阱扬。這種類型的項(xiàng)目能很好的說(shuō)明泣懊，3D掃描新技術(shù)是如何改變可能性。更重要的是，我們看到根據(jù)運(yùn)動(dòng)員獨(dú)特的身體形狀來(lái)改變物體馍刮，這一過(guò)程是如此之快信夫，因此，我們完全可以創(chuàng)造出適合我們自己身體的產(chǎn)品卡啰【驳荆”

這項(xiàng)技術(shù)能不能讓澳大利亞在皮劃艇激流回旋項(xiàng)目中捧回一個(gè)獎(jiǎng)杯呢？我們走著瞧匕冠。拿不拿獎(jiǎng)另說(shuō)胚僧， Drory對(duì)于這項(xiàng)在身體貼合上的改進(jìn)非常自信，肯定會(huì)為運(yùn)動(dòng)員節(jié)省一些時(shí)間逾族，讓他們更有機(jī)會(huì)獲得成功渡厦。

貼合運(yùn)動(dòng)員獨(dú)特身體形狀設(shè)計(jì)的裝備，它是通過(guò)Geomagic創(chuàng)建模型在SolidWorks 中進(jìn)行布爾操作得到的

Drory說(shuō)：“這個(gè)項(xiàng)目流程非呈缰快速高效斟彻，從測(cè)量到設(shè)計(jì)都是為每個(gè)運(yùn)動(dòng)員量身定制的。最佳的皮劃艇裝備對(duì)運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)有積極的影響光稽，能幫助他們?cè)?012年倫敦奧運(yùn)會(huì)上取的成功粟辛。”

Drory繼續(xù)說(shuō)：“不幸的是材料的選擇和制造是整個(gè)項(xiàng)目的難點(diǎn)也拳，現(xiàn)在離奧運(yùn)會(huì)越來(lái)越近芙掖，我們可能無(wú)法趕在奧運(yùn)會(huì)之前實(shí)現(xiàn)它。盡管如此绝迁，我們對(duì)開(kāi)發(fā)出這種優(yōu)化運(yùn)動(dòng)員和裝備之間的吻合度伊镐，而顯著提高運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)的高端技術(shù)非常有信心【樵裕”

我們及時(shí)在比賽前給他們做出了產(chǎn)品躏率。

2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)比賽結(jié)果： Jessica Fox 在K1W比賽中獲得銀牌，Kynan Melay 在C1級(jí)比賽中得了第6名民鼓，Robin Jefferys 在C2級(jí)比賽中得了第10名薇芝。

Ami Drory還想感謝WYSIWYG和澳大利亞國(guó)立大學(xué)工程與計(jì)算科學(xué)系的同事在該項(xiàng)目上提供的幫助。

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