Bachelor's Thesis

Digitization of a racing motorcycle for a simulation model for use in the IPG Motorcycklemaker environment

Final Thesis 4.16 MB

Author of thesis: Jan Pertlík

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Michael Böhm, Ph.D.

Reviewer: Ing. Petr Potoček

Abstract:

This bachelor’s thesis deals with reverse engineering and 3D digitization of a single-track vehicle for the purpose of creating a spatial model suitable for use in the IPG MotorcycleMaker simulation environment. The main objective of the thesis is contactless 3D digitization of the Aprilia RS 660 sport motorcycle and the subsequent processing of the acquired data into a form suitable for further use in motorcycle dynamics simulations. The theoretical part of the thesis includes a literature review of 3D scanning methods, point cloud processing, polygonal mesh creation, and the basic principles of motorcycle dynamics. The practical part describes the preparation of the measured object, the placement of reference markers, the calibration of the measuring system, and the acquisition of spatial data using the ZEISS T-SCAN hawk 2 handheld laser scanner. Subsequently, the postprocessing of the acquired data, optimization of the polygonal mesh, and transformation of the model into a suitable coordinate system are described. The result of the thesis is an optimized polygonal model of the motorcycle in STL and OBJ formats, which was spatially aligned and scaled for import into the simulation environment, where it serves as a visual and geometric representation of the real machine.

Keywords:

3D scanning, reverse engineering, polygonal mesh, post-processing, motorcycle

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student prezentoval zkušební komisi svou závěrečnou práci a zodpověděl otázky oponenta. Otázky oponenta: 1) Jaký byl hlavní důvod redukce počtu polygonů v modelu? Hodnocení: Zodpovězeno. 2) Jak by se lišil postup, pokud byste skenoval menší technický díl místo celého motocyklu? Hodnocení: Zodpovězeno. 3) Jakou odhadujete celkovou chybu výsledného modelu a jak by bylo možné ji experimentálně ověřit? Hodnocení: Částečně zodpovězeno. Následně odpovídal na otázky členů zkušební komise: 1) K čemu lze model dále použít? Jak lze poznat, že lze model dále použít? Hodnocení: Nezodpovězeno. 2) Z čeho se skládají vrstvy modelu? Hodnocení: Částečně zodpovězeno. 3) Jaké parametry lze ze skenu odečíst? Hodnocení: Částečně zodpovězeno. 4) Lze sken použít jako celek pro simulace? Hodnocení: Částečně zodpovězeno. 5) Mohla absence referenčních bodů ovlivnit přesnost skenu? Hodnocení: Zodpovězeno. 6) Jak byste určil hmotnostní parametry částí motocyklu? Hodnocení: Částečně zodpovězeno. 7) Jakým způsobem jste volil redukci počtu bodů polygonů? Nesledoval jste hodnoty přesnosti sítě? Hodnocení: Zodpovězeno. 8) Jakým způsobem byste určil podélnou polohu těžiště motocyklu? Hodnocení: Nezodpovězeno. 9) Pro určení jakých parametrů slouží 3D skener? Hodnocení: Zodpovězeno.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. (místopředseda)
Ing. Jan Fojtášek, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Hejtmánek, Ph.D. (člen)
Ing. Lubor Zháňal, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Michael Böhm, Ph.D.

Bakalářská práce pana Pertlíka se zabývá digitalizací sportovního motocyklu pomocí metod reverzního inženýrství a následnou přípravou polygonálního modelu pro využití v prostředí IPG MotorcycleMaker. Práce je rozdělena na rešeršní část věnovanou metodám 3D digitalizace, zpracování mračen bodů a základům dynamiky jednostopých vozidel a na praktickou část zaměřenou na vlastní skenování motocyklu Aprilia RS 660.

Oceňuji zejména praktickou část, ve které student provedl 3D digitalizaci reálného motocyklu pomocí ručního laserového skeneru. V průběhu měření se musel vypořádat s řadou problémů spojených se scanováním celého motocyklu bez možnosti jakýchkoliv úprav či zásahů. Nutno také zmínit, že práce byla závislá na časových možnostech spolupracujícího závodního týmu, který tento motocykl poskytl. K fyzickému scanování tak došlo až zimě 2026.

V rešeršní části autor popisuje principy reverzního inženýrství, kontaktní a bezkontaktní metody 3D digitalizace, zpracování mračen bodů, tvorbu polygonálních sítí a základní principy dynamiky motocyklů. Některé kapitoly jsou však spíše obecné a pouze nepřímo souvisejí s cílem práce.

Hlavní přínos práce spočívá ve vlastní digitalizaci motocyklu a následném zpracování získaných dat. Výsledný polygonální model byl úspěšně importován do prostředí IPG MotorcycleMaker. Model může sloužit jako vizuální a prostorová reprezentace reálného motocyklu. Je však nutné zdůraznit, že nejde o plnohodnotný dynamický simulační model motocyklu.

Za hlavní nedostatek považuji absenci kvantitativní validace výsledné geometrie. Některé problematické části modelu byly navíc doplněny nebo nahrazeny externí geometrií, což omezuje metrologickou věrnost výsledku. Pro další využití by bylo vhodné doplnit kontrolní měření základních rozměrů.

Formální úroveň práce je celkově dobrá. Text je přehledný, grafická stránka je na dobré úrovni a práce obsahuje řadu vlastních výstupů ze skenování a post-processingu. Vyskytují se pouze drobné překlepy a formální nepřesnosti. Použití generativní AI je transparentně uvedeno a nepovažuji jej za důvod ke snížení hodnocení.

Cíle práce považuji za splněné. Práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením B / velmi dobře.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu C

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Petr Potoček

Bakalářská práce pana Pertlíka se zabývá aktuální problematikou 3D digitalizace reálného motocyklu a jeho následného využití v simulačním prostředí. Teoretická část je rozsáhlá, systematicky členěná a po odborné stránce na dobré úrovni, nicméně místy působí uměle a postrádá hlubší kritickou analýzu i silnější provázání s praktickou částí práce. Zmíněná praktická část je založena na reálném měření a zpracování dat pomocí profesionální skenovací techniky a lze ji hodnotit pozitivně, avšak její metodická úroveň je do určité míry snížena absencí ověření přesnosti výsledného modelu, který je validován převážně na základě vizuální kontroly. Práce s literaturou je na dobré úrovni, jen citační styl je místy nejednotný a autor využívá zejména citace na koncích celých odstavců. Jazyková a formální stránka práce je celkově upokojující a autor transparentně uvádí použití AI (přičemž AI je využita pouze podpůrně). Závěrečnou práci považuji za solidní, s dobrým praktickým základem a využitelností v praxi, avšak s rezervami zejména v oblasti metrologického přístupu, validace výsledků a hlubšího inženýrského zpracování, a proto ji doporučuji k obhajobě s navrženým hodnocením stupněm B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. Jaký byl hlavní důvod redukce počtu polygonů v modelu?
  2. Jak by se lišil postup, pokud byste skenoval menší technický díl místo celého motocyklu?
  3. Jakou odhadujete celkovou chybu výsledného modelu a jak by bylo možné ji experimentálně ověřit?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová