Розробка методу підвищення точності вимірювання лінійних розмірів 3D моделей при скануванні
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.243983Ключові слова:
3D сканування, суб’єктивна похибка, інструментальна похибка, лінійні розміри, проекція зображень, фотограмметріяАнотація
Об’єктом дослідження даної роботи є уточнення лінійних розмірів отриманих 3D моделей при скануванні, та зменшення похибок при отриманні моделі. На даний момент не існує точного методу перенесення реальних розмірів об’єкту на 3D модель. Одним з найбільш проблемних місць в існуючих методах перенесення розмірів з об’єкту на модель є похибка при виставленні розмірних маркерів через неточність, або неякісність поверхні та розгортки отриманої моделі.
В ході дослідження використовувалася модель приладового комплексу для реалізації покращеного методу 3D сканування, заснованого на фотограмметричному методі. Пропонується вдосконалена технологія побудови та вимірювання тривимірних моделей на основі фотографій по принципу стереопар у поєднанні з проекцією зображень, що базується на поєднанні та доопрацюванні існуючих методів сканування. А також впровадження нових функціональних можливостей, таких як збереження реальних розмірів об'єкта, його фактур, колірних та світлових характеристик, а також покращення точності лінійних розмірів.
В результаті використання еталону, еталонних проекцій, та нового методу співставлення фотографій для побудови 3D моделі було досягнуто підвищення точності лінійних розмірів на 60 %. Це пов'язано з тим, що запропонований новий комбінований метод вмішує в себе усі існуючі найголовніші аспекти при скануванні. А також має ряд особливостей, таких як визначення граничних поверхонь, автоматичне отримання розмірів, визначення, та обробка скляних та дзеркальних поверхонь. Завдяки цьому даний метод позбавляється головних недоліків звичайного фотограмметричного методу – неточності в якості поверхонь моделей, та неточності в передачі лінійних розмірів. Вирахувано, що комбінований метод дозволить передавати реальні розміри простих об’єктів у 3D з точністю до 99,97 % від реального розміру об’єкта. Та покращить якість складних (граничних, скляних, дзеркальних) поверхонь щонайменше на 40–60 %, порівняно з іншими існуючими способами.
Посилання
- Várady, T., Martin, R. R., Cox, J. (1997). Reverse engineering of geometric models – an introduction. Computer-Aided Design, 29 (4), 255–268. doi: http://doi.org/10.1016/s0010-4485(96)00054-1
- Je, C., Lee, S. W., Park, R.-H. (2004). High-Contrast Color-Stripe Pattern for Rapid Structured-Light Range Imaging. Computer Vision – ECCV 2004, LNCS 3021. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 95–107. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-540-24670-1_8
- Lkeuchi, K. (2001). Modeling from Reality. 3rd International Conference on 3-D Digital Imaging and Modeling. Los Alamitos: IEEE Computer Society, 117–124.
- Niezrecki, C., Baqersad, J. (Eds.) (2018). Structural Health Monitoring, Photogrammetry & DIC. Vol. 6: Proceedings of the 36th IMAC, A Conference and Exposition on Structural Dynamics, 210–213. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-319-74476-6
- Wolf, P. R. (2013). Elements of photogrammetry with application in gis. McGraw-Hill Education, 696.
- Gonsales, R., Vuds, R. (2012). Tsifrovaya obrabotka izobrazhenii. Moscow: Tekhnosfera, 1104.
- Alpatov, B. A., Babayan, P. V., Balashov, O. E., Stepashkin, A. I. (2008). Metody avtomaticheskogo obnaruzheniya i soprovozhdeniya obektov. Obrabotka izobrazhenii i upravlenie. Moscow: Radiotekhnika, 176.
- Mikhailov, A. P., Chibunichev, A. G. (2014). Kurs lektsii po fotogrammetrii. MIIGAiK, 49–54.
- Lemmens, M. (2021). An Introduction to Pointcloudmetry: Point Clouds from Laser Scanning and Photogrammetry. Whittles Publishing, 352.
- Babak, V. P. (1994). Obrobka syhnaliv pry formuvanni zobrazhen obiektiv. Kyiv: Lybid, 192.
- McGlone, J. C., Mikhail, E. M., Bethel, J. S., Mullen, R. (2004). Manual of Photogrammetry. Hardcover, 1151.
- Guk, P. D., Bychenok, V. A., Prudnikov, V. V. (2008). Fototopografiya. Novosibirsk, 79.
- Nazarov, A. S. (2006). Fotogrammetriya. Minsk: TetraSistems, 368.
- Murray, S.; Flynn, R. R. (Ed.) (2002). Graphic Devices. Computer Sciences, Vol 2: Software and Hardware. Macmillan Reference USA, 81–83.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Volodymyr Kvasnikov, Dmytro Ornatskyi, Valerii Dostavalov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
