КОМП’ЮТЕРНА СИСТЕМА ДЛЯ ПОБУДОВИ ТРИВИМІРНИХ МОДЕЛЕЙ ОБ’ЄКТІВ МЕТОДОМ ФОТОГРАММЕТРІЇ - Наукові конференції
Головна
UA RU EN

Вас вітає Інтернет конференція!

Вітаємо на нашому сайті

Рік заснування видання - 2011

КОМП’ЮТЕРНА СИСТЕМА ДЛЯ ПОБУДОВИ ТРИВИМІРНИХ МОДЕЛЕЙ ОБ’ЄКТІВ МЕТОДОМ ФОТОГРАММЕТРІЇ

10.05.2023 20:55

[1. Інформаційні системи і технології]

Автор: Баловсяк Сергій Васильович, доктор технічних наук, доцент, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, м. Чернівці; Пшеничний Олексій Олександрович, завідувач лабораторії, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, м. Чернівці; Колотило Костянтин Михайлович, студент, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, м. Чернівці


Завдання побудови тривимірних (3D) моделей об’єктів є актуальним, оскільки такі моделі широко застосовуються в сучасних інформаційних технологіях, зокрема, у системах доповненої реальності (Augmented Reality, AR) та віртуальної реальності (Virtual reality, VR). 3D моделі отримуються методом фотограмметрії на основі серії фотографій або за допомогою далекомірів, наприклад, лазерних сканерів. Лазерні сканери LIDAR (Light Identification, Detection and Ranging – активні далекоміри, що застосовують оптичне випромінювання для виявлення та визначення відстані до об’єктів) будують точні моделі, але мають значну вартість. Тому в багатьох випадках 3D моделі доцільно будувати методом фотограмметрії. Зображення об’єктів можна отримувати за допомогою фотокамери у ручному режимі, але такий процес є трудомістким. У роботі розроблено поворотний столик, який керується за допомогою персонального комп’ютера або мікрокомп’ютера Raspberry Pi 3.

Поворотний столик [1] складається з основи, крокового двигуна, поворотної платформи (на якій розміщується досліджуваний об’єкт) і допоміжних деталей (рис. 1, рис. 2). Пластмасові деталі столика роздруковані на 3D принтері. Поворот платформи через редуктор виконується кроковим електричним двигуном 28BYJ-48 із заданим кроком (наприклад, 7.2º).  Керування двигуном виконується через драйвер ULN2003 за допомогою пристрою Arduino Leonardo [2], під’єднаного до персонального комп’ютера або мікрокомп’ютера Raspberry Pi 3 [3] через USB-порт. Для заданих кутів повороту платформи зображення об’єкта отримуються за допомогою відеокамери (приєднаної до комп’ютера) і зберігаються у файли. Керування поворотом об’єкта та зчитування зображень з відеокамери виконується програмою на мові Python. Програма передбачає неперервний режим повороту платформи або ж дискретний режим (із зупинкою для отримання фотографій об’єкта). Неперервний режим забезпечує вищу швидкодію, а дискретний – більшу точність. Поворотний столик дозволяє будувати 3D моделі об’єктів із габаритними розмірами менше 20 см




Рис. 1. Основа поворотного столика з кроковим двигуном 28BYJ-48, драйвером ULN2003 і пристроєм Arduino Leonardo





Рис. 2. Поротний столик із розміщеним на ньому досліджуваним об’єктом 

На основі отриманої серії зображень будуються 3D моделі об’єктів методом фотограмметрії за допомогою програми 3DF Zephyr [4], а процес створення моделі полягає в побудові: 

1. Розрідженої хмари точок (Sparse Point Cloud).

2. Щільної хмари точок (Dense Point Cloud).

3. Сітки полігонів (Meshes).

4. Текстурної сітки (Textured Meshes) (рис. 3).






Рис. 3. Приклад 3D моделі пристрою Arduino в програмі 3DF Zephyr

Апаратно-програмні засоби комп’ютерної системи, а саме поворотний столик, персональний комп’ютер, мікрокомп’ютер Raspberry Pi 3, відеокамера, розроблена керуюча програма системи, розроблена програма керування пристроєм Arduino і програма 3DF Zephyr, забезпечують побудову тривимірних моделей об’єктів із допустимою точністю та швидкодією.

Література

1.Rotating Display table. URL: https://www.thingiverse.com/thing:4817279.

2.Arduino. URL: https://www.arduino.cc.

3.Raspberry Pi 3 Model B+. URL: https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/.

4.3DF Zephyr. The Complete Photogrammetry Solution. URL: https://www.3dflow.net.

Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Інші наукові праці даної секції

Конференції

Конференції 2024

Конференції 2023

Конференції 2022

Конференції 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення