name: Исследование метода 3D-сканирования, основанного на модели отражения света поверхностью
keyword_list: 3D СКАНИРОВАНИЕ, ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА, СНИМКИ, СЛАБООСВЕЩЕННЫЕ ОБЛАСТИ ОБЪЕКТА, СТЕРЕОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
abstract: Цель: разработка методов и алгоритмов, позволяющих осуществлять процесс трехмерного сканирования стереофотометрическим методом без необходимости создания специальных условий для сканирования объекта. На основе экспериментального анализа погрешностей определены критерии ограничения данных с высокой погрешностью и данных, не соответствующих используемой модели отражения света поверхностью. Экспериментально определена зависимость максимальной погрешности от уклона обрабатываемой поверхности, которая в сравнении с теоретической зависимостью обладает меньшей чувствительностью к шуму. Результаты использованы при разработке алгоритма вычисления характеристик поверхности. Разработанный метод сегментации изображений за счет использования совокупности критериев, описывающих затенения, блики и переотражения, сокращает время, необходимое для обработки всей видимой области объекта, а также осуществляет более детальную сегментацию исходных снимков. Разработанный метод уменьшения погрешности в слабоосвещенных областях за счет увеличения количества исходных снимков позволяет снизить на 20 – 40% погрешность вычислений. Основой метода является применение неравномерной шкалы квантования яркости на исходных снимках. Разработанный алгоритм построения трехмерной поверхности объекта (алгоритм интегрирования градиента) основан на построении маршрута интегрирования в процессе обработки с учетом распределения погрешности вычисления характеристик поверхности и дополнительных критериев, полученных при анализе исходных изображений, обладает низкой чувствительностью к флуктуационному шуму и шуму квантования. В сравнении с существующими алгоритмами применим для обработки произвольного участка поверхности и поверхности, содержащей разрыв. Методы сегментации бликов, затенений, переотражений на исходных снимках и алгоритм вычисления характеристик поверхности разработаны для предлагаемой модели стереофотометрического сканера, в совокупности позволяют оценить погрешность вычисления характеристик, значительно упростить вычислительный процесс, расширить диапазон доступных для сканирования поверхностей. Разработанный алгоритм построения трехмерной поверхности объекта на основе криволинейного интеграла может быть использован для обработки данных независимо от метода вычисления характеристик объекта, формы и размера сканируемого участка, прост для добавления новых критериев в процессе интегрирования градиента поверхности. Разработанный метод уменьшения погрешности в слабоосвещенных областях в результате компьютерного моделирования показал значительное снижение погрешности, не имеет аналогов для сравнения, может быть применим для разработки устройств сканирования с более высокой точностью. Требуется проведение дополнительных работ для подбора необходимого для его реализации оборудования и методов калибровки этого оборудования. Результаты могут быть использованы для проведения конструкторских работ с целью разработки устройства трехмерного сканирования, которое также может быть применено в задачах распознавания объектов и контроля качества на производстве. Разработана экспериментальная установка с использованием доступного студийного фотооборудования, позволяющая осуществлять сканирование без дополнительной обработки помещения, специальная подготовка для проведения сканирования не требуется. В сравнении с другими устройствами, использующими стереофотометрический метод, обладает значительно более низкой стоимостью комплектующих.
chairman_dissertation_council.surname: Бачевский С. В.
chairman_dissertation_council.position: ректор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
organization_supervisor.surname: Бачевский С. В.
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.degree: Доктор технических наук
rubrics.code: 27.47.17
rubrics.name: Математическая теория информации
rubrics.code: 28.29.07
rubrics.name: Теория массового обслуживания и ее приложения
oecds.code: 01.02.ER
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, CYBERNETICS
speciality_codes.name: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
speciality_codes.code: 05.13.01
supervisors.fio: Красильников Н.Н.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Пятков В.В.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Военная электроника, системы и средства опознавания, аппаратура комплексов военного назначения
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Жданов И.Н.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: СПбГУТ
protection_organization.name: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича"
protection_organization.ogrn: 1027809197635
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Федеральное агентство связи
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ГУАП
author_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения"
author_organization.ogrn: 1027810232680
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения