Построение ЭЭ-моделей ригидных объектов по одному изображению методом пространственных сеток

Казарян М. Л., Римских М. В., Шахраманьян М. А., Мурынин А. Б.

Читать статью полностью

  Построение ЭЭ-моделей ригидных объектов по одному изображению методом пространственных сеток(2,65 MB)

Аннотация

Предлагается метод интерактивного построения трёхмерных моделей ригидных объектов по данным одного изображения с помощью координатных сеток и привязки частей объектов к ним при предположении о форме объекта. Описываются общие подходы к решению задачи. Приведена блок-схема метода построения 3D-модели и обрисованы основные этапы обработки. Показан математический аппарат метода, описана схема процедур построения контура (точек, линий, полигонов и полиэдров) трёхмерного объекта и его текстурного заполнения, пространственных преобразований объекта по одному изображению.

Ключевые слова:

ригидный объект - rigid object; прямоугольная сетка - rectangular grid; ортотрансформированные изображения - ortho-transformed images; преобразования сдвига - shift transformation; преобразование поворота - rotation transformation; преобразование масштабирования - scaling

Список литературы

1. Мурынин, А. Б. Автоматическая система распознавания личности по стереоизображениям / А.Б. Мурынин // Изв. РАН. ТиСУ. - 1999. - № 1. - С. 106-114.

2. Матвеев, И. А. Идентификация объектов по стереоизображениям. Оптимизация алгоритмов восстановления поверхности / И.А. Матвеев, А.Б. Мурынин // Изв. РАН. ТиСУ. - 1998. - № Э. - С. 149-155.

3. Методы синтеза трехмерных моделей земной поверхности в инфракрасном диапазоне спектра / Г.Г. Себряков [и др.] // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2009. - № 10. - С. 12-20.

4. Мурынин, А. Б. Контроль качества пористых эластичных материалов методами технического зрения / А.Б. Мурынин, И.В. Сафонов, С.Ю. Яковлев // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2008. - № 11. - С. 1Э —18.

5. Выголов, О. В. Mobile Robot Stereovision System For Real-Time Obstacle Бetection / О.В. Выголов, С.Ю. Желтов, Ю.В. Визильтер // Мехатроника, управление и информатика. - 2011. - № 6. - С. 202-215.

6. Визильтер, Ю. В. Использование проективных морфологий в задачах обнаружения и идентификации объектов на изображениях / Ю.В. Визильтер, С.Ю. Желтов // Изв. РАН. ТиСУ. - 2009. - № 2. - С. 125-1Э8.

7. Желтов, С. Ю. Обнаружение препятствий на пути следования мобильного робота на основе метода радиального ортотрансформирования / С.Ю. Желтов, О.В. Выголов // Изв. РАН. ТиСУ. - 2005. - № 5. - С. 146-158.

8. Мурынин, А. Б. Принципы построения системы стереоскопического зрения для управления движением робота /

А.Б. Мурынин, И.А. Матвеев // Изв. РАН. ТиСУ. - 200Э. - № Э. - С. 184-192.

9. Тужилкин, А. Ю. Модели и алгоритмы реконструкции трехмерных сцен на основе спутниковых изображений и априорной информации : дис. ... канд. тех. наук : 05.1Э.17 / А.Ю. Тужилкин. - ФГБОУВО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых», 2016. - 141 с.

10. Сущевский, Д. В. Выявление и 3d визуализация искусственных объектов земной поверхности с использованием лидарных и оптических спутниковых изображений / Д.В. Сущевский // Вестник Херсонского национального технического университета. - 2014. - Т. 50, № Э. - С. 165-168.

11. Киричук, В. С. Двухпороговый алгоритм обнаружения точечных объектов по стереоизображениям / В.С. Киричук, А.К. Шакенов // Автометрия. - 2014. - Т. 50, № 6. - С. 55-60.

12. Методика построения ЭБ-моделей ригидных объектов по одному изображению и ее применение в построении ЭБ-моделей антропогенных территорий по космическим изображениям / М.Л. Казарян [и др.] // Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ: сборник научных трудов / М.Л. Казарян [и др.]. - М.: Инфра-М; Znanium.com, 2018. - С. 121-125.

13. Пространственное моделирование реальных сцен и освещённости в программе 3ds-max в проектной деятельности школьников / М.Л. Казарян [и др.] // Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ: сборник научных трудов / М.Л. Казарян [и др.]. - М.: Инфра-М; Znanium.com, 2018. - С. 110-114.

14. Попело, В. Д. Автоматизированная корреляционная процедура выбора соответственных точек на цифровых изображениях в стереопаре / В.Д. Попело, М.В. Ванеева // Модели и технологии природообустройства (региональный аспект). - 2015. - Т. 1. - С. 52-54.

15. Панин, С. В. Метод определения характеристических точек изображения в системах стереозрения / С.В. Панин,

В.О. Чемезов, П.С. Любутин // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2016. - Т. 59, №» 3. - С. 224-230.

16. Бобир, Н. Я. Фотограмметрия / Н.Я. Бобир, А.Н. Лобанов, Г.Д. Федорук. - М.: «Недра», 1974. - 472 с.

17. Shape-from-shading: a survey / R. Zhang [et al.] // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. - 1999. - Vol. 8, No. 21. - P. 690 - 706.

18. Horn, B. K. P. Shape from shading / B.K.P. Horn. - Cambridge, MA, USA: MIT Press, 1989. - P. 123 - 171.

19. Лурье, И. К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков : учебник / И.К. Лурье. - М.:КДУ, 2008. - 424 с.

20. Shufelt, J.A. Exploiting photogrammetric method for building extraction in aerial images / J.A. Shufelt // International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. - 1996. - Vol. 31, Part B6. - P. 74-79.

21. Extracting Buildings from Aerial Images using Hierarchical Aggregation in 2D and 3D / A. Ficher [et al.] // Computer vision and image understanding. - 1998. - Vol. 72, No. 2. - P. 185-203.

22. Dave, C. P. A survey on Geometry Correction of Satellite Imagery / C.P. Dave, R. Joshi, S.S. Srivastava // International Journal of Computer Applications. - 2015. - Vol. 116, No. 12. - P. 24-27.

23. Haala, N. An update on automatic 3D building reconstruction / N. Haala, M. Kada // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. - 2010. - Vol. 65, No. 6. - P. 570-580.

24. Канатников, А. Н. Аналитическая геометрия / A. Н. Канатников, А.П. Крищенко. - М.: «МГТУ им. Н. Э. Баумана», 2000. - 338 с.

25. Рихтер, А. А. Метод построения 3D-модели объектов поверхности земли по одному космическому изображению и его применение в задаче космического мониторинга объектов захоронения отходов / А.А. Рихтер, А.Б. Мурынин,

B. Ю. Игнатьев // Материалы 14-й Всерос. откр. ежегод. конф.: Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных (ИКИ РАН-2016, 14-18 ноября). - М.: ИКИ РАН, 2016. - С.44.

26. Построение 3D-моделей ригидных объектов по косвенным изображениям методом координатных сеток / А.А. Рихтер [и др.] / М.А. Шахраманьян, М.Л. Казарян, А.А. Рихтер // Информация и Космос. - 2018. - № 2. - C. 104-110.

27. Pattern recognition algorithm using descriptors combined radio and visible spectra / A.A. Rihter [et al.] // Proc. SPIE 10221, Mobile Multimedia/Image Processing, Security, and Applications 2017, 1022107 (23 May 2017); doi: 10.1117/12.2262875.