Експертна система для підтримки побудови тривимірних моделей об’єктів методом фотограмметрії

Анотація

Завдання побудови якісних тривимірних (3D) моделей об’єктів є актуальним, оскільки такі 3D моделі широко використовуються в різних сферах науки, техніки та медицини. У даній роботі побудова 3D моделей виконана методом фотограмметрії, який полягає у побудові 3D-моделі об’єкту на основі серії його фотографій. Перевагами методу фотограмметрії є низькі вимоги до апаратного забезпечення та порівняно висока точність. Для побудови 3D моделей об’єктів методом фотограмметрії використано програму 3DF Zephyr, яка містить набір інструментів для проведення попередньої обробки зображень, реконструкції 3D-моделей, редагування та вимірювання розмірів 3D-моделей, експорту отриманих моделей. Розглянуто принципи побудови тривимірних моделей об’єктів методом фотограмметрії на основі початкових зображень. Описано основні етапи побудови 3D-моделей: обчислення розрідженої хмари точок, ключових точок, щільної хмари точок, сітки полігонів, текстурної сітки. Також виконується редагування та аналіз параметрів моделі. Для вибору правильних режимів побудови 3D моделі розроблено експертну систему у середовищі CLIPS. База знань експертної системи містить продукційні правила, які дозволяють на основі початкових фактів встановити правильні режими побудови 3D моделі. Розроблено 30 фактів-умов, які описують умови побудови тривимірної моделі. Розроблено 20 фактів-наслідків та 15 фактів-рекомендацій для побудови 3D моделі. Із використанням розроблених правил побудовано 36 продукційних правил. Проведено експериментальну перевірку розробленої системи. За допомогою програми 3DF Zephyr побудовано тривимірні моделі об’єктів. Ввівши в експертну систему факти, які описують процес отримання моделі, отримано ряд рекомендацій, зокрема, збільшити площу текстурованих поверхонь та використати рівномірне освітлення об’єктів. Після виконання таких рекомендацій побудовано модель із задовільною точністю.