Введение
Глава 1. Методы восстановления поверхности объекта по набору изображений 11
1.1 Историческое развитие методов моделирования объектов 11
1.2 Методы реконструкции моделей объектов 13
1.3 Пассивные методы 16
1.4 Активные методы 17
1.5 Анализ результатов 19
Глава 2. Основы стереореконструкции ., 20
2.1 Модель камеры 20
2.2 Калибровка камеры 22
2.2.1 Параметры камеры 22
2.2.2 Методы калибровки камеры 23
2.3 Работа с некалиброванными изображениями 25
2.3.1 Определение внутренних параметров камеры 25
2.3.2 Определение внешних параметров камеры 26
2.4 Анализ пары снимков 26
2.4.1 Взаимное ориентирование снимков 27
2.4.2 Определение элементов взаимного ориентирования 32
2.4.2.1 Приведение уравнения к линейному виду 32
2.4.2.2 Использование упрощённого случая съёмки 32
2.4.3 Трансформация снимка, вызванная его переводом в другое положение 35
2.4.4 Определение координат точек объекта 38
2.5 Определение точек соответствия 39
2.5.1 Эпиполярная прямая 40
2.5.2 Методы поиска соответствий 42
2.5.3 Повышение эффективности методов согласования 48
2.5.3.1 Двухэтапный алгоритм 48
2.5.3.2 Иерархический алгоритм 49
2.5.3.3 Использование дополнительных изображений 52
2.5.3.4 Использование условия упорядочивания и динамического программирования 53
2.6 Анализ результатов 54
Глава 3 Выделение объекта па изображении 56
3.1 Постановка задачи 56
3.2 Сегментация 56
3.3 Построение контура 62
3,3.1 Выделение прямых линий на изображении 63
3.4 Анализ результатов 69
Глава 4 Восстановление формы поверхности объекта 71
4.1 Постановка задачи 71
4.2 Обзор методов 72
4.3 Триангуляция Делоне для конечного набора точек 75
4.3.1 Структура хранения элементов триангуляционного разбиения 75
4.3.2 Алгоритм построения триангуляции Делоне для конечного набора точек 76
4.3.2.1 Выбор первого ребра 78
4.3.2.2 Формирование области поиска следующей точки 78
4.3.2.3 Принцип выбора следующей точки для построения нового треугольника 80
4.3.2.4 Клеточный пошаговый алгоритм 83
4.3.2.5 Новый метод выбора следующей точки для построения треугольника 84
4.3.2.6 Построение нового треугольника 90
4.3.3 Сравнение эффективности модифицированного алгоритма прямого построения с традиционными методами 91
4.4 Создание триангуляционного разбиения с учетом особенностей формы объекта 97
4.4.1 Подразбиение готовой триангуляции в соответствии с контурными линиями 99
4.4.1.1 Поиск треугольника из триангуляционного разбиения, касающегося или включающего в себя один из концов контурного отрезка 100
4.4.1.2 Последовательный переход по ветке соседних рёбер к треугольникам, пересекающим контурный отрезок 102
4.4.2 Перестройка триангуляционного разбиения в соответствии с контурными линиями 105
4.4.3 Сужение выпуклой триангуляции до границ объекта 111
4.5 Иерархическое восстановление поверхности объекта 115
4.6 Анализ результатов 118
Глава 5 Вычисление метрических характеристик объекта 120
5.1 Получение координат точки на поверхности объекта по координатам точки на его проекции 120
5.2 Определение расстояния между точками по поверхности объекта 123
5.3 Вычисление площади поверхности выделенного фрагмента 125
5.3.1 Триангуляционное разбиение внутренности фрагмента 125
5.3.2 Определение площади поверхности, используя текущее триангуляционное разбиение 127
5.3.2.1 Определение граничных треугольников, опоясывающих границу выделенного фрагмента и резание этих треугольников по границе 129
5.3.2.2 Формирование фигуры внутри треугольника 131
5.3.2.3 Вычисление площади многоугольной фигуры 133
5.3.2.4 Алгоритм определения площади части фрагмента отсекаемой треугольником 137
5.3.2.5 Новый алгоритм определения площади части фрагмента, попавшего во внутренность треугольника 141
5.3.2.6 Определение треугольников, целиком лежащих на объекте и вычисление их площади 146
5.4 Анализ результатов 149
Глава 6 Построение диалоговой системы. Программная реализация 150
6.1 Требования к диалоговой системе 150
6.2 Технические характеристики системы 152
6.3 Этапы работы комплекса 152
6.4 Улучшение поверхности объекта 157
6.5 Проведение бесконтактных измерений на поверхности объекта 158
6.7 Анализ результатов 160
Выводы по диссертации 162
Библиографический список 164
Приложение. Акты внедрения 177
