Статья
DOI:
Полный текст:
В статье рассматривается разработка программного обеспечения для обработки информации в ассистирующей робототехнической системе. Целью исследования является синтез комплекса алгоритмов, позволяющих выполнять трансформацию цифрового куба, соответствующих его сжатию и растяжению под любым углом к поверхности с заданным усилием, а также позволяющих визуализировать результаты преобразования в объемной форме и любом плоском сечении. В работе описывается решение задач: формирование 3D-изображения в виде цифрового куба с возможностью его расслоения по дискретной сетке; разработка алгоритмов для трансформации цифрового куба. В результате спроектированы ассистирующая робототехническая система, программный модуль трансформации и визуализации квазикуба виртуального объекта; определены направления развития системы.
Алексанян Г. К., Щербаков И. Д., Кучер А. И. Программа визуализации внутренних струк-тур исследуемого объекта методом электроимпедансной томографии (Визуализация 3D-EIT1). Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2018666295, 13.12.2018. Заявка № 2018662721 от 13.11.2018.
Багутдинов Р. А. Идея многоракурсной системы технического зрения для формирования 3D-моделей поверхности объекта в задачах разработки мобильных роботов // Программные системы и вычислительные методы. – 2017. – № 4. – С. 1–6.
Бастов Г. А. Технологии графической трансформации объектов в условиях использования компьютерной графики // Дизайн и технологии. – 2016. – № 51 (93). – С. 6–12.
Блохинов Ю. Б., Веркеенко М. С. Алгоритмы построения цифровых трехмерных моделей уникальных объектов // Известия РАН. Теория и системы управления. – 2011. – № 4. – С. 118–131.
Бубис Е. Л. Визуализация периода трансформации состояния поляризации в кристалле ис-ландского шпата (аналог опыта Умова) // Успехи современного естествознания. – 2008. – № 3. – С. 104.
Бугакова Т. Ю. Трехмерное моделирование деформации инженерного объекта методом сплайн-интерполяции // Вестник СГУГиТ. – 2019. – Т. 24. – № 3. – С. 96–105.
Бугакова Т. Ю., Борисов Д. А. Разработка методики определения пространственно-временного состояния техногенных объектов // Известия высших учебных заведений. Раздел Геодезия и аэрофотосъемка. – 2015. – № 5/С. – С. 246–250.
Бугакова Т. Ю., Шляхова М. М. 3D-моделирование и визуализация деформации поверхно-сти на примере купола Новосибирского планетария // Интерэкспо Гео-Сибирь. – 2015. – Т. 7. – С. 63–67.
Веселов В. И., Филин Ю. Н., Картавцев Н. С. Архитектурное построение формографики инфо-гиперкубов // Инновации: перспективы, проблемы, достижения: материалы III Международной научно-практической конференции (Москва, 14 мая 2015 г.) / под редакцией М. И. Ботова – Москва: Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова, 2015. – С. 273–280.
Вяткин С. И., Городилов М. А., Долговесов Б. С. Геометрическое моделирование и визуализация функционально заданных объектов на базе функций возмущения с использованием графических акселераторов // Научная визуализация. – 2010. – Т. 2. – № 3. – С. 22–49.
Галкин В. И., Анохин А. О., Галкин Е. В., Преображенский Е. В., Палтиевич А. Р. Способ получения 3-мерной модели поверхности объекта. Патент № RU 2427796 C1, 27.08.2011. Заяв-ка № 2009148280/28 от 25.12.2009.
Глаз А. Б., Тимухин А. А. Восстановление 3D поверхности лиц на базе исходных 2D изображений // Математические методы распознавания образов. – 2005. – Т. 12. – № 1. – С. 69–72.
Гниненко И. А. Разработка 3D моделей для лаборатории 3D визуализации и компьютерной графики // Сборник трудов межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов им. Е. В. Арменского (Москва, 17 февраля – 01 мар- та 2017 г.). – Москва: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2017. – С. 92–93.
Гора С. Ю., Довгаль В. М. Метод и инструментальные средства решения задачи сжатия изображений с использованием механизмов хаотической динамики // Ученые записки. Электронный научный журнал Курского государственного университета. – 2012. – № 4–2 (24). – С. 25–28.
Городничев М. Г., Гематудинов Р. А., Кухаренко А. М. О некоторых методах визуализации динамических 3D моделей // Экономика и качество систем связи. – 2018. – № 1 (7). – С. 18–29.
Григоров И. Г. Способ формирования изображения поверхности объекта. Патент № RU 2707980 C1, 03.12.2019. Заявка № 2019114912 от 16.05.2019.
Дерюгина Е. О., Борсук Н. А., Васина Е. В. Подход к реализации 3D-моделей эксклюзив-ных экспонатов музея по их фотографиям // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2019. – Т. 24. – № 7. – С. 48–55.
Дьяконов В. П. Энциклопедия компьютерной алгебры. – Москва: ДМК Пресс, 2010. – 1268 с.
Жиляков Е. Г., Лихошерстный А. Ю. Архитектура нейросети в задаче прецедентного распознавания объектов на изображениях с использованием частотных признаков // Вопросы радиоэлектроники. – 2013. – Т. 4. – № 1. – С. 35–45.
Журавлев Г. М., Теличко В. Г., Куриен Н. С., Гвоздев А. Е., Малий Д. В. Математическое моделирование разрушения элементов строительных конструкций под действием динамической нагрузки // Чебышевский сборник. – 2019. – Т. 20. – № 4 (72). – С. 372–386.
Задорожный А. Г. Вагин Д. В., Кошкина Ю. И. Введение в двумерную компьютерную графику с использованием библиотеки OpenGL. – Новосибирск: НГТУ, 2018. – 103 с.
Картавцев И. С., Веселов В. И., Георгиевский О. В., Филин Ю. Н. Архикуб-изоконструктор трансформации формографики // Сборник трудов к международной научно-практической конференции «Экономически эффективные и экологически чистые инновационные технологии» (Москва, 18 декабря 2013 г.) / под редакцией В. А. Умнова. – Москва: РЭУ им. Г. В. Плеханова, 2013. – С. 156–160.
Клячин А. А., Клячин В. А., Григорьева Е. Г. Визуализация расчета формы поверхностей минимальной площади // Научная визуализация. – 2014. – Т. 6. – № 2. – С. 34–42.
Кознов Д. В., Ларчик Е. В., Терехов А. Н. Трансформация динамических представлений в предметно-ориентированном визуальном моделировании // Программирование. – 2015. – № 4. – С. 3–12.
Кравченко А. М., Семеренко И. П., Икама Д. Л. Моделирование и визуализация напряженно-деформированного состояния механических систем в условиях современной образовательной среды // Научный резерв. – 2019. – № 4 (8). – С. 92–98.
Крыловецкий А. А., Черников И. С. Реконструкция и распознавание объектов в системах компьютерного зрения // Телематика’2009: сборник трудов XVI Всероссийской научно-методической конференции (Санкт-Петербург, 22–25 июня 2009 г.). – Санкт-Петербург: СПбГУИТМО, 2009. – С. 314–315.
Ксенофонтов С. Ю. Способ трехмерной визуализации внутренней структуры исследуемого объекта в реальном времени. Патент № RU 2681348 C1, 06.03.2019. Заявка № 2018114616 от 19.04.2018.
Лиманова Н. И., Труханов А. С. Визуализация объектов компьютерной томографии // Наука без границ. – 2018. – № 5 (22). – С. 52–54.
Литвинова Ю. С., Максименко-Шейко К. В., Шейко Т. И. Аналитическая идентификация трехмерных геометрических объектов по информации о форме их сечений // Проблемы машиностроения. – 2017. – Т. 20. – № 1. – С. 45–51.
Логунова О. С., Андреев С. М., Гарбар Е. А., Маркевич А. В., Николаев А. А. Автоматизация научных исследований нарушения сплошности плоской поверхности: конструкционное решение программно-аппаратного комплекса // Электротехнические системы и комплексы. – 2020. – № 1 (46). – С. 54–59.
Орлов С. Г., Шабров Н. Н. Вершинный шейдер для визуализации деформируемой пластины // Научная визуализация. – 2016. – Т. 8. – № 2. – С. 1–14.
Осинцев А. В., Очков К. Ю. Визуализация перемещений и деформаций методом цифровой корреляции изображений // Научная визуализация. – 2016. – Т. 8. – № 2. – С. 15–23.
Остапов Д. С., Усатиков С. В. Программа для построения базы данных с обучающей выборкой для распознавания плоских изображений объектов природного происхождения, с качественной и количественной оценкой состояния поверхности единичных объектов и их массо-вого количества. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2016618408, 28.07.2016. Заявка № 2016615486 от 30.05.2016.
Парфентьев К. В., Гаврилов А. И. Построение моделей подстилающей поверхности на основе реконструкции данных мультиспектрального мониторинга // Интернет-журнал «Науковедение». – 2017. – Т. 9. – № 6. – URL: (дата обращения: 06.08.2020).
Супель А., Хвостов П. М., Игнатьев К. Е. Оценка эффективности проектирования трехмерных полигональных моделей как способа визуализации иллюстративной информации // Современные информационные технологии: сборник трудов по материалам 5-й Всероссийской научно-технической конференции (Москва, 27 сентября 2019 г.) / под редакцией В. М. Артюшенко, В. И. Воловач. – Москва: ООО «Научный консультант», 2019. – С. 115–120.
Филин Ю. Н., Кофанов А. В., Картавцев И. С., Картавцев Н. С. Проективографическое формообразование инфо-гиперкубов: теоретические и методические аспекты // Строительство: наука и образование. – 2015. – № 1. – URL: 2015/01/5_Filin.pdf (дата обращения: 06.08.2020).
Хан М. Д., Игнатенко А. В. Основанные на изображениях способ представления и визуализации трехмерного объекта и способ представления и визуализации анимированного объекта. Патент № RU 2216781 C2, 20.11.2003. Заявка № 2001118221/09 от 29.06.2001.
Багутдинов Р. А. Идея многоракурсной системы технического зрения для формирования 3D-моделей поверхности объекта в задачах разработки мобильных роботов // Программные системы и вычислительные методы. – 2017. – № 4. – С. 1–6.
Бастов Г. А. Технологии графической трансформации объектов в условиях использования компьютерной графики // Дизайн и технологии. – 2016. – № 51 (93). – С. 6–12.
Блохинов Ю. Б., Веркеенко М. С. Алгоритмы построения цифровых трехмерных моделей уникальных объектов // Известия РАН. Теория и системы управления. – 2011. – № 4. – С. 118–131.
Бубис Е. Л. Визуализация периода трансформации состояния поляризации в кристалле ис-ландского шпата (аналог опыта Умова) // Успехи современного естествознания. – 2008. – № 3. – С. 104.
Бугакова Т. Ю. Трехмерное моделирование деформации инженерного объекта методом сплайн-интерполяции // Вестник СГУГиТ. – 2019. – Т. 24. – № 3. – С. 96–105.
Бугакова Т. Ю., Борисов Д. А. Разработка методики определения пространственно-временного состояния техногенных объектов // Известия высших учебных заведений. Раздел Геодезия и аэрофотосъемка. – 2015. – № 5/С. – С. 246–250.
Бугакова Т. Ю., Шляхова М. М. 3D-моделирование и визуализация деформации поверхно-сти на примере купола Новосибирского планетария // Интерэкспо Гео-Сибирь. – 2015. – Т. 7. – С. 63–67.
Веселов В. И., Филин Ю. Н., Картавцев Н. С. Архитектурное построение формографики инфо-гиперкубов // Инновации: перспективы, проблемы, достижения: материалы III Международной научно-практической конференции (Москва, 14 мая 2015 г.) / под редакцией М. И. Ботова – Москва: Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова, 2015. – С. 273–280.
Вяткин С. И., Городилов М. А., Долговесов Б. С. Геометрическое моделирование и визуализация функционально заданных объектов на базе функций возмущения с использованием графических акселераторов // Научная визуализация. – 2010. – Т. 2. – № 3. – С. 22–49.
Галкин В. И., Анохин А. О., Галкин Е. В., Преображенский Е. В., Палтиевич А. Р. Способ получения 3-мерной модели поверхности объекта. Патент № RU 2427796 C1, 27.08.2011. Заяв-ка № 2009148280/28 от 25.12.2009.
Глаз А. Б., Тимухин А. А. Восстановление 3D поверхности лиц на базе исходных 2D изображений // Математические методы распознавания образов. – 2005. – Т. 12. – № 1. – С. 69–72.
Гниненко И. А. Разработка 3D моделей для лаборатории 3D визуализации и компьютерной графики // Сборник трудов межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов им. Е. В. Арменского (Москва, 17 февраля – 01 мар- та 2017 г.). – Москва: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2017. – С. 92–93.
Гора С. Ю., Довгаль В. М. Метод и инструментальные средства решения задачи сжатия изображений с использованием механизмов хаотической динамики // Ученые записки. Электронный научный журнал Курского государственного университета. – 2012. – № 4–2 (24). – С. 25–28.
Городничев М. Г., Гематудинов Р. А., Кухаренко А. М. О некоторых методах визуализации динамических 3D моделей // Экономика и качество систем связи. – 2018. – № 1 (7). – С. 18–29.
Григоров И. Г. Способ формирования изображения поверхности объекта. Патент № RU 2707980 C1, 03.12.2019. Заявка № 2019114912 от 16.05.2019.
Дерюгина Е. О., Борсук Н. А., Васина Е. В. Подход к реализации 3D-моделей эксклюзив-ных экспонатов музея по их фотографиям // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2019. – Т. 24. – № 7. – С. 48–55.
Дьяконов В. П. Энциклопедия компьютерной алгебры. – Москва: ДМК Пресс, 2010. – 1268 с.
Жиляков Е. Г., Лихошерстный А. Ю. Архитектура нейросети в задаче прецедентного распознавания объектов на изображениях с использованием частотных признаков // Вопросы радиоэлектроники. – 2013. – Т. 4. – № 1. – С. 35–45.
Журавлев Г. М., Теличко В. Г., Куриен Н. С., Гвоздев А. Е., Малий Д. В. Математическое моделирование разрушения элементов строительных конструкций под действием динамической нагрузки // Чебышевский сборник. – 2019. – Т. 20. – № 4 (72). – С. 372–386.
Задорожный А. Г. Вагин Д. В., Кошкина Ю. И. Введение в двумерную компьютерную графику с использованием библиотеки OpenGL. – Новосибирск: НГТУ, 2018. – 103 с.
Картавцев И. С., Веселов В. И., Георгиевский О. В., Филин Ю. Н. Архикуб-изоконструктор трансформации формографики // Сборник трудов к международной научно-практической конференции «Экономически эффективные и экологически чистые инновационные технологии» (Москва, 18 декабря 2013 г.) / под редакцией В. А. Умнова. – Москва: РЭУ им. Г. В. Плеханова, 2013. – С. 156–160.
Клячин А. А., Клячин В. А., Григорьева Е. Г. Визуализация расчета формы поверхностей минимальной площади // Научная визуализация. – 2014. – Т. 6. – № 2. – С. 34–42.
Кознов Д. В., Ларчик Е. В., Терехов А. Н. Трансформация динамических представлений в предметно-ориентированном визуальном моделировании // Программирование. – 2015. – № 4. – С. 3–12.
Кравченко А. М., Семеренко И. П., Икама Д. Л. Моделирование и визуализация напряженно-деформированного состояния механических систем в условиях современной образовательной среды // Научный резерв. – 2019. – № 4 (8). – С. 92–98.
Крыловецкий А. А., Черников И. С. Реконструкция и распознавание объектов в системах компьютерного зрения // Телематика’2009: сборник трудов XVI Всероссийской научно-методической конференции (Санкт-Петербург, 22–25 июня 2009 г.). – Санкт-Петербург: СПбГУИТМО, 2009. – С. 314–315.
Ксенофонтов С. Ю. Способ трехмерной визуализации внутренней структуры исследуемого объекта в реальном времени. Патент № RU 2681348 C1, 06.03.2019. Заявка № 2018114616 от 19.04.2018.
Лиманова Н. И., Труханов А. С. Визуализация объектов компьютерной томографии // Наука без границ. – 2018. – № 5 (22). – С. 52–54.
Литвинова Ю. С., Максименко-Шейко К. В., Шейко Т. И. Аналитическая идентификация трехмерных геометрических объектов по информации о форме их сечений // Проблемы машиностроения. – 2017. – Т. 20. – № 1. – С. 45–51.
Логунова О. С., Андреев С. М., Гарбар Е. А., Маркевич А. В., Николаев А. А. Автоматизация научных исследований нарушения сплошности плоской поверхности: конструкционное решение программно-аппаратного комплекса // Электротехнические системы и комплексы. – 2020. – № 1 (46). – С. 54–59.
Орлов С. Г., Шабров Н. Н. Вершинный шейдер для визуализации деформируемой пластины // Научная визуализация. – 2016. – Т. 8. – № 2. – С. 1–14.
Осинцев А. В., Очков К. Ю. Визуализация перемещений и деформаций методом цифровой корреляции изображений // Научная визуализация. – 2016. – Т. 8. – № 2. – С. 15–23.
Остапов Д. С., Усатиков С. В. Программа для построения базы данных с обучающей выборкой для распознавания плоских изображений объектов природного происхождения, с качественной и количественной оценкой состояния поверхности единичных объектов и их массо-вого количества. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2016618408, 28.07.2016. Заявка № 2016615486 от 30.05.2016.
Парфентьев К. В., Гаврилов А. И. Построение моделей подстилающей поверхности на основе реконструкции данных мультиспектрального мониторинга // Интернет-журнал «Науковедение». – 2017. – Т. 9. – № 6. – URL: (дата обращения: 06.08.2020).
Супель А., Хвостов П. М., Игнатьев К. Е. Оценка эффективности проектирования трехмерных полигональных моделей как способа визуализации иллюстративной информации // Современные информационные технологии: сборник трудов по материалам 5-й Всероссийской научно-технической конференции (Москва, 27 сентября 2019 г.) / под редакцией В. М. Артюшенко, В. И. Воловач. – Москва: ООО «Научный консультант», 2019. – С. 115–120.
Филин Ю. Н., Кофанов А. В., Картавцев И. С., Картавцев Н. С. Проективографическое формообразование инфо-гиперкубов: теоретические и методические аспекты // Строительство: наука и образование. – 2015. – № 1. – URL: 2015/01/5_Filin.pdf (дата обращения: 06.08.2020).
Хан М. Д., Игнатенко А. В. Основанные на изображениях способ представления и визуализации трехмерного объекта и способ представления и визуализации анимированного объекта. Патент № RU 2216781 C2, 20.11.2003. Заявка № 2001118221/09 от 29.06.2001.
Ключевые слова:
ассистирующая робототехническая система, 3D-изображение, трансформация изображения, цифровой куб для изображения, сжатие цифрового куба, композиция преобразований для послойной визуализации
Для цитирования:
Логунова О. С., Кухта Ю. Б., Ильина Е. А., Сагадиев С. Р., Николаев А. А., Вознюк М. О. Обработка информации в ассистирующей робототехнической системе: трансформация и визуализация // Вестник Череповецкого государственного университета. –2021. – № 1 (100). – С. 20–40. https://doi.org/10.23859/1994-0637-2021-1-100-2
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.