Построение трехмерной модели морского дна воксельным методом

Автор: Бобков В.А., Кудряшов А.П.

Журнал: Подводные исследования и робототехника @jmtp-febras

Рубрика: Модели, алгоритмы и программные средства

Статья в выпуске: 2 (22), 2016 года.

Бесплатный доступ

Для трехмерной реконструкции подводной сцены используется множественный набор карт глубин, получаемых с помощью стереоизображений. Данные стереоизображения получены откалиброванной видео стереокамерой, для которой известны внутренние и внешние параметры. Для реконструкции используется воксельный подход, подразумевающий перевод имеющихся карт глубин в единое воксельное пространство сцены. Каждый воксель представляет собой значение неявной функции, накапливаемой по мере добавления туда новых видов. Используя диффузное размытие можно получить усредненные значения функции в соседних пустых вокселях. Результирующая поверхность формируется с помощью алгоритма марширующих кубиков. Алгоритмическая база служит повышению вычислительной производительности метода и качеству генерируемой триангуляционной модели. Использование метода индексной карты в виде текстуры позволило избежать многочисленных переборов, что ускорило работу воксельного алгоритма на порядок. Использование разных уровней октантного дерева для диффузного размытия значений неявной функции позволяет быстро и правдоподобно зашивать большие дыры в модели. Рассмотрена вычислительная схема многопроцессорной обработки данных, основанная на реализации двухуровневого параллелизма.

Еще

Воксельное пространство, трехмерная реконструкция, триангуляционная оболочка, зашивка дыр, марширующие кубики, параллельные вычисления

Короткий адрес: https://readera.ru/14339944

IDR: 14339944

Список литературы Построение трехмерной модели морского дна воксельным методом

  • Curless B., Levoy M. A Volumetric Method for Building Complex Models from Range Images//Computer Graphics: Proc. of the 23rd annual conf. on Comp. graphics and interactive techniques. New Orleans, USA, 1996. P. 303-312. P. 303-312.
  • Stoyanov T., Mojtahedzadeh R., Andreasson H., Achim J. Comparative evaluation of range sensor accuracy for indoor mobile robotics and automated logistics applications//Robotics and Autonomous Systems. 2013. Vol. 61. Issue 10. P. 1094-1105.
  • Johnson-Roberson M., Pizarro O., Williams S.B., Mahon I. Generation and visualization of large-scale three-dimensional reconstructions from underwater robotic surveys//Journal of Field Robotics, Special Issue: Three-Dimensional Mapping. 2010. Vol. 27. Part 3. Issue 1. Pp. 21-51.
  • Seitz S., Curless B., Diebel J., Scharstein D., Szeliski R. A Comparison and Evaluation of Multi-View Stereo Reconstruction Algorithms: Vision and Pattern Recognition//IEEE Computer Society Conference. 2006. Vol. 1. P. 519-526.
  • Davis J., Marschner S.R., Garr M., Levoy M. Filling holes in complex surfaces using volumetric diffusion//First International Symposium on 3D Data Processing: Visualization, and Transmission. Padua, Italy, 2002. P. 34-45.
  • Podolak J., Rusinkiewicz S. Atomic Volumes for Mesh Completion//Symposium on Geometry Processing. Vienna, Austria, 2005.
  • Kumar A., Shih A.M. Hole Patching in Unstructured Mesh Using Volumetric Diffusion//19th International Meshing Roundtable. Pennsylvania, USA: Springer-Verlag, 2010. P. 224-241.
  • Бобков В.А., Кудряшов А.П. Воксельный метод построения триангуляционной поверхности по множеству видов//Информатика и системы управления. 2012. №2. С. 31-38.
  • Кудряшов А.П., Черкашин А.С. Построение единой триангуляционной поверхности по набору видов с зашивкой дыр//Информатика и системы управления. 2015. №1. С. 36-40.
Еще
Статья научная