АННОТАЦИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 9
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ 10
1 Введение в предметную область 11
1.1 Обзор методов реконструкции 11
1.2 Обоснование выбора метода реконструкции 13
1.3 Фотограмметрия 14
1.4 Теория трёхмерной реконструкции 15
1.5 Триангуляция 15
1.6 Эпиполярная геометрия 20
1.7 Существенная и фундаментальная матрицы 22
1.8 Область применения фотограмметрии 23
1.9 Обнаружение ключевых точек на изображении 25
2 Выбор библиотек для трехмерной реконструкции 25
2.1 Обзор библиотек трехмерной реконструкции 25
2.2 Сравнение библиотек для трехмерной реконструкции
2.3 Обзор библиотеки OpenMVS 29
2.4 Модули OpenMVS 29
2.5 Обзор методов сравнение трехмерных сеток 31
2.6 Сравнения двух облаков точек 34
2.7 Сравнения облака точек и трехмерной сетки 35
3 Программная реализация 36
3.1 Выбор платформы 36
3.2 Архитектура системы 36
3.3 Генерация разряженной сетки 37
3.4 Генерация плотной сетки 38
3.5 Сравнение сеток 42
4 Результат 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 47
ПРИЛОЖЕНИЕ А 48
Производство деталей в автомобильной и авиационной промышленности требует постоянного контроля размеров деталей для поддержки качества, в следствие этого постоянно ужесточаются и развиваются методы контроля выпускаемой продукции. Контроль продукции - это процесс, который позволяет выявить, соответствует ли готовое изделие требованиям к выпускаемой продукции, часто он требует значительных временных затрат и может увеличить стоимость изделия, однако, он также позволяет уменьшить количество брака на ранних стадиях производства, что позволит окупить затраты на разработку средств измерительной оснастки. Разработка измерительной оснастки требует времени сравнительного с разработкой основной оснастки (пресс-формы, штампа детали). В легковом автомобиле более 1000 деталей, для которых используется сложная измерительная оснастка и более 10.000 деталей с простой измерительной оснасткой. В современном производстве стоимость измерительной оснастки составляет в среднем 20% стоимости основной оснастки (до 1 млн. евро для сложных штампованных деталей). Таким образом необходим комплексный продукт, который способен быстро и дешево перенастраиваться под различные детали.
Представленный комплекс (см. Рисунок 1) поможет решить следующие проблемы:
• Отказаться от разработки и изготовления новой измерительной оснастки для нового автомобиля
• Оптический метод измерения позволяет выполнять быструю перенастройку комплекса для измерения других деталей, что позволяет уменьшить количество измерительных комплексов на всем производстве и увеличить количество измеряемых деталей
• Комплекс позволяет значительно снизить сроки и стоимость разработки измерительной оснастки для новых деталей
• Использование моделей коробления позволяет создать реальную цифровую геометрию детали
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
Ставится задача получения универсального программного продукта, способного по фотографиям, оценивать качество изделия с учетом реальной геометрии измеряемой детали.
Характеристики программного продукта:
• Возможность калибровки комплекса
• Перенастройка на новую деталь
• Скорость измерения 1-5 минут
• Создание реальной цифровой геометрии детали на основе измерений
• Автоматическое получение результатов для ключевых характеристик, перепадов и сечений
Решение поставленной задачи осуществляется в 5 этапов:
1. Выбор метода сканирования
2. Разработка архитектуры системы
3. Выбор платформы реализации
4. Программная реализация модулей
a. Модуль трехмерной реконструкции
b. Модуль сравнения моделей
5. Тестирование системы
В рамках выпускной квалификационной работы разработан программный комплекс, позволяющий получить трехмерную реконструкцию по фотографиям с последующим сравнением полученной модели с эталонной. Данный программный комплекс показал свою работоспособность, а значит, после доработки, его возможно внести в производственный цикл предприятия, что позволит значительно сократить денежные вложения, время подготовки новой оснастки и скорость обработки деталей на производстве.
