Abstract
The article presents the results of an initial research on the development of software for information pro- cessing in an assisting robotic system. The aim of the study is to synthesize a set of algorithms that allow transforming a digital cube, corresponding to its compression and stretching at any angle to the surface with a given force, and visualiz- ing the results of the transformation in a volumetric form and in any plane section. The work presents the solution of problems: the formation of a 3D image in the form of a digital cube with the possibility of its stratification along a dis- crete grid; consolidation of information during transformation and visualization of a virtual object, formation of a scheme of correspondence between the actions of a specialist, an expert and a robotic system. The work was carried out in 2019-2020. As a result of the research, the following were designed and developed: a general concept of an assisting robotic system, a software module for transformation and visualization of a quasi-cube of a virtual object. The direc- tions of the system development are determined.
Keywords
assisting robotic system, 3D image, image transformation, digital cube for an image, compression of a digi- tal cube, composition of transformations for layer-by-layer visualization.
1. Han, M.D. Osnovannye na izobrazheniyah sposob predstavleniya i vizualizacii trekhmernogo ob"ekta i spo-sob predstavleniya i vizualizacii animirovannogo ob"ekta. / M.D. Han, A.V. Ignatenko Patent na izobretenie RU 2216781 C2, 20.11.2003. Zayavka № 2001118221/09 ot 29.06.2001.
2. Grigorov, I.G. Sposob formirovaniya izobrazheniya poverhnosti ob"ekta. Patent na izobretenie RU 2707980 C1, 03.12.2019. Za- yavka № 2019114912 ot 16.05.2019.
3. Veselov V.I.1, Filin YU.N.2, Kartavcev N.S. Arhitekturnoe postroenie formografiki info-giperkubov // Innovacii: perspektivy, problemy, dostizheniya. 2015. S. 273-280.
4. Supel' A.1, Hvostov P.M.1, Ignat'ev K.E. Ocenka effektivnosti proektirovaniya trekhmernyh poligonal'-nyh modelej kak sposoba vizualizacii illyustrativnoj informacii // Sovremennye informacionnye tekhno-logii: sb. tr. po . 5-ya Vser. nauch.-tekhn. konf, M.: OOO «Nauchnyj konsul'tant», 2019. S. 115-120.
5. Ostapov D.S., Usatikov S.V. Programma dlya postroeniya bazy dannyh s obuchayushchej vyborkoj dlya raspozna-vaniya ploskih izobrazhenij ob"ektov prirodnogo proiskhozhdeniya, s kachestvennoj i kolichestvennoj ocenkoj sostoyaniya poverhnosti edinichnyh ob"ektov i ih massovogo kolichestva. Svidetel'stvo o registracii pro-grammy dlya EVM RU 2016618408, 28.07.2016. Zayavka № 2016615486 ot 30.05.2016.
6. Aleksanyan G.K., SHCHerbakov I.D., Kucher A.I. Programma vizualizacii vnutrennih struktur issleduemogo ob"ekta metodom elektroimpedansnoj tomografii (Vizualizaciya 3D-EIT1). Svidetel'stvo o registracii pro-grammy dlya EVM RU 2018666295, 13.12.2018. Zayavka № 2018662721 ot 13.11.2018.
7. Ksenofontov S. YU. Sposob trekhmernoj vizualizacii vnutrennej struktury issleduemogo ob"ekta v real'-nom vremeni. Patent na izobretenie RU 2681348 C1, 06.03.2019. Zayavka № 2018114616 ot 19.04.2018
8. Blohinov YU.B., Verkeenko M.S. Algoritmy postroeniya cifrovyh trekhmernyh modelej unikal'nyh ob"ek-tov. Izvestiya Ros- sijskoj akademii nauk. Teoriya i sistemy upravleniya. 2011. № 4. S. 118-131.
9. Galkin V.I., Anohin A.O., Galkin E.V., Preobrazhenskij E.V., Paltievich A.R. Sposob polucheniya 3-mernoj modeli poverhnosti ob"ekta. Patent na izobretenie RU 2427796 C1, 27.08.2011. Zayav-ka № 2009148280/28 ot 25.12.2009.
10. Gorodnichev M.G., Gematudinov R.A., Kuharenko A.M. O nekotoryh metodah vizualizacii dinamicheskih 3D modelej // Ekonomika i kachestvo sistem svyazi. 2018. №1(7). S 18-29.
11. ZHilyakov E.G., Lihosherstnyj A.YU. Arhitektura nejroseti v zadache precedentnogo raspoznavaniya ob"ek-tov na izobrazheni- yah s ispol'zovaniem chastotnyh priznakov // Voprosy radioelektroniki. 2013. T. 4. № 1. S. 35-45.
12. Limanova N.I., Truhanov A.S. Vizualizaciya ob"ektov komp'yuternoj tomografii //Nauka bez granic. 2018. № 5 (22). S. 52-54.
13. Bagutdinov R.A. Ideya mnogorakursnoj sistemy tekhnicheskogo zreniya dlya formirovaniya 3D-modelej po-verhnosti ob"ekta v zadachah razrabotki mobil'nyh robotov //Programmnye sistemy i vychislitel'nye meto-dy. 2017. № 4. S. 1-6.
14. Logunova O.S., Andreev S.M., Garbar E.A., Markevich A.V., Nikolaev A.A. Avtomatizaciya nauchnyh issledo-vanij narusheni- ya sploshnosti ploskoj poverhnosti: konstrukcionnoe reshenie programmno-apparatnogo kom-pleksa // Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy. 2020. № 1 (46). S. 54-59.
15. Litvinova YU.S., Maksimenko-SHejko K.V. // Analiticheskaya identifikaciya trekhmernyh geometricheskih ob"ektov po infor- macii o forme ih sechenij. Problemy mashinostroeniya. 2017. T. 20. № 1. S. 45-51.
16. Glaz A.B., Timuhin A.A. Vosstanovlenie 3d poverhnosti lic na baze iskhodnyh 2D izobrazhenij // Matema-ticheskie metody raspoznavaniya obrazov. 2005. T. 12. № 1. S. 69-72.
17. Filin YU.N., Kofanov A.V. i dr. Proektivograficheskoe formoobrazovanie info-giperkubov: teoretiche-skie i metodicheskie aspekty // Stroitel'stvo: nauka i obrazovanie. 2015. № 1. S. 5.
18. ZHuravlev G.M., Telichko V.G., Kurien N.S. i dr. Matematicheskoe modelirovanie razrusheniya elementov stroitel'nyh kon- strukcij pod dejstviem dinamicheskoj nagruzki // CHebyshevskij sbornik. 2019. T. 20. № 4 (72). S. 372-386.
19. Bubis E.L. Vizualizaciya perioda transformacii sostoyaniya polyarizacii v kristalle islandskogo shpata (analog opyta umova) // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2008. № 3. S. 54.
20. Gninenko I.A. Razrabotka 3D modelej dlya laboratorii 3D vizualizacii i komp'yuternoj grafiki //Sb. tr. mezhvuz. nauch.-tekhn. konf. studentov, aspirantov i molodyh specialistov im. E.V. Armenskogo, M:. Izd-vo NIU VSHE.
21. Osincev A.V., Ochkov K.YU. Vizualizaciya peremeshchenij i deformacij metodom cifrovoj korrelyacii izob-razhenij // 2016 . T. 8. № 2. S. 15-23.
22. Bugakova T.YU. Trekhmernoe modelirovanie deformacii inzhenernogo ob"ekta metodom splajn-interpolyacii // Vestnik SGUGIT (Sibirskogo gosudarstvennogo universiteta geosistem i tekhnologij). Novo-sibirsk. 2019. S. 96-105.
23. Kravchenko A.M., Semerenko I.P., Ikama D.L. Modelirovanie i vizualizaciya napryazhenno- deformirovan-nogo sostoyaniya mekhanicheskih sistem v usloviyah sovremennoj obrazovatel'noj sredy //Nauchnyj rezerv. 2019. № 4 (8). S. 92-98.
24. Bugakova T.YU., SHlyahova M.M. 3D-modelirovanie i vizualizaciya deformacii poverhnosti na primere kupola novosibirskogo planetariya // INTEREKSPO GEO-SIBIR'. Novosibirsk. 2015. T.5. S. 63-67.
25. Orlov S.G., SHabrov N.N. Vershinnyj shejder dlya vizualizacii deformiruemoj plastiny // Nauchnaya vizu-alizaciya. 2016 . T. 8. № 2. S. 1-14.
26. Gora S.YU., Dovgal' V.M. Metod i instrumental'nye sredstva resheniya zadachi szhatiya izobrazhenij s is-pol'zovaniem mekhan- izmov haoticheskoj dinamiki // Uchenye zapiski. Elektronnyj nauchnyj zhurnal kurskogo gosudarstvennogo universiteta. 2012. № 4- 2 (24). S. 25-28.
27. Deryugina E.O., Borsuk N.A., Vasina E.V. Podhod k realizacii 3D-modelej eksklyuzivnyh eksponatov muzeya po ih fotografi- yam // Elektromagnitnye volny i elektronnye sistemy. M.: «Radiotekhnika». T. 24. № 7. S. 48-55.
28. Koznov D.V., Larchik E.V.1, Terekhov A.N. Transformaciya dinamicheskih predstavlenij v predmetno-orientirovannom vi- zual'nom modelirovanii // Programmirovanie. 2015 . № 4. S. 3-12.
29. Kartavcev I.S., Veselov V.I. Arhikub-izokonstruktor transformacii formografiki // Konomicheski ef-fektivnye i ekologicheski chistye innovacionnye tekhnologii: sb. tr. mezhdun. nauch.-prakt. konf., M:. Izd-vo Rossijskij ekonomicheskij universitet imeni G.V. Plekhanova. S. 156-160.
30. Bugakova T.YU., Borisov D.A. Razrabotka metodiki opredeleniya prostranstvenno-vremennogo sostoyaniya tekhnogennyh ob"ektov //Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Geodeziya i aerofotos"emka. 2015. № S5. S. 246-250.
31. Klyachin A., Klyachin V., Grigor'eva E. Vizualizaciya rascheta formy poverhnostej minimal'noj ploshchadi //Nauchnaya vizual- izaciya. 2014. T. 6. № 2. S. 34-42.
32. Simonov E.N., Prohorov A.V., Akinceva A.V. Matematicheskoe modelirovanie rekonstrukcii ob"emnyh izob-razhenij v rent- genovskoj komp'yuternoj tomografii s primeneniem golograficheskih metodov // Vestnik YUzh-no-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Matematicheskoe modelirovanie i programmirovanie. 2019. T.12. № 3. S. 102-114.
33. Vyatkin S.I., Gorodilov M.A., Dolgovesov B.S. Geometricheskoe modelirovanie i vizualizaciya funkcio-nal'no zadannyh ob"ektov na baze funkcij VOZMUSHCHENIYA S ispol'zovaniem graficheskih akseleratorov //Nauchnaya vizualizaciya. 2010. T. 2. № 3. S. 22-49.
34. Parfent'ev K.V., Gavrilov A.I. Postroenie modelej podstilayushchej poverhnosti na osnove rekonstrukcii dannyh mul'tispek- tral'nogo monitoringa // Internet-zhurnal Naukovedenie. 2017. T. 9. № 6. S. 141.
35. Bastov G.A. Tekhnologii graficheskoj transformacii ob"ektov v usloviyah ispol'zovaniya komp'yuternoj grafiki // Dizajn i tekhnologii. 2016. № 51 (93). S. 6-12.
36. CHernikov I.S., Kryloveckij A.A. Rekonstrukciya i raspoznavanie ob"ektov v sistemah komp'yuternogo zre-niya. Telematika 2009: sb. tr. XVI Vseros. nauch.-metod. konf. Sankt-Peterburg. Izd-vo: Sankt-Peterburgskij gos. un-t informac. tekhnologij, mekhan- iki i optiki, 2009. S. 314-315.
Sagadiev S., Ilina E.A., Logunova O.S., Kuhta YU.B. and Nikolaev A.A. (2020) Consolidation of information for assisting robotech- nical system: transformation and visualization. Software of systems in the industrial and social fields. 8 (1): 31-38. DOI: 10.18503/2306-2053-2020-8-1-31-38