|
DOI: 10.14489/td.2025.01.pp.035-048
Кувшинников В. С., Ковшов Е. Е.
СИМУЛЯЦИЯ ЭФФЕКТА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ НЕРЕЗКОСТИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИРАДИОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ ОБЪЕКТОВ
с. (35-48)
Аннотация. Основными задачами при применении технологий виртуальной реальности в рамках программ подготовки квалифицированных специалистов по неразрушающему контролю являются развитие их профессиональных навыков, формирование устойчивых паттернов поведения, обеспечивающих неукоснительное соблюдение правил и требований промышленной безопасности, ясное целеполагание и уверенные действия в ходе активной практической деятельности. К важным факторам, учитываемым при проведении радиационного контроля, относится геометрическая нерезкость. Рассмотрено несколько подходов к симуляции эффекта нерезкости при получении результатов радиографического контроля цифровых двойников объектов. Предложен способ реализации на основе обработки вершин моделей с применением декомпозиции источника на концентрические контуры. Рассмотрены ограничения и допущения, позволяющие сократить объем видеопамяти, необходимый для обработки. Разработанный алгоритм формирования границ проекции позволяет добиться их характерной формы с учетом ориентации фокусного пятна источника излучения. Пользователю симулятора промышленного радиографического контроля предоставлен интерактивный инструмент для изучения связи его действий при настройке экспозиции с качеством полученных радиографических изображений.
Ключевые слова: виртуальная реальность, симулятор промышленной радиографии, компьютерные технологии, геометрическая нерезкость, гибкий детектор, математическое моделирование, неразрушающий контроль.
Kuvshinnikov V. S., Kovshov E. E.
GEOMETRICAL UNSHARPNESS EFFECT SIMULATION FOR DIGITAL TWINS OF OBJECTS' RADIOGRAPHIC IMAGING
pp. (35-48)
Abstract. The main objective in virtual reality technology application within the scope of training programs for qualified nondestructive testing (NDT) specialists is the development of their professional skills, formation of stable behaviour patterns that ensure strict compliance with the industrial safety rules and requirements, clear goal-setting and confident actions in the course of intensive practical activity. One of the important factors to consider when performing radiographic inspection is geometric unsharpness. The method of geometric unsharpness effect simulation in the interactive simulator of industrial radiographic inspection for the NDT specialists' professional skills development is proposed. Several approaches are considered for simulation of unsharpness effect for obtaining the results of radiographic inspection of objects' digital twins. A method of implementation based on model vertex processing using source decomposition into concentric contours is proposed. Restrictions and assumptions which allow to reduce the amount of video memory required for processing are considered. The developed algorithm of projection boundaries formation allows to achieve their specific shape with regard to the orientation of the radiation source focal spot. The user of the simulator of industrial radiographic inspection is provided with an interactive tool for studying the relationship between his actions during exposure setting and the quality of the acquired radiographic images.
Keywords: virtual reality, radiography simulator, computer technology, geometric unsharpness, flexible detector, mathematical modelling, nondestructive testing.
В. С. Кувшинников, Е. Е. Ковшов (АО «Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии – Атомстрой», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
, E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. S. Kuvshinnikov, E. E. Kovshov (Joint-Stock Company “Research and Development Institute of Construction Technology – Atomstroy”, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
, E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Ковшов Е. Е., Кувшинников В. С., Казаков Д. Ф. Применение моделей цифровых двойников при формировании радиографического изображения в среде виртуальной реальности // Контроль. Диагностика. 2023. Т. 26, № 9(303). С. 4 ‒ 15. DOI: 10.14489/td.2023.09.pp.004-015
2. ГОСТ Р 55776‒2013. Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2019. 16 с.
3. ГОСТ 7512–82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. Технические требования. М.: Изд-во стандартов, 1983. 18 с.
4. ГОСТ ISO 17636-1‒2017. Неразрушающий контроль сварных соединений. Радиографический контроль. Часть 1. Способы рентгено- и гаммаграфического контроля с применением пленки. Технические требования. М.: Стандартинформ, 2018. 32 с.
5. Marques M. A., Frere A. F., de Oliveira H. J. Q., et al. Computer Simulation of the Geometric Unsharpness Effect on Radiologic Images // Applications of Digital Image Processing XIX. SPIE. 1996. V. 2847. P. 609 ‒ 617.
6. Wu H., Wang Q., Wu Y., et al. A Correction Algorithm of Geometric Unsharpness for Neutron Radiographs Via Adaptive Fusion and Total Variation // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Sec. A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2024. V. 1066. P. 169599.
7. Baldo C. R., Probst G. M., Dewulf W. Performance Evaluation of an Image-Based Measurement Method Used to Determine the Geometric Errors of Cone-Beam CT Instruments // Advances in Industrial and Manufacturing Engineering. 2020. V. 1. P. 100004.
8. The Industry's Foundation for High Performance Graphics [Электронный ресурс] // The Khronos Group Inc: [сайт]. [13.07.2017]. URL: https://www.khronos.org/opengl/ (дата обращения: 08.09.2024).
9. Lengyel E. Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics. 3rd ed. Course Technology Press, 2012. 566 p.
10. Тюкачев Н. А., Хлебостроев В. Г. C#. Программирование 2D- и 3D-векторной графики: учеб. посоие. 4-е изд. СПб.: Лань, 2020. 317 с. + 1 эл. опт. диск (CD-ROM). (Учебники для вузов. Специальная литература) (Бакалавриат и специалитет). ISBN 978-5-8114-4754-1
11. Смирнов А. В., Косарина Е. И., Демидов А. А., Суворов П. В. Критерии оптимального режима неразрушающего контроля методом цифровой радиографии // Контроль. Диагностика. 2024. Т. 27, № 7. С. 4 – 14. DOI: 10.14489/td.2024.07.pp.004-014
12. Ковшов Е. Е., Кувшинников В. С. Формирование изображения объекта контроля на гибком детекторе в среде симулятора промышленной радиографии // Контроль. Диагностика. 2024. Т. 27, № 3. С. 23 – 34. DOI: 10.14489/td.2024.03.pp.023-034
13. Ковшов Е. Е., Кувшинников В. С., Казаков Д. Ф. Формирование рентгеновского изображения объекта неразрушающего контроля в среде виртуальной реальности // Контроль. Диагностика. 2021. Т. 24, № 8(278). С. 14 – 22. DOI: 10.14489/td.2021.08.pp.014-022
14. ГОСТ Р 50.05.07‒2018. Система оценки соответствия в области использования атомной энергии. Оценка соответствия в форме контроля. Унифицированные методики. Радиографический контроль. Технические требования. М.: Стандартинформ, 2018. 32 с.
15. ГОСТ 20426‒82. Контроль неразрушающий. Методы дефектоскопии радиационные. Область применения. М.: Изд-во стандартов, 1991. 25 с.
1. Kovshov E. E., Kuvshinnikov V. S., Kazakov D. F. (2023). The use of digital twins models while a radiographic image formation in a virtual reality environment. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 26 303(9), 4 ‒ 15. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2023.09.pp.004-015
2. Non-destructive radiation control. Terms and definitions. (2019). Ru Standard No. GOST R 55776‒2013. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
3. Non-destructive testing. Welded connections. Radiographic method. Technical requirements. (1983). Standard No. GOST 7512–82. Moscow: Izdatel'stvo standartov. [in Russian language]
4. Non-destructive testing of welded joints. Radiographic control. Part 1. Methods of X-ray and gammagraphic control using film. Technical requirements. (2018). International Standard No. GOST ISO17636-1‒2017. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
5. Marques M. A., Frere A. F., de Oliveira H. J. Q. et al. (1996). Computer Simulation of the Geometric Unsharpness Effect on Radiologic Images. Applications of Digital Image Processing XIX. SPIE, 2847, 609 ‒ 617.
6. Wu H., Wang Q., Wu Y. et al. (2024). A Correction Algorithm of Geometric Unsharpness for Neutron Radiographs Via Adaptive Fusion and Total Variation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 1066.
7. Baldo C. R., Probst G. M., Dewulf W. (2020). Performance Evaluation of an Image-Based Measurement Method Used to Determine the Geometric Errors of Cone-Beam CT Instruments. Advances in Industrial and Manufacturing Engineering, 1.
8. The Industry's Foundation for High Performance Graphics. (2017). The Khronos Group Inc. Retrieved from https://www.khronos.org/opengl/ (Accessed: 08.09.2024).
9. Lengyel E. (2012). Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics. 3rd ed. Course Technology Press.
10. Tyukachev N. A., Hlebostroev V. G. (2020). C#. Programming 2D and 3D vector graphics: textbook. 4th ed. Saint Petersburg: Lan'. [in Russian language] ISBN 978-5-8114-4754-1
11. Smirnov A. V., Kosarina E. I., Demidov A. A., Suvorov P. V. (2024). Criteria for the optimal mode of non-destructive testing by digital radiography. Kontrol'. Diagnostika, 27(7), 4 – 14. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2024.07.pp.004-014
12. Kovshov E. E., Kuvshinnikov V. S. (2024). Testing object image generation on flexible detector in the industrial radiography simulator environment. Kontrol'. Diagnostika, 27(3), 23 – 34. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2024.03.pp.023-034
13. Kovshov E. E., Kuvshinnikov V. S., Kazakov D. F. (2021). Radiographic image of a non-destructive testing object generation in a virtual reality environment. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 24 278(8), 14 – 22. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2021.08.pp.014-022
14. Conformity assessment system in the field of nuclear energy use. Conformity assessment in the form of control. Unified methods. Radiographic control. Technical requirements. (2018). Ru Standard No. GOST R 50.05.07‒2018. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
15. Non-destructive testing. Radiation flaw detection methods. Scope of application. (1991). Standard No. GOST 20426‒82. Moscow: Izdatel'stvo standartov. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2025.01.pp.035-048
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2025.01.pp.035-048
and fill out the form
.
|
Текущий номер
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»