Fotorealistik dijital ikiz ile sanal gerçeklik entegrasyonu ve yapısal denetimde kullanımı
Integration of photorealistic digital twin with virtual reality and its use in structural inspection
Yazar: ABDURAHMAN YASİN YİĞİT
Danışman: PROF. DR. MURAT UYSAL
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Sanal gerçeklik = Virtual reality ; Sayısal fotogrametri = Digital photogrametry ; Sayısal ikiz = Digital twin

Özet:
Dijital ikiz teknolojisi son yıllarda önemli bir ivme kazanmış ve çeşitli amaçlar için giderek daha popüler hale gelmiştir. Dijital ikiz, canlandırma, izleme ve kestirimci bakım dahil olmak üzere çeşitli amaçlar için fiziksel bir nesnenin sanal bir temsilini oluşturma sürecidir. Dijital ikiz oluşturmanın temel zorluklarından biri, temsil edilen fiziksel nesne hakkında doğru ve güncel 3B veriler elde etmektir. Fiziksel nesne hakkında gerçek dokusal bilgiler de dahil olmak üzere 3B verileri toplamada en uygulanabilir yöntem fotogrametridir. Fotogrametri yöntemi kullanılarak fotorealistik 3B modellerden üretilen dijital ikizler en uygun çözümleri belirlemek için kullanılabilir. Özellikle maliyetli yerinde incelemeler yerine yapısal denetimlerde fotorealistik dijital ikizlerin kullanılması alternatif bir yöntem oluşturmaktadır. Bu yöntemle elde edilen dijital ikizlerin sanal gerçeklik teknolojileri ile entegrasyonu ile özellikle sanal ortamda interaktif denetimlere ve analizlere imkân vermektedir. Bu sayede dijital ikizlerin daha etkili bir şekilde kullanılması kolaylaşmakta ve fiziksel nesnelerin daha etkileşimli ve ayrıntılı bir şekilde incelenmesi sağlanmaktadır. Bu tezde, fotorealistik 3B model ile fiziksel nesnenin diğer yapısal bilgilerinin entegre edilmesiyle oluşturulan dijital ikiz, sanal gerçeklik teknolojileriyle entegre edilerek farklı inceleme perspektifleri sunulmaktadır. Geleneksel denetim yöntemlerine göre daha hızlı ve daha verimli olan bu yöntemler, özellikle yapısal denetimlerde hasar analizleri için önemlidir. Önerilen metodoloji farklı yapı türleri üzerinde test edilmiştir. Sonuç olarak, fotogrametrik 3B model ve otomatik olarak tespit edilen çatlaklar birleştirilerek bir hasarla arıtılmış dijital ikiz (3B model+çatlak) oluşturulmuştur. Ayrıca yapısal denetimlere farklı bir bakış açısı sunmak için termal fotoğraflar ile izleme ve inceleme çalışması da yapılmıştır. Üretilen dijital ikizler sanal gerçeklik ortamında farklı kullanıcılara aktarılarak etkileşimli çevrimiçi denetimlere olanak sağlanmış ve yerinde yapısal denetimlere alternatif bir çözüm sunulmuştur.

Abstract:
One Digital twin technology has gained significant momentum in recent years and has become increasingly popular for a variety of purposes. Digital twin is the process of creating a virtual representation of a physical object for a variety of purposes, including animation, monitoring, and predictive maintenance. One of the primary challenges associated with the creation of a digital twin is the accurate and timely acquisition of 3D data about the physical object in question. The most applicable method for the collection of 3D data, including the acquisition of real textural information about the physical object in question, is photogrammetry. Digital twins generated from photorealistic 3D models using photogrammetry can be employed to ascertain optimal solutions. In particular, the utilisation of photorealistic digital twins in structural inspections in lieu of costly on-site inspections represents an alternative methodology. The incorporation of digital twins derived from this methodology with virtual reality technologies facilitates interactive inspections and analyses, particularly within a virtual environment. In this manner, digital twins can be utilized in a more efficacious manner, and physical objects can be examined in a more interactive and detailed way. This thesis presents a methodology for integrating digital twins, which are created by integrating photorealistic 3D models with other structural information about physical objects, with virtual reality technologies. This integration allows for the presentation of different inspection perspectives. These methods, which are more rapid and efficient than traditional inspection methods, are particularly valuable for damage analysis in structural inspections. The proposed methodology was subjected to testing on a variety of structural types. Consequently, a refined digital twin (3D model + crack) representing damage is generated by combining the photogrammetric 3D model and automatically detected cracks. Furthermore, a monitoring and inspection study utilising thermal images by UAV was conducted to provide an alternative perspective on structural inspections. The digital twins were then conveyed to disparate users in a virtual reality setting, thereby facilitating interactive online inspections and offering an alternative to on-site structural inspections.