2006 Fiscal Year Annual Research Report
内部センシングに基づく柔軟物のリアリティベースモデリングに関する研究
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17206024
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
平井 慎一 立命館大学, 理工学部, 教授 (90212167)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 弘美 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (10268154)
鳥山 壽之 立命館大学, 理工学部, 教授 (30227681)
登尾 啓史 大阪電気通信大学, 総合情報学部, 教授 (10198616)
喜多 泰代 産業技術総合研究所, 情報技術研究部門, 主任研究員 (00356875)
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| Keywords | 柔軟物 / モデリング / 内部計測 / MRI / 三次元画像 / 変形場 / 非一様弾性体 / レオロジー変形 |
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| Research Abstract |
2006年度はMRIによる内部変形の計測,非一様な弾性物体のパラメータ同定,MSDモデルにおけるレオロジー変形特性の同定に関する研究を進めた.MRIによる内部変形の計測においては,MRIにより得られる三次元画像から特徴点を自動的に抽出し,個々の特徴点を追跡して変位を求め,内部変形場を計算する手法を確立した.特徴点抽出では三次元Harrisオペレータを提案した.特徴点追跡では,相関関数による候補の探索と新たに提案した調和強度(strength of matching)関数による候補の絞込みを実現した.得られる特徴点は三次元領域内に不均一に分散している.そこでドロネー四面体分割により特徴点の変位から領域全体の変形場を計算する手法を確立した.人体組織の計測結果に提案手法を適用し,内部変形を計算できることを確認した.アルゴリズムの検証のために,物体に埋め込んだマーカの移動を産業用CTスキャナで計測し,粘弾性物体に応力を加えた時の内部変形を計測した.非一様な弾性物体のパラメータ同定においては,FEモデルにおける個々の四面体に個別のラメの定数が与えられているとして,内部変形の計測から各四面体におけるパラメータを求める手法を考察した.MRI環境下では力・モーメントセンサの使用が困難であることを踏まえ,変形特性が既知の物体で対象物体に変形操作を行い,対象物体と既知物体の内部変形計測からパラメータを同定する手法を新たに提案した.さらに高速なパラメータ推定のために,空間的な逐次推定アルゴリズムを提案した.MSDモデルにおけるレオロジー変形特性の同定においては,モデルの動的な応答と実物体における力や変形量の時間推移を比較することにより,レオロジー変形パラメータを推定する手法を提案し,高い再現精度が得られることを実験的に確認した.また,レオロジーモデルを用いた乳房変形シミュレーションの結果を,MRI画像とX線画像を用いて検証する手法を検討した.
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