2021 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical Analysis on Trimmed Surface Connection and Generation of high-quality Trimmed Surface from Measured Point Data
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19H02048
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
三浦 憲二郎 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (50254066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶原 健司 九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 教授 (40268115)
井ノ口 順一 筑波大学, 数理物質系, 教授 (40309886)
臼杵 深 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (60508191)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | トリム曲面 / リバースエンジニアリング / レーザスキャナ / 外装設計 / 自由曲面 / 画像処理 / メッシュモデル / キャラクタライン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自動車の外装設計に用いられている自由曲面には滑らかで美しく高品質であることが要求される．実車のCADモデルには，４辺形パッチをパラメータ空間で切り抜いたトリム曲面がほぼ必ず使われている．しかしながら，実務でのニーズが強いにもかかわらずトリム曲面に関する理論的研究はほとんどなされていない．このためトリム曲面は現場のノウハウでモデリングされ，設計工学における形状モデリング研究が実務にまったく貢献できていない．
そこで，本研究では，画像処理を援用することで三次元測定データから生成されたメッシュモデルをB-spline曲面によって高精度に近似する手法を提案する．自動車外装などの自由曲面に対しては未だに実用化がされていない．この理由として，自動車外装などの再現にはトリム曲面と呼ばれる，曲面の四辺形パッチを一度生成しその後不要な部分を取り除いて作られる複雑な曲面が用いられていることが挙げられる．
本研究の提案手法では，トリム曲面に用いられるB-spline曲面によってメッシュモデルの近似を高い精度で行うために，最初にメッシュモデルから法線方向を計算し，その情報をRGB画像に変換を行った．作成された画像にフィルタ処理を行うことで曲面のノイズ低減や特徴の抽出などを行うことができた．また，画像処理によって得られた法線方向情報とメッシュモデルの頂点位置を用いてB-spline曲面の近似計算を行う式を提案した．
提案手法では，従来の最小二乗法のみによる曲面近似と比較してメッシュ頂点と曲面の距離の誤差を小さくすること，曲率分布の再現度を高めることができた．加えて，メッシュモデルのUVマップをキャラクタラインに沿って回転させることで，従来よりも特徴形状の再現を高精度に行うことができた．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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