2015 Fiscal Year Research-status Report
リバースエンジニアリング技術を援用した型紙生成アルゴリズムの研究
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26420211
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
篠田 淳一 明治大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (60266880)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
萩原 一郎 明治大学, 公私立大学の部局等, 教授 (50282843)
ディアゴ ルイス・アリエル 明治大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (20467020)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | リバースエンジニアリング / 折紙工学 / 可展面 / 幾何学 / ３Dプリンター / メッシュ / STL / 画像データ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2次元画像データや点群データ、メッシュモデルから2次元のペーパークラフト用の型紙（パターン）を生成する一連のアルゴリズムの中で、ストリップと呼ばれる、パターンの一部を構成する、三角形要素を連結させた構造は、パターン生成の上で非常に重要なものとなっている。例えば、この構造がジグザグになっているとこれらを合成してできる各パターン自体の形状が悪くなり、実物モデル作成の際に支障をきたす。ここでの研究では、ストリップの形状を良好にするために、元のエッジ上に新たに点の挿入を行っている。ここで言う新しい点は、測地線と与えられたメッシュエッジとの交点として定義されるものである。セグメントの境界の接続領域において局所的なリメッシュが、前述の交点と元々のメッシュの頂点を用いて実現される。例えば、球面モデル等に対してスムーズな境界線が得られることが確認できた。また、ストリップの生成に関しては、ある種のらせん構造を用いる手法も開発した。これは、与えられたメッシュセグメント内の三角形要素の層を用いるものであり、まずメッシュセグメントの任意に選択された境界点を含む第1層に始まり、これに続いて次々に、1つ前の層の境界点を用いて層を形成していく。この操作は、層を形成するための境界点が見つからなくなるまで続けられる。モアイ像などのメッシュモデルを用いてアルゴリズムの有効性を確認することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ノイズの多いデータに対する、面生成、メッシュ生成、簡略化、シャープな線の再生、メッシュの良好化といった処理のシステム化、曲面の種類の同定によるセグメンテーション技術の高度化及び特徴線抽出による可展面への分割技術、糊代の出力アルゴリズム、及び良好なストリップ構造を生成するアルゴリズムについては、ほぼ順調に進み内容的には終了している。残っているのは、計測点群データから、並列処理を適用して効率よく精度の良いパターンを生成するアルゴリズムを構築するところと、スケッチ画像からパターンを生成するアルゴリズムを構築するところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、前年度までの研究成果を踏まえて、特に、スケッチ画像からメッシュや点群データを生成し、実物モデルを生成するアルゴリズムを開発する。研究代表者らのグループでは、過去に、写真で撮影された画像データから、光の効果を利用して奥行の情報を抽出するアルゴリズムの研究や1枚の2次元画像から対象となる物体の輪郭を抽出し、そこからその物体の骨組み構造を生成し、さらにその骨組み構造を用いて３D化する研究を行っている。ここでは、それらの技術を援用する。また、計測データから２Dのパターンを生成する場合、現状では処理速度の問題があるため、メッシュの簡略化を行い、要素数を減らす処理を行っていた。この場合、特徴の欠落等の問題が生じる可能性があった。それらを解決し、精度の良い２Dパターンを生成するためには、細かく要素数の多いメッシュに対して、高速な処理を行う必要がある。ここでは、GPUを利用した並列処理のアルゴリズムを構築し、その問題を解決する。研究代表者らのグループでは、点群から陰関数を用いて３D構造を再構築するCSRBF（Compactly Radial Basis Functions）法に現れる大規模行列に対して、並列処理を行うためのプリコンディショニングの研究等を行っており、ここでは、前述の成果を踏まえて、メッシュの処理においてどのようなプリコンディショニングが最適かということについての考察を行い、アルゴリズムを構築する。さらに、前年度までの研究及び上記の研究をまとめたプロトタイプを作成し、トータルシステムとしての評価を行う。
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| Causes of Carryover |
少額で該当するものが無かったため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品費に繰り込む
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[Presentation] Folding origami by two robotic fingers2015
Author(s)
P. T. Thai, L. A. Diago, Hoan T. T. Nguyen, J. Shinoda, I. Hagiwara
Organizer
ASME 2015 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference
Place of Presentation
Boston, Massachusetts, USA
Year and Date
2015-08-02 – 2015-08-05
Int'l Joint Research
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