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4次元幾何計算の数値的安定化とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 10450040
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工学基礎
研究機関東京大学

研究代表者

杉原 厚吉  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40144117)

研究分担者 稲垣 宏  豊田工業高等専門学校, 情報工学科, 助教授 (40213110)
西田 徹志  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80302751)
速水 謙  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20251358)
今井 敏行  和歌山大学, システム工学部, 助教授 (90213214)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2000年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1999年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1998年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
キーワード4次元凸包 / ドロネー図 / 結晶ボロノイ図 / 厳密計算 / 遅延評価 / 障害物回避経路 / 整数帰着法 / 記号摂動法 / ボロノイ図 / ドロネー分割 / 四面体メッシュ / 球面分割 / 記号慎動法
研究概要

本年度の研究実績は次のとおりである.
1.今までに本研究で設計・実装してきた4次元凸包の構成アルゴリズムを応用して,3次元の基本的幾何図形のロバストな計算法を構成した.この中には,3次元ドロネー図3次元ラゲールドロネー図,'3次元最遠点ドロネー図,3次元最遠点ラゲールドロネー図,およびこれらの双対である各種3次元ボロノイ図が含まれる.これらのうち,各種ドロネー図は十分なロバスト性が確認できたので,ウェブページを通してソースコードを公開した.
2.実装した4次元凸包の計算時間をさらに短縮するために,遅延評価を用いた加速法を再検討した.加速の基本アイデアは,まず浮動小数点方式で計算し,精度が不足だとわかったら多倍長計算に切り替えるという方針である.ここで精度不足か否かをていねいに判定すると多倍長計算は減らせるが,判定に時間がかかる.逆に,粗く判定すると,判定は短時間にできるが,多倍長計算が増えるこの判定の四つのバリエーションを比較・検討し,粗すぎずていねいすぎない判定が最もよいことが確認できた.
3.空間に時間軸を加えた4次元空間で結晶成長ボロノイ図を構成する高速近似算法を設計.実装した.これは,偏微分方程式の差分解法を利用したもので,ディジタル画像処理的な手法の組合せで実現できるために,ロバストなソフトウェアが得られた.これを応用して,.悪意をもって邪魔をするロボットの間をかいくぐる障害物回避経路の計算にも成功した.

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] H.Hiyoshi, K.Sugihara: "An inerpolant based on line segment Voronoi diagrams"Discrete and Computational Geometry, Lecture Notes in Computer Science. 1763. 119-128 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kokichi Sugihara: "Three-dimensional convex hull as a fruitful source of diagrams"Theoretical Computer Science. 235. 325-337 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hiroshima, Y.Miyamoto, K.Sugihara: "Another proof of polynomial-time recognizability of Delaunay graphs"JEICE Transactions on Fundamentals. E83-A・4. 627-638 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hiyoshi, K.Sugihara: "A sequence of generalized coordinate systems based on Voronoi diagrams and its application to interpolation"Proceedings of Geometric Modeling and Processing 2000. 129-137 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hiyoshi, K.Sugihara: "Voronoi-based interpolation with higher continuity"Proceedings of the 16th Annual Symposium on Computational Geometry. 242-250 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林景, 杉原厚吉: "乗法重みつき結晶成長ボロノイ図の近似構成法とその応用"電子情報通信学会論文誌. J83-A-4. 1495-1504 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Okabe, B.Boots, K.Sugihara, S.N.Chiu: "Spatial Tessellations・・・Concepts and Applications of Voronoi Diagrams, Second Edition"John Wiley and Sons. 671+XVI (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. HIYOSHI and K. SUGIHARA: "An inerpolant based on line segment Voronoi diagrams"Discrete and Computational Geometry, Lecture Notes in Computer Science. 1763. 119-128 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. SUGIHARA: "Three-dimensional convex hull as a fruitful source of diagrams"Theoretical Computer Science. Vol. 235. 325-337 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. HIROSHIMA, Y. MIYAMOTO and K. SUGIHARA: "Another proof of polynomial-time recognizability of Delaunay graphs"IEICE Transitions on Fundamentals. Vol. E83-A, No. 4. 627-638 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. HIYOSHI and K. SUGIHARA: "A sequence of generalized coordinate systems based on Voronoi diagrams and its application to interpolation"Proceedings of Geometric Modeling and Processing, (April, 2000, Hong Kong). 129-137 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. HIYOSHI and K. SUGIHARA: "Voronoi-based interpolation with higher continuity"Proceedings of the 16th Annual Symposium on Computational Geometry (June, 2000, Hong Kong). 242-250 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. KOBAYASHI and K. SUGIHAR: "Approximation of multiplicatively weighted crystal growth Voronoi diagram and its application"The Transactions of IEICE. J83-A, No. 12. 1495-1504 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. OKABE, B. BOOTS, K. SUGIHARA and S.-N. CHIU: "Spatial Tessellations Concepts and Applications of Voronoi Diagrams, Second Edition"John Wiley and Sons. 671 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hiyoshi and K.Sugihara: "An inerpolant based on line segment Voronoi diagrams"Discrete and Computational Geometry,Lecture Notes in Computer Science. 1763. 119-128 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kokichi Sugihara: "Three-dimensional convex hull as a fruitful source of diagrams"Theoretical Computer Science. 235. 325-337 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hiroshima,Y.Miyamoto and K.Sugihara: "Another proof of polynomial-time recognizability of Delaunay graphs"IEICE Transactions on Fundamentals. E83-A-4. 627-638 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hiyoshi and K.Sugihara: "A sequence of generalized coordinate systems based on Voronoi diagrams and its application to interpolation"Proceedings of Geometric Modeling and Processing 2000. 242-250 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hiyoshi and K.Sugihara: "Voronoi-based interpolation with higher continuity"Proceedings of the 16th Annual Symposium on Computational Geometry. 242-250 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小林景,杉原厚吉: "乗法重みつき結晶成長ボロノイ図の近似構成法とその応用"電子情報通信学会論文誌. J83-A-4. 1495-1504 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山本修身: "多項式の微分係数情報を付加した零点不在領域とNewton法"日本応用数理学会論文誌. 10・4. 65-90 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Okabe,B.Boots,K.Sugihara and S.-N.Chiu: "Spatial Tessellations---Concepts and Applications of Voronoi Diagrams,Second Edition"John Wiley and Sons. 671+xvi (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kokichi Sugihara: "Surface Interpolation Based on New Local Coordinates"Computer-Aided Design. 31. 51-58 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hisamoto Hiyoshi, Kokichi Sugihara: "Generalization of an interpolant using Voronoi diagrams in two directions"Proceedings of the International Conference on Shape Modeling and Applications. 154-161 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kokichi Sugihara: "Topology-Based Methods for Robust Geometric Computing"Proceedings of the Korea Istael Bi-National Conf. on Geometric Modeling and Computer Graphics in the World Wide Web Era. 1-7 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kokichi Sugihara: "Exact Computation of 4-D Convex Hulls with Pertutbation and Acceleration"Proceedings of the 7th Pacitic Conterence on Computer Graphics and Applications (Pacific Graphics '99). 70-79 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuyoshi Minakawa Kokichi Sugihara: "Topology-Oriented Construction of Three-Dimensional Convex Hulls" Optimization Methods and Software. 10. 357-371 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kokichi Sugihara: "Degeneracy and Instability in Geometric Computation" Sixth IFIP WG 5.2 International Workshop on Geometric Modeling. 5-15 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kokichi Sugihara: "“Impossible Objects" Are Not Necessarily Impossible---Mathematic Study on Optical Illusion" Proceedings of Japan Conference on Discrete and Computational Geometry '98. 54-65 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ken Hayami: "Improvement of a Method for Identifying a Current Dipole in the Brain Using BEM and Nonlinear Optimization" International Symposium on Inverse Problems in Engineering Mechanics 1998. 449-458 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 杉原 厚吉: "FORTRAN計算幾何プログラミング" 岩波書店, 402 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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