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レンダリング・ハードウェアによる製造支援ジオメトリ処理の超高速化

研究課題

研究課題/領域番号 15360064
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 生産工学・加工学
研究機関茨城大学

研究代表者

乾 正知  茨城大学, 工学部, 教授 (90203215)

研究分担者 宮下 朋之  早稲田大学, 理工学部, 助教授 (20329080)
鈴木 宏正  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40187761)
金井 崇  慶鷹義塾大学, 大学院・政策・メディア研究科, 講師 (60312261)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 11,700千円)
2005年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2004年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2003年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
キーワードレンダリング・ハードウェア / CAD / CAM / 工程設計 / 曲面設計 / ウェーブレット変換 / データ圧縮 / レンダリング・ハードウエア / 幾何処理 / ツールパス / 設計支援
研究概要

われわれは,切削加工の自動化に関するジオメトリ処理が,多面体のレンダリング処理と共通する性質を持つことに着目し,グラフィックス・ボード上のGPUの機能を用いて,これらの計算を桁違いに高速化する技術について研究を進めてきた.このGPUによる高速化手法は,切削加工以外のジオメトリ処理の高速化にも有効である.本研究では,製造支援のための様々な問題解決アルゴリズムをポリゴンの描画問題に置き換え,GPUの機能を用いて解を高速に導出する技術について研究をおこなった.GPUは今も進化を続けており,高度な計算機能が次々に組み込まれ,ムーアの法則を超えるスピードで性能向上が進んでいる.したがってこの技術を用いたソフトウェアは,グラフィックス・ボードを交換するだけで,容易に数倍の高速化を実現できる.またこの手法では,画像を描くことで解を得るので,数値誤差による処理の破綻が生じにくい.この技術の利用法について豊富な経験を有する国内の研究者4名が集まり研究を進めた結果,GPUを用いた製造支援のための幾何処理技術に関して,幾つかの有用な基盤技術を実現し,さらにこの分野の研究の今後とるべき方針を明らかにした.具体的には,以下の成果をあげることができた.(1)本技術に基づくCAMシステムの実用化に成功し企業でその有効性の評価を行った.(2)金型製造の工程設計自動化に必要な技術の検討を行い,その基盤となる加工領域の抽出技術を実現した.(3)自由曲面の生成やその品質評価を,GPUの機能を用いて行う技術を開発した.(4)製造支援の分野以外でも,複雑な幾何処理をGPUの機能を用いて実現するアルゴリズムを開発し,その性能評価を行った.いずれの分野でも,従来数時間かかっていた処理を数分にまで短縮する超高速なソフトウェアを開発することができた.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (61件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (45件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (15件)

  • [雑誌論文] 頑健かつ高速な等角球体パラメータ化計算手法2006

    • 著者名/発表者名
      金井崇
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 46・2

      ページ: 649-649

    • NAID

      110002768568

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 金型加工の工程設計支援技術に関する研究(第一報) -削り残り領域の逆オフセット面への投影アルゴリズム-2006

    • 著者名/発表者名
      乾正知
    • 雑誌名

      精密工学会誌 72・2

      ページ: 244-244

    • NAID

      110004028574

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on Computer-Aided Process Planning of Mold Part Machining, Projection of the Machining Remained Area to Cutter Location Surface of the Product2006

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Inui
    • 雑誌名

      Journal of JSPE Vo.72, No.2

      ページ: 244-244

    • NAID

      110004028574

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 金型加工の工程設計支援技術に関する研究(第一報)-削り残り領域の逆オフセット面への投影アルゴリズム-2006

    • 著者名/発表者名
      乾 正知
    • 雑誌名

      精密工学会誌 72巻・2号

      ページ: 244-248

    • NAID

      110004028574

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Model-Based Simulation System for Planning Numerical Controlled Multi-Axis 3D Surface Scanning Machine2005

    • 著者名/発表者名
      Peng Wu, Hiromasa Suzuki, Kiwamu Kase
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Series C 48・4

      ページ: 748-748

    • NAID

      110004826700

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-Axis NC Cutter Path Generation for Subdivision Surface with Z-map2005

    • 著者名/発表者名
      Peng Wu, Hiromasa Suzuki, Kiwamu Kase
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Series C 48・4

      ページ: 757-757

    • NAID

      110004826701

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Model-Based Simulation System for Planning Numerical Controlled Multi-Axis 3D Surface Scanning Machine2005

    • 著者名/発表者名
      Peng Wu, Hiromasa Suzuki, Kiwamu Kase
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Series C Vol.48, No.4

      ページ: 748-748

    • NAID

      110004826700

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-Axis NC Cutter Path Generation for Subdivision Surface with Z-map2005

    • 著者名/発表者名
      Peng Wu, Hiromasa Suzuki, Kiwamu Kase
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Series C Vol.48, No.4

      ページ: 757-757

    • NAID

      110004826701

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Robust and Fast Calculation of Conformal Spherical Parameterization2005

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kanai
    • 雑誌名

      Journal of IPSJ Vol.46, No.2

      ページ: 649-649

    • NAID

      110002768568

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] デジタル技術による金型製造の高速化と自動化2005

    • 著者名/発表者名
      乾 正知
    • 雑誌名

      機械の研究 57巻・2号

      ページ: 235-242

    • NAID

      40006605529

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The Multi-objective collaborative design using data envelopment analysis2005

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki MIYASHITA, Masatomo INUI
    • 雑誌名

      Proc.of IFIP 2005 (CD-ROM版)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Contouring Medical Surface of Thin-Plate Structure Using Local Marching Cubes2005

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki FUJIMORI, Hiromasa, SUZUKI, Yohei KOBAYASHI, Kiwamu KASE
    • 雑誌名

      J.of Computing and Information Science in Engineering Vol.5

      ページ: 111-115

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 頑健かつ高速な等角球体パラメータ化計算手法2005

    • 著者名/発表者名
      金井 崇
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 46巻,2号

      ページ: 649-657

    • NAID

      110002768568

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Point Rendering on GPU2005

    • 著者名/発表者名
      Eiiroaki KAWATA, Takashi KANAI
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.3804

      ページ: 587-594

    • NAID

      10018229270

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 頑健かつ高速な等角球体パラメータ化計算手法2005

    • 著者名/発表者名
      金井崇
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 46・2(印刷中)

    • NAID

      110002768568

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] メッシュ上のパラメトリック曲線2005

    • 著者名/発表者名
      金井崇
    • 雑誌名

      グラフィクスとCAD/Visual Computing合同シンポジウム2004

      ページ: 231-236

    • NAID

      130006966425

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 平面多角形の集合による「折り紙建築」モデルの表現と計算機による設計支援2004

    • 著者名/発表者名
      三谷純, 鈴木宏正
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 45・3

      ページ: 969-976

    • NAID

      110002712147

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] S-CODE : A Subdivision Based Coding System for CAD Models2004

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, Y.Takarada, S.Takuchi, I.Kawano, J.Hotta
    • 雑誌名

      Int.J.CAD/CAM 3・1,2

      ページ: 97-109

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 細分割曲面スキニングにおける特徴消失手法2004

    • 著者名/発表者名
      倉賀野穫, 藤森智之, 鈴木宏正
    • 雑誌名

      精密工学会誌 70・5

      ページ: 721-725

    • NAID

      110001824000

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Making Papercraft Toys from Meshes using Strip-based Approximate Unfolding2004

    • 著者名/発表者名
      Jun Mitani, Hiromasa Suzuki
    • 雑誌名

      ACM Trans.Graphcis 23・3

      ページ: 259-263

    • NAID

      130006966464

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] CGを用いたポップアップカード作成教材の図学教育への応用2004

    • 著者名/発表者名
      三谷純, 鈴木宏正
    • 雑誌名

      図学研究 38・3

      ページ: 3-8

    • NAID

      10013576219

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Interpreting Line Drawings of Objects with K-Vertices2004

    • 著者名/発表者名
      P.A.C.Varley, H.Suzuki, R.R.Martin
    • 雑誌名

      Proc.GMP (Geometric Modeling and Processing) 2004

      ページ: 249-258

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-axis NC Cutter Path Generation for Subdivision Surface2004

    • 著者名/発表者名
      Peng Wu, Hiromasa Suzuki, Joe Kuragano, Kiwamu Kase
    • 雑誌名

      Geometric Modeling and Processing 204 (GMP2004)

      ページ: 349-354

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Contouring Medial Surface of Thin Plate Structure using Local Marching Cubes2004

    • 著者名/発表者名
      F.Tomoyuki, H.Suzuki, Y.Kobayashi, K.Kase
    • 雑誌名

      Proc.Shape Modeling International 2004

      ページ: 197-204

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Computer aided design for Origamic Architecture models with polygonal representation2004

    • 著者名/発表者名
      Jun Mitani, Hiromasa Suzuki
    • 雑誌名

      Proc.Computer Graphics International 2004

      ページ: 93-99

    • NAID

      110002712147

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Making the Most of Using Depth Reasoning to Label Line Drawings of Engineering Objects2004

    • 著者名/発表者名
      P.A.C.Varley, R.R.Martin, H.Suzuki
    • 雑誌名

      Proc.ACM Solid Modeling Symposium 2004

      ページ: 191-202

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Can Machines Interpret Line Drawings?2004

    • 著者名/発表者名
      P.A.C.Varley, R.R.Martin, H.Suzuki
    • 雑誌名

      Eurographics Workshop on Sketch-Base Interfaces

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Two-Stage Approach for Interpreting Line Drawings of Curved Objects2004

    • 著者名/発表者名
      P.A.C.Varley, Y.Takahashi, J.Mitani, H.Suzuki
    • 雑誌名

      Eurographics Workshop on Sketch-Based Interfaces

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Lightweight Algorithm for RealTime Motion Synthesis2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kawachi, T.Kanade, H.Suzuki
    • 雑誌名

      Proc.ACM VRST'04

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Making Paper Craft Toys from Meshes Using Strip-Based Approximate Unfolding2004

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, J.Mitani
    • 雑誌名

      Proc.5th Korea-Israel Bi-National Conf.on Geometric Modeling and Computer Graphics

      ページ: 65-68

    • NAID

      130006966464

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Distributed Control of Multiple Self-Moving Trays for an Intelligent Cell Production System2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sugi, Y.Tamura, J.Ota, T.Arai, K.Takamasu, K.Kotani, H.Suzuki
    • 雑誌名

      Proc.of The SICE Annual Conf.2004

      ページ: 2506-2511

    • NAID

      130005441061

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Attentive Workbench : An Intelligent Production Cell Supporting Human Workers2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sugi, Y.Tamura, J.Ota, T.Arai, K.Takamasu, K.Kotani, H.Suzuki
    • 雑誌名

      7th International Symposium on Distributed Autonomous Robotic Systems (DARS 04)

      ページ: 441-450

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] モデリング2004

    • 著者名/発表者名
      金井崇
    • 雑誌名

      画像電子学会誌特集「画像電子技術年報」 33・6

      ページ: 887-889

    • NAID

      10025520687

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] モデリング2004

    • 著者名/発表者名
      金井崇, 高橋成雄
    • 雑誌名

      画像電子学会誌特集「ビジュアルコンピューティング最新コンピュータグラフィックス-基礎から応用まで-」 33・4-B

      ページ: 612-619

    • NAID

      10025520687

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Per-Pixel Evaluation of Parametric Surfaces on GPU2004

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kanai, Yusuke Yasui
    • 雑誌名

      Proc.ACM Workshop on General Purpose Computing Using Graphics Processors

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface Quality Assessment of Subdivision Surfaces on Programmable Graphics Hardware2004

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yasui, Takashi Kanai
    • 雑誌名

      Proc.International Conference on Shape Modeling and Applications 2004

      ページ: 129-136

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] GPUによる細分割曲面の意匠形状評価2004

    • 著者名/発表者名
      金井 崇, 安井 悠介
    • 雑誌名

      グラフィクスとCAD/Visual Computing合同シンポジウム2004

      ページ: 85-90

    • NAID

      130006966465

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Optimization using Trade-off Satisficing Method2004

    • 著者名/発表者名
      宮下朋之
    • 雑誌名

      Int.Soc.Of MCDM (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Study on Collaborative Optimization using Data Envelopment Analysis and Cutting Plane Method2004

    • 著者名/発表者名
      宮下朋之, 山川 宏
    • 雑誌名

      CJK-OSM3 (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An Application of Database For Design Optimization to Derive Quasi-Optimum Solutions2004

    • 著者名/発表者名
      長谷川 聡, 宮下朋之, 山川 宏
    • 雑誌名

      CJK-OSM3 (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 領域遺伝型遺伝的アルゴリズムの開発(複数の局所解を探索するための適応度関数の提示)2004

    • 著者名/発表者名
      荒川雅生, 宮下朋之, 石川浩
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 70・695

      ページ: 2062-2062

    • NAID

      110006263985

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fast Inverse Offset Computation Using Polygon Rendering Hardware2003

    • 著者名/発表者名
      Masatomo INUI
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design 35

      ページ: 191-191

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ボロノイ図とタブーサーチを融合した配電計画評価手法2003

    • 著者名/発表者名
      林泰弘, 松本純也, 能勢正樹, 乾正知
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B 123・B・10

      ページ: 1124-1124

    • NAID

      10011750727

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fast Inverse Offset Computation Using Polygon Rendering Hardware2003

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Inui
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design Vol.35

      ページ: 191-191

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Distribution System Planning Evaluation Method Using Voronoi Diagram and Tabu Search2003

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Hayashi, Junya Matsuki, Masaki Nose, Masatomo Inui
    • 雑誌名

      IEEJ Trans.PE Vol.123, No.10

      ページ: 1124-1124

    • NAID

      10011750727

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 加工経路の生成方法、加工残りの判定方法、加工経路の生成用プログラム、加工残り判定用プログラムおよび記憶媒体2004

    • 発明者名
      乾正知, 細田剛
    • 権利者名
      マツダ(株)
    • 産業財産権番号
      2004-103141
    • 出願年月日
      2004-03-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 林泰弘, 松木純也, 能勢正樹, 乾正知: "ボロノイ図とタブーサーチを融合した配電計画評価手法"電気学会論文誌B. 123-B, 第10号. 1124-1132 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 乾正知, 宮下朋之: "Hollow Shape Extraction : Geometric Method for Assisting Process Planning of Mold Machining"Proc. 2003 IEEE International Symposium on Assembly and Task Planning. 30-35 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 乾正知: "ポリゴン表現に基づくCAM"精密工学会誌. 69・4. 486-489 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 乾正知: "グラフィックスハードウェアによるCAMの高速化"型技術誌. 18・10. 22 (2003)

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      2003 実績報告書
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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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