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超高解像度の格子ベース表現モデリングの実現

研究課題

研究課題/領域番号 17K06075
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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, 理工学研究科(工学野), 教授 (90203215)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード立体モデリング / 格子ベース表現 / 並列処理 / 3方向デクセル / 立体モデルのデータ圧縮 / 工程設計支援 / 安全性評価 / デクセル / 加工シミュレーション / デクセルモデル / 離散的図形モデリング / 高解像度 / 形状データ圧縮
研究成果の概要

機械製造の分野で,立体形状を空間に配置された直交格子に基づく微小な立方体(ボクセル)や直方体(デクセル)群で表現する,格子ベース表現モデリングの利用が増加している.格子ベース表現では,格子の解像度を上げるほど高精度な処理が可能になるが,現状では縦横1万×1万の解像度の格子を用いたデクセルモデルが限界となっている.本研究の目的は,解像度を桁違いに向上させた,超高精度なデクセルモデリングを実現することにある.本研究が成功すれば,処理が安定かつ高速なデクセルモデリングを,精度が要求される計算でも利用できることになり,図形処理ソフトウェアの現状を大きく変える可能性がある.

研究成果の学術的意義や社会的意義

立体モデリングは,製造支援だけでなく,医療や映像制作等でも多用される基盤的な情報処理技術だが,現在最も普及している境界表現法は,位相要素間の複雑な接続関係の管理が必要なため並列化が難しく,処理も不安定になりがちなため常に利用者を悩ませてきた.超高解像度の格子に基づく処理が実現できれば,処理が安定かつ高速なデクセルモデリングを,あらゆる図形計算で利用できることになる.「ものづくり」を経済基盤とする日本にとって,製造支援ソフトウェアは重要な産業ツールと言える.本研究により超高解像度なデクセルモデリングが実現できれば,製造支援ソフトウェアの技術動向に変化が生じ,日本企業の参入機会の増加が期待できる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 21件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Contour-Type Cutter Path Computation Using Ultra-HighResolution Dexel Model2020

    • 著者名/発表者名
      Masatomo INUI, Nobuyuki UMEZU
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design and Applications

      巻: 17 号: 3 ページ: 621-638

    • DOI

      10.14733/cadaps.2020.621-638

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bounded distance field for assisting interactive layout design of water circuits2019

    • 著者名/発表者名
      Masatomo INUI, Tomohiro IMAI, Nobuyuki UMEZU
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 13 号: 5 ページ: JAMDSM0095-JAMDSM0095

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2019jamdsm0095

    • NAID

      130007760676

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cutter Engagement Feature Extraction Using Triple-Dexel Representation Workpiece Model and GPU Parallel Processing Function2019

    • 著者名/発表者名
      M.Inui, M. Kobayashi, N.Umezu
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design and Applications

      巻: 16 号: 1 ページ: 89-102

    • DOI

      10.14733/cadaps.2019.89-102

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 実験とシミュレーションによる砥粒径のばらつきがウエハ研削面に与える影響の調査2018

    • 著者名/発表者名
      蛯名 雄太郎, 前崎 智博, 周 立波, 清水 淳, 小貫 哲平, 尾嶌 裕隆, 乾 正知
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 84 号: 7 ページ: 640-645

    • DOI

      10.2493/jjspe.84.640

    • NAID

      130007393958

    • ISSN
      0912-0289, 1882-675X
    • 年月日
      2018-07-05
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quad Pillars and Delta Pillars: Algorithms for Converting Dexel Models to Polyhedral Models2017

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Inui, Nobuyuki Umezu
    • 雑誌名

      Journal of Computing and Information Science in Engineering

      巻: 17 号: 3 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1115/1.4034737

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2D Wavelet Transform Data Compression with Error Level Guarantee for Z-Map Models2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Umezu, Keisuke Yokota, Masatomo Inui
    • 雑誌名

      Journal of Computational Design and Engineering

      巻: 4 号: 3 ページ: 238-247

    • DOI

      10.1016/j.jcde.2017.04.002

    • NAID

      130005244253

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simple offset algorithm for generating workpiece solid model for milling simulation2017

    • 著者名/発表者名
      Masatomo INUI, Nobuyuki UMEZU, Masashi TSUKAHARA
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 11 号: 4 ページ: JAMDSM0042-JAMDSM0042

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2017jamdsm0042

    • NAID

      130006107457

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Innovative geometric computation technology for digitalized fabrication2020

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Inui
    • 学会等名
      The 6th International Symposium toward the Future of Advanced Researches in Shizuoka University (ISFAR-SU 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualizing Thickness and Clearance of 3D Objects2020

    • 著者名/発表者名
      Masatomo INUI , Shinnosuke NAGANUM, Kouhei NISHIMIYA, Nobuyuki UMEZU
    • 学会等名
      Model Based Enterprise Summit, 2020, NIST, Gaithersburg, MD, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geometric Approach for Evaluating Manufacturability of Parts Produced with Injection Molidng and Die Casting2019

    • 著者名/発表者名
      Masatomo INUI, Nobuyuki UMEZU
    • 学会等名
      Model Based Enterprise Summit, 2019, NIST, Gaithersburg, MD, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Construction of Innovative Digital Validation Environment2019

    • 著者名/発表者名
      Masatomo INUI, Tomohisa FUJINUMA
    • 学会等名
      77th ISO TC184/SC4 and WGs Toulouse Meeting OTF (Open Technical Forum), Toulouse, France
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contour-Type Cutter Path Computation Using Ultra High Resolution Dexel Model2019

    • 著者名/発表者名
      Masatomo INUI, Nobuyuki UMEZU
    • 学会等名
      CAD’19, Singapore
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Milling simulation-based approach for determining optimal milling direction of ejector pin2019

    • 著者名/発表者名
      Tong ZHANG, Masatomo INUI, Nobuyuki UMEZU
    • 学会等名
      International Congress and Conferences on Computational Design and Engineering 2019 (I3CDE 2019), Penang, Malaysia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Clearance Measurement of 3D Objects Using Accessibility Cone2019

    • 著者名/発表者名
      Masatomo INUI, Kouhei NISHIMIYA, Nobuyuki UMEZU
    • 学会等名
      ASME 2019 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference IDETC/CIE2019, Anaheim, CA, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メカ・電気・ソフト融合の電機製品のデジタル検証技術2019

    • 著者名/発表者名
      乾正知, 藤沼知久
    • 学会等名
      機械学会設計工学・システム部門1DCAE・MBDシンポジウム, ミューザ川崎市民交流室
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Study on Efficient Development of 1D CAE Models of Mechano-Electrical Products2019

    • 著者名/発表者名
      M.Inui, T.Fujinuma
    • 学会等名
      13th International Modelica Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward The Standardization of Digital Verification Technology, Development of Guidelines for Creating 1DCAE Models of Mechano-Electrical Products2018

    • 著者名/発表者名
      M.Inui, T.Fujinuma
    • 学会等名
      Model Based Enterprise Summit 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cutter Engagement Feature Extraction Using Triple-Dexel Representation Workpiece Model and GPU Parallel Processing Function2018

    • 著者名/発表者名
      M.Inui, M. Kobayashi, N.Umezu
    • 学会等名
      CAD Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geometric Simulation of Infeed Grinding Process of Silicon Wafer Using GPU2018

    • 著者名/発表者名
      M.Inui, Y. Ebina, T.Maezaki, L.Zhou
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Thickness of 3D Object Using Reversed Distance Field2018

    • 著者名/発表者名
      S.Naganuma, M.Inui, N.Umezu
    • 学会等名
      International Conference on Precision Engineering, ICPE 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of Sphere Colliding Step Shape in Automobile Parts2018

    • 著者名/発表者名
      S.Nikaido, M.Inui, N.Umezu
    • 学会等名
      International Conference on Precision Engineering, ICPE 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bounded Distance Field for Assisting Interactive Layout Design of Water Circuits2018

    • 著者名/発表者名
      M.Inui, T.Imai, N.Umezu
    • 学会等名
      2018 Asian Conference on Design and Digital Engineering (ACDDE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shape Modeling of Possible Sink Marks on Plastic Part2018

    • 著者名/発表者名
      S.Onishi, M.Inui, N.Umezu
    • 学会等名
      2018 Asian Conference on Design and Digital Engineering (ACDDE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extraction of Sliding Collision Area of Knee-Form for Automobile Safety Inspections2017

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Inui, Kenta Gunji, Nobuyuki Umezu
    • 学会等名
      25. International Conference in Central Europe on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision WSCG 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast Computation of Accessibility Cones for Assisting Process Planning of 3+2 Axis Milling2017

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Inui, Shinji Nagano, Nobuyuki Umezu
    • 学会等名
      CAD Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extraction of Vertical Cylinder Contacting Area for Motorcycle Safety Verification2017

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Inui, Nobuyuki Umezu
    • 学会等名
      CAD Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast Extraction of Cutter Engagement Features by Using the Parallel Processing Function of a GPU2017

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Inui, Masayoshi Kobayashi, Nobuyuki Umezu
    • 学会等名
      2017 13th IEEE Conference on Automation Science and Engineering (CASE)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Possible Sink Marks using Thickness Analysis of Finely Tessellated Solid Model2017

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Inui, Shunsuke Ohnishi, Nobuyuki Umezu
    • 学会等名
      Asian Conference Design and Digital Engineering, ACDDE 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the effect of grain size variation on ground surface roughness2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Maezaki, Yutaro Ebina, Teppei Onuki, Hirotaka Ojima, Jun Shimizu, Masatomo Inui, Libo Zhou
    • 学会等名
      The 7th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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