高度メッシュ操作技術に基づくソリッドレス意匠設計・解析融合プロセスの研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17360056
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 金井 理 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (90194878)
• 研究分担者: 伊達 宏昭 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (20374605)
• キーワード: メッシュモデル / 解析 / CAD / CAE / リバースエンジニアリング / FEM

研究概要

(1)ユーザーのスケッチ入力に基づき,類似形状をもつ3次元メッシュモデルを,モデルの定義座標系に影響を受けずに自動検索する機能を,Generic Fourier Descriptorを検索特徴量として活用し,開発した.
(2)3次元メッシュモデルの表面上から,メッシュ上の広域的曲率評価とWatershed法を組み合わせたアルゴリズムに基づいて,穴・溝・フィレット等の工学的に意味のある機能面をメッシュ上から自動抽出するアルゴリズムを開発した.
(3)大局的なメッシュ変形のため,凸多面体に対する重心座標関数と変形タイプの分類に基づいた拘束付FFD(Free-Form-Deformation)操作アルゴリズムを実装し,従来ソリッドモデル上でしか行えなかった寸法駆動による形状変形を,メッシュモデル上で可能とした.
(4)複雑なメッシュ形状を,目標となる点群や画像に安定にフィットさせるため,ボクセルと準補間法およびLoop細分割曲面を利用した目標メッシュ形状の表面変形アルゴリズムを実装した.
(5)変形やフィッティング操作で生じた歪をもつメッシュモデルを,CAE解析に適した品質特性をもつメッシュに整形するため,メッシュ簡略化の過程で指定要素品質を考慮してゆく多重解像度型解析メッシュ整形機能を実装した.
(6)(2)および(5)の機能を,市販CAD(ダッソーシステムズ社CATIA)およびCAE(日立製作所CADAS)システム上に実装し,複数の企業で性能の評価中である.
以上の成果を,英文・和文論文13件,特許4件として公表した.

研究成果

• [雑誌論文] 細分化と簡略化に基づく三角形メッシュの品質改善 (2005)
  • 著者名/発表者名: 伊達宏昭, 金井 理, 岸浪建史, 西垣一朗, 土肥高幸
  • 雑誌名: 精密工学会誌 71(2) ページ: 223-227
• [雑誌論文] 分散制御システムの動的挙動モデリングのためのオブジェクト指向デザインパターンに関する研究 (2005)
  • 著者名/発表者名: 戸村豊明, 金井理, 岸浪建史, 上広清, 山元進
  • 雑誌名: 精密工学会誌 71(3) ページ: 379-383
• [雑誌論文] A Robust and Accurate Fitting Algorithm of a Loop Subdivision Surface for a Complex and High-Density Point Cloud (2005)
  • 著者名/発表者名: Yuri Endo, Hiroaki Date, Satoshi Kanai, Takeshi Kishinami
  • 雑誌名: Proceedings of Digital Engineering Workshop, ページ: 156-163
• [雑誌論文] 広域的法線評価と改良Watershed法に基づくメッシュモデルの特徴稜線抽出手法 (2005)
  • 著者名/発表者名: 溝口知弘, 伊達宏昭, 金井理, 岸浪建史
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌 46(12) ページ: 3175-3187
• [雑誌論文] 特徴稜線部への高精度フィッティングが可能な細分割曲面リバースエンジニアリング (2005)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 維, 伊達宏昭, 金井 理, 岸浪建史
  • 雑誌名: 精密工学会誌 71(9) ページ: 1168-1172
• [雑誌論文] High-Quality and Property Controlled Finite Element Mesh Generation from Triangular Meshes using the Multiresolution Technique (2005)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Date, SatoshiKANAI, Takeshi Kishinami, IchiroNishigaki, Takayuki Dohi
  • 雑誌名: Trans. of the ASME Journal of Computing and Information Science in Engineering Vol.5 ページ: 266-276
• [雑誌論文] Low-cost and rapid prototyping of UI-embedded mock-ups using RFID and its application to usability testing (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Horiuchi, S.Kanai, T.Kishinami, S.Hosoda, Y.Ohshima, Y.Shiroma
  • 雑誌名: Proceedings of HII International 2005 (CD-ROM)
• [雑誌論文] A New Virtual Design Mockup for Digital Devices with Operable GUI using an RFID chip and Mixed Reality (2005)
  • 著者名/発表者名: Soh Horiuchi, Satoshi Kanai, Takeshi Kishinami, Shoichi Hosoda, Yasuaki Ohshima, Yoshiyuki Shiroma
  • 雑誌名: Proceeding of Virtual Concept 2005, VC2005154 (CD-ROM)
• [雑誌論文] Feature Edge Extraction from Mesh Model based on Wide Range Normal Evaluation and Modified Watershed Method (2005)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Mizoguchi, Hiroaki Date, Satoshi Kanai, Takeshi Kishinami
  • 雑誌名: Proc.of 1st International Conference on Geometric Modeling, Visualization and Graphics ページ: 1610-1613
• [雑誌論文] Textured Shaped Design using Detail extraction based on Mesh Smoothing and Flattening (2005)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Date, Satoshi Kanai, Takashi Kishinami
  • 雑誌名: Pro. of 6th International Conference on Computer-aided Industrial Design and Conceptual Design ページ: 146-151
• [雑誌論文] A New Bilateral Mesh Smoothing Method by Recognizing Features (2005)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Shimizu, Hiroaki Date, Satoshi Kanai, Takeshi Kishinami
  • 雑誌名: Proc.9th International Conference on Computer Aided Design and Computer Graphics ページ: 281-286
• [雑誌論文] Mesh Simplification and Adaptive LOD for Finite Element Mesh Generation (2005)
  • 著者名/発表者名: HiroakiDate, Satoshi Kanai, Takeshi Kishinami, Ichiro Nishigaki
  • 雑誌名: Proc.9th International Conference on Computer Aided Design and Computer Graphics ページ: 339-344
• [雑誌論文] BehaveView プラネットフォームへのユーザインターフェース挙動検証機能の統合 (2005)
  • 著者名/発表者名: 菊地慶仁, 金井 理, 岸浪建史, 坂田豊, 菊地幸明
  • 雑誌名: ヒューマンインターフェースシンポジウム2005論文集 ページ: 281-286
• [産業財産権] メッシュモデル生成方法 (2006)
  • 発明者名: 金井 理, 伊達 宏昭, 西垣 一朗
  • 権利者名: 北海道大学, (株)日立製作所
  • 産業財産権番号: 国内特許 特願2006-052670
  • 出願年月日: 2006-02-28
• [産業財産権] メッシュモデル・ソリッドモデル変換装置、方法及びプログラム (2006)
  • 発明者名: 金井 理, 岸浪 建史, 溝口 知弘, 伊達 宏昭
  • 権利者名: 北海道大学
  • 産業財産権番号: 国内特許 特願2006-035719
  • 出願年月日: 2006-02-13
• [産業財産権] 凸多面体に対する重心座標を用いた自由形状変形システム (2006)
  • 発明者名: 金井 理, 岸浪 建史, 伊達 宏昭, 水野 学
  • 権利者名: 北海道大学
  • 産業財産権番号: 国内特許 特願2006-053163
  • 出願年月日: 2006-02-28
• [産業財産権] 形状特徴を認識・保存するメッシュの測定ノイズ除去アルゴリズム及びノイズ除去装置 (2005)
  • 発明者名: 金井 理, 伊達 宏昭, 清水 貴文
  • 権利者名: 北海道大学
  • 産業財産権番号: 国内特許 特願2005-322853
  • 出願年月日: 2005-11-07