北海道大学 大学院情報科学院 システム情報科学コース
ディジタル幾何処理工学研究室
Digital Geometry Processing Lab.

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概要
overview
モデル化
modeling
インフラ維持管理
infrastructure
3D医療応用
medical
CAD/CAE
cad/cae
計測支援
3D scan
利用性評価
usability
3D基礎
basics

研究 Research



どんな研究をしていますか?
わたしたちの身の回りにある様々な物体の3次元計測形状を,計算機の中で的確に表現して,様々な場面で活用するための理論やアルゴリズム・システムを開発しています.対象は,自動車や機械部品などの工業製品,建物や橋梁などの大型構造物,市街地や都市環境,人体と幅広く扱っています.形状処理技術や画像処理技術,3次元計測技術,計算幾何学をベースとした様々な3次元モデルの活用に関する研究を行っています.

Research


環境の認識と3次元モデル化
図面のない橋梁等の大型構造物やプラント,複雑な市街地環境や電柱等設備の維持管理を目的として,3次元レーザ計測技術が利用されてきています.本研究では,プラントの配管系統,空調設備のダクト,市街地の柱状物やビルなどを,3次元レーザ計測データ(点群)から自動で認識し,モデル化するための技術を開発しています.また,高品質な計測データを得るための最適計測方式の研究も行っています.

Research
配管・ダクトの
自動認識
pipe/duct recognition

プラントや設備で多く用いられている円筒配管,ダクトを自動で点群から認識する技術を開発しています. Automatic duct/pipe recognition algorithms from point clouds are developed.
Research
点群からの
建物モデリング
Building modeling

レーザ計測により得られた点群から規則性を考慮しながら建物を自動でモデル化する方法を開発しています. Automatic building modeling algorithm using laser-scanned point clouds is developed. 詳細はこちら detail
Research
類似形状認識
Similar shape recognition

市街地のレーザ計測点群から市街地環境中の類似形状を持つ物体,物体部分を見つけます.Similar shape objects or parts in urban environments can be extracted by using laser-scanned point clouds. 詳細はこちら detail
Research
屋内環境
モデリング
indoor modeling

平行・直交・等間隔・共平面等の規則性を考慮した点群からの屋内環境モデル化技術を開発しています.Automatic modeling of indoor environments considering regularities is developed.


最適3次元計測および計測支援技術
3次元計測により得られるデータの品質(精度,計測抜けの量)は,計測方法により大きく異なります.3次元計測作業に要する時間の低減,および,出力の3次元計測データの品質を高めることを目的とした,”3次元最適計測計画問題”を計算機に解かせる研究を行っています.計測作業の効率化と質の高い計測データの生成は,将来,ますます広がる3次元計測技術の活用にとって,大変重要なものとなってきます.

Research
TLSの最適配置計画
Optimal TLS Placements

据え置き型レーザスキャナで環境をより少ない回数で高精度に計測するための計測位置を自動計算します. Methods for next best view planning of Terrestrial Laser Scanning are developed.
Research
SfM/MVSモデルの
高品質化
Quality-SfM/MVS

写真集合から3Dモデルを作るSfM/MVSをより高度化するための研究を行っています. Methods for generating high quality model by SfM/MVS are developed. 詳細はこちら detail


環境・工業製品の使いやすさの定量評価
我々が暮らす環境や,普段利用している工業製品の使い易さの改善には,その使い易さを定量評価する技術が必要です.本研究では,MoCAPデータに基づいてリアルに動くディジタルヒューマンを,環境のレーザ計測点群内で歩かせることによって,環境の安全性(つまづきリスク等)や案内配置の適切さ,移動における身体的負荷を定量評価する技術を開発しています.また,ディジタルハンドによる製品の把持し易さを評価するシステムも開発しています.

Research
環境アクセシビリティ
評価
Accessibility evaluation

環境3次元計測データと人体モデルを用いたシミュレーションにより,環境の利用しやすさ評価システムを開発しています.A system for evaluating accessibility of large-scale environment based on 3D scan data is developed.
Research
解析用人体モデルの
高速変形
Human model deform.

製品の利用状況に応じた解析用人体モデルを迅速に生成するための,人体モデルの変形手法について研究しています.We develop a finite element model deformation method for usability evaluation of engineering products.


医療向け3次元形状モデル応用
X線CTやMRI等から得られる人体の3次元計測データは,医療分野における分析に大変有用です.本研究では,心臓の膨張収縮運動における複数MRI計測データから,心機能を定量的に評価するための心内膜運動解析技術を開発しています.

Research
心内膜運動解析
Regional endocardial motion analysis

高精度MRTデータから心臓の運動を解析するための3次元処理技術を開発しています.We analysis the regional endocardial motion using 3D scan data and registration techniques.
Research
看護師トレーニング用医療シミュレータ
Medical simulator

痰吸引のための気管内チューブ挿入の看護師トレーニングのためのシミュレーションシステムを開発しています.We develop a simulator for endotracheal tube insertion for the mucus aspiration.


先端CAD/CAE技術
高品質な工業製品開発のためにはCAD/CAE技術の高度化が必要です.本研究では,鋳造品の迅速リバースエンジニアリング (RE,計測データからのCADモデル生成) や,CAE向けメッシュの変形技術,機械学習を用いた機械部品の形状特徴認識に関する理論やアルゴリズム開発を行っています.

Research
鋳造品迅速CAD化
RE of Castings

鋳造品の計測データから利用し易いCADモデルを迅速に生成する方法を開発しています.We develop methods for efficient generation of useful CAD models of castings using 3D scanning technology. 詳細はこちら detail
Research
FEM用メッシュ編集
Editing of FE meshes

製品の性能評価のためのシミュレーション(FEM)用モデルを柔軟に編集する技術を開発しています.We develop mesh editing methods for efficient finite element analysis.
Research
形状特徴認識
Feature recognition

工業製品の高品質な解析メッシュ生成を目指した,CADモデルの形状特徴認識法を開発しています.We develop form feature recognition method for quality fem mesh generation.


インフラ維持管理支援
老朽化した橋梁やトンネルなどのインフラ設備の維持管理効率化は世界中で課題となっています.本研究では,3次元計測技術を用いた橋梁の迅速3次元モデル生成と維持管理応用,規格部材自動認識,橋梁点検作業支援のための点検調書プロジェクションマッピング技術を開発しています.

Research
形鋼の認識
Steel member recognition

鋼橋のレーザ計測点群から形鋼を自動で認識する技術を開発しています.A method for automated recognition of standardized steel bridge members in point clouds is developed.
Research
橋梁点群
レジストレーション
Registration

橋のレーザ計測点群を高速に位置合わせする,橋向けの点群レジストレーション技術を開発しています.A efficient method for registration of point clouds of bridges is developed. 詳細はこちら detail


3次元計測データ処理の基礎技術
各種3次元レーザ計測システムや画像計測(SFM)から得られたデータを,様々な分野で有効利用するためのデータ処理技術には未だ多くの課題があります.本研究では,複数の計測データを自動合成するためのレジストレーション法の開発や,計測データから曲率等の幾何特徴量を頑健に推定するための形状特徴抽出理論の開発を行っています.

Research
レジストレーション
Point Cloud Registration

複数回の計測で得た計測データを効率よく高精度に合成する方法を開発しています. We develop efficient and accurate scan data merging method called "registration" for multiple scan data. 詳細はこちら detail
Research
非剛体マッチング
Non-rigid shape matching

非剛体レジストレーションのための,変形3次元モデル同士を正確に対応づける方法を研究しています. We develop accurate matching of deformed 3D models for non-rigid registration.
Research
点群からの頑健な特徴量推定
feature extraction

低品質なレーザ計測点群から安定して形状特徴量(法線や曲率など)を推定するための方法を研究しています.We investigate robust feature extraction method for laser-scanned point clouds.