文档介绍：西安科技大学
硕士学位论文
牙齿移动路径规划优化方法研究
姓名:李彬杰
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:李占利
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论文题目:牙齿移动路径规划优化方法研究
专业:计算机软件与理论
硕士生:李彬杰(签名)
指导教师:李占利(签名)
摘要
牙齿移动路径规划是开发虚拟牙齿矫正系统非常重要的一部分,如何规划牙齿移动
路径是一个很复杂的问题,不仅要寻求一条无碰撞的最短路径,而且还要求该路径尽可
能平滑并满足一定的安全性。本文在分析了隐形牙套矫正技术及目前各种路径规划方法
优缺点的基础上,选择遗传算法解决虚拟牙齿矫正系统下的牙齿移动路径规划问题。
首先,介绍了牙齿移动路径规划的特点,对国内外牙齿移动路径规划的研究现状、
研究方法及关键技术等进行了系统的归纳和总结,分析了其各自优点和不足之处,建立
起合适牙齿移动路径规划的数学模型,为本论文的研究工作奠定了重要的基础。
然后,在介绍和对比几种路径规划的求解方法的基础上,选择遗传算法解决牙齿移
动路径规划问题。一方面,本文提出了牙齿移动路径规划的问题定义,选择幂函数建立
牙弓曲线,分析了各类碰撞检测原理,选择适合牙齿移动路径规划的碰撞算法进行碰撞
处理。另一方面,本文介绍了遗传算法的基本原理,针对路径规划问题的特点,对算法
的各个环节进行了细致的分析:包括染色体的表示和编码、适应度函数的设计、遗传操
作算子的设计、算法参数的分析和选取,提出了适合的将遗传算法应用牙齿移动路径规
划解决方法。
最后,把通过遗传算法求得的结果解码作为每颗牙齿移动的路径点信息,并根据这
些信息建立牙齿矫正过程的移动路径,依照该移动路径完成牙齿移动过程,实现牙齿矫
正过程的可视化。

关键词:数学模型;路径规划;碰撞检测;遗传算法
研究类型:应用研究
Subject : Research on the Optimization Method of Path Planning for
Tooth Movement
Specialty : Computer Software and Theory
Name : Li Binjie (Signature)
Instructor : Li Zhanli (Signature)
ABSTRACT
Path planning for tooth movement is a very important part in the virtual orthodontics
treatment system. The method to design the path of tooth movement is a plicated
problem which not only guarantees a collision-free path with minimum traveling distance but
also requires smoothness and clearance. Thus, an approach for the path planning based on the
ic algorithms is proposed in the paper, by analyzing the technology of orthodontics and
the merits and ings of various path planning methods.
Firstly, the characteristic and research situation of path planning for tooth movement at
home and abroad is introduced. The research methods and the key technologies are
summarized. By analyzing the advantages and defaults of the existing algorithms, a proper
model for tooth movement path planning is built, which made an important basis for the
research on path planning for tooth movement in the thesis.
Secondly, based paring kinds of solving methods about path plann