基于改进粒子群的牙齿正畸移动路径算法研究

发布时间：2023-04-28 14:53

　　虚拟口腔正畸治疗系统是通过确定患者每颗牙齿在各个阶段的位置信息,结合医生的临床经验,根据患者的需求对矫治方案进行调整,最终确定矫治方案。牙齿移动路径规划作为虚拟口腔正畸治疗系统中的一个重要步骤,其目的是寻求一条无碰撞的、具有安全性的、符合正畸学中标准的最优路径。路径规划技术应用在牙齿正畸领域的研究已经成为当下的研究热点,对于帮助医生进行辅助治疗具有重要的意义。然而目前国内使用的牙齿正畸系统大多是从国外引进的,国内有关牙齿正畸系统的开发及相关工作介绍少之又少。其中,基于牙齿的路径规划算法存在运算时间过长、求解精度不高、适用性偏低等缺点。针对上述牙齿正畸路径规划问题中所遇到的问题,本文从分析牙齿矫正技术以及目前解决路径规划问题的多种方法的基础上,结合改进的粒子群算法提出了一种基于正态分布的简化均值粒子群算法解决牙齿移动路径规划问题,主要从以下几个方面:(1)针对牙齿移动路径规划的特点,建立了单颗牙齿及整体牙齿的数学模型,并根据牙齿运动特性,将牙齿正畸路径规划问题转化为带约束优化问题,为本文的研究工作奠定了重要基础。(2)针对牙齿在正畸过程中移动的问题,本文采用OBB包围盒方法对牙齿移动过程...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题依据、研究背景及意义
        1.1.1 选题依据
        1.1.2 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 路径规划问题研究现状
        1.2.2 隐形牙齿矫正技术发展现状
    1.3 本文主要研究内容及结构
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 论文的组织结构
    1.4 本章小结
第二章 牙齿矫治理想位置确定
    2.1 牙齿移动路径规划的碰撞处理
        2.1.1 碰撞检测方法的分析
        2.1.2 层次包围盒方法选择
        2.1.3 牙齿基于OBB包围盒的碰撞检测
    2.2 牙齿矫治理想位置确定
    2.3 本章小结
第三章 牙齿移动路径规划的数学模型
    3.1 牙齿移动路径规划的数学模型
        3.1.1 单颗牙齿及整体牙齿的数学模型
        3.1.2 牙齿移动路径规划的目标函数
        3.1.3 牙齿移动路径规划的约束条件
    3.2 牙齿移动路径规划的现有方法
    3.3 本章小结
第四章 基于改进粒子群算法的牙齿正畸移动路径规划
    4.1 基本粒子群算法
        4.1.1 基本粒子群算法简述
        4.1.2 基本粒子群算法流程
        4.1.3 粒子群算法的改进方向
    4.2 基于正态分布的简化均值粒子群算法(NSMPSO)
    4.3 牙齿正畸路径规划适应度函数
    4.4 基于NSMPSO的牙齿正畸移动路径规划
        4.4.1 编码
        4.4.2 算法流程
    4.5 实验结果及验证
        4.5.1 测试函数
        4.5.2 收敛性分析
        4.5.3 有效性分析
    4.6 本章小结
第五章 基于改进粒子群的牙齿正畸路径规划系统
    5.1 系统设计的目的及意义
    5.2 牙齿移动路径规划系统总体设计
    5.3 牙齿移动路径规划系统详细设计
        5.3.1 患者牙齿数据上传模块
        5.3.2 建立牙齿数学模型模块
        5.3.3 牙齿移动路径规划模块
    5.4 牙齿正畸路径规划系统实现
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3804016