【摘要】：牙齒移動(dòng)路徑規(guī)劃是開(kāi)發(fā)虛擬牙齒矯正系統(tǒng)非常重要的一部分,如何規(guī)劃牙齒的移動(dòng)路徑是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題,不僅要尋求一條無(wú)碰撞的最短路徑,而且根據(jù)生理學(xué)還要求該路徑盡可能平滑并滿足一定的安全性。本文在分析了隱形牙套矯正技術(shù)及目前各種路徑規(guī)劃方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,選擇A*算法結(jié)合迭代算法最終解決虛擬牙齒矯正系統(tǒng)下的牙齒移動(dòng)路徑規(guī)劃問(wèn)題。 首先,介紹了牙齒移動(dòng)路徑規(guī)劃的特點(diǎn),對(duì)國(guó)內(nèi)外牙齒移動(dòng)路徑規(guī)劃的研究現(xiàn)狀、研究方法及關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納和總結(jié),分析了其各自優(yōu)點(diǎn)和不足之處,建立起適合牙齒移動(dòng)路徑規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型,為本論文的研究工作奠定了重要的基礎(chǔ)。 然后,在介紹和對(duì)比幾種路徑規(guī)劃的求解方法的基礎(chǔ)上,選擇A*算法初步解決牙齒移動(dòng)路徑規(guī)劃,最終結(jié)合階段性迭代算法解決該問(wèn)題。一方面,本文首先介紹了牙齒移動(dòng)路徑規(guī)劃的問(wèn)題定義,及?函數(shù)建立的牙弓曲線,分析了各類碰撞檢測(cè)原理,選擇適合牙齒移動(dòng)路徑規(guī)劃且滿足算法要求的碰撞點(diǎn)選取方法進(jìn)行碰撞處理;另一方面,本文介紹了A*算法的基本原理,針對(duì)路徑規(guī)劃問(wèn)題的特點(diǎn),對(duì)算法的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了細(xì)致的分析:包括對(duì)OPEN表和CLOSED表的設(shè)計(jì)、估價(jià)函數(shù)的分析與設(shè)計(jì)、牙齒移動(dòng)碰撞點(diǎn)的分析和選取,最終采用了A*結(jié)合迭代算法來(lái)解決牙齒移動(dòng)路徑規(guī)劃問(wèn)題。 最后,把通過(guò)A*算法求得的路徑結(jié)果分成M個(gè)階段,將這M個(gè)階段的路徑坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)作為迭代函數(shù)的初始值,結(jié)合牙齒移動(dòng)約束進(jìn)行迭代,根據(jù)迭代后的數(shù)據(jù)得到每顆牙齒的最終移動(dòng)路徑點(diǎn)坐標(biāo)信息,最終根據(jù)這些坐標(biāo)點(diǎn)信息建立移動(dòng)路徑,實(shí)現(xiàn)了牙齒矯正過(guò)程的可視化模擬。
【圖文】：

床診斷與治療的水平具有一定的促進(jìn)作用。下圖為傳統(tǒng)牙齒矯正與隱性矯正的對(duì)比效果圖。圖1.1 隱形牙套外觀 圖1.2 隱形牙套佩戴效果圖1.3 傳統(tǒng)牙套佩戴效果1.1.2 研究意義虛擬牙齒矯正系統(tǒng)是一種能夠幫助牙科醫(yī)生為 隱形 牙套設(shè)計(jì)出一套治療方案并且能夠輸出模擬矯正數(shù)據(jù)的軟件。通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)模擬牙齒矯正過(guò)程中牙冠與牙齦分割的隱形牙齒矯正系統(tǒng)，把病人的牙齒模型讀入到系統(tǒng)中，對(duì)牙齒的形狀、各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行記錄、保存；然后在計(jì)算機(jī)上模擬該患者的整個(gè)矯正治療過(guò)程，記錄每個(gè)階段牙齒的位置變化，，根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)各個(gè)不同階段的隱形矯正器，患者只要按照設(shè)計(jì)程序，在不同時(shí)期戴上不同的透明矯正器，便可使上顎或下顎的牙齒依照預(yù)定的設(shè)計(jì)移動(dòng)，最終使牙齒變整齊�；颊哌�可以在治療前就看到虛擬的治療過(guò)程，預(yù)先了解矯正結(jié)果。這樣既可以讓患者提前了解矯正治療效果，又方便醫(yī)生的操作、管理。這種自動(dòng)從牙齒圖像和治療模擬中獲取診斷參數(shù)[5]，在治療應(yīng)用之前模擬其作用效果，是非常吸引人的一項(xiàng)技術(shù)。牙齒移動(dòng)的路徑規(guī)劃是虛擬牙齒矯正系統(tǒng)的一個(gè)重要功能之一

床診斷與治療的水平具有一定的促進(jìn)作用。下圖為傳統(tǒng)牙齒矯正與隱性矯正的對(duì)比效果圖。圖1.1 隱形牙套外觀 圖1.2 隱形牙套佩戴效果圖1.3 傳統(tǒng)牙套佩戴效果1.1.2 研究意義虛擬牙齒矯正系統(tǒng)是一種能夠幫助牙科醫(yī)生為 隱形 牙套設(shè)計(jì)出一套治療方案并且能夠輸出模擬矯正數(shù)據(jù)的軟件。通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)模擬牙齒矯正過(guò)程中牙冠與牙齦分割的隱形牙齒矯正系統(tǒng)，把病人的牙齒模型讀入到系統(tǒng)中，對(duì)牙齒的形狀、各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行記錄、保存；然后在計(jì)算機(jī)上模擬該患者的整個(gè)矯正治療過(guò)程，記錄每個(gè)階段牙齒的位置變化，根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)各個(gè)不同階段的隱形矯正器，患者只要按照設(shè)計(jì)程序，在不同時(shí)期戴上不同的透明矯正器，便可使上顎或下顎的牙齒依照預(yù)定的設(shè)計(jì)移動(dòng)，最終使牙齒變整齊�；颊哌�可以在治療前就看到虛擬的治療過(guò)程，預(yù)先了解矯正結(jié)果。這樣既可以讓患者提前了解矯正治療效果，又方便醫(yī)生的操作、管理。這種自動(dòng)從牙齒圖像和治療模擬中獲取診斷參數(shù)[5]，在治療應(yīng)用之前模擬其作用效果，是非常吸引人的一項(xiàng)技術(shù)。牙齒移動(dòng)的路徑規(guī)劃是虛擬牙齒矯正系統(tǒng)的一個(gè)重要功能之一
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：R783;TP391.9

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本文編號(hào)：2646389