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PSO求解带法向约束的B样条曲线逼近问题
  • ISSN号:1003-9775
  • 期刊名称:《计算机辅助设计与图形学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:浙江工业大学理学院,杭州310023
  • 相关基金:国家自然科学基金(61572430,61272309,61472366).
中文摘要:

若是B样条拟合曲线的节点向量与控制顶点均为变量,则该问题变为一个带约束的多维多变量高度非线性的优化问题,反求方程系统的方法已经难以求得最优解.针对该类问题,提出一种带有法向约束的粒子群优化算法(PSO)求解曲线逼近问题的方法,首先将带有法向约束的非线性最优化问题以罚函数的方法转化为无约束的最优化问题,建立一个与数据点和法向同时相关且比较合适的适应度函数(误差函数),然后以PSO调节节点向量,并使用最小二乘法求解在该节点向量下的最优拟合曲线,通过判断适应度函数值的优劣循环迭代,直到达到终止条件或者产生令人满意(误差容忍值)的拟合曲线为止.将文中算法产生的拟合曲线通过实验数据的对比与说明,突出了该方法的优越性,表明其用于解决带法向约束的逼近问题切实可行.

英文摘要:

If the knot vector and control points of a B-spline curve are variable, the B-spline curve approximation with normal constraint problem becomes a multidimensional, multivariate and highly nonlinear optimization problem with normal constraints, the conventional method of inverse equation system is difficult to obtain the optimal solution. Aiming at this kind of problem, a particle swarm optimization(PSO) method is introduced to solve the curve approximation problem with normal constraints. Firstly, the penalty function method is used to transform the constrained optimization problem into an unconstrained optimization problem. Secondly, a suitable fitness function which is closely related to both data points and normal constraints is constructed. Finally, PSO is applied to adjust the knot vector, and at the same time, the least square method is used to solve the optimal control points, do loop iteration until the best B-spline curve approximation is produced. By a comparison with existing methods, the superiority of the proposed method is highlighted. Test results show that this method is practical in solving the curve approximation problem with normal constraints.

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期刊信息
  • 《计算机辅助设计与图形学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国计算机学会
  • 主编:鲍虎军
  • 地址:北京2704信箱
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jcad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62562491
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-9775
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2925/TP
  • 邮发代号:82-456
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24752