基于遗传算法的三维空间柱面拟合.pdf

V01．38 第38卷第4期 同济大学学报(自然科学版) No．4 IJNIvERSITY(NAn瓜ALScIENCE) 2010年4月 JOI球NAl．0F嗍I Apr．2010 文章编号：0253．374X(2010)04．0604—04 基于遗传算法的三维空间柱面拟合 秦世伟1’2，潘国荣1，谷川1’3，施贵刚1 (1．同济大学测量与国土信息1：程系，上海200092；2．上海大学土木工程系，上海200072； 。 3．上海市政工程设计研究总院，上海200092) 摘要：从二维平面曲线的定义出发，进而扩展至三维空间柱 aIgoritllm；plamrcur、陀；bendingroller；circulari够 面的定义．提出采用遗传算法拟合得出空间柱面的参数，将 空间柱面唯一确定．以空间圆柱面为例，说明采用遗传算法 进行空间柱面拟合的原理以及方法．以空间曲面的表达参数 在工业检测与逆向工程中，曲面拟合是一个经 作为需辨识的参数值，并且对相关的参数值加以约束，基于 常涉及到的实际问题．由于实物的形状通常用严格 最小二乘原理建立优化目标函数，采用遗传算法进行进化寻 的数学公式描述，通过对其表面点进行三维坐标采 优．实例研究表明本文方法的有效性与拟合精度优势． 样，可以拟合出实物表面在空间坐标系中的几何方 关键词：空问柱面拟合；遗传算法；平面曲线；卷板辊； 程，这对于发现实物的整体变形以及生成模型设计 圆度 CAD图纸是至关重要的，在工业领域中有广泛的 中图分类号：P258 文献标识码：A 应用[卜2I． 目前已有的曲面拟合方法主要有基于插值和逼 of SurfaceBasedon Fitting Cylindrical Spatial 近的样条拟合[31]、基于神经网络的曲面拟合[5]、格 (沁netic Al暂orithIII 网法拟合[63等，这些方法在曲面拟合中具有一定的 应用价值，但是，无法拟合出曲面方程的参数．比较 QⅣ鼢i碱1”，刚瓯啪叼1，GU观伽铊1…，SⅢ阮铷叼1 and 基础的多项式曲面拟合由于精度较低不适用于高精 of Uhiversity， (1．脆partmentSurvey．mgGIe0_infomatics，Tongji ofChil stlaIlgllai200092，Chim；2．DepartmentEngineering， 度工业检测和逆向工程领域．文献[7]提出了一种按 200072，ChimI SllanghaiUnive娼ity，Shanghai 3．SllangllaiMunicipal 特征值、旋转角和平移量为参数拟合二次曲面的方 20