基于遗传算法的骨骼结构模型概念创新设计

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1、万方数据第3l卷第4期2011年4月计算机应用JournalofComputerApplicationsV01．31No．4Apr．2011文章编号：1001-9081(2011)04—1155一04doi：10．3724／SP．J．1087．2011．01155基于遗传算法的骨骼结构模型概念创新设计吴海龙，刘希玉，向来生(山东师范大学管理与经济学院，济南250014)(blairwul986@163．corn)摘要：讨论了一种计算机辅助概念设计的新思路，分析骨骼结构理论参数控制，增加了弧度作为控制

2、参数并对实体进行分析。采用遗传算法对骨骼结构的参数进行优化。通过对遗传计算中父代编码的筛选，提高了遗传算法结果的质量。实验基于VisualC++平台，利用ACIS—HOOPS类库为基础，以吊灯造型的概念设计为例，按照提取骨骼结构、建模、遗传变异、产生概念设计结果等步骤，能产生大量整体协调、造型优美的吊灯造型供用户选择。关键词：骨骼结构；遗传算法；计算机辅助设计；概念设计；创新设计中图分类号：TP391．72文献标志码：ASkeletonstructureofconceptioninnovatived

3、esignbasedongeneticalgorithmWUHai．10ng，UUxi—yu，XIANGLai—sheng(SchoolofManagementandEconomics，ShandongNormalUniversity,J／nanShandong250014China)Abstract：Anewkindofcomputeraidedconceptualdesignmethodwasstudied，controlparameteroftheskeletonstructuretheory

4、waganalyzed，theindianascontrolparameterwasincreasedandtheentitieswereanalyzed．TheskeletonstructureparameterswereoptimizedbyGeneticAlgorithm(GA)，andtheq砌ityoftheresultsofGAwasoptimizedbycontrollingparents’codes．TheexperimentusedVisualC++astheplatform。an

5、dACIS—HOOPSclassaBfoundation．Aconceptualdesignofchandeliershapewasgiven，afterabstractingskeletonstructure，modeling，geneticvariationandproducingresultsofconceptualdesignsteps，alargenumberofoverallcoordinationandelegantchandelierformswereavailableforuser

6、tochoose．Keywords：skeletonstructure；GeneticAlgorithm(GA)；ComputerAidedDeisgn(CAD)；conceptualdesign；innovationdesign随着智能计算算法的深入研究和广泛应用，基于智能计算的计算机辅助设计成为一个新的研究热点。从其功能上分，第一种是』=程优化问题，第二种是创造性设计问题。在设计的过程中对实体表达的方式有很多种，伴随着数字化技术的发展以及数学建模技术的提高，产生了许多更高层次的抽象表示方法，如基

7、于骨骼结构的建模等。本文主要对基于交瓦式遗传算法的计算机辅助概念设计进行研究。该研究的主要对象是可由实体的骨骼信息完伞描述概念特征的设计对象，如传统的吊灯实体等。该研究的目的足通过对骨骼的编码及适应值函数的构造，能够主观地控制骨骼的外观特征，而利用遗传算法协助设计者找到既符合外观特征义具变化的设计方案。1骨骼结构1．1骨骼结构相关研究骨骼结构起源于实体建模，实体建模起源于对现实世界中的实体数据化。实体的表示方式从适合计算机存储的表示方法逐渐发展为适合人类认识的表示。中阔占代皮影画就利用了骨骼结构建模

8、的思想，通过皮影人物骨骼结构的变化，产生丰富多彩的动画“。Machwe和Parmee教授通过对房屋骨骼的模型，设计出一种新的房屋结构模型¨j。Grenoble大学的Bernhardt利用骨骼结构寻找到了一种从2D图画到3D模型的快速方法pJ。美国Sherstyuk教授利用多项式关键点对骨骼结构的反转曲面进行了研究一1。骨骼作为实体表示的一种高级的抽象方法很早就被提出过，其主要应用领域是通过骨骼对实体进行理解一“J。本文将骨骼作为创作的一种工具，直接将骨骼作为研究的对象