【摘 要】
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三维非规则排样问题是指给定一个容器和若干个非规则多面体,将所有多面体在不能互相重叠的约束下装入容器内,并尽可能的优化布排来使容器被占用的高度最小。三维排样问题有着非常悠久的研究历史,在诸如制造业、建筑业等行业均有应用。三维排样问题属于计算时间复杂度最高的NP完全问题,涉及到计算几何、计算机图形学、数据结构及离散优化等等多领域的知识。本文深入研究了三维非规则排样问题,提出了一种全新的基于射线法的启发
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三维非规则排样问题是指给定一个容器和若干个非规则多面体,将所有多面体在不能互相重叠的约束下装入容器内,并尽可能的优化布排来使容器被占用的高度最小。三维排样问题有着非常悠久的研究历史,在诸如制造业、建筑业等行业均有应用。三维排样问题属于计算时间复杂度最高的NP完全问题,涉及到计算几何、计算机图形学、数据结构及离散优化等等多领域的知识。本文深入研究了三维非规则排样问题,提出了一种全新的基于射线法的启发式排样算法,主要内容包括:1、提出一种全新的基于射线法的碰撞检测过程,和传统的多面体碰撞判断方法不同,射线法由于其单向的特性,在做多面体碰撞时可以减少一半的计算量,极大的提高了碰撞判断效率。2、针对算法排样过程中出现的缝隙问题,提出一种很好的缝隙填充算法,可以对算法过程中的缝隙和孔洞进行填充,减少容器的占用率。3、给出效果较好的剪枝优化算法,对算法的步骤进行裁剪,减少了大量重复冗余的计算过程。4、在上述所提算法的基础上,最终给出了基于射线法的三维非规则排样问题的启发式算法,并对不同的数据集进行数值实验,与文献中的相关算法进行了对比。本文提出的算法解决了传统迭代算法结果不稳定的问题,即对于同一组测试数据集,本文算法都可以得到一个稳定的排样结果和排样时间。通过和其他算法的数值结果对比分析,也说明了本文算法有着更好的排样效果。
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