CN107289882B - 一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法 - Google Patents

一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法，包括通过获取种植牙的点云信息，根据点云信息获取相对应的波动曲线，然后对波动曲线进行拉式变换，滤除低频信号，得到高频信号后在进行拉式逆变换，得到表征曲线轮廓信息的轮廓波动曲线，求取波动曲线与轮廓波动曲线的差分，得到表征瑕疵和粗糙度数据的差分曲线；将对应的固定维度的坐标以及剩下两个维度的坐标代入步骤4中的差分曲线，得到表征瑕疵和粗糙度的差分数值以及数值相对的三维坐标位置。从而实现定量的表征种植牙上每一个点对应的粗糙度和瑕疵的差分数值，从而用于定量的评判种植齿的质量；根据瑕疵点相邻是否存在瑕疵点，方便判定瑕疵程度、大小和位置。

Description

一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法
技术领域
本发明涉及种植牙检测领域，特别涉及一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法。
背景技术
在种植牙的加工领域，因其加工完成后的瑕疵和粗糙度直接影响到人体的口腔健康，和日常生活的舒适程度。因此在种植牙加工完成之后，对种植牙的瑕疵和粗糙度的检测尤为重要。种植牙的粗糙度和瑕疵是相互影响的，粗糙度表征牙齿表面的粗糙程度，当粗糙度大于一定数值时就可能成为瑕疵，当瑕疵的面积或者瑕疵的程度过大时，种植齿是为不合格产品。
种植牙的加工表面并不是一个平面，而是复杂的曲面，且带有很多的纹理。目前使用的齿科牙齿瑕疵检测常采用的是电子显微镜进行肉眼识别，它的数字化程度低，无法把粗糙度和瑕疵进行量化，既不能做出智能分析，也无法定位瑕疵的程度和位置，检测效率低，集成程度低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种种植牙瑕疵和粗糙度的检测方法，用于对牙齿的粗糙度检测，确定是否存在瑕疵，而且可以进行量化检测，方便后续对牙齿粗糙度的分析。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法，包括如下步骤：
步骤1：通过激光对种植牙进行扫描，CCD摄影机对激光点进行动态捕捉，记录每一个激光点的坐标参数；
步骤2：收集所有激光点信息，形成三维点云信息；
步骤3：固定其中一个维度的坐标为不同值，得到三维点云中得到剩余两个坐标维度之间与其对应的二维点集，对二维点集进行数学拟合，得到多个与固定维度坐标值对应的波动曲线；
步骤4：对波动曲线进行拉普拉斯变换，提取高频信号后通过拉普拉斯逆变换得到表征曲线轮廓信息的轮廓波动曲线；
步骤5：求取波动曲线与轮廓波动曲线的差分，得到表征瑕疵和粗糙度数据的差分曲线；
步骤6：将对应的固定维度的坐标以及剩下两个维度的坐标代入步骤5中的差分曲线，得到表征瑕疵和粗糙度的差分数值以及数值相对的三维坐标位置。
设置粗糙度和瑕疵分离阀值，对每个三维点进行判断，小于分离阀值时此三维点为粗糙点，大于分离阀值时此三维点为瑕疵点。
对表征种植牙的粗糙度的粗糙点进行分段求方差，得到不同区域内的粗糙度波动大小，以表征种植牙粗糙度波动。
判断瑕疵点相邻位置是否有瑕疵点，若有此时种植齿不合格，并记录瑕疵点位置。
在步骤1中，将种植齿固定在检测平台上，激光发射装置和CCD相机均设置在其上方，激光发射装置由上向下照射种植牙表面后由CCD相机采集相应数据。
本发明的优点在于：通过对3D点云信息分析得到定量的表征瑕疵和粗糙度的数值，根据阀值来将种植齿上的瑕疵点和粗糙点区分出来，从而用于定量的评判种植齿的质量；每个种植齿上的点均对应表征瑕疵和粗糙度的数值，从而可以根据坐标定位到瑕疵的相应位置；根据瑕疵点相邻是否存在瑕疵点，方便判定瑕疵程度、大小和位置。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明种植齿瑕疵和粗糙度检测方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
将种植牙固定在工作平台上，在其上方设置有用于采集点云信息的激光器、CCD相机，以水平面为X、Y轴、高度为Z轴采集种植牙的坐标参数，以横向为X轴，总想为Y轴，从而形成点云信息。激光器沿行(X轴)或列(Y轴)依次扫描，同时由相机采集，所有的行或列之和即为整个种植牙的扫描信息，相机由计算机控制，并且采集的数据传递至计算机中用于后续对点云的处理分析。将种植齿固定在检测平台上，激光发射装置和CCD相机均设置在其上方，激光发射装置由上向下照射种植牙表面后由CCD相机采集相应数据。
具体如下图1所示，包括如下步骤，步骤1：通过激光对种植牙进行扫描，CCD摄影机对激光点进行动态捕捉，记录每一个激光点的坐标参数；CCD相机在使用前对其进行初始化启动，CCD相机具有自动对焦功能，能够自动对焦至激光点，采集相应的图像信息，记录下对焦参数，通过对焦参数即物镜到CCD的距离，转换成高度坐标即Z轴坐标。
步骤2：收集所有激光点信息，形成三维点云信息；
步骤3：固定其中一个维度的坐标为不同值，得到三维点云中得到剩余两个坐标维度之间与其对应的二维点集，对二维点集进行数学拟合，得到多个与固定维度坐标值对应的波动曲线；以X轴为固定坐标轴，选取一个X数值后，得到Y、Z的二维点集，对二位点集进行数学拟合，得到波动曲线；X轴可以固定在不同点，从而得到多个波动曲线，每个波动曲线某一行的波动信息，多个波动曲线形成整个种植牙的轮廓。当然固定Y轴的值研究X、Z点值集的波动曲线也是可以的。
步骤4：对波动曲线进行拉普拉斯变换，提取高频信号后通过拉普拉斯逆变换得到表征曲线轮廓信息的轮廓波动曲线；对波动曲线进行拉式变换后滤除低频信号后，得到高频信号在进行拉式逆变换得到
步骤5：求取波动曲线与轮廓波动曲线的差分，得到表征瑕疵和粗糙度数据的差分曲线；
步骤6：将对应的固定维度的坐标以及剩下两个维度的坐标代入步骤5中的差分曲线，得到表征瑕疵和粗糙度的差分数值以及数值相对的三维坐标位置。即将Y、Z的值带入到差分曲线得到表征瑕疵和粗糙度的差分数值，差分数值对应的坐标值为代入时的Y、Z以及波动曲线对应的X值，从而得到每一个点的粗糙度和瑕疵的定量的表达。
设置粗糙度和瑕疵分离阀值，对每个三维点进行判断，小于分离阀值时此三维点为粗糙点，大于分离阀值时此三维点为瑕疵点。由步骤6可知波动曲线对应的X值以及通过Y、Z值得到差分数值从而得到坐标点(x、y、z)点对应的差分值，也就是每个点对应的瑕疵及粗糙度的值，这样将每个点的值与粗糙度和夏至分离阀值进行对比，从而区分为瑕疵点还是粗糙度点，当粗糙度大于一定时时，即为瑕疵，这里分离阀值可以根据对种植齿的精度要求而设定分离阀值，从而将种植齿上的点分离为粗糙点和瑕疵点，而且每个点都有定量的数值表征粗糙或瑕疵。
对表征种植牙的粗糙度的粗糙点进行分段求方差，得到不同区域内的粗糙度波动大小，以表征种植牙粗糙度波动。对于粗糙点进行分区域或分段，并在该粗糙点组成的区域或段中进行求方差的运算，来反映种植齿的粗糙度的波动情况，从而判断种植齿的加工的精度或者为调整加工工艺提供参数。
判断瑕疵点相邻位置是否有瑕疵点，若有此时种植齿不合格，并记录瑕疵点位置。当两个或以上瑕疵点相邻时，此时瑕疵点就形成瑕疵区域，使得牙齿为不合格产品，给出提醒信息并记录瑕疵点的位置，以相邻瑕疵点的个数来表征瑕疵的破环程度。在相邻的瑕疵点个数越多，此时瑕疵程度越大。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：通过激光对种植牙进行扫描，CCD摄影机对激光点进行动态捕捉，记录每一个激光点的坐标参数；
步骤2：收集所有激光点信息，形成三维点云信息；
步骤3：固定其中一个维度的坐标为不同值，得到三维点云中得到剩余两个坐标维度之间与其对应的二维点集，对二维点集进行数学拟合，得到多个与固定维度坐标值对应的波动曲线；
步骤4：对波动曲线进行拉普拉斯变换，提取高频信号后通过拉普拉斯逆变换得到表征曲线轮廓信息的轮廓波动曲线；
步骤5：求取波动曲线与轮廓波动曲线的差分，得到表征瑕疵和粗糙度数据的差分曲线；
步骤6：将对应的固定维度的坐标以及剩下两个维度的坐标代入步骤5中的差分曲线，得到表征瑕疵和粗糙度的差分数值以及数值相对的三维坐标位置。
2.如权利要求1所述的一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法，其特征在于：设置粗糙度和瑕疵分离阀值，对每个三维点进行判断，小于分离阀值时此三维点为粗糙点，大于分离阀值时此三维点为瑕疵点。
3.如权利要求2所述的一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法，其特征在于：对表征种植牙的粗糙度的粗糙点进行分段求方差，得到不同区域内的粗糙度波动大小，以表征种植牙粗糙度波动。
4.如权利要求2所述的一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法，其特征在于：判断瑕疵点相邻位置是否存在瑕疵点，若存在，此时种植齿不合格，并记录瑕疵点位置。
5.如权利要求1所述的一种种植牙瑕疵和粗糙度检测方法，其特征在于：在步骤1中，将种植齿固定在检测平台上，激光发射装置和CCD相机均设置在其上方，激光发射装置由上向下照射种植牙表面后由CCD相机采集相应数据。
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