CN110693618A - 确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法、装置及电子设备，其中，方法包括：步骤S100：以基准切割方向为中心，以预设偏移角度为偏移量，获取若干个不同方向的待切割方向；步骤S200：将每个切割点的待切割方向与数字化牙颌模型进行干涉运算，并筛选出每个切割点对应的候选切割方向；步骤S300：根据能量函数对候选切割方向对应的坐标进行运算，在运算结果中选取出能量函数值最小的切割方向作为下一轮迭代运算的基准切割方向；步骤S400：判断下一轮迭代运算的预设偏移角度是否满足迭代运算终止条件，满足时，迭代运算终止，执行步骤S500；不满足时，执行步骤S100；步骤S500：根据能量函数进行运算后获取的能量函数最小值对应的切割方向为目标切割方向。

Description

确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法、装置及电子设备

技术领域

本发明属于牙齿矫治技术领域，更确切的说涉及壳状牙齿矫治器切割技术，尤其涉及一种确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法、装置及电子设备。

背景技术

由于壳状牙齿矫治器是佩戴在人的口腔中的，如果外形边缘不光滑，就会对牙龈或牙齿本身产生伤害，现有壳状牙齿矫治器的切割方法中一部分采用人工进行切割加工，切割完成后再次进行人工打磨，实现光滑处理，这种切割方式完全依赖于加工工人本身，效率相对较低，不适合牙套的自动化生产。随着人工智能以及牙齿矫治技术的不断发展，壳状牙齿矫治器本体需求增大，以及相应的技术需求在不断更新，使其适应自动化生产，另一部分采用激光切割的方式完成壳状牙齿矫治器切割；在采用激光切割的方式进行自动化切割时，为了使壳状牙齿矫治器的佩戴更加舒适，保护好患者的牙龈线，如何选择合适切割路径，以及如何选择切割路径中各切割点的激光入射方向，都是行业面临的问题；

目前，激光切割壳状牙齿矫治器时，激光入射方向选择是待切割牙颌模型上切割点的法线方向，这种从激光的法向切割存在以下问题：

1.切割路径上的法向变化幅度大，导致切割时沿切割路径行进时，机械臂6轴角度变化幅度大，从而造成机械负担。现有的无法实现，提供一个新的增加生产成本

2.如果激光沿切割法向入射时，往往会与待切割牙颌模型上的其他位置发生干涉，导致最终的切割路径并不是期望路径。

3.激光的法向切割导致牙套的切割边缘不光滑。

发明内容

本发明的主要目的是克服现有技术缺陷，提供一种确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法、装置及电子设备，解决了现有激光入射方向为法线方向造成的机械臂角度变化幅度大、激光入射方向与待切割牙颌模型上的其他位置发生干涉的问题，提升了切割路径的光滑度。

本发明提供的技术方案如下：

一种确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，包括：

步骤S100：以基准切割方向为中心，以预设偏移角度为偏移量，获取若干个不同方向的待切割方向；

步骤S200：将每个所述切割点的所述待切割方向与所述数字化牙颌模型进行干涉运算，并筛选出每个所述切割点对应的候选切割方向；

步骤S300：根据能量函数对所述候选切割方向对应的坐标进行运算，在运算结果中选取出最小能量函数的对应的切割方向作为下一轮迭代运算的基准切割方向；

步骤S400：判断下一轮迭代运算的预设偏移角度是否满足迭代运算终止条件，满足时，迭代运算终止，执行步骤S500；不满足时，返回至步骤S100；

步骤S500：根据所述能量函数进行运算后获取的能量函数最小值对应的切割方向为目标切割方向。

进一步优选的，通过初始切割方向获取所述基准切割方向时，所述初始切割方向为切割点的法线方向。

进一步优选的，所述迭代运算过程中，所述预设偏移角度逐步递减。

进一步优选的，所述迭代运算终止条件包括：所述预设偏移角度减小至小于或等于预设偏移角度阈值。

进一步优选的，所述步骤200包括：

步骤S210：根据映射条件判断每个切割点上对应的所述待切割方向是否映射在所述数字化牙颌模型上；

步骤S220：当映射到所述数字化牙颌模型上时，将映射到的所述待切割方向进行删除；

步骤S230：当未映射到所述数字化牙颌模型上时，将尚未映射到的所述待切割方向设置为所述候选切割方向。

进一步优选的，所述映射条件包括：

将所述切割点上对应的所述待切割方向构建射线方程；

所述射线方程为：R＝v+t*N，

其中，R待映射点，v切割点，N待切割方向，t射线参数；

将待切割方向的射线方程与所述数字化牙颌模型的三角片的参数建立映射方程，所述映射方程为：v+t*N＝p₁*w₁+p₂*w₂+p₃*w₃，

其中，p₁、p₂和p₃为牙颌模型的三角片的顶点坐标，w₁、w₂和w₃是各顶点的权重，且w₁+w₂+w₃＝1；

解析所述映射方程，若所述映射方程无解，则对应的所述待切割方向为候选切割方向。

进一步优选的，所述步骤S300包括：

步骤S310：根据所述能量函数将切割路径上每个切割点对应的所述候选切割方向点分别与所述切割路径上的其他所述切割点对应的所述候选切割方向点进行运算；

步骤S320：在运算结果中选取能量函数值最小对应的各所述切割点对应的候选切割方向，作为满足下一轮迭代运算的基准切割方向。

进一步优选的，所述能量函数为：

E＝∑||N_P，N-N_m-1，j||；其中，N_P，N为第m个切割点对应的所述候选切割方向k；N_m-1，M为切割路径上其他切割点对应的所述候选切割方向j；

其中，m＝i，i-1，…2，i为切割点的数量，k＝1，2，…，n，n为切割点m筛选后的候选待切割方向，j＝1，2，…，p，p为切割点m-1筛选后的候选待切割方向。

本发明还提供一种牙套激光切割装置，包括：切割方向确定模块和切割模块；所述切割方向确定模块用于采用上述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法确定牙套的目标切割方向；所述切割模块用于根据所述目标切割方向进行牙套的切割。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或所述指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法。

通过本发明提供的一种确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法、装置及电子设备，能够带来以下至少一种有益效果：

1、本发明的每个切割点设置多个激光入射切割方向，根据干涉运算筛选出未发生干预的，滤除影响切割的入射切割方向，以免与设定的切割路径发生背离，影响后续的切割作业，通过能量函数以及多轮的迭代运算，筛选出优化的切割方向，通过迭代的终止条件获取目标切割方向，使其切割后的壳状牙齿矫治器符合用户的需求，更加贴合用户的口腔内的牙齿状态，更确切的说贴合用户的牙龈线，佩戴更加舒适。

2、本发明中以切割点的法向为初始入射切割方向，在法向的基础上进行迭代选取更优入射切割方向，解决了以下的问题：一方面，如果切割路径上的入射切割方向均为入射切割方向，此种切割方式会造成切割路径由于法向变化幅度大，导致切割时沿切割路径行进时，机械臂6轴角度变化幅度大，从而造成机械负担的问题。另一方面，如果激光沿切割法向入射时，往往会与待切割牙颌模型上的其他位置发生干涉，导致最终的切割路径并不是期望路径的问题；同时还会导致切割后的壳状牙齿矫治器的切割边缘不光滑，用户的使用效果不好，体验度比较差问题。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明切割路径中切割点示意图；

图2为本发明的确定壳状牙齿矫治器切割方向的流程图；

图3为本发明的待切割方向的示意图；

图4(a)为以基准切割方向为中心，选取待切割方向的应用示意图；

图4(b)为对待切割方向进行干涉运算后的候选切割方向示意图；

图4(c)为一轮迭代结束后选取的下一轮迭代运算的基准切割方向示意图；

图5为本发明的牙套激光切割装置结构框图；

图6本发明的电子设备结构框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

牙套也称为壳状牙齿矫治器，牙套的制作方式是：采用压膜方式将透明材料压合于牙颌模型上，再基于牙颌模型上的牙龈线(依牙龈线作为切割路径)进行切割，从而获得所需的牙套。

采用激光切割时，切割路径上的各个切割点的激光入射方向为切割点的法线方向，牙颌模型上牙套的切割路径如图1所示，该切割路径是由一系列切割点V₁，V₂，…，V_i组成，i代表该切割路径由i个切割点组成，切割点V₁，V₂，…，V_i在牙颌模型上的法线方向为N₁，N₂，…，N_i，当激光入射方向为法线方向N₁，N₂，…，N_i时，由图1可知，切割点的法线方向变化幅度大，若采用法线方向作为激光入射方向，则沿切割路径进行切割时，机械臂六轴角度变化幅度大，造成机械臂负担，当沿牙颌模型内侧的切割路径切割时，激光入射方向与牙颌模型上的其他位置发生干涉，为避开干涉，导致最终的切割路径与牙颌模型上的牙龈线并不相符，也即是，最终的切割路径并不是牙颌模型上的牙龈线。

为解决激光入射方向为切割点的法线方向进行牙套切割时所产生的问题，本实施例提供一种确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，其流程图如图2所示，具体包括以下步骤。

步骤S100：以基准切割方向为中心，以预设偏移角度为方向偏移量，获取切割点若干个不同方向的待切割方向。

步骤S200：将每个切割点的待切割方向与数字化牙颌模型进行干涉运算，并筛选出每个所述切割点对应的候选切割方向。

步骤S300：根据能量函数对所述候选切割方向对应的坐标进行运算，在运算结果中选取出能量函数值最小的切割方向作为下一轮迭代运算的基准切割方向。

步骤S400：判断下一轮迭代运算的预设偏移角度是否满足迭代运算终止条件，满足时，迭代运算终止，执行步骤S500；不满足时，执行步骤S100。

步骤S500：根据能量函数进行运算后获取的能量函数最小值对应的切割方向为目标切割方向。

下面对上述各步骤进行具体说明。

在步骤S100之前，需要对切割路径上的各个切割点预先设置一个初始切割方向作为基准切割方向，在进行确定切割点目标切割方向的运算过程中，首次运算时是将初始切割方向设置为基准切割方向，其该初始切割方向为切割点的法线方向。

在确定基准切割方向后选择待切割方向，并以基准切割方向为中心，预设偏移角度为各方向的偏移量，选取出切割点若干个不同方向的待切割方向，后续通过步骤S200和步骤S300对切割点的待切割方向进行筛选。

参见图3所示，是以切割点V₁及切割点V₁对应的基准切割方向N₁为例，对步骤S100获取切割点若干个不同方向的待切割方向的过程进行详细说明，获取其他切割点若干个不同方向的待切割方向的过程请参考切割点v₁，本实施例不作赘述。

需要说明的是，切割点v₁所对应的待切割方向的数量本实施例不作具体限定，如可以为4个，可以为8个，可以为16个，也可以为25个，根据实际运算需求进行相应的设置待切割方向；本实施例中，以基准切割方向为中心，以预设偏移角度θ为方向偏移量，获取切割点v₁的8个不同方向的待切割方向，具体通过公式(1)进行选取：

在公式(1)N₁为基准切割方向，N_1，1-N_1，8以基准切割方向N₁为中心，以预设偏移角度θ为方向偏移量获取的待切割方向，θ为预设偏移角度，Rx(θ)为绕X轴旋转的空间坐标旋转矩阵，Ry(θ)为绕Y轴旋转的空间坐标旋转矩阵，Rx(θ)和Ry(θ)的表达式分别为(2)和(3)：

矩阵表达式(2)和(3)中预设偏移角度θ的初始值范围为：60°≤θ＜90°，如θ的初始值可以是60°，也可以是70°，还可以是80°，根据实际使用情况进行，适应性的在0°≤θ≤90°之间的任一点，以及任一范围内进行调整，本实施例对的初始值不作限定。

通过上述步骤S100可以获取切割点若干个不同方向的待切割方向。

在步骤S200中对步骤S100中获取切割点的各个不同方向的待切割方向进行干涉筛选，筛选出与数字化牙颌模型不发生干涉的待切割方向作为候选切割方向，步骤S200实现干涉筛选的具体过程如下。

步骤S210：根据映射条件判断每个切割点上对应的待切割方向是否映射在数字化牙颌模型上。

其中，该映射条件的创建过程如下：

将切割点上对应的待切割方向构建射线方程；

该射线方程为：R＝v+t*N--(4)，其中，R待映射点，v为切割点，N为待切割方向点，t为射线参数；

将各待切割方向的射线方程分别与数字化牙颌模型的三角片的参数方程建立映射方程：v+t*N＝p₁*w₁+p₂*w₂+p₃*w₃--(5)，其中，p₁、p₂和p₃为牙颌模型的三角片的顶点坐标，w₁、w₂和w₃是各顶点的权重，0≤w₁≤1，0≤w₂≤1，0≤w₃≤1，w₁+w₂+w₃＝1；解析映射方程，由于t为射线参数，对t进行求解，若t无解，则对应的待切割方向为候选切割方向，若映射方程有解，则对应的待切割方向删除。

步骤S220：当映射到数字化牙颌模型上，将映射到的待切割方向进行删除。也即是，解析上述映射方程有解时，说明对应的待切割方向与数字化牙颌模型发生干涉，则将该待切割方向进行删除。

步骤S230：当未映射到数字化牙颌模型上时，将尚未映射到的待切割方向设置为候选切割方向。也即是，解析上述映射方程无解时，说明对应的待切割方向未与数字化牙颌模型发生干涉，则将该待切割方向设置为候选切割方向。

通过上述步骤S200可以将步骤S100中获取切割点的待切割方向进行干涉筛选，以筛选出与数字化牙颌模型不发生干涉待切割方向作为候选切割方向。

步骤S300对步骤S200筛选出的候选切割方向进行能量函数运算，在运算的结果中选取最小能量函数值的切割方向作为下一轮迭代运算的基准切割方向，能量函数运算的具体步骤如下。

步骤S310：根据能量函数将切割路径上每个切割点对应的候选切割方向分别与切割路径上的其他切割点对应的候选切割方向进行运算。

步骤S310中的能量函数为E＝∑||N_m，k-N_m-1，j||--(6)；

在公式(6)中，N_m，k为第m个切割点对应的所述候选切割方向k；N_m-1，j为切割路径上其他切割点对应的所述候选切割方向j；m＝i，i-1，…2，i为切割点的数量，k＝1，2，…，n，n为切割点m筛选后的候选待切割方向，j＝1，2，…，p，p为切割点m-1筛选后的候选待切割方向。

步骤S320：在运算结果中选取能量函数最小值对应的各切割点对应的候选切割方向，作为下一轮迭代运算的基准切割方向。

通过步骤S300基于能量函数对各切割点对应的多个候选切割方向进行运算，选取该多个候选切割方向中能量函数值最小的一个作为下一轮迭代运算的基准切割方向。

在步骤S400中，通过判断是否满足迭代运算终止条件来确定是否终止迭代运算，若终止迭代运算，执行步骤S500，根据能量函数进行运算后获取的能量函数最小值对应的切割方向为目标切割方向，若不满足迭代运算终止条件，则返回步骤S100，进行下一轮迭代。

其中，在迭代运算过程中，预设偏移角度逐步递减，如，预设偏移角度的初始值为70°，后续每一轮迭代运算时，预设偏移角度以5°或10°的方式递减。当预设偏移角度减小至小于或等于预设偏移角度阈值时，迭代运算终止。

本发明中通过迭代选取最佳的目标切割方向，迭代选取的过程中通过干涉运算删除了与数字化牙颌模型产生干涉的切割方向，与现有的激光入射方向为切割点法线方向相比，本发明确定的目标切割方向不与数字化牙颌模型上的其他位置发生干涉。

本发明中通过迭代选取的过程中将能量函数最小值对应的切割方向作为目标切割方向，使得切割路径上的切割方向变化幅度小，提升切割路径的光滑度，同时还减少机械臂六轴角度变化幅度，降低机械臂负担。

下面以一个具体的例子对上述各步骤进行说明，如图4(a)-(c)所示。

基准切割方向N_1，0通过公式(1)获取切割点V₁的8个不同方向的待切割方向N_1，1-N_1，8如图4(a)所示，其中，预设偏移角度θ的初始值为70°；在切割路径上m个切割点v₁，v₂，…v_m对应的基准切割方向为N_1，0，N_2，0，…N_m，0，根据公式(1)每个切割点选取8个待切割方向，以分别为(N_1，0，N_1，2，N_1，3…N_1，8)，(N_2，0，N_2，2，N_2，3…N_2，8)，…(N_m，0，N_m，2，N_m，3…N_m，8)预设偏移角度θ的初始值为70°，其中，切割点V₁所对应的不同方向的待切割方向(N_1，0，N_1，2，N_1，3…N_1，8)的示意图如图4(a)所示，经过公式(4)和(5)进行干涉运算筛筛，筛选后的待切割方向为候选切割方向，示意性的为以下：(N_1，1，N_1，2，N_1，3，N_1，5N_1，7)，(N_2，0，N_2，2，N_2，5)，…(N_m，1，N_m，4，N_m，5，N_m，6)其中，切割点V₁所对应的不同方向的候选待切割方向(N_1，1，N_1，2，N_1，3，N_1，5N_1，7)的示意图如图4(b)所示，将每个候选切割方向经过能量函数公式(6)进行运算，将每个切割点的每一个候选切割方向进行组合，并形成切割路径的各个点的切割入射方向；具体的进行运算示意为以下：

例如将切割点v₁的候选切割方向N_1，1分别与切割点v₂，…v_m对应的各候选切割方向(N_2，0，N_2，2，N_2，5)，…(N_m，1，N_m，4，N_m，5，N_m，6)进行运算，例如第一次运算组成的切割方向为：(N_1，1，N_2，0，N_3，2，…N_m，1)得到第一个能量值E，再一次运算组成的切割方向为：(N_1，1，N_2，2，N_3，2，…N_m，1)，依次类推，如果一轮迭代每个切割点筛选后的候选切割方向对应的方向数为(4，3，n，…4)，0＜n≤8，则通过能量函数计算的次数为：4×3×n×…×4，在4×3×n×…×4次数中选择能量值E最小值，例如(N_1，1，N_2，2，N_3，2，…N_m，1)这一组合通过能量函数运算后的能量值最小，那么将该最小值对应各候选切割方向为(N_1，1，N_2，2，N_3，2，…N_m，1)下一次迭代的基准切割方向，并进行下一轮的迭代运算，其中，切割点V₁所对应的候选待切割方向N_1，1的示意图如图4(c)所示。

下一轮迭代时，预设偏移角度由70°递减至60°，也即是，每一轮迭代时，预设偏移角度递减10°，各切割点对应的基准切割方向为(N_1，1，N_2，2，N_3，2，…N_m，1)，并以(N_1，1，N_2，2，N_3，2，…N_m，1)为各切割点的中心，以预设偏移角度为60°对切割点V₁以及其他切割点进行下一轮迭代，假设预设偏移角度阈值为5°，直至预设偏移角度小于或等于5°终止迭代运算，最终获取切割点V₁以及其他切割点的目标切割方向。

因此，本发明的每个切割点设置多个激光入射切割方向，通过迭代选取最佳的目标切割方向，迭代选取的过程中通过干涉运算删除了与数字化牙颌模型产生干涉的切割方向，与现有的激光入射方向为切割点法线方向相比，本实施例确定的目标切割方向不与数字化牙颌模型上的其他位置发生干涉，避免了与设定的切割路径发生背离。另外，迭代选取的过程中将能量函数最小值对应的切割方向作为目标切割方向，使得切割路径上的切割方向变化幅度小，提升切割路径的光滑度，同时还减少机械臂六轴角度变化幅度，降低机械臂负担；为实现入射切割方向为法向，造成6轴机械臂负担，解决这一问题需要增加机械臂的轴向数量，由6轴增加至更多轴，这样无疑就增加了生产成本；本发明提供的切割方向，使其切割后的壳状牙齿矫治器符合用户的需求，更加贴颌用户的口腔内的牙齿状态，如，切割后的壳状牙齿矫治器贴合用户的牙龈线，使用户佩戴更加舒适。

基于上述方法，本实施例还提供一种牙套激光切割装置包括：切割方向确定模块500和切割模块510，其原理图如图5所示。

切割方向确定模块500用于采用本实施例的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法确定牙套的目标切割方向。

进一步，切割方向确定模块500包括：获取模块501、筛选模块502、选取模块503、判断模块504和确定模块505；

获取模块501用于以基准切割方向为中心，以预设偏移角度为偏移量，获取若干个不同方向的待切割方向；其中，待切割方向的具体获取过程请参考公式(1)，此处不作赘述。

筛选模块502用于将每个切割点的所述待切割方向与数字化牙颌模型进行干涉运算，并筛选出每个切割点对应的候选切割方向；其中，干涉运算的具体实施过程请参考公式(4)和(5)，此处不作赘述。

选取模块503用于根据能量函数对候选切割方向对应的坐标进行运算，在运算结果中选取出能量函数值最小的切割方向作为下一轮迭代运算的基准切割方向，并将基准切割方向反馈至获取模块；其中，能量函数运算的具体实施过程请参考公式(6)，此处不作赘述。

判断模块504用于判断偏移角度是否满足迭代运算终止条件，满足时，触发确定模块505，不满足时，触发获取模块501；其中，具体判断过程请参考上述步骤S400，此处不作赘述。

确定模块505用于将能量函数进行运算后获取的能量函数最小值对应的切割方向确定为目标切割方向。

切割模块510用于根据目标切割方向进行牙套的切割。

本实施例中，切割模块510具体为激光机，通过切割方向确定模块500确定激光机的目标切割方向，该目标切割方向不与牙颌模型上的其他位置发生干涉。另外，将能量函数最小值对应的切割方向作为目标切割方向，使得切割路径上的切割方向变化幅度小，提升切割路径的光滑度，同时还减少机械臂六轴角度变化幅度，降低机械臂负担。

基于上述方法，本实施例还提供一种电子设备，其结构框图如图6所示，该电子设备600可以是平板电脑、笔记本电脑或台式电脑。电子设备600还可能被称为便携式终端、膝上型终端、台式终端等其他名称；将该电子设备与激光切割机进行通信连接，并通过电子设备发送的控制命令间接，或者直接控制激光切割设备进行工作，以实现壳状牙齿矫治器的切割。

通常，电子设备600包括有处理器6001和存储器6002，处理器6001可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器6001可以采用DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器6001也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。

在一些实施例中，处理器6001可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器6001还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器6002可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器6002还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器6002中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集用于被处理器6001所执行以实现本实施例提供的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法。

因此，本申请的电子设备600通过至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集执行本实施例提供的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法。

在一些实施例中，电子设备600还可选包括有：外围设备接口6003和至少一个外围设备。处理器6001、存储器6002和外围设备接口6003之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口6003相连。具体地，外围设备包括：射频电路6004、触摸显示屏6005、摄像头6006、音频电路6007、定位组件6008和电源6009中的至少一种。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，其特征在于，包括：

步骤S100：以基准切割方向为中心，以预设偏移角度为方向偏移量，获取切割点若干个不同方向的待切割方向；

步骤S200：将每个所述切割点的所述待切割方向与数字化牙颌模型进行干涉运算，并筛选出每个所述切割点对应的候选切割方向；

步骤S300：根据能量函数对所述候选切割方向对应的坐标进行运算，在运算结果中选取出能量函数最小值对应的切割方向作为下一轮迭代运算的基准切割方向；

步骤S400：判断下一轮迭代运算的预设偏移角度是否满足迭代运算终止条件，满足时，迭代运算终止，执行步骤S500；不满足时，返回至步骤S100进行下一轮迭代；

步骤S500：根据所述能量函数进行运算后获取的能量函数最小值对应的切割方向为目标切割方向。

2.根据权利要求1所述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，其特征在于，包括：通过初始切割方向获取所述基准切割方向时，所述初始切割方向为切割点的法线方向。

3.如权利要求1所述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，其特征在于，所述迭代运算过程中，所述预设偏移角度逐步递减。

4.如权利要求3所述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，其特征在于，所述迭代运算终止条件包括：所述预设偏移角度减小至小于或等于偏移角度阈值。

5.如权利要求1所述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，其特征在于，所述步骤S200包括：

步骤S210：根据映射条件判断每个切割点上对应的所述待切割方向是否映射在所述数字化牙颌模型上；

步骤S220：当映射到所述数字化牙颌模型上时，将映射到的所述待切割方向进行删除；

步骤S230：当未映射到所述数字化牙颌模型上时，将尚未映射到的所述待切割方向设置为所述候选切割方向。

6.如权利要求5所述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，其特征在于，所述映射条件包括：

将所述切割点上对应的所述待切割方向构建射线方程；

所述射线方程为：R＝v+t*N，

其中，R待映射点，v切割点，N待切割方向，t射线参数；

将所述待切割方向的射线方程与所述数字化牙颌模型的三角片的参数建立映射方程；

所述映射方程为：v+t*N＝p₁*w₁+p₂*w₂+p₃*w₃，

其中，p₁、p₂和p₃为牙颌模型的三角片的顶点坐标，w₁、w₂和w₃是各顶点的权重，且w₁+w₂+w₃＝1；

解析所述映射方程，若所述映射方程无解，则对应的所述待切割方向为候选切割方向。

7.如权利要求1所述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，其特征在于，所述步骤S300包括：

步骤S310：根据所述能量函数将切割路径上每个切割点对应的所述候选切割方向分别与所述切割路径上的其他所述切割点对应的所述候选切割方向进行运算；

步骤S320：在运算结果中选取能量函数最小值对应的各所述切割点对应的候选切割方向，作为下一轮迭代运算的所述基准切割方向。

8.如权利要求7所述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法，其特征在于，所述能量函数为：

E＝∑||N_m，k-N_m-1，j||，

其中，N_m，k为第m个切割点对应的所述候选切割方向k；N_m-1，j为切割路径上其他切割点对应的所述候选切割方向j；

其中，m＝i，i-1，…2，i为切割点的数量，k＝1，2，…，n，n为切割点m筛选后的候选待切割方向，j＝1，2，…，p，p为切割点m-1筛选后的候选待切割方向。

9.一种牙套激光切割装置，其特征在于，包括：切割方向确定模块和切割模块；

所述切割方向确定模块用于采用权利要求1-8任一所述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法确定牙套的目标切割方向；

所述切割模块用于根据所述目标切割方向进行牙套的切割。

10.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或所述指令集由所述处理器加载并执行以实现权利要求1-8任一所述的确定壳状牙齿矫治器切割方向的方法。

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