CN113091980A

CN113091980A - 一种用于测量弓丝转矩的测量方法及测量工具

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Publication number: CN113091980A
Application number: CN202110239668.1A
Authority: CN
Inventors: 黎炜健; 王红卫; 谢卓; 程留青
Original assignee: Guangzhou Riton Biomaterial Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Riton Biomaterial Co Ltd
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2041-03-03
Also published as: CN113091980B

Abstract

本发明的实施例提供了一种用于测量弓丝转矩的测量方法及测试工具，包括如下步骤：S1：获取弓丝的侧面的图像；S2：对所述图像进行转换，获取灰度图；S3：对所述灰度图内的弓丝进行边缘检测，获取边缘检测的结果；S4：对所述结果进行统计概率霍夫线变换，遍历识别到的直线并获取所述直线的斜率，其中，弓丝的转矩段底面内的任一方向为X轴，所述图像上垂直于X轴的方向为Y轴；S5：根据所述斜率，获取所述直线与x轴的弧度；S6：根据所述直线与x轴的弧度，获取所述直线与y轴的夹角并确定为所述转矩角。通过上述测量方法有效的操作简单，测量精度高，提高了临床治疗精度和效率，有效的解决了测量步骤繁杂，误差出现几率较大的技术问题。

Description

一种用于测量弓丝转矩的测量方法及测量工具

技术领域

本发明涉及医疗器械的技术领域，特别是涉及一种用于测量弓丝转矩的测量方法及测量工具。

背景技术

随着医疗技术的普及，人们对生活质量要求的提高，临床口腔技术的完善和发展，进行口腔正畸治疗的患者日益增多，随着数字化技术的提高，精确治疗理念已经被越来越多的医生患者接受和喜爱。现有的固定正畸矫治技术中，主要是通过托槽与弓丝的相互作用，从而达到调整牙齿在三维方向上的位置，托槽是口腔牙齿固定矫治技术的重要部件，用粘接剂直接粘接于牙冠表面，弓丝通过托槽而对牙齿施以各种类型的矫治力，从而达到矫治目的。

因为正畸托槽产品的尺寸小，槽沟精度要求高，配合使用的弓丝的精度要求将进一步提高。同时，在矫治中，弓丝的转矩角度对牙齿的转矩表达有着很重要的影响。现有的测量工具中存在结构复杂，测量时步骤繁杂，误差出现几率较大的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于测量弓丝转矩的测量工具，用于解决现有的测量步骤繁杂，误差出现几率较大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用了如下技术方案：

本发明的实施例提供了一种用于测量弓丝转矩的测量方法，所述测量方法包括如下步骤：

S1：获取弓丝的侧面的图像；

S2：对所述图像进行转换，获取灰度图；

S3：对所述灰度图内的弓丝进行边缘检测，获取边缘检测的结果；

S4：对所述结果进行统计概率霍夫线变换，遍历识别到的直线并获取所述直线的斜率，其中，弓丝的转矩段底面内的任一方向为X轴，所述图像上垂直于X轴的方向为Y轴；

S5：根据所述斜率，获取所述直线与x轴的弧度；

S6：根据所述直线与x轴的弧度，获取所述直线与y轴的夹角并确定为所述转矩角。

进一步地，当S4中遍历识别到的直线为多条时，则获取每条所述直线斜率，并对每条所述直线的斜率执行S5和S6的步骤，获取每条所述直线对应的转矩角；

将所有的直线对应的转矩角中的最大值和最小值进行去除，获取剩余的转矩角并计算出剩余的转矩角的平均值，并确定所述平均值为最终的转矩角。

进一步地，所述S1中，所述弓丝的侧面的图像中，弓丝的转矩段的底面与水平面向平行。

本发明还提供了一种用于测量弓丝转矩的测量工具，

所述测量工具包括：

夹持装置，用于对弓丝进行夹持；

采集装置，所述采集装置正对所述弓丝的侧面；

以及，

处理器，所述处理器与所述采集装置电连接，用于获取摄像头拍摄的弓丝的侧面的图像，并如上述的测量方法对所述弓丝的转矩角进行测量。

进一步地，所述夹持装置包括：

下模块，用于放置所述弓丝的转矩段；

以及上模块，用于所述弓丝的转矩段的上表面。

进一步地，所述下模块的上表面设置有台阶；

所述弓丝的转矩段的底面与所述下模块的上表面相接触，所述弓丝的转矩段的侧面与所述台阶的侧面相接触。

进一步地，所述夹持装置还包括驱动器；

所述驱动器用于为所述上模块和/或所述下模块提供用于夹持所述弓丝的转矩段的夹持力。

进一步地，所述夹持装置还包括外壳，所述驱动器连接所述上模块和/或所述下模块，所述驱动器位于所述外壳内，所述上模块和所述下模块位于所述外壳外。

进一步地，所述测量工具还包括平台，所述夹持装置和采集装置都安装在所述平台上。

进一步地，所述采集装置为摄像头。

相比于现有技术，本发明的实施例的有益效果在于：

本发明实施例提供的用于测量弓丝转矩的测量方法，所述测量方法包括如下步骤：S1：获取弓丝的侧面的图像；S2：对所述图像进行转换，获取灰度图；S3：对所述灰度图内的弓丝进行边缘检测，获取边缘检测的结果；S4：对所述结果进行统计概率霍夫线变换，遍历识别到的直线并获取所述直线的斜率，其中，弓丝的转矩段底面内的任一方向为X轴，所述图像上垂直于X轴的方向为Y轴；S5：根据所述斜率，获取所述直线与x轴的弧度；S6：根据所述直线与x轴的弧度，获取所述直线与y轴的夹角并确定为所述转矩角。通过上述测量方法有效的操作简单，测量精度高，提高了临床治疗精度和效率，有效的解决了测量步骤繁杂，误差出现几率较大的技术问题。

本发明实施例提供的用于测量弓丝转矩的测量装置，本实施例的所述测量装置的结构简单，使用便捷，测量精度高，提高了临床治疗精度和效率；有效的解决了测量工具结构复杂，测量时步骤繁杂，误差出现几率大，而且不方便使用，降低了临床治疗精度和效率的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种用于测量弓丝转矩的测量方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种用于测量弓丝转矩的测量装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种用于测量弓丝转矩的测量装置的右视图；

其中：

100、夹持装置；110、上模块；120、下模块；121、台阶；130、外壳；140、驱动器；200、摄像头；300、处理器；400、平台；500、弓丝。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例提供了一种用于测量弓丝500转矩的测量方法，

所述测量方法包括如下步骤：

S1：获取弓丝500的侧面的图像；

具体为，将所述弓丝500的转矩段放置在平面上，或者通过夹持装置100对所述弓丝500进行加持，使得所述弓丝500的转矩段与平面相互平行；再通过采集装置，可以为摄像头200，对准所述弓丝500的侧面进行拍摄，获取弓丝500的侧面的图像，所述弓丝500的侧面的图像可以为弓丝500的左视图或者右视图。

为了便于检测，提高检测的效率以及坐标系是设置，所述弓丝500的侧面的图像中，弓丝500的转矩段的底面与水平面向平行。

S2：对所述图像进行转换，获取灰度图；

通过opencv算法对图像进行处理，从而获取灰度图；

S3：对所述灰度图内的弓丝500进行边缘检测，获取边缘检测的结果；

通过对所述灰度图的所述弓丝500进行边缘检测，即对所述弓丝500的侧面进行的边缘检测，得边缘检测的结果；

S4：对所述结果进行统计概率霍夫线变换，遍历识别到的直线并获取所述直线的斜率，其中，弓丝500的转矩段底面内的任一方向为X轴，所述图像上垂直于X轴的方向为Y轴；

通过统计概率霍夫线变换来对所述边缘检测的结果进行检测，得到多组直线的端点坐标；

将每一组直线进行遍历循环，获取直线的两个端点坐标，根据两个端点的坐标能够计算得到所述直线的斜率；

S5：根据所述斜率，获取所述直线与x轴的弧度；

根据所述斜率能够计算得到反正切函数m＝math.atan(n)，计算的得到所述直线与x轴的弧度；

所述直线与x轴的夹角＝弧度*180/π，从而计算得到所述直线与x轴的夹角，所述转矩角为所述直线与y轴的夹角，所述直线与x轴的夹角与所述直线与y轴的夹角互为余角，即根据所述直线与x轴的夹角能够得到所述直线与y轴的夹角，即确定为转矩角；

通过上述测量方法有效的操作简单，测量精度高，提高了临床治疗精度和效率，有效的解决了测量步骤繁杂，误差出现几率较大的技术问题。

其中，当S4中遍历识别到的直线为多条时，则获取每条所述直线斜率，并对每条所述直线的斜率执行S5和S6的步骤，获取每条所述直线对应的转矩角；

即在对所述结果进行统计概率霍夫线变换后，遍历识别到的直线为多条，此时需要更加准确的确定所述转矩角，因此，通过求出每条所述直线进行计算，求出其对应的转矩角，为了降低误差，提升准确度，将所有的直线对应的转矩角中的最大值和最小值进行去除，获取剩余的转矩角，在对剩余的转矩角计算出平均值，并根据平均值为最终的转矩角，从而能够确保了所述转矩角的准确性；从而提高了测量精度，提升了临床治疗精度和效率。

本发明的实施例还提供了一种用于测量弓丝500转矩的测量工具，

所述测量工具包括：

夹持装置100，用于对弓丝500进行夹持；

其中，所述夹持装置100可以劫持所述弓丝500的上部或者是弓丝500的转矩段，为了避免对所述弓丝500转矩角的检测，优选为夹持所述弓丝500的转矩段；

所述夹持装置100包括：

下模块120，用于放置所述弓丝500的转矩段；

其中，所述下模块120的上表面设置有台阶121；

所述弓丝500的转矩段的底面与所述下模块120的上表面相接触，所述弓丝500的转矩段的侧面与所述台阶121的侧面相接触，确保测量的转矩角的角度的准确性；

以及上模块110，用于所述弓丝500的转矩段的上表面。

所述夹持装置100还包括驱动器140；

所述驱动器140用于为所述上模块110和/或所述下模块120提供用于夹持所述弓丝500的转矩段的夹持力。

所述驱动器140的可以为电机连杆结构、电磁铁、气缸或液压缸等，所述夹持装置100提供的动力也可以使用双侧导轨平行夹持等，或者使用与弓丝500匹配的槽等卡住弓丝500。能够实现满足上述方法对弓丝500的转矩角进行夹持测量即可。

具体的，所述夹持装置100还包括外壳130，所述驱动器140连接所述上模块110和/或所述下模块120，所述驱动器140位于所述外壳130内，所述上模块110和所述下模块120位于所述外壳130外。

所述驱动器140可以为与所述上模块110相连接，驱动上模块110下移夹持所述弓丝500，也可以为与下模块120相连接，通过移动下模块120来使得上模块110和下模块120夹持所述弓丝500，从而实现对弓丝500的夹持；还可以所述驱动器140分别连接上模块110和下模块120，驱动上模块110和下模块120相对运动，对所述弓丝500的转矩段进行夹持。

采集装置，所述采集装置正对所述弓丝500的侧面；、其中，所述采集装置为摄像头200。

以及，

处理器300，所述处理器300与所述采集装置电连接，用于获取摄像头200拍摄的弓丝500的侧面的图像，并如上述的测量方法对所述弓丝500的转矩角进行测量。所述处理器300可以为PC主机，所述转矩角如图3中的角a。

摄像头200拍摄所述弓丝500的侧面的图像传输到所述处理器300内进行处理，从而直接在所述处理器300内完成对所述弓丝500的转矩角进行测量，可以通过处理器300相连接的显示器显示出来。

所述测量工具还包括平台400，所述夹持装置和采集装置都安装在所述平台400上。所述处理器也可以安装在所述平台400上。

本实施例的所述测量装置的结构简单，使用便捷，测量精度高，提高了临床治疗精度和效率；有效的解决了测量工具结构复杂，测量时步骤繁杂，误差出现几率大，而且不方便使用，降低了临床治疗精度和效率的问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种用于测量弓丝转矩的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：

S1：获取弓丝的侧面的图像；

S2：对所述图像进行转换，获取灰度图；

S5：根据所述斜率，获取所述直线与x轴的弧度；

2.根据权利要求1所述的用于测量弓丝转矩的测量方法，其特征在于，

当S4中遍历识别到的直线为多条时，则获取每条所述直线斜率，并对每条所述直线的斜率执行S5和S6的步骤，获取每条所述直线对应的转矩角；

3.根据权利要求1所述的用于测量弓丝转矩的测量方法，其特征在于，

所述S1中，所述弓丝的侧面的图像中，弓丝的转矩段的底面与水平面向平行。

4.一种用于测量弓丝转矩的测量工具，其特征在于，

所述测量工具包括：

夹持装置，用于对弓丝进行夹持；

采集装置，所述采集装置正对所述弓丝的侧面；

以及，

处理器，所述处理器与所述采集装置电连接，用于获取摄像头拍摄的弓丝的侧面的图像，并如权利要求1-3中任一权利要求中所述的测量方法对所述弓丝的转矩角进行测量。

5.根据权利要求4所述的用于测量弓丝转矩的测量工具，其特征在于，所述夹持装置包括：

下模块，用于放置所述弓丝的转矩段；

以及上模块，用于所述弓丝的转矩段的上表面。

6.根据权利要求5所述的用于测量弓丝转矩的测量工具，其特征在于，

所述下模块的上表面设置有台阶；

7.根据权利要求6所述的用于测量弓丝转矩的测量工具，其特征在于，所述夹持装置还包括驱动器；

8.根据权利要求7所述的用于测量弓丝转矩的测量工具，其特征在于，

所述夹持装置还包括外壳，所述驱动器连接所述上模块和/或所述下模块，所述驱动器位于所述外壳内，所述上模块和所述下模块位于所述外壳外。

9.根据权利要求4所述的用于测量弓丝转矩的测量工具，其特征在于，所述测量工具还包括平台，所述夹持装置和采集装置都安装在所述平台上。

10.根据权利要求4所述的用于测量弓丝转矩的测量工具，其特征在于，所述采集装置为摄像头。