CN114943685A - 一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法 - Google Patents
一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114943685A CN114943685A CN202210407081.1A CN202210407081A CN114943685A CN 114943685 A CN114943685 A CN 114943685A CN 202210407081 A CN202210407081 A CN 202210407081A CN 114943685 A CN114943685 A CN 114943685A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arch wire
- orthodontic arch
- curve
- theoretical
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 227
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000009191 jumping Effects 0.000 claims description 39
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 9
- 210000004513 dentition Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000012067 mathematical method Methods 0.000 abstract description 3
- 206010061274 Malocclusion Diseases 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 208000025157 Oral disease Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 208000030194 mouth disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0012—Biomedical image inspection
-
- G06T3/06—
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
- G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/80—Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Abstract
本发明公开了一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法,它涉及正畸弓丝评价技术领域,本发明针对在x、y、z三个方向上都进行了弯制的一类正畸弓丝曲线,选择合适的评价方法去评价实际正畸弓丝和理论正畸弓丝之间的误差,技术要点为:将理论正畸弓丝和实际正畸弓丝空间变换到合适的位置,判断重合度是否满足要求;实际正畸弓丝曲线及理论正畸弓丝曲线投影;投影后实际正畸弓丝曲线评价参数设定;判断三个平面投影后的弯制点偏距是否符合要求;二维弓丝偏移区域的参数计算及二维弓丝双线位距的设定;二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP判断;本发明通过数学方法中的双线位置距离即二维弓丝双线位距,来量化描述实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线之间的拟合程度,进而反应实际正畸弓丝的弯制效果,可以提高正畸弓丝弯制后的评价效率。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法,属于正畸弓丝评价技术领域。
背景技术
错颌畸形是危及人体健康的第三大口腔疾病,呈现较高的发病率,现代口腔医学中,固定矫治是一种常用且有效的正畸治疗手段,而正畸弓丝的弯制是固定矫治技术的关键,在传统临床应用中,正畸弓丝基本依赖于专业医师手工弯制,难以保证精度;虽然随着自动化与机器人技术的不断革新,正畸矫治器中弓丝的弯制方法开始从传统的手工弯制向高精度、自动化的方向过渡,但是在正畸弓丝弯制完成后,仍然需要医师依据经验对正畸弓丝进行评价,判断是否满足使用要求;这种评价方法严重依赖医师的临床经验,医师仅能依赖个人临床经验对已弯制完成的正畸弓丝进行修正;由于未通过量化的指标确定正畸弓丝弯制点的误差量值,该评价方法无法
对采用正畸弓丝弯制机器人实现弓丝弯制的成形规划方法修正提供准确、可靠的指导;延长了矫治周期,严重影响了临床矫治效果,同时造成不必要的人力物力的浪费,阻碍了正畸弓丝弯制机器人在错颌畸形矫治中的应用;
此外,考虑到正畸弓丝曲线上弯制点分布信息的个性化特点,比如患者个性化正畸弓丝存在x、y、z三个方向上都进行了弯制,即该弓丝弯制点分布具有特殊属性,在对此类正畸弓丝进行评价时,目前并没有一种方法能够通过指标确定正畸弓丝弯制点的误差量值,实现对此类个性化正畸弓丝的弯制准确性的高效量化评价,综上,目前正畸弓丝弯制评价技术领域亟待一种能够精确量化评价正畸弓丝弯制效果的方法。
发明内容
针对上述问题,本发明提出了一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法,解决目前正畸弓丝评价技术领域中缺少针对个性化正畸弓丝存在x、y、z三个方向上都进行了弯制,以避免对具有特殊属性的一类正畸弓丝的弯制点评价时出现评价难度过高的情况,实现了对正畸弓丝误差值的量化描述。
一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法,所述方法的具体实现过程为:
以右手定则建立o-xyz三维正畸弓丝误差标定坐标系w,以正畸医师根据患者牙列形态设计的具有n个弯制点的理论正畸弓丝曲线,计算并输入理论正畸弓丝曲线弯制点信息集P′T={Tp′1,Tp'2,Tp'3,...,Tp′i,...,Tp'n},Tp′i=(Tx′i,Ty′i,Tz′i)为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,i的取值范围为1≤i≤n,其中:Tx′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的x轴坐标,Ty′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的y轴坐标,Tz′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的z轴坐标;理论正畸弓丝曲线左端点为ps,理论正畸弓丝曲线右端点为pf,ps和pf之间连线的中点为To',对理论正畸弓丝曲线进行空间变换:令点To'与三维正畸弓丝误差标定坐标系w的原点o重合,理论正畸弓丝曲线左端点ps位于y轴负半轴,理论正畸弓丝曲线右端点pf位于y轴正半轴,且理论正畸弓丝曲线与x轴无交点;令该理论正畸弓丝曲线沿y轴正方向顺时针旋转,直至理论正畸弓丝曲线与x轴出现交点,将理论正畸弓丝曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的位姿,计算并输入处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn},Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:Txi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的x轴坐标,Tyi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的y轴坐标,Tzi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的z轴坐标;
以根据理论正畸弓丝曲线弯制出的具有n个弯制点的实际正畸弓丝曲线,计算并输入实际正畸弓丝曲线弯制点信息集P′R={Rp′1,Rp'2,Rp'3,…,Rp′i,…,Rp'n},Rp′i=(Rx′i,Ry′i,Rz′i)为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:Rx′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的x轴坐标,Ry′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的y轴坐标,Rz′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的z轴坐标;实际正畸弓丝曲线左端点为p's,实际正畸弓丝曲线右端点为p'f,p's和p'f之间连线的中点为Ro',对实际正畸弓丝曲线进行空间变换:令点Ro'与三维正畸弓丝误差标定坐标系w的原点o重合,实际实际弓丝曲线左端点p's位于y轴负半轴,实际正畸弓丝曲线右端点p'f位于y轴正半轴,且实际正畸弓丝曲线与x轴无交点;令该实际正畸弓丝曲线沿y轴正方向顺时针旋转,直至实际正畸弓丝曲线与x轴出现交点,将实际正畸弓丝曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的位姿,计算并输入设定后的实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn},Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:Rxi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w中x轴坐标,Ryi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的y轴坐标,Rzi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的z轴坐标;
步骤二、计算并判断实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度:
定义弯制点偏距,用符号d表示,弯制点偏距d是实际正畸弓丝曲线弯制点和与其对应的理论正畸弓丝曲线弯制点之间的直线偏移距离,规定第i个弯制点偏距为规定弯制点偏距d的最大值为dmax,区间(0,dmax)为弯制点偏距的容差范围;定义实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的重合度,用符号χ表示,规定χ的下限值为χmin;t为弯制点偏距在容差范围内的个数,t的初始值为t=0;
a)容差范围内弯制点偏距的个数判断:
判断di≤dmax是否成立,
具体为:
若di≤dmax成立,则令t=t+1,跳转至步骤二b);
若di≤dmax不成立,则跳转至步骤二b);
b)是否判断完n个弯制点偏距:
判断i+1<n是否成立,
具体为:
若i+1<n成立,说明尚未判断完n个弯制点偏距,则继续判断弯制点偏距是否在容差范围内,令i=i+1,跳转至步骤二a);
若i+1<n不成立,则说明已经判断完n个弯制点偏距,跳转至步骤二c);
c)计算并判断实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度:
具体为:
若χ≥χmin成立,则实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度评价合格;
若χ≥χmin不成立,则实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度评价不合格,评价结束,输出该实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度评价不合格;
步骤三、实际正畸弓丝曲线及理论正畸弓丝曲线投影:
将处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线向o-xy平面投影,即将理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn}中各弯制点Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)中的坐标Tzi赋值为0,获得理论正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线zPT;
将处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线向o-yz平面投影,即将理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn}中各弯制点Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)中的坐标Txi赋值为0,获得理论正畸弓丝曲线在o-yz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线xPT;
将处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线向o-xz平面投影,即将理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn}中各弯制点Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)中的坐标Tyi赋值为0,获得理论正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线yPT;
将处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线向o-xy平面投影,即将实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn}中各弯制点Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)中的坐标Rzi赋值为0,获得实际正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线zPR;
将处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线向o-yz平面投影,即将实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn}中各弯制点Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)中的坐标Rxi赋值为0,获得实际正畸弓丝曲线在o-yz平面;
将处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线向o-xz平面投影,即将实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn}中各弯制点Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)中的坐标Ryi赋值为0,获得实际正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线yPR;
步骤四、投影后实际正畸弓丝曲线评价参数设定:
设在o-xy平面上投影后的实际正畸弓丝曲线与在o-xy平面上投影后的理论正畸弓丝曲线的交点为a1,a2,aj,…ap,j的取值范围为1≤j<p,p为在o-xy平面投影后的实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的交点总数;相邻两个交点aj和aj+1之间实际正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线zPR与与理论正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线zPT之间形成的闭合区域为二维弓丝偏移区域zAj,j+1;定义向o-xy平面投影后的弯制点投影偏距,用符号zd表示,规定在o-xy平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点与在o-xy平面投影后的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点之间弯制点投影偏距 zd的上限值为zdmax;
设在o-yz平面上投影后的实际正畸弓丝曲线与在o-yz上平面投影后的理论正畸弓丝曲线的交点为b1,b2,bk,…bq,k的取值范围为1≤k<q,q为在o-yz平面投影后的实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的交点总数;相邻两个交点bk和bk+1之间实际正畸弓丝曲线在o-yz平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线xPR与与理论正畸弓丝曲线在o-yz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线xPT之间形成的闭合区域为二维弓丝偏移区域xAk,k+1;定义向o-yz平面投影后的弯制点投影偏距,用符号xd表示,规定在o-yz平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点与在o-yz平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点之间的弯制点投影偏距 xd的上限值为xdmax;
设在o-xz平面上投影后的实际正畸弓丝曲线与在o-xz平面上投影后的理论正畸弓丝曲线的交点为c1,c2,cr,…cv,r的取值范围为1≤r<v,v为在o-xz平面投影后的实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的交点总数;相邻两个交点cr和cr+1之间实际正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线yPR与与理论正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线yPT之间形成的闭合区域为二维弓丝偏移区域yAr,r+1;定义向o-xz平面投影后的弯制点投影偏距,用符号yd表示,规定在o-xz平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点与在o-xz平面投影后的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点之间的弯制点投影偏距 yd的上限值为ydmax;
步骤五、判断在o-xy平面投影、在o-yz平面投影和在o-xz平面投影的弯制点投影偏距是否符合设定要求:
a)判断zdi≤zdmax、xdi≤xdmax和ydi≤ydmax是否成立,
具体为:
若zdi≤zdmax成立,且xdi≤xdmax成立,且ydi≤ydmax成立,跳转至步骤四b);
若zdi≤zdmax不成立,或xdi≤xdmax不成立,或ydi≤ydmax不成立,则正畸弓丝评价完毕,输出该实际正畸弓丝的投影偏距超出许可范围;
b)是否判断完所有弯制点:
判断i+1>n是否成立,
具体为:
若i+1>n不成立,则继续判断下一弯制点的弯制点投影偏距zd、xd、yd是否符合设定要求,令i=i+1,跳转至步骤五a);
若i+1>n成立,则已经判断完所有弯制点,跳转至步骤六;
步骤六、二维弓丝偏移区域的参数计算及二维弓丝双线位距的设定:
计算在o-xy平面的二维弓丝偏移区域zAj,j+1的周长为二维弓丝偏移区域zAj,j+1的面积为计算在o-yz平面的二维弓丝偏移区域xAk,k+1的周长为二维弓丝偏移区域xAk,k+1的面积为计算在o-xz平面的二维弓丝偏移区域yAr,r+1的周长为二维弓丝偏移区域yAr,r+1的面积为定义二维弓丝双线位距,用符号dLIP表示,二维弓丝双线位距dLIP是对投影后的实际正畸弓丝与理论正畸弓丝之间相似程度的表述,规定二维弓丝偏移区域xAk,k+1的二维弓丝双线位距其中,L总为实际正畸弓丝曲线的长度和理论正畸弓丝曲线的长度之和;规定二维弓丝偏移区域zAj,j+1的二维弓丝双线位距规定二维弓丝偏移区域yAr,r+1的二维弓丝双线位距设定二维弓丝双线位距dLIP的上限值为maxdLIP;
步骤七、二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP判断:
具体为:
b)是否判断完在o-yz平面上的q个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP:
判断k+1>q是否成立,
具体为:
若k+1>q不成立,则继续判断二维弓丝双线位距dLIP是否符合设定要求,则令k=k+1,跳转至步骤七a);
若k+1>q成立,则说明投影在o-yz平面上的q个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP已经判断完毕,跳转至步骤七c),判断o-xy平面投影二维弓丝双线位距是否符合设定要求;
具体为:
d)是否判断完在o-xy平面上的p个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP:
判断j+1>p是否成立,
具体为:
若j+1>p不成立,则继续判断二维弓丝双线位距dLIP是否符合设定要求,令j=j+1,跳转至步骤七c);
若j+1>p成立,则说明投影在o-xy平面上的p个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP已经判断完毕,跳转至步骤七e),判断o-xz平面投影二维弓丝双线位距是否符合设定要求;
具体为:
f)是否判断完在o-xz平面上的v个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP:
判断r+1>v是否成立,
具体为:
若r+1>v不成立,则继续判断二维弓丝双线位距dLIP是否符合设定要求,令r=r+1,跳转至步骤七e);
若r+1>v成立,说明已对所有二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP已经判断完毕,且该实际正畸弓丝曲线所有弯制点的误差均在允许范围内,正畸弓丝评价结束,输出该实际正畸弓丝的误差满足要求。
本发明的有益效果为:
1、本发明针对理论及实际正畸弓丝误差评价,将空间中实际正畸弓丝弯制点与理论正畸弓丝弯制点之间的距离弯制点偏距d,通过轮廓降维法投影到o-xy平面、o-yz平面、o-xz平面,提出弯制点投影偏距的概念,进而通过设定的弯制点投影偏距上限值,来约束在o-xy平面、o-yz平面、o-xz平面的弯制点投影偏距,若有超出弯制点投影偏距上限值的弯制点投影偏距,则直接输出评价结束,简化了评价步骤,防止进行后续不必要的流程。
2、本发明针对理论及实际正畸弓丝误差评价,提出二维弓丝偏移区域xAk,k+1、yAr,r+1、zAj,j+1的概念,并进而计算了二维弓丝偏移区域xAk,k+1、yAr,r+1、zAj,j+1的周长和面积通过设置二维弓丝偏移区域xAk,k+1、yAr,r+1、zAj,j+1的周长和面积进而提出二维弓丝双线位距dLIP的概念,方便对理论及实际正畸弓丝在o-xy、o-yz、o-xz上投影出的二维弓丝偏移区域xAk,k+1、yAr,r+1、zAj,j+1进行量化判断;
3、同本发明人同日申报的发明专利《一种基于误差评定域的正畸弓丝误差评价方法》相比,虽然两种方法都是对理论正畸弓丝曲线及实际正畸弓丝曲线进行了三维投影,但对于《一种基于误差评定域的正畸弓丝误差评价方法》中提及的方法是判断弯制点之间连线斜率的符号是否相同,即判断正畸力的方向,通过误差评定域面积的差值来判断正畸力的大小;本方法是针对理论正畸弓丝与实际正畸弓丝之间投影后交点之间形成的闭合区域面积,通过数学方法中的双线位置距离即二维弓丝双线位距,来量化描述实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线之间的拟合程度,进而反应实际正畸弓丝的弯制效果,因此本方法的提出与另种方法互相补偿,进而完善了采用几何法评估正畸弓丝弯制后效果的系列方法。
4、同本发明人同日申报的发明专利《一种基于空间平移子坐标系卦限判断的正畸弓丝评价方法》相比,虽然两种方法都是用于具有特殊属性的一类个性化正畸弓丝曲线,但对于《一种基于空间平移子坐标系卦限判断的正畸弓丝评价方法》中提及的方法是单纯针对弯制点的信息,通过设定空间平移子坐标系,来判断实际正畸弓丝曲线弯制点与理论正畸弓丝曲线弯制点是否在同一卦限,以判断正畸力的方向时候一致;本方法是针对理论正畸弓丝与实际正畸弓丝之间投影后交点之间形成的闭合区域面积,通过数学方法中的双线位置距离即二维弓丝双线位距,来量化描述实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线之间的拟合程度,进而反应实际正畸弓丝的弯制效果,因此本方法的提出与另种方法互相补偿,进而完善了采用几何法评估正畸弓丝弯制后效果的系列方法。
附图说明
为了易于说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法流程图;
图2为实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的投影示意图;
具体实施方式
为使本发明专利的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明专利,但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明专利的范围,此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明专利的概念。
实施例1:如图1、图2所示,本具体实施方式采用以下技术方案:一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法,所述方法的具体实现过程为:
步骤一、理论正畸弓丝曲线数据和实际正畸弓丝曲线数据导入:
以右手定则建立o-xyz三维正畸弓丝误差标定坐标系w,以正畸医师根据患者牙列形态设计的具有n个弯制点的理论正畸弓丝曲线,计算并输入理论正畸弓丝曲线弯制点信息集P′T={Tp′1,Tp'2,Tp'3,...,Tp′i,...,Tp'n},Tp′i=(Tx′i,Ty′i,Tz′i)为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,i的取值范围为1≤i≤n,其中:Tx′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的x轴坐标,Ty′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的y轴坐标,Tz′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的z轴坐标;理论正畸弓丝曲线左端点为ps,理论正畸弓丝曲线右端点为pf,ps和pf之间连线的中点为To',对理论正畸弓丝曲线进行空间变换:令点To'与三维正畸弓丝误差标定坐标系w的原点o重合,理论正畸弓丝曲线左端点ps位于y轴负半轴,理论正畸弓丝曲线右端点pf位于y轴正半轴,且理论正畸弓丝曲线与x轴无交点;令该理论正畸弓丝曲线沿y轴正方向顺时针旋转,直至理论正畸弓丝曲线与x轴出现交点,将理论正畸弓丝曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的位姿,计算并输入处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn},Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:Txi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的x轴坐标,Tyi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的y轴坐标,Tzi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的z轴坐标;
以根据理论正畸弓丝曲线弯制出的具有n个弯制点的实际正畸弓丝曲线,计算并输入实际正畸弓丝曲线弯制点信息集P′R={Rp′1,Rp'2,Rp'3,…,Rp′i,…,Rp'n},Rp′i=(Rx′i,Ry′i,Rz′i)为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:Rx′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的x轴坐标,Ry′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的y轴坐标,Rz′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的z轴坐标;实际正畸弓丝曲线左端点为p's,实际正畸弓丝曲线右端点为p'f,p's和p'f之间连线的中点为Ro',对实际正畸弓丝曲线进行空间变换:令点Ro'与三维正畸弓丝误差标定坐标系w的原点o重合,实际实际弓丝曲线左端点p's位于y轴负半轴,实际正畸弓丝曲线右端点p'f位于y轴正半轴,且实际正畸弓丝曲线与x轴无交点;令该实际正畸弓丝曲线沿y轴正方向顺时针旋转,直至实际正畸弓丝曲线与x轴出现交点,将实际正畸弓丝曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的位姿,计算并输入设定后的实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn},Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:Rxi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w中x轴坐标,Ryi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的y轴坐标,Rzi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的z轴坐标;
步骤二、计算并判断实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度:
定义弯制点偏距,用符号d表示,弯制点偏距d是实际正畸弓丝曲线弯制点和与其对应的理论正畸弓丝曲线弯制点之间的直线偏移距离,规定第i个弯制点偏距为规定弯制点偏距d的最大值为dmax,区间(0,dmax)为弯制点偏距的容差范围;定义实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的重合度,用符号χ表示,规定χ的下限值为χmin;t为弯制点偏距在容差范围内的个数,t的初始值为t=0;
a)容差范围内弯制点偏距的个数判断:
判断di≤dmax是否成立,
具体为:
若di≤dmax成立,则令t=t+1,跳转至步骤二b);
若di≤dmax不成立,则跳转至步骤二b);
b)是否判断完n个弯制点偏距:
判断i+1<n是否成立,
具体为:
若i+1<n成立,说明尚未判断完n个弯制点偏距,则继续判断弯制点偏距是否在容差范围内,令i=i+1,跳转至步骤二a);
若i+1<n不成立,则说明已经判断完n个弯制点偏距,跳转至步骤二c);
c)计算并判断实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度:
具体为:
若χ≥χmin成立,则实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度评价合格;
若χ≥χmin不成立,则实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度评价不合格,评价结束,输出该实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度评价不合格;
步骤三、实际正畸弓丝曲线及理论正畸弓丝曲线投影:
将处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线向o-xy平面投影,即将理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn}中各弯制点Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)中的坐标Tzi赋值为0,获得理论正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线zPT;
将处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线向o-yz平面投影,即将理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn}中各弯制点Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)中的坐标Txi赋值为0,获得理论正畸弓丝曲线在o-yz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线xPT;
将处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线向o-xz平面投影,即将理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn}中各弯制点Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)中的坐标Tyi赋值为0,获得理论正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线yPT;
将处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线向o-xy平面投影,即将实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn}中各弯制点Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)中的坐标Rzi赋值为0,获得实际正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线zPR;
将处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线向o-yz平面投影,即将实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn}中各弯制点Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)中的坐标Rxi赋值为0,获得实际正畸弓丝曲线在o-yz平面;
将处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线向o-xz平面投影,即将实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn}中各弯制点Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)中的坐标Ryi赋值为0,获得实际正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线yPR;
步骤四、投影后实际正畸弓丝曲线评价参数设定:
设在o-xy平面上投影后的实际正畸弓丝曲线与在o-xy平面上投影后的理论正畸弓丝曲线的交点为a1,a2,aj,…ap,j的取值范围为1≤j<p,p为在o-xy平面投影后的实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的交点总数;相邻两个交点aj和aj+1之间实际正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线zPR与与理论正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线zPT之间形成的闭合区域为二维弓丝偏移区域zAj,j+1;定义向o-xy平面投影后的弯制点投影偏距,用符号zd表示,规定在o-xy平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点与在o-xy平面投影后的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点之间弯制点投影偏距 zd的上限值为zdmax;
设在o-yz平面上投影后的实际正畸弓丝曲线与在o-yz上平面投影后的理论正畸弓丝曲线的交点为b1,b2,bk,…bq,k的取值范围为1≤k<q,q为在o-yz平面投影后的实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的交点总数;相邻两个交点bk和bk+1之间实际正畸弓丝曲线在o-yz平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线xPR与与理论正畸弓丝曲线在o-yz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线xPT之间形成的闭合区域为二维弓丝偏移区域xAk,k+1;定义向o-yz平面投影后的弯制点投影偏距,用符号xd表示,规定在o-yz平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点与在o-yz平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点之间的弯制点投影偏距 xd的上限值为xdmax;
设在o-xz平面上投影后的实际正畸弓丝曲线与在o-xz平面上投影后的理论正畸弓丝曲线的交点为c1,c2,cr,…cv,r的取值范围为1≤r<v,v为在o-xz平面投影后的实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的交点总数;相邻两个交点cr和cr+1之间实际正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线yPR与与理论正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线yPT之间形成的闭合区域为二维弓丝偏移区域yAr,r+1;定义向o-xz平面投影后的弯制点投影偏距,用符号yd表示,规定在o-xz平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点与在o-xz平面投影后的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点之间的弯制点投影偏距 yd的上限值为ydmax;
步骤五、判断在o-xy平面投影、在o-yz平面投影和在o-xz平面投影的弯制点投影偏距是否符合设定要求:
a)判断zdi≤zdmax、xdi≤xdmax和ydi≤ydmax是否成立,
具体为:
若zdi≤zdmax成立,且xdi≤xdmax成立,且ydi≤ydmax成立,跳转至步骤四b);
若zdi≤zdmax不成立,或xdi≤xdmax不成立,或ydi≤ydmax不成立,则正畸弓丝评价完毕,输出该实际正畸弓丝的投影偏距超出许可范围;
b)是否判断完所有弯制点:
判断i+1>n是否成立,
具体为:
若i+1>n不成立,则继续判断下一弯制点的弯制点投影偏距zd、xd、yd是否符合设定要求,令i=i+1,跳转至步骤五a);
若i+1>n成立,则已经判断完所有弯制点,跳转至步骤六;
步骤六、二维弓丝偏移区域的参数计算及二维弓丝双线位距的设定:
计算在o-xy平面的二维弓丝偏移区域zAj,j+1的周长为二维弓丝偏移区域zAj,j+1的面积为计算在o-yz平面的二维弓丝偏移区域xAk,k+1的周长为二维弓丝偏移区域xAk,k+1的面积为计算在o-xz平面的二维弓丝偏移区域yAr,r+1的周长为二维弓丝偏移区域yAr,r+1的面积为定义二维弓丝双线位距,用符号dLIP表示,二维弓丝双线位距dLIP是对投影后的实际正畸弓丝与理论正畸弓丝之间相似程度的表述,规定二维弓丝偏移区域xAk,k+1的二维弓丝双线位距其中,L总为实际正畸弓丝曲线的长度和理论正畸弓丝曲线的长度之和;规定二维弓丝偏移区域zAj,j+1的二维弓丝双线位距规定二维弓丝偏移区域yAr,r+1的二维弓丝双线位距设定二维弓丝双线位距dLIP的上限值为maxdLIP;
步骤七、二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP判断:
具体为:
b)是否判断完在o-yz平面上的q个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP:
判断k+1>q是否成立,
具体为:
若k+1>q不成立,则继续判断二维弓丝双线位距dLIP是否符合设定要求,则令k=k+1,跳转至步骤七a);
若k+1>q成立,则说明投影在o-yz平面上的q个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP已经判断完毕,跳转至步骤七c),判断o-xy平面投影二维弓丝双线位距是否符合设定要求;
具体为:
d)是否判断完在o-xy平面上的p个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP:
判断j+1>p是否成立,
具体为:
若j+1>p不成立,则继续判断二维弓丝双线位距dLIP是否符合设定要求,令j=j+1,跳转至步骤七c);
若j+1>p成立,则说明投影在o-xy平面上的p个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP已经判断完毕,跳转至步骤七e),判断o-xz平面投影二维弓丝双线位距是否符合设定要求;
具体为:
f)是否判断完在o-xz平面上的v个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP:
判断r+1>v是否成立,
具体为:
若r+1>v不成立,则继续判断二维弓丝双线位距dLIP是否符合设定要求,令r=r+1,跳转至步骤七e);
若r+1>v成立,说明已对所有二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP已经判断完毕,且该实际正畸弓丝曲线所有弯制点的误差均在允许范围内,正畸弓丝评价结束,输出该实际正畸弓丝的误差满足要求。
实施实例2:如图2所示,首先步骤一,理论正畸弓丝及实际正畸弓丝曲线数据导入;根据步骤二,i的初始值为i=1,设定重合度的下限值χmin=0.8,首先根据步骤二计算出弯制点偏距d在dmax范围内的个数为15,计算出重合度χ=0.9375,重合度判断合格;跳转至步骤三,将实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线投影,得到平面实际正畸弓丝曲线与平面理论正畸弓丝曲线;步骤四进行投影后实际正畸弓丝曲线评价参数设定;步骤五判断在o-xy平面投影、在o-yz平面投影和在o-xz平面投影的弯制点投影偏距是否符合设定要求,设定xdmax=ydmax=zdmax=1,计算弯制点投影偏距得xd1=0.7、yd1=0.4、zd1=0.75,判断zd1≤zdmax、xd1≤xdmax和yd1≤ydmax是否成立,可知成立,则i=i+1,则判断zd2≤zdmax、xd2≤xdmax和yd2≤ydmax是否成立,重复此步骤,可知16个弯制点的弯制点投影偏距都符合设定要求后,跳转至步骤六,进行二维弓丝偏移区域的参数计算及二维弓丝双线位距的设定;步骤七进行对三个平面的二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP判断,设定maxdLIP=10,先判断在o-yz平面投影的二维弓丝双线位距:判断是否成立,可知即4≤10,则k=k+1,然后继续判断下一二维弓丝双线位距dLIP,重复此步骤,直至判断完在o-yz平面上的5个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP后,继续判断在o-xy平面和o-xz平面的二维弓丝双线位距,可知二维弓丝双线位距均在设定最大值maxdLIP=10内,则实际正畸弓丝评价完毕。
Claims (1)
1.一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法,其特征在于:所述方法的具体实现过程为:
步骤一、理论正畸弓丝曲线数据和实际正畸弓丝曲线数据导入:
以右手定则建立o-xyz三维正畸弓丝误差标定坐标系w,以正畸医师根据患者牙列形态设计的具有n个弯制点的理论正畸弓丝曲线,计算并输入理论正畸弓丝曲线弯制点信息集P′T={Tp′1,Tp′2,Tp′3,...,Tp′i,...,Tp′n},Tp′i=(Tx′i,Ty′i,Tz′i)为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,i的取值范围为1≤i≤n,其中:Tx′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的x轴坐标,Ty′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的y轴坐标,Tz′i为理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的z轴坐标;理论正畸弓丝曲线左端点为ps,理论正畸弓丝曲线右端点为pf,ps和pf之间连线的中点为To',对理论正畸弓丝曲线进行空间变换:令点To'与三维正畸弓丝误差标定坐标系w的原点o重合,理论正畸弓丝曲线左端点ps位于y轴负半轴,理论正畸弓丝曲线右端点pf位于y轴正半轴,且理论正畸弓丝曲线与x轴无交点;令该理论正畸弓丝曲线沿y轴正方向顺时针旋转,直至理论正畸弓丝曲线与x轴出现交点,将理论正畸弓丝曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的位姿,计算并输入处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn},Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:Txi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的x轴坐标,Tyi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的y轴坐标,Tzi为处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的z轴坐标;
以根据理论正畸弓丝曲线弯制出的具有n个弯制点的实际正畸弓丝曲线,计算并输入实际正畸弓丝曲线弯制点信息集P′R={Rp′1,Rp′2,Rp′3,…,Rp′i,…,Rp′n},Rp′i=(Rx′i,Ry′i,Rz′i)为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:Rx′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的x轴坐标,Ry′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的y轴坐标,Rz′i为实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的z轴坐标;实际正畸弓丝曲线左端点为p′s,实际正畸弓丝曲线右端点为p′f,p′s和p′f之间连线的中点为Ro',对实际正畸弓丝曲线进行空间变换:令点Ro'与三维正畸弓丝误差标定坐标系w的原点o重合,实际实际弓丝曲线左端点p′s位于y轴负半轴,实际正畸弓丝曲线右端点p′f位于y轴正半轴,且实际正畸弓丝曲线与x轴无交点;令该实际正畸弓丝曲线沿y轴正方向顺时针旋转,直至实际正畸弓丝曲线与x轴出现交点,将实际正畸弓丝曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝误差标定坐标系w中的位姿,计算并输入设定后的实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn},Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的位置信息,其中:Rxi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w中x轴坐标,Ryi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的y轴坐标,Rzi为处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点相对于三维正畸弓丝误差标定坐标系w的z轴坐标;
步骤二、计算并判断实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度:
定义弯制点偏距,用符号d表示,弯制点偏距d是实际正畸弓丝曲线弯制点和与其对应的理论正畸弓丝曲线弯制点之间的直线偏移距离,规定第i个弯制点偏距为规定弯制点偏距d的最大值为dmax,区间(0,dmax)为弯制点偏距的容差范围;定义实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的重合度,用符号χ表示,规定χ的下限值为χmin;t为弯制点偏距在容差范围内的个数,t的初始值为t=0;
a)容差范围内弯制点偏距的个数判断:
判断di≤dmax是否成立,
具体为:
若di≤dmax成立,则令t=t+1,跳转至步骤二b);
若di≤dmax不成立,则跳转至步骤二b);
b)是否判断完n个弯制点偏距:
判断i+1<n是否成立,
具体为:
若i+1<n成立,令i=i+1,跳转至步骤二a);
若i+1<n不成立,跳转至步骤二c);
c)计算并判断实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度:
具体为:
若χ≥χmin成立,则实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度评价合格;
若χ≥χmin不成立,则实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度评价不合格,评价结束,输出该实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线重合度评价不合格;
步骤三、实际正畸弓丝曲线及理论正畸弓丝曲线投影:
将处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线向o-xy平面投影,即将理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn}中各弯制点Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)中的坐标Tzi赋值为0,获得理论正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线zPT;
将处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线向o-yz平面投影,即将理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn}中各弯制点Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)中的坐标Txi赋值为0,获得理论正畸弓丝曲线在o-yz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线xPT;
将处于最终位姿下的理论正畸弓丝曲线向o-xz平面投影,即将理论正畸弓丝曲线弯制点信息集PT={Tp1,Tp2,Tp3,...,Tpi,...,Tpn}中各弯制点Tpi=(Txi,Tyi,Tzi)中的坐标Tyi赋值为0,获得理论正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线yPT;
将处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线向o-xy平面投影,即将实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn}中各弯制点Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)中的坐标Rzi赋值为0,获得实际正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线zPR;
将处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线向o-yz平面投影,即将实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn}中各弯制点Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)中的坐标Rxi赋值为0,获得实际正畸弓丝曲线在o-yz平面;
将处于最终位姿下的实际正畸弓丝曲线向o-xz平面投影,即将实际正畸弓丝曲线弯制点信息集PR={Rp1,Rp2,Rp3,…,Rpi,…,Rpn}中各弯制点Rpi=(Rxi,Ryi,Rzi)中的坐标Ryi赋值为0,获得实际正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线yPR;
步骤四、投影后实际正畸弓丝曲线评价参数设定:
设在o-xy平面上投影后的实际正畸弓丝曲线与在o-xy平面上投影后的理论正畸弓丝曲线的交点为a1,a2,aj,…ap,j的取值范围为1≤j<p,p为在o-xy平面投影后的实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的交点总数;相邻两个交点aj和aj+1之间实际正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线zPR与与理论正畸弓丝曲线在o-xy平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线zPT之间形成的闭合区域为二维弓丝偏移区域zAj,j+1;定义向o-xy平面投影后的弯制点投影偏距,用符号zd表示,规定在o-xy平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点与在o-xy平面投影后的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点之间弯制点投影偏距 zd的上限值为zdmax;
设在o-yz平面上投影后的实际正畸弓丝曲线与在o-yz上平面投影后的理论正畸弓丝曲线的交点为b1,b2,bk,…bq,k的取值范围为1≤k<q,q为在o-yz平面投影后的实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的交点总数;相邻两个交点bk和bk+1之间实际正畸弓丝曲线在o-yz平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线xPR与与理论正畸弓丝曲线在o-yz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线xPT之间形成的闭合区域为二维弓丝偏移区域xAk,k+1;定义向o-yz平面投影后的弯制点投影偏距,用符号xd表示,规定在o-yz平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点与在o-yz平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点之间的弯制点投影偏距 xd的上限值为xdmax;
设在o-xz平面上投影后的实际正畸弓丝曲线与在o-xz平面上投影后的理论正畸弓丝曲线的交点为c1,c2,cr,…cv,r的取值范围为1≤r<v,v为在o-xz平面投影后的实际正畸弓丝曲线与理论正畸弓丝曲线的交点总数;相邻两个交点cr和cr+1之间实际正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面实际正畸弓丝曲线yPR与与理论正畸弓丝曲线在o-xz平面投影后的平面理论正畸弓丝曲线yPT之间形成的闭合区域为二维弓丝偏移区域yAr,r+1;定义向o-xz平面投影后的弯制点投影偏距,用符号yd表示,规定在o-xz平面投影后的实际正畸弓丝曲线第i个弯制点与在o-xz平面投影后的理论正畸弓丝曲线第i个弯制点之间的弯制点投影偏距 yd的上限值为ydmax;
步骤五、判断在o-xy平面投影、在o-yz平面投影和在o-xz平面投影的弯制点投影偏距是否符合设定要求:
a)判断zdi≤zdmax、xdi≤xdmax和ydi≤ydmax是否成立,
具体为:
若zdi≤zdmax成立,且xdi≤xdmax成立,且ydi≤ydmax成立,跳转至步骤四b);
若zdi≤zdmax不成立,或xdi≤xdmax不成立,或ydi≤ydmax不成立,则正畸弓丝评价完毕,输出该实际正畸弓丝的投影偏距超出许可范围;
b)是否判断完所有弯制点:
判断i+1>n是否成立,
具体为:
若i+1>n不成立,令i=i+1,跳转至步骤五a);
若i+1>n成立,跳转至步骤六;
步骤六、二维弓丝偏移区域的参数计算及二维弓丝双线位距的设定:
计算在o-xy平面的二维弓丝偏移区域zAj,j+1的周长为二维弓丝偏移区域zAj,j+1的面积为计算在o-yz平面的二维弓丝偏移区域xAk,k+1的周长为二维弓丝偏移区域xAk,k+1的面积为计算在o-xz平面的二维弓丝偏移区域yAr,r+1的周长为二维弓丝偏移区域yAr,r+1的面积为定义二维弓丝双线位距,用符号dLIP表示,二维弓丝双线位距dLIP是对投影后的实际正畸弓丝与理论正畸弓丝之间相似程度的表述,规定二维弓丝偏移区域xAk,k+1的二维弓丝双线位距其中,L总为实际正畸弓丝曲线的长度和理论正畸弓丝曲线的长度之和;规定二维弓丝偏移区域zAj,j+1的二维弓丝双线位距规定二维弓丝偏移区域yAr,r+1的二维弓丝双线位距设定二维弓丝双线位距dLIP的上限值为maxdLIP;
步骤七、二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP判断:
具体为:
b)是否判断完在o-yz平面上的q个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP:
判断k+1>q是否成立,
具体为:
若k+1>q不成立,则继续判断二维弓丝双线位距dLIP是否符合设定要求,则令k=k+1,跳转至步骤七a);
若k+1>q成立,跳转至步骤七c);
具体为:
d)是否判断完在o-xy平面上的p个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP:
判断j+1>p是否成立,
具体为:
若j+1>p不成立,令j=j+1,跳转至步骤七c);
若j+1>p成立,跳转至步骤七e),判断o-xz平面投影二维弓丝双线位距是否符合设定要求;
具体为:
f)是否判断完在o-xz平面上的v个二维弓丝偏移区域的二维弓丝双线位距dLIP:
判断r+1>v是否成立,
具体为:
若r+1>v不成立,令r=r+1,跳转至步骤七e);
若r+1>v成立,正畸弓丝评价结束,输出该实际正畸弓丝的误差满足要求。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210407081.1A CN114943685B (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210407081.1A CN114943685B (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114943685A true CN114943685A (zh) | 2022-08-26 |
CN114943685B CN114943685B (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=82907645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210407081.1A Active CN114943685B (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114943685B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117218073A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-12-12 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于空间等距分割面的正畸弓丝误差评价方法 |
CN117408943A (zh) * | 2023-09-01 | 2024-01-16 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于曲线拟合法的正畸弓丝误差评价方法 |
CN117218073B (zh) * | 2023-09-01 | 2024-05-14 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于空间等距分割面的正畸弓丝误差评价方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060073436A1 (en) * | 2004-10-06 | 2006-04-06 | 3M Innovative Properties Company | Movement of orthodontic objects along a virtual archwire within a three-dimensional (3D) environment |
CN106803276A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-06-06 | 哈尔滨理工大学 | 一种个性化正畸弓丝曲线交互调整方法 |
-
2022
- 2022-04-18 CN CN202210407081.1A patent/CN114943685B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060073436A1 (en) * | 2004-10-06 | 2006-04-06 | 3M Innovative Properties Company | Movement of orthodontic objects along a virtual archwire within a three-dimensional (3D) environment |
CN106803276A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-06-06 | 哈尔滨理工大学 | 一种个性化正畸弓丝曲线交互调整方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张永德;左思浩;姜金刚;刘怡;刘艳菊;: "个性化正畸弓丝曲线交互调整方法研究", 仪器仪表学报 * |
范然;钮叶新;金小刚;顾书华;施洁;王慧明;: "计算机辅助牙齿隐形正畸系统", 计算机辅助设计与图形学学报 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117218073A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-12-12 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于空间等距分割面的正畸弓丝误差评价方法 |
CN117408943A (zh) * | 2023-09-01 | 2024-01-16 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于曲线拟合法的正畸弓丝误差评价方法 |
CN117218073B (zh) * | 2023-09-01 | 2024-05-14 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于空间等距分割面的正畸弓丝误差评价方法 |
CN117408943B (zh) * | 2023-09-01 | 2024-05-14 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于曲线拟合法的正畸弓丝误差评价方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114943685B (zh) | 2023-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2056734B1 (en) | System and method for modeling of interproximal reduction of teeth | |
CN111588502B (zh) | 一种基于弯制点角距比和的正畸弓丝变半径圆域划分方法 | |
CN114943685A (zh) | 一种基于轮廓降维法的正畸弓丝误差评价方法 | |
CN114972184A (zh) | 一种基于权值比例法的正畸弓丝误差评价方法 | |
CN115024838B (zh) | 一种基于弯制点复杂度判断的正畸弓丝误差波动度评价方法 | |
CN111588494B (zh) | 一种基于弯制点密度的正畸弓丝变角度划分方法 | |
CN115024840B (zh) | 一种基于归一化弯制点密度的正畸弓丝误差率评价方法 | |
CN116644558A (zh) | 一种基于误差评定域的正畸弓丝误差评价方法 | |
CN114972183B (zh) | 一种基于残差平方和区间划分的正畸弓丝误差评价方法 | |
CN114983593B (zh) | 一种基于向量共线的正畸弓丝弯制点误差评价方法 | |
CN115040275B (zh) | 一种基于空间平移子坐标系卦限判断的正畸弓丝评价方法 | |
CN115035196A (zh) | 一种基于弯制点复杂度判断的正畸弓丝误差率评价方法 | |
CN115024841A (zh) | 一种基于复杂度区分法的正畸弓丝误差评价方法 | |
CN114998190A (zh) | 一种基于点对区间的正畸弓丝评价方法 | |
CN117219256A (zh) | 一种基于弯制点曲率和降维角距偏差域的正畸弓丝误差评价方法 | |
CN114943058B (zh) | 一种基于位置误差判断的正畸弓丝误差波动度评价方法 | |
CN115024839B (zh) | 一种基于归一化弯制点角距比的正畸弓丝误差率评价方法 | |
Jiang et al. | Digital expression and interactive adjustment method of personalized orthodontic archwire for robotic bending | |
CN117408943B (zh) | 一种基于曲线拟合法的正畸弓丝误差评价方法 | |
CN117218073B (zh) | 一种基于空间等距分割面的正畸弓丝误差评价方法 | |
CN115375883A (zh) | 一种基于弯制域角区分割的正畸弓丝弯制域评价方法 | |
CN111588504A (zh) | 一种用于正畸弓丝弯制顺序规划的空间变半径球域划分方法 | |
CN114983594B (zh) | 一种基于弯制点价值度的正畸弓丝评价方法 | |
CN115690009A (zh) | 一种基于共面等角向量的正畸弓丝评价方法 | |
CN115035197A (zh) | 一种基于曲率误差预先判断的正畸弓丝误差波动度评价方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |