KR102513734B1 - 치과 3d 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법 - Google Patents

치과 3d 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 한 번의 선택만으로 홀/스크류 채널로 예상되는 영역을 인식할 수 있도록 이루어진 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법이 개시된다.
본 발명의 일 측면에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 치과 3D 모델 표시 단계와, 예상 영역 탐색 및 분석 단계와, 유사형태 선정 및 표시 단계와, 유사형태 확인 단계, 및 유사형태를 통한 필요 수치 획득 단계를 포함한다.

Description

치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법{Method for recognizing hole/screw channel area from dental 3D model}
본 발명은 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한 번의 선택만으로 홀/스크류 채널로 예상되는 영역을 인식할 수 있도록 이루어진 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 현대인들은 식습관의 변화 및 바쁜 일상 속에서 치아 관리를 소홀히 하기 쉽고, 최근 사회가 고령화 사회로 접어들고 있어 치아 관련 기술에 대한 관심도가 증폭되고 있다.
특히 브릿지나 임플란트를 비롯한 인공치아는 현재 이러한 치아 문제를 해결하는데에 매우 효과적이어서 그 수요가 날로 증가하고 있는 실정이다.
한편, 임플란트(implant)를 포함하는 치과 보철물(Dental prosthesis)은 하나 또는 그 이상의 치아 또는 관련된 조직의 인공적인 대체물로, 인체의 조직이 상실되었을 때 이를 회복시켜 주는 대치물을 의미하는 것으로 치과에서는 인공치아 이식을 의미한다.
이러한 치과 보철물은 치조골에 식립되는 인공치근(fixture)과, 인공치근 상에 고정되는 어버트먼트(abutment)와, 어버트먼트를 인공치근에 고정하는 어버트먼트 스크류(abutment screw)와, 어버트먼트에 고정되는 인공치아인 크라운(crown, prosthesis)을 포함한다.
상술의 치과 보철물들은 환자 치아의 크기, 모양 및 윤곽을 고려하여 제조되어야 하며, 이 외에도 주변치아 및 대합치(윗니 또는 아랫니)와의 교합, 개개인별, 치아의 특성, 잇몸의 상태 및 잇몸 라인을 모두 반영해서 맞춤형으로 제조되어야 한다.
한편, 치과 보철물의 제작하기 위해서는 환자에 대한 정확한 얼굴 형태 정보 및 치아정보가 중요하나 현행 의료법상 환자를 직접 대면할 수 없다.
이에 따라 의사 등 타인으로부터 제공되는 사진 이미지와 사전에 촬영된 환자의 구강 스캔 이미지를 기반으로 다양한 치과 CAD/CAM 프로그램을 통해 치과 3D 모델을 만들고, 이를 통해 치과 보철물을 제작할 수 밖에 없다.
다시 말해, 치과 보철물 제작을 위해 컴퓨터로 환자의 구강을 3차원 스캔한 소스 데이터를 얻고 이를 활용해 컴퓨터 상에서 치아 보철물을 디자인하는 과정을 갖는다.
그리고, 변환된 CAD/CAM 데이터에 따라 가공툴 및 작업테이블을 회동하며 작업테이블에 고정된 원자재를 절삭하여 치과 보철물을 가공한다.
이러한 환자의 구강을 직접 스캔하여 획득되거나, 환자의 석고 인상 모형을 스캔하여 데이터를 획득한 치과 3D 모델은 stl, obj, ply 등의 정점과 정점 인덱스를 포함한 면 정보로 이루어진 3차원 모델 파일 형식(이하 스캔 데이터)의 데이터이다.
다시 말해, 치과 3D 모델은 치과 보철물에 대한 3차원 모델 파일 또는 데이터로, 렌더링하기 위한 정점들과 면을 구성하는 정점 인덱스들의 집합을 의미하며, 도 1(a)과 같은 다양한 형태를 갖는다.
한편, 상술한 바와 같이 치과 3D 모델을 바탕으로 치과 보철물을 가공할 때, 환자의 구강 내 치과 보철물을 고정하기 위한 홀/스크류 채널(20)에 해당하는 영역을 가공해야 한다(도 1b 참조).
이러한 홀/스크류 채널(20)을 정밀하게 가공하기 위한 홀/스크류 채널의 축 중심점과 축 방향의 입력값이 필요하다.
이러한 축 중심점과 축 방향의 입력값을 얻기 위해 치과 3D 모델과 함께 생성되는 치과정보데이터를 활용한다.
통상, 치과정보데이터는 치과 보철물의 3차원 모델(치과 3D 모델)에 대한 부가적인 구성요소들이 기술된 데이터 또는 파일로, 치과 인덱스, 각종 커브 및 홀/스크류 채널에 대한 축 방향과 축 중심점 등의 정보를 담고 있다.
치과정보데이터는 통상 치과 3D 모델 프로그램에서 stl과 함께 생성되는 것이 보편적이다.
한편 현재 치과 3D 모델을 생성하는 스캐닝 데이터 기반 덴탈 CAD/CAM 프로그램은 획일적으로 정해진 제품이 아니라 다양한 제품(프로그램)들이 사용되고 있다.
이에 따라 제작된 치과 3D 모델(30)의 형상과 표면 구성이 표준화되어 있지 않고, 작업자(사용자)가 사용하는 프로그램 종류에 따라 치과정보데이터가 있지만 홀/스크류 채널의 축 방향과 축 중심점의 위치값이 없는 경우가 있거나, 아예 치과정보데이터가 없는 치과 3D 모델이 있을 수 있다.
이와 같이 치과정보데이터가 없거나 치과정보데이터가 있지만 축 방향과 축 중심점의 위치값을 확인할 수 없는 치과정보데이터만 있는 경우, 치과 보철물의 가공을 위한 홀/스크류 채널의 입력값(축 방향, 축 중심점)을 얻기 위해서는 치과 3D 모델을 통해 확인할 수 밖에 없다.
다시 말해, 작업자(사용자)가 직접 홀/스크류 채널로 확인되는 부분을 치과 3D 모델을 통해 프로그램에 인식시키고, 프로그램은 인식(선택)된 홀/스크류 채널로 확인되는 부분을 통해 축 방향과 축 중심점에 대한 근사값을 구한 다음 입력값으로 활용해야만 했다.
구체적으로, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 종래 기술의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법을 살펴보면 하기와 같다.
가공을 위한 홀/스크류 채널 입력값 데이터를 얻기 위해, 도 2와 같이, 치과용 CAD/CAM을 통해 치과 3D 모델 소스 데이터를 표시한다.
그리고, 작업자(사용자)는 가공을 위한 홀/스크류 채널 영역으로 예상되는 부분을 프로그램이 인식할 수 있도록, 도 2에서와 같이, 3번의 선택(a점, b점, c점)으로 홀/스크류 채널 영역으로 예상되는 부분의 정점을 인식시킨다.
한편, 홀/스크류 채널은 도 1(b)에서와 같이, 1단의 홀 형태 또는 2단의 스크류 채널 형태를 나타내는데, 3차원적인 홀/스크류 채널을 프로그램에서 정의하기 위해서는 알려진 바와 같이 6개의 정점이 필요하며 많을 수록 정밀도는 높아진다.
3D 모델은 삼각형 면으로 구성되어 한번의 선택으로 3개의 정점이 취득되므로, 일반적으로 치과 3D 모델에서 홀/스크류 채널로 예상되는 부분을 인식할 수 있도록, 3번의 선택(a점, b점, c점)으로 9개의 정점을 획득하고 이를 통해 홀/스크류 채널로 예상되는 부분임을 프로그램이 인식할 수 있도록 한다.
이와 같이, 작업자(사용자)가 3번의 선택(a점, b점, c점)으로 9개의 정점을 인식시키면, 도 3에서와 같이, 홀/스크류 채널로 인식될 수 있는 부분을 프로그램이 확인하고, 이를 도 4에서와 같은 형태로 작업자(사용자)에게 보여주게 된다.
그리고, 작업자(사용자)는 프로그램이 인지한 홀/스크류 채널 영역으로 예상되는 영역을 통해 축 방향과 축 중심점의 위치값을 근사값으로 획득한다.
그리고, 이와 같이 얻어진 축 방향과 축 중심점의 근사값은, 이를 원래 치과정보데이터가 제공했어야 할 축 방향과 축 중심점의 위치값으로 활용되어 가공을 위해 홀/스크류 채널을 정밀하게 분석하기 위한 사용자 입력값으로 이용하게 된다.
한편, 이와 같이 홀/스크류 채널 영역을 가공하기 위한 입력값은, 가공오차를 최소화하여 환자가 느낄 이질감을 감소시키기 위한 가공 정밀성이 확보되어야 하기 때문에 가능한 정확한 축 중심점(CP)과 축 방향(V)이 입력되어야 할 필요가 있다.
그러나, 상술한 바와 같이, 치과 3D 모델을 생성하는 스캐닝 데이터 기반 덴탈 CAD/CAM 프로그램은 획일적으로 정해진 제품이 아니라 다양한 제품들이 다양하게 사용된다.
이에 따라 제작된 치과 3D 모델의 데이터는 형상과 표면 구성이 표준화되어 있지 않고, 도 5의 (b)와 같이, 홀/스크류 채널 내면 형상에 노이즈(에러 정점(d) 또는 에러 면(e))가 함께 생성되는 경우가 많아 치과정보데이터 없이 홀/스크류 채널로 예상되는 영역을 찾아내기가 더욱 어려운 것이 현실이다.
이에 따라, 종래의 실시예에서와 같이, 작업자(사용자)가 3번의 선택(a점, b점, c점)으로 찾은 홀/스크류 채널로 예상되는 영역(20b)이 실제 찾아야 할 홀 스크류 채널로 예상되는 영역(20a)과 다른 위치로 선택되는 경우가 발생할 수 있다.
이러한 경우, 찾아야 할 축 방향(V)과 축 중심점(CP)이 아닌 잘못된 축 방향(V1)을 인식하게 되거나 축 중심점(CP)의 위치가 잘못 인식되는 경우가 발생할 수도 있다(도 5의 (a) 참조).
또한, 도 5의 (b)에서와 같이, 프로그램에 따라 치과 3D 모델의 노이즈(에러 정점(d) 또는 에러 면(e))에 의해 홀/스크류 채널로 예상되는 영역을 인식하는데 실패하는 경우가 발생할 수도 있다.
홀/스크류 채널 영역을 인식하는데 실패하는 경우, 작업자(사용자)는 프로그램이 인식하지 못하는 정점 및 정점 인덱스를 제거하는 작업과 함께 재차 3번의 선택(a점, b점, c점)을 통해 홀/스크류 채널 영역을 다시 한번 또는 여러번 확인하는 작업을 거쳐야만 하는 경우가 발생할 수도 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2130927호 (2020.06.30. 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-2236836호 (2021.03.31. 등록) 대한민국 등록특허공보 제 10-1884138호 (2018.07.25. 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 한 번의 선택만으로 홀/스크류 채널로 예상되는 영역을 정확하게 인식할 수 있도록 이루어진 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 홀/스크류 채널 영역의 내면 형상에 노이즈(에러 정점 또는 면)가 함께 생성된 치과 3D 모델에서도 홀/스크류 채널 영역을 정확하게 인식할 수 있도록 이루어진 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 상기 홀/스크류 채널 영역을 포함한 치과 3D 모델을 표시장치에 표시하는, 치과 3D 모델 표시 단계와; 입력장치의 입력위치점이 상기 치과 3D 모델의 표면 지점을 지나가면서 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점과 정점 인덱스를 분석하여 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 탐색하는, 예상 영역 탐색 및 분석 단계와; 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역에 상기 입력장치의 입력위치점이 위치할 때, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 표시장치를 통해 하이라이트 표시하는, 유사 형태 선정 및 표시 단계와; 상기 하이라이트 부분을 상기 입력장치를 통해 선택하여, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 상기 실린더 유사 형태 영역으로 확인하는, 유사 형태 확인 단계; 및, 상기 실린더 유사 형태 영역으로부터 축 방향 및 축 중심점에 대한 근사값을 획득하는, 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계를 포함한다.
이때, 상기 유사 형태 확인 단계는, 상기 입력장치의 입력위치점을 한 번 선택함으로 이루어질 수 있다.
한편, 일 예로, 상기 예상 영역 탐색 및 분석 단계는, 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점에 대한 법선 벡터 사잇각이 내각이고 균등 간격과 각도의 분포로 확인될 때, 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들이 이루는 형태가 실린더 유사 형태로 예상되는 영역인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 다른 일 예로, 상기 예상 영역 탐색 및 분석 단계는, 레이 트레이싱(Ray tracing) 기법을 통해 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들이 이루는 형태가 실린더 유사 형태로 예상되는 영역인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 또다른 일 예로, 상기 예상 영역 탐색 및 분석 단계는, 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면의 정점들과 인근면들을 구성하는 정점이 상호 연결하는 네트워크 구조를 통해, 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 판단할 수 있다.
그리고, 상기 유사형태 선정 및 표시 단계에서, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역에서 상기 입력장치의 입력위치점이 위치하는 면을 하이라이트 형태로 표시장치에 표시되게 할 수 있다.
한편, 상기 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계는, 상기 실린더 유사 형태 영역들의 정점들이 실린더 형태의 옆면을 이루는 위치값들과 비교하여 편차가 적은 형태의 실린더 유사 형태로부터 축 방향과 축 중심점의 근사값을 추출할 수 있다.
상기의 구성에 따라, 본 발명에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 홀/스크류 채널 영역과 유사한 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 먼저 판단하고, 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 한 번 선택하는 것만으로 홀/스크류 채널로 예상되는 영역을 정확하게 인식할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 실린더 유사 형태 영역은 9개의 정점이 아니라 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 최소한 수백개의 정점과 정점 인덱스를 포함하고 있어,홀/스크류 채널 영역의 내면 형상에 노이즈(에러 정점 또는 면)가 함께 생성된 치과 3D 모델에서도 홀/스크류 채널로 예상되는 영역을 정확하게 인식할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 실린더 유사 형태 영역은 9개의 정점이 아니라 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 최소한 수백개의 정점과 정점 인덱스를 포함하고 있어, 가공을 위한 실제에 가장 근접한 홀/스크류 채널 영역에 대한 축 방향과 축 중심점의 근사값을 입력값으로 획득할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1(a)(b)는 홀/스크류 채널 영역을 포함하는 치과 3D 모델의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2 내지 도 4는 종래 기술에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에 대한 문제점을 보여주는 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에서 실린더 유사 형태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법을 보여주는 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에 따라 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 하이라이트로 보여주는 일 예를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에 따라 실린더 유사 형태가 가지는 데이터의 일 예를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에 따라 실린더 유사 형태를 확인하는 과정을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법을 설명한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 치과정보데이터가 있지만 홀/스크류 채널의 축 방향과 축 중심점의 위치값이 없는 경우 또는, 아예 치과정보데이터가 없는 치과 3D 모델(30)에서 가공을 위한 홀/스크류 채널로 예상되는 영역을 정확하게 인식하고, 이를 통해 가공을 위한 축 방향과 축 중심점의 근사값을 입력값으로 획득할 수 있도록 이루어진다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 홀/스크류 채널 영역(20, 도1b)과 유사한 실린더 유사 형태(40)를 먼저 표시장치에 표시할 수 있게 한다.
그리고, 표시장치에 표시된 실린더 유사 형태(40)를 입력장치를 통해 단 한번 선택하는 것만으로 치과 3D 모델(30)에서 실린더 유사 형태(40)를 홀/스크류 채널(20)로 예상되는 영역으로 정확하게 인식하도록 한다.
그리고, 실린더 유사 형태(40)의 데이터를 통해 축 방향 및 축 중심점에 대한 근사값을 추출하고, 가공을 위한 홀/스크류 채널 영역(20)의 축 방향 및 축 중심점에 대한 입력값으로 이용할 수 있게 한다.
이에 따라 치과정보데이터 없이도 가공을 위한 홀/스크류 채널 확인을 위한 입력값으로 실린더 유사 형태(40)의 데이터를 통해 추출한 축 방향 및 축 중심점에 대한 근사값을 이용할 수 있게 한다.
먼저, 재차 도 6에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에서 설명하는, 실린더 유사 형태(40)는 홀/스크류 채널(20)과 유사한 실린더(원기둥) 형태를 의미하는 것이다.
홀/스크류 채널(20)은 치과 3D 모델 내부에 실린더 또는 타원기둥에 가까운 구멍 형상으로, 도 1(b)에서와 같이, 1단의 홀 형태 또는 2단의 스크류 채널 형태로 나타날 수 있다.
본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 이와 같이 홀/스크류 채널(20)이 실린더 또는 타원기둥에 가까운 형태임을 이용해, 먼저 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역을 확인하고, 확인된 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 실린더 유사 형태로 확정하고, 실린더 유사 형태(40)를 통해 홀/스크류 채널(20)로 예상되는 영역을 인식할 수 있도록 한다.
이러한 실린더 유사 형태(40)에서, 기하학에서 정의하는 바와 같이, 축 중심점(CP)은 통상 밑면의 중심점을 의미하며, 축 방향(V)은 밑면과 윗변의 두 중심점의 위치값을 연결한 벡터를 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 작업자(사용자)가 홀/스크류 채널(20)로 예상되는 영역을 확인하기 위해 종래와 같이 3번의 선택(a점, b점, c점)(도2 참조)이 없이, 단 한번의 선택만으로 홀/스크류 채널(20)로 예상되는 영역을 확인할 수 있게 한다.
도 7 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법을 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 크게 치과 3D 모델 표시 단계(S10)과, 예상 영역 탐색 및 분석 단계(S20)와, 유사형태 선정 및 표시 단계(S30)와, 유사형태 확인 단계(S40) 및 유사형태를 통한 필요 수치 획득 단계(S40)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 치과 3D 모델 표시 단계(S10)는, 홀/스크류 채널 영역을 포함한 치과 3D 모델(30)을 표시장치를 통해 표시하는 단계이다.
표시장치는 통상의 치과 CAD/CAM 프로그램을 실행시켜 화면으로 보여줄 수 있는 장치로 컴퓨터일 수 있다.
이러한 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop), 스마트폰(Smartphone), 스마트 패드(Smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등을 포함할 수 있다.
이러한 표시장치는 화면으로 치과 3D 모델(30)을 표시할 수 있다면 다양한 장치가 이용될 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법의 예상 영역 탐색 및 분석 단계(S20)는, 표시장치에 표시된 치과 3D 모델(30)에 대하여 입력장치의 입력위치점(31)이 상술의 치과 3D 모델(30)의 표면 지점을 지나가면서 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역(후보 영역)을 탐색하고 분석하는 단계이다.
이때 입력장치는 마우스 또는 키보드와 같이 선택 명령이 입력될 수 있는 장치를 의미하며, 입력위치점(31)은 일 예로 커서의 형태로 나타날 수 있을 것이다.
예상 영역 탐색 및 분석 단계(S20)에 따라 입력장치의 입력위치점(31)이 치과 3D 모델(30)의 표면 지점을 지나가면서 입력위치점(31)의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점과 정점 인덱스를 분석한다.
이러한 분석은 입력위치점(31)이 치과 3D 모델(30)의 표면 지점을 지나가면서 알고리즘을 통해 실시간으로 이루어지고 있는 상태이며, 입력위치점(31)이 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역을 확인할 때까지 연속적으로 이루어진다(도 9 참조).
다시 말해 입력위치점(31)이 이동되는 과정 중에 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역의 확인(분석)은 알로리즘을 통해 이미 이루어지고 있는 상태이다.
한편, 예상 영역 탐색 및 분석 단계(S20)에서 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역의 확인하는 알고리즘은 다양한 공지의 방법들이 이용될 수 있다.
일 예로, 입력위치점(31)의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점에 대한 법선 벡터 사잇각이 내각이고, 이러한 벡터가 균등 간격과 각도의 분포로 확인될 때 입력위치점(31)의 위치를 포함하는 면과 인근면들이 이루는 형태가 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역인 것으로 판단할 수 있을 것이다.
또한, 다른 일 예로, 레이 트레이싱(Ray tracing) 기법을 통해 입력위치점(31)의 위치를 포함하는 면과 인근면들이 이루는 형태가 실린더 유사 형태로 예상되는 영역인 것으로 판단할 수 있을 것이다.
또한, 또다른 일 예로, 입력위치점(31)의 위치를 포함하는 면의 정점들과 인근면들을 구성하는 정점이 상호 연결하는 네트워크(Network) 구조를 통해, 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 판단할 수 있을 것이다.
이와 같이, 입력위치점(31)의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점과 정점 인덱스를 분석하여 해당 영역이 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역임을 분석하는 알고리즘은 어느 하나로 특정하는 것은 아니며 다양한 방법이 실시예로 적용될 수 있음은 물론이다.
이어서, 유사 형태 선정 및 표시 단계(S30)는 입력장치의 입력위치점(31)이 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역(후보 영역)에 위치하게 되면, 해당 영역을 표시장치를 통해 하이라이트(32) 형태로 보여주는 과정이다(도 9, 도 10, 도 12 참조).
다시 말해, 확인되는 바와 같이, 표시장치를 통해 작업자(사용자)가 쉽게 확인될 수 있는 형태를 보여준다.
이러한 하이라이트(highlight)(32) 형태는 도 10과 같이, 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역(후보 영역) 전체를 보여주거나, 도 9 및 도 12와 같이 입력장치의 입력위치점(31)이 위치하는 면을 보여주는 것일 수 있다.
하이라이트(32) 형태는 해당 영역을 밝게 표현해서 강조함으로 작업자(사용자)가 손쉽게 확인할 수 있게 하는 것으로, 다양한 형태로 표시될 수 있음은 물론이다.
이어서, 유사 형태 확인 단계(S40)는, 하이라이트 형태로 보여지는 상술의 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역을 선택하고 확정하는 과정이다.
본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 작업자(사용자)가 상술의 하이라이트(32) 부분을 입력장치를 통해 선택하는 것으로 실린더 유사 형태로 예상되는 영역이 실린더 유사 형태(40) 영역으로 판단할 수 있게 한다.
바람직하게 이러한 유사 형태 확인 단계(S40)는, 입력장치의 입력위치점(31)을 한 번 선택(클릭)함으로 이루어질 수 있다.
그리고, 실린더 유사 형태(40)는 상술한 바와 같이 치과 3D 모델(30)에서 홀/스크류 채널 영역(20)에 해당하는 바, 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역을 입력장치를 통해 단 한번 선택하는 것만으로 치과 3D 모델(30)에서 홀/스크류 채널 영역(20)을 정확하게 인식하도록 한다.
이어서, 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계(S50)는, 홀/스크류 채널 영역(20)에 해당되는 실린더 유사 형태(40) 영역으로부터 실린더 유사 형태로 예상되는 영역(후보 영역)의 정점과 정점 인덱스를 통해 축 방향(V) 및 축 중심점(CP)에 대한 근사값을 획득할 수 있다.
이러한 실린더 유사 형태(40)로부터 얻어지는 축 방향(V) 및 축 중심점(CP)에 대한 근사값은 결국 가공을 위한 홀/스크류 채널 영역(20)의 축 방향 및 축 중심점에 대한 근사값에 대응될 것이다.
이와 같이, 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계(S50)를 통해 얻어진 실린더 유사 형태(40)의 축 방향(V) 및 축 중심점(CP)의 근사값은 보다 정밀하게 가공을 위한 홀/스크류 채널(20)을 분석하기 위한 입력값으로 이용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 치과정보데이터가 없거나 있지만 축 방향과 축 중심점의 위치값을 확인할 수 없는 치과정보데이터만 있는 경우, 치과 보철물의 가공을 위한 홀/스크류 채널(20)의 입력값(축 방향, 축 중심점)을 얻기 위해 치과 3D 모델(30)에 대하여 작업자(사용자)가 다수번 위치를 선택하지 않고 한 번의 선택만으로 가공을 위한 홀/스크류 채널(20)의 입력값(축 방향, 축 중심점)을 획득할 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에 따라 실린더 유사 형태가 가지는 데이터의 일 예를 보여준다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에서 얻어지는 실린더 유사 형태(40) 영역은 입력위치점(31)의 위치를 포함하는 면과 인근면들이 최소한 수백개의 정점과 정점 인덱스를 포함하는 데이터이다.
이에 따라, 홀/스크류 채널 영역(20)의 내면 형상에 노이즈(에러 정점 또는 면)가 함께 생성된 치과 3D 모델(30)에서도 홀/스크류 채널 영역(20)의 축 방향(V)과 축 중심점(CP)에 대한 근사값을 확인할 수 있다.
또한, 입력위치점(31)의 위치를 포함하는 면과 인근면들이 최소한 수백개의 정점과 정점 인덱스를 통해 실제에 가장 근접한 홀/스크류 채널 영역(20)에 대한 축 방향과 축 중심점 위치값을 획득할 수 있다.
다시 말해, 도 11의 (b)와 같이 실린더 유사 형태(40)를 이루는 후보 영역의 정점들이 도 11의 (a)와 같이 실린더 형태를 이루는 옆면에 대하여 가장 편차(Deviation)가 적은 경우를 구하면, 실린더 유사 형태(40)에 대한 축 방향과 축 중심점의 근사값을 구할 수 있는 것이다.
실린더 유사 형태의 기본적인 옆면이 가지는 정점들의 위치값을 연결하고 일정한 기준에서 벗어난 정점들을 제외함으로, 내면 형상에 노이즈(에러 정점 또는 면)가 함께 생성된 치과 3D 모델(30)에서도 도 5와 같은 홀/스크류 채널 인식 실패 없이 가공을 위해 정밀 분석하기 위한 입력값으로 축 방향과 축 중심점의 근사값을 얻을 수 있는 것이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법에 따라 실린더 유사 형태를 확인하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 8과 함께 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법의 순서도를 살펴보면 하기와 같다.
치과 3D 모델 표시 단계(S10)에 따라 표시장치에는 치과 3D 모델(30)이 표시된다.
그리고, 입력장치의 입력위치점(31)은 커서의 형태로 나타낼 수 있으며, 치과 3D 모델(30)에서 홀/스크류 채널(20)로 보여지는 예상 영역으로 작업자(사용자)는 입력위치점(31)인 커서를 이동시킨다.
이때 예상 영역 탐색 및 분석 단계(S20)가 수행될 것이다.
이러한 입력장치의 입력위치점(31)인 커서는 치과 3D 모델(30)의 표면 지점을 지나가면서 커서의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점과 정점 인덱스의 분석이 실시간으로 이루어진다.
이때, 입력위치점(31)인 커서가 실린더 유사 형태로 예상되는 영역(후보 영역)을 찾게 되면, 유사 형태 선정 및 표시 단계(S30)에 따라 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역(후보 영역)에 해당되는 부분의 화면에 하이라이트 표시가 된다.
그리고, 유사 형태 확인 단계(S40)에 따라, 이러한 하이라이트 표시 부분에 대하여 입력장치의 입력위치점(31)인 커서를 이용해 단 한번의 선택(클릭)이 이루어진다.
그리고, 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계(S50)에 따라, 선택된 실린더 유사 형태로 예상되는 영역은 실린더 유사 형태(40)로 인식되며, 실린더 유사 형태(40)를 통해 축 방향(V)과 축 중심점(CP) 위치값을 획득할 수 있다.
이러한 실린더 유사 형태(40)를 통해 획득된 축 방향(V)과 축 중심점(CP) 위치값은 근사값으로 가공을 위한 홀/스크류 채널(20) 분석을 위한 입력값으로 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 치과 3D 모델로부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법은, 홀/스크류 채널 영역(20)과 유사한 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역을 먼저 판단하고, 실린더 유사 형태(40)로 예상되는 영역을 한 번 선택하는 것만으로 홀/스크류 채널(20)로 예상되는 영역을 정확하게 인식할 수 있다.
또한, 실린더 유사 형태(40) 영역은 9개의 정점이 아니라 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 최소한 수백개의 정점과 정점 인덱스를 포함하고 있어, 홀/스크류 채널(20) 영역의 내면 형상에 노이즈(에러 정점 또는 면)가 함께 생성된 치과 3D 모델(30)에서도 홀/스크류 채널(20)로 예상되는 영역을 정확하게 인식할 수 있을 것이다.
또한, 실린더 유사 형태(40) 영역은 9개의 정점이 아니라 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 최소한 수백개의 정점과 정점 인덱스를 포함하고 있어, 가공을 위한 실제에 가장 근접한 홀/스크류 채널 영역에 대한 축 방향과 축 중심점의 근사값을 입력값으로 획득할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
20 : 홀/스크류 채널 영역
30 : 치과 3D 모델
31 : 입력위치점
32 : 하이라이트
40 : 실린더 유사 형태

Claims (8)

  1. 치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법으로서,
    상기 홀/스크류 채널 영역을 포함한 치과 3D 모델을 표시장치에 표시하는, 치과 3D 모델 표시 단계와;
    입력장치의 입력위치점이 상기 치과 3D 모델의 표면 지점을 지나가면서 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점과 정점 인덱스를 분석하여 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 탐색하는, 예상 영역 탐색 및 분석 단계와;
    상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역에 상기 입력장치의 입력위치점이 위치할 때, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 표시장치를 통해 하이라이트 표시하는, 유사 형태 선정 및 표시 단계와;
    상기 하이라이트 부분을 상기 입력장치를 통해 선택하여, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 상기 실린더 유사 형태 영역으로 확인하는, 유사 형태 확인 단계; 및,
    상기 실린더 유사 형태 영역으로부터 축 방향 및 축 중심점에 대한 근사값을 획득하는, 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계;를 포함하되,
    상기 예상 영역 탐색 및 분석 단계는,
    상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점에 대한 법선 벡터 사잇각이 내각이고 균등 간격과 각도의 분포로 확인될 때, 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들이 이루는 형태가 실린더 유사 형태로 예상되는 영역인 것으로 판단하는,
    치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법으로서,
    상기 홀/스크류 채널 영역을 포함한 치과 3D 모델을 표시장치에 표시하는, 치과 3D 모델 표시 단계와;
    입력장치의 입력위치점이 상기 치과 3D 모델의 표면 지점을 지나가면서 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점과 정점 인덱스를 분석하여 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 탐색하는, 예상 영역 탐색 및 분석 단계와;
    상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역에 상기 입력장치의 입력위치점이 위치할 때, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 표시장치를 통해 하이라이트 표시하는, 유사 형태 선정 및 표시 단계와;
    상기 하이라이트 부분을 상기 입력장치를 통해 선택하여, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 상기 실린더 유사 형태 영역으로 확인하는, 유사 형태 확인 단계; 및,
    상기 실린더 유사 형태 영역으로부터 축 방향 및 축 중심점에 대한 근사값을 획득하는, 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계;를 포함하되,
    상기 예상 영역 탐색 및 분석 단계는,
    레이 트레이싱(Ray tracing) 기법을 통해 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들이 이루는 형태가 실린더 유사 형태로 예상되는 영역인 것으로 판단하는,
    치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법.
  5. 치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법으로서,
    상기 홀/스크류 채널 영역을 포함한 치과 3D 모델을 표시장치에 표시하는, 치과 3D 모델 표시 단계와;
    입력장치의 입력위치점이 상기 치과 3D 모델의 표면 지점을 지나가면서 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점과 정점 인덱스를 분석하여 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 탐색하는, 예상 영역 탐색 및 분석 단계와;
    상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역에 상기 입력장치의 입력위치점이 위치할 때, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 표시장치를 통해 하이라이트 표시하는, 유사 형태 선정 및 표시 단계와;
    상기 하이라이트 부분을 상기 입력장치를 통해 선택하여, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 상기 실린더 유사 형태 영역으로 확인하는, 유사 형태 확인 단계; 및,
    상기 실린더 유사 형태 영역으로부터 축 방향 및 축 중심점에 대한 근사값을 획득하는, 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계;를 포함하되,
    상기 예상 영역 탐색 및 분석 단계는,
    상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면의 정점들과 인근면들을 구성하는 정점이 상호 연결하는 네트워크 구조를 통해, 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 판단하는,
    치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법.
  6. 치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법으로서,
    상기 홀/스크류 채널 영역을 포함한 치과 3D 모델을 표시장치에 표시하는, 치과 3D 모델 표시 단계와;
    입력장치의 입력위치점이 상기 치과 3D 모델의 표면 지점을 지나가면서 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점과 정점 인덱스를 분석하여 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 탐색하는, 예상 영역 탐색 및 분석 단계와;
    상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역에 상기 입력장치의 입력위치점이 위치할 때, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 표시장치를 통해 하이라이트 표시하는, 유사 형태 선정 및 표시 단계와;
    상기 하이라이트 부분을 상기 입력장치를 통해 선택하여, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 상기 실린더 유사 형태 영역으로 확인하는, 유사 형태 확인 단계; 및,
    상기 실린더 유사 형태 영역으로부터 축 방향 및 축 중심점에 대한 근사값을 획득하는, 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계;를 포함하되,
    상기 유사형태 선정 및 표시 단계에서,
    상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역에서 상기 입력장치의 입력위치점이 위치하는 면을 하이라이트 형태로 표시장치에 표시되게 하는,
    치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법.
  7. 치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법으로서,
    상기 홀/스크류 채널 영역을 포함한 치과 3D 모델을 표시장치에 표시하는, 치과 3D 모델 표시 단계와;
    입력장치의 입력위치점이 상기 치과 3D 모델의 표면 지점을 지나가면서 상기 입력위치점의 위치를 포함하는 면과 인근면들의 정점과 정점 인덱스를 분석하여 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 탐색하는, 예상 영역 탐색 및 분석 단계와;
    상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역에 상기 입력장치의 입력위치점이 위치할 때, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 표시장치를 통해 하이라이트 표시하는, 유사 형태 선정 및 표시 단계와;
    상기 하이라이트 부분을 상기 입력장치를 통해 선택하여, 상기 실린더 유사 형태로 예상되는 영역을 상기 실린더 유사 형태 영역으로 확인하는, 유사 형태 확인 단계; 및,
    상기 실린더 유사 형태 영역으로부터 축 방향 및 축 중심점에 대한 근사값을 획득하는, 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계;를 포함하되,
    상기 유사 형태를 통한 필요 수치 획득 단계는,
    상기 실린더 유사 형태 영역들의 정점들이 실린더 형태의 옆면을 이루는 위치값들과 비교하여 편차가 적은 형태의 실린더 유사 형태로부터 축 방향과 축 중심점의 근사값을 추출하는,
    치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법.
  8. 제 1항, 4항, 5항, 6항 또는 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유사 형태 확인 단계는,
    상기 입력장치의 입력위치점을 한 번 선택함으로 이루어지는,
    치과 3D 모델로 부터 홀/스크류 채널 영역을 인식하는 방법.
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