WO2012053695A1 - Coordinate synchronization method for synchronizing space coordinates among heterogeneous devices each having a unique coordinate system - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a coordinate synchronization method for synchronizing space coordinates among heterogeneous devices each having a unique coordinate system. In the coordinate synchronization method according to certain embodiments of the present invention, a coordinate synchronization object, which is combined with a freezing medium so as to have a fixed point formed thereon or a reference marker provided thereto, contains all information related to a reference origin and a target origin. Accordingly, coordinate systems can be easily converted among heterogeneous devices, and thus the coordinate data of the coordinate synchronization object can be freely transplanted regardless of the unique coordinate system of the heterogeneous devices.

Description

고유좌표계를 가진 이종기기 사이의 공간좌표를 동기화시키는 좌표동기화 방법Coordinate Synchronization Method for Synchronizing Spatial Coordinates between Heterogeneous Devices with Eigen Coordinate System
본 발명은 좌표동기화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기기 좌표계를 따르는 기준좌표계와 좌표동기화대상물(Coordinate Synchronization Object)의 좌표데이터로부터 추출되는 목적좌표계 사이의 위상학적 관계를 기준마커를 이용해 좌표동기화대상물 또는 좌표동기화대상물에 결합된 매개체 안에 재현가능하게 포함시킴으로써 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 손쉽게 기기의 기준좌표계로 이식시킬 수 있는 좌표동기화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coordinate synchronization method, and more particularly, to a coordinate synchronization object using a reference marker in terms of a topological relationship between a reference coordinate system along a device coordinate system and a target coordinate system extracted from coordinate data of a coordinate synchronization object. Or it relates to a coordinate synchronization method that can be included in the medium coupled to the coordinate synchronization object reproducibly to easily coordinate data of the coordinate synchronization object into the reference coordinate system of the device.
CAD/CAM 기술의 발전은 산업 전반에 걸쳐 커다란 혁신을 불러왔으며, CAD/CAM 기술은 비단 생산을 목적으로 하는 산업분야에 국한되지 않고 개개의 환자에 최적화된 보철기구를 제작하는 의학분야에도 확산되고 있다.Advances in CAD / CAM technology have led to significant innovations throughout the industry, and CAD / CAM technology is not only limited to industries that are intended for production, but also to the medical field of manufacturing prosthetics optimized for individual patients. have.
치과분야에서도 CAD/CAM 기술이 발전함에 따라 이의 활용이 주된 관심으로 떠오르고 있는데, 이를 위해서는 필연적으로 구장내 조직 또는 구강내 인상모델의 3차원 스캐닝이 필수적이다. 이와 같이 영상을 통한 설계 및 가공은 정밀도와 효율면에서 유리할 뿐만 아니라 피시술자의 내원 회수를 줄이는 등 그 편의성이 종래 방식에 비해 월등히 향상되기 때문에 널리 보급될 것이라 예상된다.In the dental field, as CAD / CAM technology is developed, its use is emerging as a major concern. For this purpose, three-dimensional scanning of intestinal tissue or oral impression model is indispensable. As described above, the design and processing through the image are not only advantageous in terms of precision and efficiency, but also because the convenience is greatly improved compared to the conventional method, such as reducing the number of visits by the subject.
그런데 구강내 조직 또는 인상모델을 3차원 스캐닝하여 얻은 영상을 바탕으로 컴퓨터상에서 설계한 가공데이터(가공벡터)를 인상모델이나 이와 결합되는 시술유도 장착물의 제작, 가공 및 이송 등의 작업에 적용하기 위해서는 반드시 영상의 좌표데이터를 가공장치의 좌표계에 동기화시키는 과정이 수반되어야 한다.However, in order to apply the processing data (processing vector) designed on the computer based on the image obtained by three-dimensional scanning of the intraoral tissue or the impression model to the work such as the production, processing and transport of the impression model or the procedure-induced attachment. It must be accompanied by the process of synchronizing the coordinate data of the image to the coordinate system of the processing apparatus.
종래에는 이러한 좌표동기화라는 목적을 달성하기 위한 일환으로 스캐닝 장치와 가공장치를 일체화시켜 하나의 좌표계를 공유하도록 만들기도 하였다. 그러나 이러한 방법은 전용장비로서의 가치만이 있기 때문에 범용성과 호환성은 전혀 기대할 수 없고, 장비마저도 고가를 형성하기 때문에 널리 보급되기에는 태생적인 한계가 있다.In the related art, in order to achieve the object of coordinate synchronization, a scanning system and a processing device are integrated to make one coordinate system share. However, since these methods have value only as dedicated equipment, they cannot be expected to be universal and compatible at all, and since equipment is expensive, there are limitations inherent in widespread use.
한편 다른 대안으로는 가공장치 좌표계와 스캐닝 장치 좌표계 사이의 관계를 미리 알고 있다는 전제 하에, 가공대상물을 특정 위치에 놓고 스캐닝을 함으로써 스캐닝 장치에 대한 가공대상물의 좌표데이터를 가공장치의 좌표계로 이식하기도 하였다. 그러나 이런 방법은 필수적으로 가공장치 좌표계와 스캐닝 장치 좌표계 사이의 관계를 미리 알고 있어야 한다는 제약이 따르고, 가공장치와 스캐닝 장치 중 어느 하나라도 변경되면 좌표계 변환을 처음부터 다시 설정해야만 한다는 단점이 있다. 즉 이러한 방법 역시 범용성과 호환성에 한계를 가진다는 것은 마찬가지다.On the other hand, on the other hand, on the premise that the relationship between the processing device coordinate system and the scanning device coordinate system is known in advance, the coordinate data of the processing object for the scanning device may be implanted into the coordinate system of the processing device by scanning the workpiece at a specific position. . However, this method is limited in that the relationship between the processing machine coordinate system and the scanning device coordinate system must be known in advance, and if any one of the processing device and the scanning device is changed, the coordinate system transformation must be set again from the beginning. In other words, these methods also have limitations in versatility and compatibility.
한편 가공대상물의 좌표데이터를 정의하는 좌표계와는 전혀 연관성이 없는 독립된 좌표계로 위 좌표데이터를 이식시키는 것은 비단 가공에만 국한되는 것은 아니다. 이를 테면, 좌표데이터가 취득된 대상물을 다른 장치로 이송하였을 경우 이송된 대상물의 좌표데이터를 이 장치의 좌표계로 이식할 필요가 있는 것이다.On the other hand, the transplantation of the above coordinate data into an independent coordinate system that has no relation to the coordinate system defining the coordinate data of the object is not limited to only machining. For example, when the object obtained from the coordinate data is transferred to another device, it is necessary to transplant the coordinate data of the transferred object into the coordinate system of the device.
따라서 후술될 본 발명의 일 적용분야로서 예시된 치과분야만이 아니라 고유좌표계를 가진 이종기기 사이의 공간좌표를 동기화시킬 필요가 있는 경우는 매우 다양하게 존재한다. 그러나 아직까지는 범용성과 호환성을 두루 가지면서 효율성 또한 높은 좌표동기화 방법은 소개되고 있지 않으므로, 이에 대한 개발이 시급한 실정이다.Therefore, there is a wide variety of cases where it is necessary to synchronize the spatial coordinates between heterogeneous devices having a unique coordinate system as well as the dental field illustrated as an application of the present invention to be described later. However, the coordinate synchronization method with high versatility and high efficiency has not been introduced so far, so it is urgent to develop it.
따라서 본 발명은 고유좌표계를 가진 이종기기 사이의 공간좌표를 효율적으로 동기화시킬 수 있는 좌표동기화 방법으로서 범용성과 호환성을 두루 가져 다양한 분야에 적용될 수 있는 신규한 좌표동기화 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel coordinate synchronization method that can be applied to various fields with universality and compatibility as a coordinate synchronization method capable of efficiently synchronizing spatial coordinates between heterogeneous devices having a unique coordinate system. .
본 발명의 제1 실시예에 따른 좌표동기화 방법은, 좌표동기화대상물의 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 좌표데이터를 이식받을 기기상에 상기 좌표동기화대상물이 재현성 있게 고정되도록 상기 기기에 마련된 부분으로서 상기 기기상의 좌표를 알고 있는 위치에 구비된 고정부에 대응하는 구조를 갖는 기준 플레이트를 준비하는 단계;와, 상기 좌표동기화대상물을 상기 기준 플레이트상에 정해진 기준원점과 공간적으로 이격시키고, 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간에 동결 매개체를 개입시켜 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결시키되 상기 동결 매개체에는 상기 고정부에 상보하는 형상이 형성되는 상기 동결 매개체의 개입 단계; 및 상기 일련의 단계들을 거친 좌표동기화대상물상에 적어도 세 개 이상의 고정점을 형성하되 상기 고정점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 상기 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖도록 상기 고정점들을 공간상에 배치하는 단계;를 포함한다.In the coordinate synchronization method according to the first embodiment of the present invention, the coordinate synchronization object is a part provided in the device such that the coordinate synchronization object is reproducibly fixed on the device to be implanted with coordinate data defining numerical or image information of the coordinate synchronization object. Preparing a reference plate having a structure corresponding to a fixed part provided at a position at which a coordinate on the device is known; and spatially spaced apart the coordinate synchronization object from the reference origin defined on the reference plate, and the coordinate synchronization object Intervening the freezing medium through a freezing medium in the space between the reference plate and the freezing medium to freeze the spatial relationship between the coordinate synchronization object and the reference plate, wherein the freezing medium has a shape complementary to the fixing part; And a phase in which at least three fixed points are formed on the coordinate synchronization object which has undergone the series of steps, and one target origin determined by the topological relationship between the fixed points is numerically recognizable with respect to the reference origin. And arranging the fixation points in space to have a mechanical relationship.
그리고 본 발명의 제2 실시예에 따른 좌표동기화 방법은, 좌표동기화대상물의 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 좌표데이터를 이식받을 기기상에 상기 좌표동기화대상물이 재현성 있게 고정되도록 상기 기기에 마련된 부분으로서 상기 기기상의 좌표를 알고 있는 위치에 구비된 고정부에 대응하는 구조를 갖는 기준 플레이트를 준비하는 단계;와, 상기 기준 플레이트상에 정해진 기준원점과 공간적으로 이격되도록 상기 좌표동기화대상물을 적어도 세 개 이상의 고정점으로 그 상대적 위치를 제한하되, 상기 고정점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 상기 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖도록 상기 고정점들을 상기 좌표동기화대상물상에 형성하는 단계; 및 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간에 동결 매개체를 개입시켜 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결시키되 상기 동결 매개체에는 상기 고정부에 상보하는 형상이 형성되는 상기 동결 매개체의 개입 단계;를 포함한다.The coordinate synchronization method according to the second embodiment of the present invention is a part provided in the device such that the coordinate synchronization object is reproducibly fixed on the device to be implanted with coordinate data defining numerical or image information of the coordinate synchronization object. Preparing a reference plate having a structure corresponding to a fixed part provided at a position where the coordinate on the device is known; and at least three coordinate synchronization objects to be spatially spaced apart from a predetermined reference point on the reference plate. Coordinate synchronization of the fixed points such that one objective origin determined by the topological relationship between the fixed points has a numerically recognizable topological relationship with respect to the reference origin. Forming on an object; And a freezing medium through a freezing medium in the space between the coordinate synchronization object and the reference plate to freeze a spatial relationship between the coordinate synchronization object and the reference plate, wherein the freezing medium has a shape complementary to the fixing part. Involvement phase; includes.
또한 본 발명의 제3 실시예에 따른 좌표동기화 방법은, 좌표동기화대상물의 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 좌표데이터를 이식받을 기기상에 상기 좌표동기화대상물이 재현성 있게 고정되도록 상기 기기에 마련된 부분으로서 상기 기기상의 좌표를 알고 있는 위치에 구비된 고정부에 대응하는 구조를 갖는 기준 플레이트를 준비하는 단계;와, 상기 좌표동기화대상물을 상기 기준 플레이트상에 정해진 기준원점과 공간적으로 이격시키고, 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간에 동결 매개체를 개입시켜 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결시키는 상기 동결 매개체의 개입 단계; 및 상기 일련의 단계들을 거친 좌표동기화대상물상에 적어도 세 개 이상의 고정점들을 형성하고 상기 고정점들 각각에 기준마커를 부여하되 상기 기준마커들로부터 추출된 기준점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 상기 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖도록 상기 기준마커들을 공간상에 배치하는 단계;를 포함한다.In addition, the coordinate synchronization method according to the third embodiment of the present invention, as a part provided in the device to be reproducibly fixed to the coordinate synchronization object on the device to be implanted coordinate data defining the numerical information or image information of the coordinate synchronization object Preparing a reference plate having a structure corresponding to a fixed part provided at a position at which the coordinate on the device is known; and spatially spaced apart the coordinate synchronization object from a reference origin defined on the reference plate, and coordinate coordinate synchronization. An intervention step of the freezing medium for freezing the spatial relationship between the coordinate synchronization object and the reference plate by intervening a freezing medium in the space between the object and the reference plate; And forming at least three fixed points on the coordinate synchronization object which has undergone the series of steps and assigning reference markers to each of the fixed points, and determined by the topological relationship between the reference points extracted from the reference markers. And arranging the reference markers in space such that one target origin has a numerically recognizable topological relationship with respect to the reference origin.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에서, 상기 고정점들 또는 기준마커들은 사전에 설정된 공간벡터를 따라서만 이동하도록 기구적으로 제한됨으로써 상기 목적원점이 상기 기준원점에 대해 사전에 설정된 위상학적 관계를 갖는다.In the embodiments of the present invention as described above, the fixed points or the reference markers are mechanically limited to move only along a predetermined space vector, so that the target origin has a preset topological relationship with respect to the reference origin. Have
여기서 상기 목적원점과 상기 기준원점은 평행한 두 평면상에 각각 위치하되 그 좌표는 상기 두 평면 사이의 수직관계를 정의하는 한 축에 대한 좌표값만 다르도록 상기 고정점들의 공간벡터가 설정될 수 있다.The target origin and the reference origin are located on two parallel planes, respectively, and the space vectors of the fixed points may be set such that their coordinates differ only in coordinate values for one axis defining a vertical relationship between the two planes. have.
그리고 상기 목적원점과 기준원점 사이의 위상학적 관계는 상기 목적원점을 형성하는 고정점들이나 기준마커들, 또는 상기 기준원점을 형성하는 기준 플레이트의 이동량을 검출하여 재현될 수 있다.The topological relationship between the target origin and the reference origin can be reproduced by detecting the amount of movement of the fixed points or the reference markers forming the target origin, or the reference plate forming the reference origin.
한편 본 발명의 실시예들은 상기 일련의 단계 이후에 상기 고정점들 또는 기준마커들을 포함하는 상기 좌표동기화대상물의 영상 좌표데이터를 취득하고, 상기 고정점들 또는 상기 기준마커들로부터 취득된 기준점들 사이의 위상학적 관계로부터 상기 목적원점을 복원시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, embodiments of the present invention acquire image coordinate data of the coordinate synchronization object including the fixed points or the reference markers after the series of steps, and between the reference points acquired from the fixed points or the reference markers. The method may further include restoring the target origin from the topological relationship of.
더 나아가 상기 목적원점을 복원시키는 단계 이후에 상기 좌표동기화대상물을 상기 기기의 고정부에 고정하고, 상기 복원된 목적원점과 상기 기준원점 사이의 위상학적 관계를 기준으로 하여 상기 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 상기 기기의 좌표계로 이식시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.Furthermore, after the step of restoring the target origin, the coordinate synchronization object is fixed to the fixed part of the device, and the coordinate data of the coordinate synchronization object based on the topological relationship between the restored target origin and the reference origin. It may further comprise the step of implanting in the coordinate system of the device.
특히 본 발명의 실시예들은 상기 목적원점을 추출하기 위한 상기 고정점들 또는 기준점들은 이등변삼각형을 이루는 세 개의 점으로 배치되고, 상기 각 고정점들 또는 기준점들은 상기 이등변삼각형의 평면상에 있는 목적원점과의 가상의 연장선을 따라서만 이동할 수 있도록 제한되도록 구성될 수 있다.In particular, embodiments of the present invention are the fixed points or reference points for extracting the target origin is arranged with three points forming an isosceles triangle, each of the fixed points or reference points is a target origin in the plane of the isosceles triangle It can be configured to be limited to move only along a virtual extension of the.
여기서 상기 목적원점은 상기 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선상에 위치할 수 있으며, 이때 상기 고정점들 또는 기준점들 중 상기 이등변삼각형 밑변의 꼭지점을 이루는 두 개의 고정점들 또는 기준점들은 상기 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선에 대해 대칭을 이루도록 설정된 공간벡터를 따라서만 이동하도록 제한된다.Here, the target origin may be located on a perpendicular line or a vertical line bisecting the base of the isosceles triangle, wherein two fixed points or reference points forming the vertex of the base of the isosceles triangle among the fixed points or the reference points are the isosceles It is constrained to move only along a space vector that is set to be symmetrical about the perpendicular or vertical line that bisects the base of the triangle.
이를 더욱 단순화시킨다면 상기 공간벡터는 상기 이등변삼각형의 밑변과 일치하는 벡터로 설정할 수 있다.To further simplify this, the space vector may be set to a vector corresponding to the base of the isosceles triangle.
그리고 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 이등변삼각형의 밑변의 양 꼭지점에 대응하는 두 개의 고정점들 또는 기준점들은 상기 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선에 대해 대칭을 이루면서 이동하도록 서로 기구적으로 연동시키는 것도 가능하다.And in the embodiments of the present invention, two fixed points or reference points corresponding to both vertices of the base of the isosceles triangle are mechanically mutually moved so as to be symmetrical with respect to the perpendicular or vertical line which bisects the base of the isosceles triangle. It is also possible to link with.
또한 이러한 실시예들에서 상기 세 개의 고정점들 또는 기준점들은 정삼각형을 이루고, 상기 목적원점은 상기 정삼각형의 수심으로 설정될 수 있다.In addition, in these embodiments, the three fixed points or reference points form an equilateral triangle, and the target origin may be set to the depth of the equilateral triangle.
여기서 상기 목적원점은 상기 이등변삼각형의 평면상에서 직교하면서 상기 목적원점을 교점으로 갖는 두 개의 축과 상기 교점에 대한 법선인 축으로 이루어진 세 축의 원점으로 정의된다.Here, the target origin is defined as an origin of three axes consisting of two axes perpendicular to the plane of the isosceles triangle and having the target origin as an intersection and an axis that is a normal to the intersection.
그리고 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 동결 매개체는 석고를 포함하는 경화성 재료인 것이 바람직하다.And in embodiments of the present invention, the freezing medium is preferably a curable material including gypsum.
한편 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 상기 기준마커의 상면 또는 하면은 원을 추출할 수 있는 도형의 형상을 가지며, 상기 기준마커상의 기준점은 상기 원의 중심으로 정의될 수 있다.Meanwhile, in the third embodiment of the present invention, the upper or lower surface of the reference marker has a shape of a figure from which a circle can be extracted, and the reference point on the reference marker may be defined as the center of the circle.
특히 상기 기준마커는 상면 또는 하면이 원, 원에 내접하거나 외접하는 다각형 또는 원주의 일부를 포함하는 형상을 가진 음형 또는 양형의 입체물일 수 있다.In particular, the reference marker may be a three-dimensional object of the negative or positive shape having a shape including a portion of the upper surface or the lower surface inscribed or circumscribed in or out of the circle.
이러한 경우 상기 원의 중심은 상기 원의 원주상의 세 점 또는 상기 다각형의 꼭지점에서 선택된 세 개의 점으로 정의되는 원으로부터 추출되는 것이 바람직하다.In this case, the center of the circle is preferably extracted from a circle defined by three points on the circumference of the circle or three points selected from the vertices of the polygon.
또한 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 상기 기준마커는 원뿔 또는 다각뿔의 형상을 가진 음형 또는 양형의 입체물로서, 상기 기준마커상의 기준점은 상기 뿔의 첨점으로 정의될 수 있다.In addition, in the third embodiment of the present invention, the reference marker is a negative or positive three-dimensional object having the shape of a cone or a polygonal pyramid, and the reference point on the reference marker may be defined as the point of the horn.
아울러 대안적으로 상기 기준마커는 구 또는 구면의 형상을 포함한 음형 또는 양형의 입체물로서, 상기 기준마커상의 기준점은 상기 구 또는 구면의 중심으로 정의되는 것도 가능하다.Alternatively, the reference marker may be a negative or positive three-dimensional object including the shape of a sphere or sphere, and the reference point on the reference marker may be defined as the center of the sphere or sphere.
한편 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 좌표동기화대상물에 재현성 있게 결합되는 좌표동기화매개물 상에 상기 고정점들이 형성되거나 상기 기준마커들이 부여되고, 상기 좌표동기화매개물이 결합된 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간관계가 동결되는 것도 가능하다.Meanwhile, in the embodiments of the present invention, the fixed point is formed on the coordinate synchronization medium reproducibly coupled to the coordinate synchronization object or the reference markers are provided, and the coordinate synchronization object and the reference to which the coordinate synchronization medium is coupled. It is also possible for the spatial relationship between the plates to be frozen.
특히 본 발명의 실시예들에서는 상기 좌표동기화대상물은 구강내 치아 및/또는 치은의 형상을 본뜬 인상모델이고, 상기 좌표동기화매개물은 구내장착물인 것을 예시하고 있다.In particular, in the embodiments of the present invention, the coordinate synchronization object is an impression model that mimics the shape of a tooth and / or gingiva in the oral cavity, and the coordinate synchronization medium is an intraoral fixture.
본 발명의 실시예들에 따른 좌표동기화 방법에 의하면, 좌표동기화대상물 또는 좌표동기화매개물에 기준원점과 목적원점에 대한 상대적인 좌표정보를 모두 포함시킴으로써 좌표동기화대상물의 영상 좌표데이터를 매우 용이하게 기기의 좌표계로 이식할 수 있다는 장점을 가진다.According to the coordinate synchronization method according to the embodiments of the present invention, the coordinate coordinate object of the device is very easy to include the image coordinate data of the coordinate synchronization object by including both the coordinate reference object and the relative coordinate information about the target origin in the coordinate synchronization object or coordinate synchronization medium It has the advantage of being portable.
또한 본 발명의 실시예들에 의하면, 기준원점과 목적원점에 대한 상대적인 좌표정보를 포함한 좌표동기화대상물의 영상 좌표데이터를 한 번만 취득하면 좌표동기화에 필요한 모든 정보가 취득되기 때문에, 좌표동기화의 전체 과정이 매우 단순해진다는 이점이 있다.In addition, according to the embodiments of the present invention, all the information necessary for coordinate synchronization is acquired once the image coordinate data of the coordinate synchronization object including the coordinate information relative to the reference origin and the target origin are acquired. This has the advantage of being very simple.
아울러 본 발명의 실시예들은 좌표동기화대상물 또는 좌표동기화매개물에 기준원점과 목적원점에 대한 상대적인 좌표정보를 포함시키는 매우 효율적인 방안을 제공한다.In addition, embodiments of the present invention provide a very efficient way to include the coordinate information relative to the reference origin and the target origin in the coordinate synchronization object or coordinate synchronization medium.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 좌표동기화 방법의 전체적인 흐름을 보여주는 순서도.1 is a flow chart showing the overall flow of the coordinate synchronization method according to embodiments of the present invention.
도 2는 기준 플레이트상의 기준원점과 고정점으로부터 정의되는 목적원점 사이의 관계를 위상학적으로 보여주는 도면.2 is a topological view showing the relationship between a reference origin on a reference plate and a target origin defined from a fixed point;
도 3은 이등변삼각형 밑변의 중점에 대한 수선상에 목적원점이 위치한 경우를 위상학적으로 보여주는 도면.Figure 3 is a topological view showing the case where the target origin is located on the waterline for the midpoint of the isosceles triangle base.
도 4는 본 발명의 실시예들을 구현하기 위한 기구장치의 일례를 보여주는 사시도.4 is a perspective view showing an example of a mechanism for implementing embodiments of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 적용될 수 있는 다양한 기준마커의 예를 보여주는 사시도.5 is a perspective view showing examples of various reference markers that can be applied to a third embodiment of the present invention.
도 6은 도 4에 도시된 기구장치를 사용하여 본 발명의 좌표동기화 방법을 구현하는 일례를 도시한 도면.FIG. 6 illustrates an example of implementing the coordinate synchronization method of the present invention using the apparatus shown in FIG. 4. FIG.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시가능한 일 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.In the description of one embodiment of the present invention, descriptions of well-known configurations that will be apparent to those skilled in the art will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention. In addition, when referring to the drawings it should be considered that the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.
도 1은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 좌표동기화 방법의 전체적인 흐름을 보여주는 순서도이다.1 is a flow chart showing the overall flow of the coordinate synchronization method according to the first to third embodiments of the present invention.
본 발명의 중핵을 이루는 단계는 기기 좌표계를 따르는 기준원점과 좌표동기화대상물의 좌표데이터로부터 추출되는 목적원점 사이의 위상학적 관계를 매개체와 결합된 좌표동기화대상물 안에 재현가능하게 포함시키는 단계인데, 각 실시예 별로 각 단계를 상세히 설명한다면 다음과 같다.A step of forming the core of the present invention is a step of reproducibly including the topological relationship between the reference origin along the device coordinate system and the target origin extracted from the coordinate data of the coordinate synchronization object in the coordinate synchronization object combined with the medium, each implementation Each step will be described in detail as follows.
제1 실시예First embodiment
본 발명에 따른 좌표동기화 방법의 제1 실시예는 크게 세 단계로 이루어진다.The first embodiment of the coordinate synchronization method according to the present invention consists of three steps.
첫째 단계는 좌표동기화대상물의 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 좌표데이터를 이식받을 기기상에 상기 좌표동기화대상물이 재현성 있게 고정되도록 상기 기기에 마련된 부분으로서 상기 기기상의 좌표를 알고 있는 위치에 구비된 고정부에 대응하는 구조를 갖는 기준 플레이트를 준비하는 단계이다.The first step is a part provided in the device so that the coordinate synchronization object is reproducibly fixed on the device to be transplanted with the coordinate data defining the numerical information or the image information of the coordinate synchronization object. It is a step of preparing a reference plate having a structure corresponding to the government.
여기서 발명의 상세한 설명에 사용되는 용어를 미리 명확히 정의할 필요가 있는데, 좌표동기화대상물이란 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 좌표데이터가 추출될 것으로 예정된 물체를 말하며, 기기는 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 이식받을 기기를 의미한다.Here, it is necessary to clearly define the terms used in the detailed description of the invention in advance, the coordinate synchronization object refers to an object on which the coordinate data defining the numerical information or the image information is to be extracted, the device is the coordinate data of the coordinate synchronization object The device to be implanted.
그리고 좌표동기화대상물의 좌표데이터란 좌표동기화대상물에 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 데이터로서, 영상정보를 정의하는 데이터는 좌표동기화대상물의 형태를 정의하는 데이터를 말하며, 수치정보를 정의하는 데이터는 좌표동기화대상물상에 표현된 또 다른 좌표정보, 예를 들면 컴퓨터상의 시뮬레이션을 통해 영상정보 데이터 상에 표현된 가공벡터(가공방향과 위치, 깊이, 형태 등을 정의하는 벡터정보)를 말한다.The coordinate data of the coordinate synchronization object is data defining numerical information or image information in the coordinate synchronization object, and the data defining the image information refers to data defining the shape of the coordinate synchronization object, and the data defining the coordinate information. Another coordinate information expressed on the synchronization object, for example, a process vector (vector information defining the processing direction, position, depth, shape, etc.) expressed on the image information data through a simulation on a computer.
특히 좌표동기화대상물은 위 가공벡터에 따라 직접적인 가공이 이루어지는 원형(元型)은 물론 좌표동기화 과정에서만 사용되는 복제품(複製品)을 모두 포함하는 개념이라는 것을 이해할 필요가 있다. 즉 원형의 특성상 본 발명의 좌표동기화용 기구에 장착되기 어려운 경우에는 원형을 그대로 본 딴 복제품을 이용하여 좌표동기화를 수행할 필요가 있기 때문이다.In particular, it is necessary to understand that the coordinate synchronization object includes not only a prototype that is directly processed according to the above processing vector, but also a replica used only in the coordinate synchronization process. That is, when it is difficult to be mounted on the coordinate synchronization mechanism of the present invention due to the characteristics of the circle, it is necessary to perform coordinate synchronization using a replica of the original form as it is.
예컨대 본 발명에 따른 좌표동기화용 기구의 구체적인 실시예 부분에서 보다 상세히 언급되겠지만, 본 명세서에서는 좌표동기화대상물인 원형이 인체, 그 중에서도 특히 구강내 조직인 경우에 대한 것을 예로 하여 상세히 설명할 예정이다. 이처럼 좌표동기화대상물 자체가 기구상에 고정되는 것이 용이치 않은 경우에는 그 원형 전체 또는 중요부분에 대한 형상정보를 그대로 담은 복제품을 사용할 수밖에 없는 것이고, 따라서 좌표동기화대상물은 원형은 물론 그 복제품까지 포함되는 개념으로 정의내릴 필요가 있는 것이다.For example, although it will be mentioned in more detail in the specific embodiment of the coordinate synchronization device according to the present invention, the specification will be described in detail with reference to the case that the coordinate synchronization target object is a human body, especially the intraoral tissue. When the coordinate synchronization object itself is not easy to be fixed on the mechanism, it is inevitable to use a replica containing the shape information of the entire circle or the important part as it is, and thus the coordinate synchronization object includes not only the prototype but also the duplicate object. It needs to be defined as a concept.
물론 복제품을 이용하여 좌표동기화가 이루어진 후에는 복제품의 좌표데이터를 취득하여 시뮬레이션을 할 수도 있고, 아니면 원형의 좌표데이터에 대해 시뮬레이션을 하는 것도 가능하다. 이러한 좌표데이터의 취득대상은 선택적일 수 있으나, 원형의 좌표데이터를 취득할 수 있고 복제품으로는 복사할 수 없는 원형 내부의 구성이 시뮬레이션의 중요한 요소인 경우에는 원형의 좌표데이터를 취득하는 것이 요구된다. 예를 들면 임플란트 시술의 경우 원형은 구강내 조직인데, 임플란트 시술에서는 치은과 치아의 교합면은 물론 치근과 치조골의 조직도 중요하기 때문에 원형인 인체의 구강내 조직에 대해 직접 좌표데이터를 취득해야 하는 것이다.Of course, after the coordinate synchronization using the duplicated object, the coordinate data of the duplicated object can be acquired and simulated, or the circular coordinate data can be simulated. The object of acquiring such coordinate data may be optional. However, when the configuration of the circular interior that can acquire circular coordinate data and cannot be copied with a replica is an important element of the simulation, acquiring the circular coordinate data is required. . For example, in the case of an implant procedure, the prototype is an intraoral tissue. In the implant procedure, the tissues of the root and alveolar bone as well as the occlusal surfaces of the gingiva and teeth are important. Therefore, the coordinate data must be obtained directly from the oral tissue of the circular human body. .
다시 제1 실시예의 설명으로 돌아가면, 첫째 단계는 기기상에 구비된 고정부에 대응하는 구조를 갖는 기준 플레이트를 준비하는 단계이다.Returning to the description of the first embodiment, the first step is to prepare a reference plate having a structure corresponding to the fixing part provided on the device.
기기상에 구비된 고정부는 좌표동기화대상물이 재현성 있게 고정되도록 마련된 부분인데, 여기서 "재현성 있게 고정"된다는 것은 좌표동기화대상물이 기기상에 정해진 위치에 정해진 방향으로 항상 일관성 있게 고정될 수 있다는 것이다.The fixed part provided on the device is a part provided to reproducibly fix the coordinate synchronization object, where "reproducibly fixed" means that the coordinate synchronization object can be fixed at a predetermined position in the device in a consistent direction at all times.
그리고 고정부에 대한 물리적인 위치정보는 이미 기기의 좌표계에 대해 결정되어 있는데, 고정부는 반드시 움직이지 않는 부분일 필요는 없으며 이동하는 경우라도 기기가 그 이동된 새로운 위치에 대한 고정부의 좌표를 파악할 수 있다면 마찬가지이다. 예를 든다면, 고정부의 병진거리 또는 회전량을 계측할 수 있는 엔코더 등이 고정부 또는 기기상에 구비된 경우가 이에 해당한다. 특히 고정부의 의미는 좌표동기화대상물이 고정되는 부분이라는 의미이지 기기에 고정된 부분의 의미가 아님에 주의해야 한다.And the physical location information of the fixed part is already determined with respect to the coordinate system of the device. The fixed part does not necessarily need to be a non-moving part. If you can. For example, this is the case where an encoder or the like capable of measuring the translation distance or the rotation amount of the fixed part is provided on the fixed part or the device. In particular, it should be noted that the meaning of the fixed part means that the part of the coordinate synchronization object is fixed, not the part fixed to the device.
기기상의 좌표정보를 알 수 있는 고정부 상에 정의된 어느 일점(一點)은 후술할 기준원점으로 설정된다. 이 기준원점은 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 이식할 때의 기준이 된다. 이 기준원점은 좌표데이터 이식의 기준이 되는 원점이기 때문에 반드시 기기 좌표계의 원점일 필요는 없다. 다만 좌표데이터 이식에 수반되는 좌표변환의 편의성 등을 고려한다면 기준원점을 기기원점과 일치시키는 것이 바람직할 수는 있다.Any one point defined on the fixed part that can know the coordinate information on the device is set as a reference origin to be described later. This reference origin is used as a reference when grafting coordinate data of coordinate synchronization object. This reference origin is not necessarily the origin of the device coordinate system because it is the reference point for the coordinate data transplant. However, it may be desirable to match the reference origin with the device origin in consideration of the convenience of coordinate transformation associated with the transplantation of coordinate data.
여기서 중요한 것은, 이 기준원점의 개념이 단순히 1차원적인 점의 개념만을 가진 것이 아니라 3차원 좌표축의 원점이라는 개념까지도 포함한다는 것이다. 즉 기준원점은 고정부 또는 기준 플레이트의 평면상에서 직교하는 두 개의 축과 상기 평면에 대한 법선축으로 구성된 3차원 좌표축의 원점으로 정의된다. 따라서 이 기준원점은 사실상 기준좌표계의 원점이라고 할 수 있다.What is important here is that the concept of the reference origin does not only have the concept of a one-dimensional point but also includes the concept of the origin of a three-dimensional coordinate axis. That is, the reference origin is defined as the origin of a three-dimensional coordinate axis consisting of two axes orthogonal to the plane of the fixed portion or the reference plate and a normal axis to the plane. Therefore, this reference origin can be said to be the origin of the reference coordinate system.
기준 플레이트는 이러한 기기의 고정부에 대응되는 형상을 가진 틀이다. 여기서 대응된다는 것이 반드시 동일한 형상을 가져야 한다는 것은 아니다. 기기의 고정부처럼 좌표동기화대상물을 재현성 있게 고정하는 구조와 기준원점을 포함함으로써 고정부로서의 기능을 온전히 발휘할 수 있다면 형상의 완전한 동일성 여부는 문제가 되지 않는다.The reference plate is a frame having a shape corresponding to the fixing part of such a device. Corresponding here does not necessarily have the same shape. The complete identity of the shape is not a problem as long as it can fully function as a fixed part by including a structure and a reference origin for reproducibly fixing the coordinate synchronization object like the fixed part of the device.
좌표동기화대상물의 입장에서 볼 때 기준 플레이트 상의 기준원점과 기기 고정부 상의 기준원점은 동일한 것으로 취급될 수 있고, 따라서 기준 플레이트 상의 대응부를 고정부라 불러도 무방할 것이다.From the standpoint of the coordinate synchronization object, the reference origin on the reference plate and the reference origin on the device fixing part may be treated as the same, and thus, the corresponding part on the reference plate may be called a fixing part.
물론 기준 플레이트 상의 기준원점과 기기 고정부 상의 기준원점이 이미 알고 있는 위상학적 관계로 이격되어도 무방하다. 예를 들면, 기준 플레이트와 기기 고정부의 기준원점이 동일하지 않고, 그 사이에 높이차와 수평거리 또는 각도 등에 대해 위상학적 이격 관계가 있어도 관계없다. 중핵은 기준 플레이트 상의 기준원점과 기기 고정부 상의 기준원점에 대해 좌표동기화대상물이 이미 알고 있는 위상학적 관계로 재현성 있게 놓이는 것이다. 따라서 본 발명에서는 이를 모두 포괄하여 기기 고정부상의 기준원점과 기준 플레이드 상의 기준원점이 "동일하다"라고 표현하는 것에 유의해야 한다.Of course, the reference origin on the reference plate and the reference origin on the fixture may be separated by a known topological relationship. For example, the reference origins of the reference plate and the device fixing part are not the same, and there may be a topological separation relationship between the height difference, the horizontal distance, the angle, and the like therebetween. The core is reproducibly placed in the topological relationship that the coordinate synchronization object already knows about the reference origin on the reference plate and the reference origin on the instrument fixture. Therefore, in the present invention, it is to be noted that the reference origin on the device fixing part and the reference origin on the reference plate are "identical" inclusive.
그리고 좌표동기화대상물의 좌표데이터는 전술한 바와 같이 좌표동기화대상물에 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 데이터이며, 동기화될 좌표데이터에는 좌표동기화대상물에 대한 모든 데이터는 물론 그 부분집합(예컨대 컴퓨터상의 시뮬레이션을 통해 영상정보 데이터 상에 표현된 가공벡터)인 일부만이 사용될 수도 있다.As described above, the coordinate data of the coordinate synchronization object is data defining numerical information or image information on the coordinate synchronization object, and the coordinate data to be synchronized includes all data of the coordinate synchronization object as well as a subset thereof (for example, a computer simulation). Only a part of the processed vector) expressed on the image information data may be used.
그 다음으로 수행되는 둘째 단계는 좌표동기화대상물을 기준 플레이트상에 정해진 기준원점과 공간적으로 이격시키고, 좌표동기화대상물과 기준 플레이트 사이의 공간에 동결 매개체를 개입시켜 좌표동기화대상물과 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결(freezing)시킴과 함께 동결 매개체에 고정부에 상보하는 형상이 형성되는 단계이다.The second step, which is performed next, spatially spaces the coordinate synchronization object from the reference reference point defined on the reference plate, and intervenes a freezing medium in the space between the coordinate synchronization object and the reference plate. In the step of freezing and forming a shape complementary to the fixing unit on the freezing medium.
이 둘째 단계는 비교적 단순하게 이루어져 있는데, 동결 매개체로서 석고를 포함하는 경화성 재료를 사용함으로써 동결 매개체를 손쉽게 성형하고 좌표동기화대상물에 부착된 상태에서 굳히면서 기기의 고정부에 상보하는 형상을 쉽게 만들 수 있다. 동결 매개체의 동결 과정을 통해 기기의 고정부에 상보하는 형상이 매개체에 형성되면, 동결 매개체와 일체화된 좌표동기화대상물을 추후 기기의 고정부에 동일한 재현성으로 고정시킬 수 있게 된다.This second step is relatively simple, using a curable material that includes gypsum as the freezing medium, making it easy to shape the freezing medium and harden it while attached to the coordinate-synchronizing object, making it easy to create a shape that complements the stationary part of the device. have. When a shape complementary to the fixing part of the device is formed in the medium through the freezing process of the freezing medium, the coordinate synchronization object integrated with the freezing medium may be fixed to the fixing part of the device with the same reproducibility.
다만 동결 매개체는 이런 경화성 재료로 한정될 필요는 전혀 없으며, 좌표동기화대상물과 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결시키고 고정부에 상보하는 형상을 구비할 수만 있다면 어떠한 구성도 가능하다. 예컨대 프레임을 짜고 고정부에 상보하는 형상을 가진 지그를 써서 동결시킬 수도 있을 것이며, 매개체의 선정 중 많은 부분은 좌표동기화대상물의 크기나 재료 좌표동기화의 정밀도 등에 의해 결정될 것이다.However, the freezing medium need not be limited to such a curable material at all, and any configuration can be provided as long as it can freeze the spatial relationship between the coordinate synchronization object and the reference plate and have a shape complementary to the fixed part. For example, a frame may be squeezed and frozen using a jig having a shape complementary to the fixing part, and a large part of the selection of the medium may be determined by the size of the coordinate synchronization object or the precision of the material coordinate synchronization.
성형 완결된 동결 매개체의 주된 형상은 좌표동기화대상물과 기준 플레이트 사이의 공간에 따라 결정될 것이다. 즉 기준 플레이트에 대해 좌표동기화대상물이 어떻게 이격되어 있는지에 따라 결정되는데, 기준 플레이트에 대한 좌표동기화대상물의 상대적 위치는 크게 제한되지는 않는다. 다만 실제에 있어서는 뒤에 예시적으로 소개될 기구장치를 사용해서 수행되고, 다음 단계에서 상술될 기준원점과 목적원점 사이의 위상학적 관계가 매우 중요하므로, 기준 플레이트 상방으로 약간 이격되어 전체적으로 나란한 포지션을 갖도록 좌표동기화대상물을 배치한 후 동결 매개체를 개입시키는 것이 바람직할 것이다.The predominant shape of the molded frozen media will depend on the space between the coordinate synchronization object and the reference plate. That is, it is determined according to how the coordinate synchronization object is spaced with respect to the reference plate, but the relative position of the coordinate synchronization object with respect to the reference plate is not greatly limited. In practice, however, since the topological relationship between the reference origin and the target origin, which is carried out using a mechanical device to be introduced later by way of example, is very important, it is to be spaced slightly above the reference plate so as to have a totally parallel position. It may be desirable to intervene in the freezing medium after placing the coordinate synchronization object.
이후의 셋째 단계는 위와 같은 일련의 단계들을 거친 좌표동기화대상물상에 적어도 세 개 이상의 고정점을 형성하는 단계인데, 이때 고정점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖도록 고정점들을 공간상에 배치하는 단계이다.The third step thereafter is to form at least three fixed points on the coordinate synchronization object that has undergone the above-described steps, wherein one objective origin determined by the topological relationship between the fixed points is It is a step of placing the fixed points in space to have a numerically recognizable topological relationship.
여기서 고정점들이 공간상에 배치되는 위상학적 관계가 매우 중요하다. 고정점들 사이의 위상학적 관계, 다시 말하면 고정점들을 연결한 가상의 선들이 만드는 도형으로부터 정의되는 하나의 점인 목적원점이 기준원점과 어떠한 위상학적 관계를 갖는지 수치적으로(즉 수학적으로) 인식될 수 있도록 설정되어야 한다.Here, the topological relationship in which the fixed points are arranged in space is very important. The topological relationship between the fixed points, that is, the point of origin, which is a point defined from the figure created by the imaginary lines connecting the fixed points, can be numerically recognized (ie mathematically). Should be set to allow
이러한 셋째 단계가 중요한 것은 좌표동기화대상물 위에 형성되는 고정점들 사이의 위상학적 관계로부터 추출되는 목적원점이 기준원점에 대해 공간적으로 어떤 지점에 있는지 알 수 있도록 고정점들을 배치하고, 그 이후 좌표동기화대상물(원형과 복제품을 포함하는 것임에 주의한다)의 좌표데이터를 취득할 때 이 고정점들을 그대로 좌표데이터에 포함시킨다면, 좌표데이터로부터 추출된 목적원점과 기준원점 사이의 위상학적 관계를 기준으로 하여 모든 좌표데이터를 기준원점에 대한 좌표데이터로 변환시킬 수 있다는 사실에 있다.This third step is important because the fixed points are located so that the target origin extracted from the topological relationship between the fixed points formed on the coordinate synchronization object is located spatially with respect to the reference origin, and then the coordinate synchronization object If you include these fixed points in the coordinate data as they are when acquiring the coordinate data of a circle (remember that it includes a circle and a replica), all of them are based on the topological relationship between the target origin and the reference origin extracted from the coordinate data. The fact is that the coordinate data can be converted into the coordinate data for the reference origin.
여기서 목적원점과 기준원점 사이의 위상학적 관계란 3차원적인 관계라는 점에 유의해야 한다. 전술한 바와 같이, 기준원점이 3차원 좌표축의 원점인 것과 마찬가지로 목적원점도 고정점들을 연결한 가상선들이 만드는 도형의 평면상의 두 축과 그 법선으로 구성된 3차원 좌표축의 원점이다. 따라서 좌표데이터의 변환이란 단순히 점 좌표의 변환이 아니라 3차원 좌표축의 변환이라고 이해되어야 한다.It should be noted that the topological relationship between the target origin and the reference origin is a three-dimensional relationship. As described above, the target origin is the origin of the three-dimensional coordinate axis composed of two axes on the plane of the figure and its normals, which are made by the virtual lines connecting the fixed points, similarly to the origin of the three-dimensional coordinate axis. Therefore, it should be understood that the transformation of coordinate data is not a transformation of point coordinates but a transformation of three-dimensional coordinate axes.
도 2는 이러한 목적원점(O)과 기준원점(R) 사이의 관계를 모식적으로 보여주는 도면이다. 이해의 편의를 돕고자 고정점(F)은 최소 개수인 세 개로 정하고, 고정점(F)들이 이루는 삼각형 평면은 기준원점(R)이 있는 기준 플레이트와 평행인 것으로 단순화하였다.2 is a diagram schematically showing the relationship between the target origin O and the reference origin R. FIG. In order to facilitate understanding, the fixed point F is set to the minimum number of three, and the triangular plane formed by the fixed points F is simplified to be parallel to the reference plate having the reference point R.
고정점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 삼각형의 무게중심이라고 했을 때(물론 이 외에도 삼각형의 수심이나 내심 등 다양한 예가 가능하다), 이 목적원점의 위치정보는 수학적으로 고정점의 위치정보로부터 결정된다. 그리고 좌표동기화대상물의 좌표데이터가 목적원점에 부여된 3차원 좌표축에 대한 좌표값을 가지면, 이 목적원점이 기준원점에 일치되게 이동(변환)하면서 이들 좌표데이터 역시 기준원점에 대한 좌표값으로 이동(변환)된다. 즉 좌표동기화대상물의 좌표데이터가 모두 기기의 좌표계로 이식된 것이다(전술한 바와 같이 좌표동기화대상물의 입장에서 기준 플레이트 상의 기준원점과 기기 고정부 상의 기준원점은 동일한 것으로 취급된다).When one objective origin determined by the topological relationship between the fixed points is the center of gravity of the triangle (a variety of examples such as the depth and the inner core of the triangle are possible, of course), the position information of the objective origin is mathematically fixed. It is determined from the location information of the point. And if the coordinate data of the coordinate synchronization object has coordinate values with respect to the three-dimensional coordinate axis assigned to the target origin, these coordinate data are also moved to the coordinate values with respect to the reference origin while the target origin moves (converts) to match the reference origin. Conversion). In other words, the coordinate data of the coordinate synchronization object are all implanted in the coordinate system of the device (as described above, the reference origin on the reference plate and the reference origin on the device fixing part are treated as the same in the position of the coordinate synchronization object).
다만 본 단계에서 고려해야 할 것은 현실적으로 좌표동기화대상물의 상대적 위치를 제한하는 고정점들 사이의 위상학적 관계로부터 추출되는 목적원점이 기준원점에 대해 공간적으로 어떤 지점에 있는지 알 수 있도록 어떻게 고정점들을 배치하는가이다. 이 부분은 이후에 보다 상세히 설명하겠지만, 기구학적으로 고정점들 사이의 움직임을 제한 또는 연동시킴으로써 충분히 실현가능하다.However, it is important to consider in this step how to arrange the fixed points so that the target origin extracted from the topological relationship between the fixed points that limit the relative position of the coordinate synchronization object is located spatially with respect to the reference origin. to be. This part will be explained in more detail later, but it is kinematically feasible by limiting or interlocking the movement between the fixed points.
제2 실시예Second embodiment
본 발명에 따른 좌표동기화 방법의 제2 실시예 역시 세 단계로 이루어져 있는데, 제1 실시예와의 차이는 목적원점의 추출을 위한 고정점들을 좌표동기화대상물상에 형성하는 단계가 동결 매개체의 개입 단계에 선행한다는 것이다.The second embodiment of the coordinate synchronization method according to the present invention also includes three steps. The difference from the first embodiment is that the step of forming fixed points on the coordinate synchronization object for extracting the target origin is an intervention step of the freezing medium. To precede it.
각 단계를 이루는 전체적인 구성은 제1 실시예와 거의 동일한데, 제2 실시예의 각 단계를 정리하면 다음과 같다.The overall configuration of each step is almost the same as that of the first embodiment, and the steps of the second embodiment are summarized as follows.
첫째 단계는 좌표동기화대상물의 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 좌표데이터를 이식받을 기기상에 상기 좌표동기화대상물이 재현성 있게 고정되도록 상기 기기에 마련된 부분으로서 상기 기기상의 좌표를 알고 있는 위치에 구비된 고정부에 대응하는 구조를 갖는 기준 플레이트를 준비하는 단계이다. 이 첫째 단계는 제1 실시예와 완전히 동일하다.The first step is a part provided in the device so that the coordinate synchronization object is reproducibly fixed on the device to be transplanted with the coordinate data defining the numerical information or the image information of the coordinate synchronization object. It is a step of preparing a reference plate having a structure corresponding to the government. This first step is exactly the same as in the first embodiment.
둘째 단계는 기준 플레이트상에 정해진 기준원점과 공간적으로 이격되도록 좌표동기화대상물을 적어도 세 개 이상의 고정점으로 그 상대적 위치를 제한하는데, 이때 고정점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖도록 좌표동기화대상물상에 고정점들을 형성하는 단계이다.The second step limits the relative position of the coordinate synchronization object to at least three fixed points so as to be spatially spaced from the predetermined reference point on the reference plate, where one objective origin is determined by the topological relationship between the fixed points. It is a step of forming fixed points on the coordinate synchronization object so as to have a numerically recognizable topological relationship with respect to the reference origin.
제1 실시예와의 차이점은 둘째 단계에서는 아직 동결 매개체가 개입되기 전이기 때문에 임시적으로 고정점들을 이용해 좌표동기화대상물의 기준 플레이트에 대한 상대적 위치를 제한한다는 것이다. 물론 좌표동기화대상물의 상대적 위치를 제한하는 고정점들의 공간배치는 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖는 목적원점을 추출할 수 있도록 이루어진다는 것은 동일하다.The difference from the first embodiment is that in the second step, since the freezing medium is still involved, the fixed points are temporarily used to limit the relative position with respect to the reference plate of the coordinate synchronization object. Of course, the spatial arrangement of the fixed points that limit the relative position of the coordinate synchronization object is made to extract the target origin having a numerically recognizable topological relationship with respect to the reference origin.
그리고 본 단계에서 좌표동기화대상물의 기준 플레이트에 대한 상대적 위치가 제한되는 동시에 고정점들의 형성이 모두 이루어진다는 것에 유의해야 한다.In this step, it should be noted that the relative position of the coordinate synchronization object with respect to the reference plate is limited and all the fixed points are formed.
그 다음의 셋째 단계는 좌표동기화대상물과 기준 플레이트 사이의 공간에 동결 매개체를 개입시켜 좌표동기화대상물과 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결시키면서, 동결 매개체에는 기기의 고정부에 상보하는 형상이 형성되는 단계이다.The third step is to freeze the spatial relationship between the coordinate synchronization object and the reference plate through the freezing medium in the space between the coordinate synchronization object and the reference plate, and to form a shape complementary to the fixed part of the device. to be.
이 단계는 표면적으로는 제1 실시예와 크게 다르지 않지만, 그 내용에 있어서는 동결과정 안에 고정점들의 제한상태를 해제하면 좌표동기화대상물의 구속이 풀리게 되는 임시적인 상태를 영구적인 상태로 변경시킨다는 점에 차이가 있다. 즉 기준원점과 목적원점 사이의 위상학적 관계가 이미 설정된 이후에 동결 매개체가 개입되어 그대로 굳혀버린다는 것이 제2 실시예의 특징이다.This step is not much different from the first embodiment on the surface, but in the content, the release of the restriction state of the fixed points during the freezing process changes the temporary state where the constraint of the coordinate synchronization object is released to a permanent state. There is a difference. In other words, after the topological relationship between the reference point and the target point has already been established, the freezing medium is intervened and solidified as it is.
제1 실시예와 제2 실시예는 서로 상반된 장단점을 가진다. 제1 실시예는 좌표동기화대상물과 기준 플레이트 사이의 공간관계가 확고히 동결된 이후에 고정점들이 형성되기 때문에 그 공간배치의 정밀도가 높다는 장점이 있다. 하지만 기준 플레이트에 대한 좌표동기화대상물의 위치가 대략적으로 설정되기 때문에 경우에 따라서는 고정점들을 정확한 최적 위치에 형성하는 것이 쉽지 않을 수도 있고 작업자의 숙련도에 좌우되기 쉽다는 것이 단점이라 할 수 있다.The first and second embodiments have advantages and disadvantages that are opposite to each other. The first embodiment has the advantage that the precision of the spatial arrangement is high because the fixed points are formed after the spatial relationship between the coordinate synchronization object and the reference plate is firmly frozen. However, since the position of the coordinate synchronization object with respect to the reference plate is set approximately, in some cases, it may be difficult to form the fixed points at the correct optimum position, and may be disadvantageous depending on the skill of the operator.
반대로 제2 실시예는 고정점들의 형성을 동결 이전에 미리 진행하기 때문에 좌표동기화대상물을 적절한 위치에 정확하게 배치하기 쉽다는 점이 장점이다. 그렇지만 임시적인 제한상태이기 때문에 동결과정에서 고정점들의 흐트러짐이 일어날 가능성이 있다는 것이 단점이다. 예를 들면, 동결 매개체가 석고인 경우 석고의 경화과정에서 불균일한 부피팽창이 일어날 가능성이 있다.On the contrary, the second embodiment is advantageous in that it is easy to accurately position the coordinate synchronization object at an appropriate position because the formation of the fixed points is performed in advance before freezing. However, the drawback is that there is a possibility that the fixed points may be disturbed during the freezing process because of the temporary limitation. For example, if the freezing medium is gypsum, there is a possibility that non-uniform volume expansion occurs during curing of the gypsum.
그러나 제1 실시예와 제2 실시예의 상반된 특성을 잘 파악한다면, 좌표동기화에서 요구되는 정밀도를 고려하여 적절한 방법을 유연하게 선택할 수 있기 때문에 다양한 실시예가 가능하다는 것이 오히려 본 발명의 유리한 점이라고 볼 수 있을 것이다.However, if the contrary characteristics of the first and second embodiments are well understood, various embodiments are possible because it is possible to flexibly select an appropriate method in consideration of the precision required for coordinate synchronization. There will be.
제3 실시예Third embodiment
본 발명에 따른 좌표동기화 방법의 제2 실시예도 크게 세 단계로 이루어진다.The second embodiment of the coordinate synchronization method according to the present invention also consists of three steps.
첫째 단계와 둘째 단계는 제1 실시예와 동일하며, 셋째 단계에서의 고정점 형성에 차이가 있다(동일한 첫째와 둘째 단계에 대한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다). The first and second steps are the same as in the first embodiment, and there is a difference in the formation of fixed points in the third step (the description of the same first and second steps is omitted to avoid duplication).
제3 실시예의 셋째 단계는 첫째와 둘째 단계들을 거친 좌표동기화대상물상에 적어도 세 개 이상의 고정점들을 형성하고 고정점들 각각에 기준마커를 부여하는데, 이때 기준마커들로부터 추출된 기준점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖도록 기준마커들을 공간상에 배치하는 단계이다.The third step of the third embodiment forms at least three or more fixed points on the coordinate synchronization object which has undergone the first and second steps and gives reference marks to each of the fixed points, wherein the phase between the reference points extracted from the reference markers is It is a step of placing reference markers in space so that one objective origin determined by the geometric relationship has a numerically recognizable topological relationship with respect to the reference origin.
즉 제3 실시예는 목적원점을 추출할 수 있는 대상으로서 기준마커를 사용한다는 점에 차이가 있다.That is, the third embodiment is different in that the reference marker is used as an object from which the target origin can be extracted.
보다 상세히 설명하면, 제1/제2 실시예에서는 좌표동기화대상물상에 고정점들을 형성하고, 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 취득한 후 이 좌표데이터에 포함된 고정점들의 영상정보로부터 직접 목적원점을 추출한다. 예를 들면, 좌표동기화대상물상에 원뿔 형상의 음형을 새기고 이 원뿔의 첨점을 고정점으로 설정할 수 있다.More specifically, in the first and second embodiments, the fixed points are formed on the coordinate synchronization object, the coordinate data of the coordinate synchronization object is acquired, and the target origin is directly extracted from the image information of the fixed points included in the coordinate data. do. For example, a cone-shaped sound may be engraved on the coordinate synchronization object, and the cone point may be set as a fixed point.
하지만, 제3 실시예에서는 고정점 자리에 부여된 기준마커들의 영상정보로부터 기준점들을 추출한 후 이 기준점들을 이용해 목적원점을 결정한다. 여기서 기준점은 각 기준마커의 영상정보로부터 추출된 하나의 점으로서, 고정점과 동일하게 취급할 수 있는 점을 말한다.However, in the third embodiment, after extracting reference points from the image information of the reference markers assigned to the fixed point positions, the target origin is determined using the reference points. Here, the reference point is a point extracted from the image information of each reference marker, and refers to a point that can be treated in the same way as a fixed point.
기준마커의 실시가능한 몇 가지 예를 도시한 도 5를 참조하여 기준마커에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.The reference marker will be described in detail with reference to FIG. 5, which shows some examples of the reference marker.
기준마커는 그 상면 또는 하면이 원을 추출할 수 있는 도형의 형상을 가지도록 만들어지며, 이때 기준마커상의 기준점은 상기 원의 중심으로 정의될 수 있다.The reference marker is made so that the upper or lower surface thereof has a shape of a figure from which a circle can be extracted, and the reference point on the reference marker may be defined as the center of the circle.
이러한 기준마커의 예로는, 기준마커는 상면 또는 하면을 원이나 원에 내접하거나 외접하는 다각형 또는 원주의 일부를 포함하는 형상을 가진 음형 또는 양형의 입체물을 들 수 있다. 이때 원의 중심은 원의 원주상의 세 점 또는 다각형의 꼭지점에서 선택된 세 개의 점으로 정의되는 원으로부터 추출된다.An example of such a reference marker may be a negative or positive solid having a shape including a portion of a polygon or a circumference which inscribes or circumscribes a circle or a circle on a top or bottom surface thereof. The center of the circle is extracted from a circle defined by three points on the circumference of the circle or three points selected at the vertices of the polygon.
이는 원의 곡률반경을 정의하기 위해 필요한 최소한도의 점의 개수는 세 개이기 때문이며, 만일 세 개를 초과하는 점을 선택하였을 때 이들 좌표가 스캐닝 장치의 해상도 한계 등으로 인해 하나의 평면을 이루지 않는 비정형성을 가지게 되면 nC3의 개수(여기서 n은 선택된 점의 수로서, n＞4인 자연수임)만큼의 데이터를 서로 맞추어야 해서 비효율적이기 때문이다. 물론 최소자승법을 통해 구현되어도 무방할 것이나, 원을 생성하기 위한 작업이 사람의 인지를 바탕으로 했을 경우 세 개 이상의 점에 대한 작업은 역시 비효율적이기 때문이다.This is because the minimum number of points needed to define the radius of curvature of a circle is three. This is because the non-formality is inefficient because the data of n C 3 (where n is the number of selected points, which is a natural number of n> 4) must be matched with each other. Of course, it can be implemented through the least-square method, but if the work to create the circle is based on human cognition, work on three or more points is also inefficient.
대안적으로 기준마커는 원뿔 또는 다각뿔의 형상을 가진 음형 또는 양형의 입체물로서, 기준마커상의 기준점을 뿔의 첨점으로 정의할 수도 있다.Alternatively, the reference marker is a negative or positive solid having the shape of a cone or a polygonal pyramid, and a reference point on the reference marker may be defined as the horn point of the horn.
또한 기준마커를 구 또는 구면의 형상을 포함한 음형 또는 양형의 입체물로 형성하고, 기준마커상의 기준점을 구 또는 구면의 중심으로 정의하는 것도 가능하다.It is also possible to form the reference marker as a negative or positive solid including the shape of a sphere or sphere, and define the reference point on the reference marker as the center of the sphere or sphere.
한편 위의 설명은 기준마커에 대해서만 적용가능한 것은 아니라는 것에 유의해야 한다. 즉 기준마커의 형상으로부터 정의되는 기준점은 고정점에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 전술한 것처럼 좌표동기화대상물상에 원뿔 형상의 음형(양형은 기준마커에 해당된다)을 새겼을 때, 이 원뿔의 첨점 대신에 밑면인 원의 중심을 고정점으로 설정하는 것도 가능하다. 다만 좌표동기화대상물의 좌표데이터에 포함된 고정점의 영상정보로부터 음형의 정확한 형상(첨점이나 밑면)을 추출하는 것이 어려울 수 있으므로, 일반적으로 보았을 때 정확한 형상을 가진 기준마커를 사용하는 것이 목적원점 추출의 정밀도에서 앞선다고 볼 수 있을 것이다.It should be noted, however, that the above description is not only applicable to reference markers. That is, the reference point defined from the shape of the reference marker may be equally applied to the fixed point. For example, when inscribed a cone-shaped negative shape (positive mark corresponds to a reference marker) on the coordinate synchronization object as described above, it is also possible to set the center of the base, which is the base, as a fixed point instead of the peak of the cone. . However, since it may be difficult to extract the exact shape (peak or bottom) of sound from the fixed point image information included in the coordinate data of the coordinate synchronization object, it is generally necessary to use the reference marker with the correct shape. It can be seen that it is ahead in the precision of.
기타 후속 단계Other subsequent steps
상기와 같은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 일련의 단계를 거치면 기준원점(=기준좌표계)에 대한 목적원점(=목적좌표계)의 위상학적 정보를 담고 있는 동시에 기기의 고정부에 고정될 수 있는 좌표동기화대상물이 완성된다. 그 이후로는 다음과 같은 후속 단계가 속행될 수 있다.Through a series of steps according to the first to third embodiments of the present invention as described above, it contains the topological information of the target origin (= target coordinate system) with respect to the reference origin (= reference coordinate system) and is fixed to the fixed part of the device. The coordinate synchronization object can be completed. Thereafter, the following subsequent steps may be continued.
그 다음 단계는 스캐닝 장치 등을 통하여 고정점 또는 기준마커를 포함하는 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 취득하고, 취득된 좌표데이터에 포함된 고정점 또는 기준마커의 영상정보로부터 목적점 또는 기준점(이하에서는 '목적점 또는 기준점'을 '고정점 등' 또는 '고정점'으로 기재한다)을 추출한 후, 이미 알고 있는 고정점 등 사이의 위상학적 관계로부터 목적원점을 복원시키는 단계이다. 목적원점을 복원시키는 작업은 대부분 영상정보를 처리하는 컴퓨터 프로그램상에서 쉽게 수행될 수 있다. 물론 본 발명에 맞춰 특별히 고안된 프로그램을 사용한다면 더욱 용이할 것이다.The next step is to acquire the coordinate data of the coordinate synchronization object including the fixed point or the reference marker through a scanning device and the like, and from the image information of the fixed point or the reference marker included in the acquired coordinate data (hereinafter referred to as After extracting the 'purpose point or reference point' as 'fixed point' or 'fixed point', it is a step of restoring the target origin from the topological relationship between known fixed points and the like. The task of restoring the origin can be easily performed on a computer program that processes most image information. Of course, it would be easier to use a program specifically designed for the present invention.
목적원점의 복원 단계 이후에는 좌표동기화대상물을 기기의 고정부에 고정하고, 고정점 등으로부터 복원된 목적원점과 기준원점 사이의 위상학적 관계를 기준으로 하여 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 기기의 좌표계로 이식시키는 단계가 후속된다. 좌표동기화대상물에 결합된 동결 매개체에는 기기의 고정부에 상보하는 형상이 구비되어 있으므로, 기준 플레이트에서와 완전히 동일한 포지션으로 기기의 고정부에 고정된다. 따라서 목적원점과 기준원점 사이의 위상학적 관계 역시 그대로 복원되므로, 전술한 좌표데이터의 기기 좌표계로의 이식이 가능해진다.After the restoration of the target origin, the coordinate synchronization object is fixed to the fixed part of the device, and the coordinate data of the coordinate synchronization object is converted into the coordinate system of the device based on the topological relationship between the target origin and the reference origin restored from the fixed point. Implanting is followed. Since the freezing medium coupled to the coordinate synchronization object is provided with a shape complementary to the fixed part of the device, it is fixed to the fixed part of the device in the same position as that of the reference plate. Therefore, since the topological relationship between the target origin and the reference origin is also restored, the above-described coordinate data can be transplanted into the device coordinate system.
여기서 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 기기 좌표계로 이식하기 위한 좌표변환은 기기상의 고정부에 좌표동기화대상물을 고정하기 전후 언제라도 이루어질 수 있음은 물론이다.Here, the coordinate transformation for transplanting the coordinate data of the coordinate synchronization object into the device coordinate system may be performed at any time before and after fixing the coordinate synchronization object to a fixed part on the device.
상기와 같은 일련의 단계들을 모두 거치면 좌표동기화대상물의 좌표데이터는 기기의 좌표계로 온전히 이식된다. 특히 본 발명의 특징은 동결 매개체와 결합되고 고정점이 형성되거나 기준마커가 부여된 좌표동기화대상물에 기준원점과 목적원점에 대한 모든 정보가 담겨있다는 것이다. 이로 인해 스캐닝 장치를 통해 좌표동기화대상물의 좌표데이터는 오로지 한 번만 취득되면 충분하고, 그 이후에는 좌표데이터에 가공벡터를 추가하는 것과 같은 조작을 가해도 기준원점과 목적원점에 대한 정보는 계속 유효하게 사용될 수 있다는 것에 있다. 또한 고정부가 대응되는 기기라면 어떠한 기기에도 적용할 수 있기 때문에, 전혀 새로운 기기라도 고정부만 대응시킨다면 좌표동기화대상물의 좌표데이터는 언제라도 이식될 수 있다.After all the above-described steps, the coordinate data of the coordinate synchronization object is completely transferred to the coordinate system of the device. In particular, a feature of the present invention is that the coordinate synchronization object combined with the freezing medium, the fixed point is formed, or the reference marker is assigned, contains all the information about the reference point and the target point. Therefore, the coordinate data of the coordinate synchronization object through the scanning device need only be acquired once, and after that, even if an operation such as adding a processing vector to the coordinate data is performed, the information about the reference origin and the target origin remain valid. It can be used. In addition, since the fixed part can be applied to any device, the coordinate data of the coordinate synchronization object can be implanted at any time if only the fixed part corresponds to the new device.
한편 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 있어서, 좌표동기화대상물상에 형성된 고정점들 또는 여기에 부여된 기준마커(기준점)들 사이의 위상학적 관계로부터 추출되는 목적원점이 기준원점에 대해 공간적으로 어떤 지점에 있는지 알 수 있도록 고정점을 배치하는 실제적인 방법에 대해 상술하기로 한다.On the other hand, in the first to third embodiments of the present invention, the target origin extracted from the topological relationship between the fixed points formed on the coordinate synchronization object or the reference markers (reference points) attached thereto is spatial with respect to the reference origin. Next, the practical method of arranging the fixed point will be described in detail so as to know where it is.
가장 단순하게는 목적원점을 형성하는 고정점들과 기준 플레이트 상의 기준원점 사이의 변위량을 측정 또는 검출함으로써 목적원점과 기준원점 사이의 위상학적 관계를 재현시킬 수 있다. 예를 들면, 기준 플레이트의 기준원점에 대한 좌표를 알고 있는 위치에 고정점들을 배치한 후 좌표동기화대상물 및/또는 기준 플레이트의 이동량(병진운동과 회전운동 포함)을 측정함으로써 고정점들의 위치를 파악한다는 것이다. 고정점들의 위치를 파악하게 되면 목적원점의 좌표는 물론 기준원점과의 위상학적 관계까지 결정할 수 있다.Most simply, the topological relationship between the target origin and the reference origin can be reproduced by measuring or detecting the amount of displacement between the fixed points forming the target origin and the reference origin on the reference plate. For example, the fixed points are located at a position where the coordinates of the reference plate of the reference plate are known, and then the positions of the fixed points are determined by measuring the movement of the coordinate synchronization object and / or the reference plate (including translation and rotational movements). Is that. Knowing the positions of the fixed points can determine not only the coordinates of the target origin but also the topological relationship with the reference origin.
그러나 이와 같은 방법은 이론적으로 얼마든지 가능하지만, 실제로 사용하기에는 불편한 점이 있다. 우선 작업자가 일일이 고정점들의 초기위치를 설정하고 이동량을 측정한다는 것이 상당히 번거롭다는 것이다. 각 고정점은 공간상 6개의 자유도를 가지고 움직일 수 있으므로 경우에 따라서는 측정해야 할 이동량의 개수가 상당히 많을 수 있다. 또한 작업자의 숙련도에 따른 오차가 존재하고, 재현성이 떨어질 우려가 있다.However, while this method is theoretically possible, it is inconvenient to use. First of all, it is quite cumbersome for the worker to set the initial positions of the fixed points and measure the movement amount. Each fixed point can move with six degrees of freedom in space, so in some cases the number of movements to be measured can be quite large. In addition, there is an error in accordance with the skill of the operator, there is a fear that the reproducibility is reduced.
따라서 실제적으로 작업하기에 편리한 방식을 강구할 필요가 있으며, 그 방안으로는 고정점들이 사전에 설정된 공간벡터를 따라서만 이동하도록 기구적으로 제한하는 것이다. 고정점들의 이동이 기구적으로 제한된다는 것은 그 자유도가 감소한다는 것을 의미하기 때문에 측정해야 할 이동량의 개수가 적어질 뿐만 아니라 재현성이 향상된다는 것을 의미한다.Therefore, it is necessary to find a convenient way to work in practice, and the solution is to mechanically limit the fixed points to move only according to a predetermined space vector. The limited mechanical movement of the anchor points means that the degree of freedom is reduced, which means that not only the number of movements to be measured is reduced but also the reproducibility is improved.
또한 고정점들의 이동을 기구적으로 제한할 때, 두 개 이상의 고정점들의 이동이 서로 연동되도록 하는 더욱 발전된 방식을 적용할 수도 있다. 즉 어느 하나의 고정점이 이동하면 다른 고정점(들)이 이에 연동하여 함께 이동하는 것이다. 이런 연동구조 역시 기구적으로 구현가능하며, 예를 들면 선대칭 또는 점대칭을 이루면서 복수개의 고정점들이 동시에 이동가능하게 만들 수 있다. 이런 방식은 작업을 매우 용이하게 만들고 재현성 역시 현저히 향상된다는 이점을 가진다.Also, when mechanically restricting the movement of the fixed points, a more advanced way of moving the movement of two or more fixed points may be applied. In other words, when one fixed point moves, the other fixed point (s) move together with it. Such an interlocking structure can also be implemented mechanically, for example, it is possible to make a plurality of fixed points moveable at the same time by forming a line or symmetry. This approach has the advantage of making the task very easy and the reproducibility significantly improved.
그리고 고정점의 개수를 결정하는 것도 중요한데, 평면을 이루면서 각 고정점을 꼭지점으로 하는 위상학적 도형을 이룰 수 있는 최소 개수인 세 개로 고정점의 개수를 선정하는 것이 편리하다. 이는 고정점들의 개수를 네 개 이상으로 선정하면 그 고정점들이 하나의 평면상에 반드시 위치한다고 보장할 수 없고, 사각형 이상의 다각형은 결국 다수개의 삼각형으로 분해될 수 있으며, 좌표동기화대상물의 상대적 위치의 제한은 3점 지지로 충분히 가능하기 때문이다.In addition, it is important to determine the number of fixed points, and it is convenient to select the number of fixed points as three, the minimum number that can form a topological figure with each fixed point as a vertex in a plane. This means that if four or more fixed points are selected, the fixed points cannot necessarily be located on one plane, and polygons larger than a rectangle may eventually be decomposed into a plurality of triangles. This is because the limitation is sufficiently possible with three-point support.
따라서 본 발명의 예시된 실시예에서는 고정점들이 세 개로 선정되어 삼각형을 이루도록 배치되어 있는데, 특히 도 3에 도시된 것처럼 각각의 고정점(F,F')이 이등변삼각형을 이루는 세 개의 점으로 배치되고 각 고정점(F,F')은 이등변삼각형의 평면상에 있는 목적원점(O)과의 가상의 연장선을 따라서만 이동할 수 있도록 제한될 수 있다. 이처럼 고정점(F,F')의 이동이 제한되면, 도 3에 나타난 것과 같이, 이등변삼각형의 형태와는 무관하게 항상 일정한 지점에 목적원점(O)이 위치하게 된다는 이점이 있다. 즉 좌표동기화대상물의 상대적 위치를 고정점으로 제한하는 순간 목적원점이 좌표동기화대상물 안에 포함되어 버리는 것이다.Therefore, in the exemplary embodiment of the present invention, three fixed points are selected and arranged to form a triangle. In particular, as shown in FIG. 3, each fixed point F and F 'are arranged as three points forming an isosceles triangle. Each fixed point (F, F ') can be limited to move only along an imaginary extension line with the target origin (O) in the plane of the isosceles triangle. When the movement of the fixed point (F, F ') is limited, as shown in Figure 3, there is an advantage that the target origin (O) is always located at a certain point irrespective of the shape of the isosceles triangle. In other words, the moment of limiting the relative position of the coordinate synchronization object to the fixed point is included in the coordinate synchronization object.
이러한 고정점들의 이동을 구현하기 위한 예를 든다면, 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선상에 목적원점이 위치하는 경우를 들 수 있다. 이를 기구적으로 구성한다면 이등변삼각형 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선을 따라 하나의 고정점이 이동하고, 이등변삼각형 밑변의 양끝에 위치한 나머지 두 고정점들이 상기 수선에 대해 대칭을 이루도록 설정된 공간벡터를 따라서만 이동하도록 연동하는 것이다. 이러한 조건이 만족되면 목적원점은 항상 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선상의 어느 한 점에 위치된다.As an example for implementing the movement of the fixed point, there is a case where the target origin is located on the perpendicular or vertical line dividing the base of the isosceles triangle. If it is mechanically constructed, one fixed point moves along the perpendicular or vertical line that bisects the base of the isosceles triangle, and the other two fixed points located at both ends of the base of the isosceles triangle move only along the space vector set to be symmetrical with respect to the waterline. To work together. If this condition is satisfied, the target origin is always located at any point on the perpendicular or vertical line that bisects the base of the isosceles triangle.
특히 상기 공간벡터는 이등변삼각형의 밑변과 일치하는 벡터일 수 있으며, 이러한 경우 목적원점은 항상 이등변삼각형 밑변의 중점으로 고정된다.In particular, the spatial vector may be a vector coinciding with the base of the isosceles triangle, and in this case, the target origin is always fixed to the midpoint of the base of the isosceles triangle.
여기서 주의할 점은 목적원점이 반드시 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선상에 위치하는 경우만 해당되는 것이 아니다. 이등변삼각형 안쪽의 어느 일 지점에 목적원점이 있어도 가능하다. 다만 각 고정점이 이등변삼각형의 평면상에 있는 목적원점과의 가상의 연장선을 따라서만 이동할 수 있도록 제한하는 기구적 구성의 구현이 다소 복잡해질 뿐이다.Note that the objective origin is not necessarily the case where the origin is located on the perpendicular or vertical line that bisects the base of the isosceles triangle. It is possible to have a target origin at any point inside the isosceles triangle. However, it is only somewhat complicated to implement a mechanical configuration that restricts each fixed point to move along an imaginary extension line with the target origin on the plane of the isosceles triangle.
그리고 목적원점은 이등변삼각형의 평면상에서 직교하면서 목적원점을 교점으로 갖는 두 개의 축과, 상기 교점에 대한 법선인 축으로 이루어진 세 축의 원점으로 정의되며, 이는 제2 단계에서 상술한 내용과 동일하다.The object origin is defined as the origin of three axes which are orthogonal on the plane of the isosceles triangle and have three axes of the object origin and an axis which is a normal to the intersection, which is the same as described above in the second step.
한편 세 개의 고정점은 이등변삼각형의 일종인 정삼각형을 이루도록 배치될 수도 있으며, 이 경우 목적원점은 정삼각형의 수심(정삼각형에서 수심은 무게중심, 외심 및 내심과 일치하지만, 여기기서는 고정점을 기준으로 하는 수심으로 정의한다)에 일치할 수 있다. 기구적으로는 원에 내접하는 정삼각형의 각 꼭지점인 고정점이 원의 중심과의 연장선을 따라서만 이동하도록 세 개의 고정점을 연동시키면 구현된다.On the other hand, the three fixed points may be arranged to form an equilateral triangle, which is a kind of isosceles triangle.In this case, the objective origin is the depth of the equilateral triangle (in the equilateral triangle, the depth corresponds to the center of gravity, the outer core, and the inner core. Defined by depth). It is mechanically implemented by interlocking three anchor points such that the anchor points, which are the vertices of the equilateral triangles inscribed in the circle, move only along an extension line with the center of the circle.
또한 목적원점과 기준원점이 평행한 두 평면상에 각각 위치하고, 그 좌표가 상기 두 평면 사이의 수직관계를 정의하는 한 축에 대한 좌표값만 다르도록 고정점들의 공간벡터가 설정될 수 있다. 즉 목적원점과 기준원점 사이에는 높이의 차이만 있다는 것으로서, 두 평면 사이의 수직관계를 정의하는 한 축(예를 들면 Z축)에서 바라보면 목적원점과 기준원점이 겹쳐보이게 된다. 이러한 배치는 작업시 오류가 있는지 직관적으로 검증하기 용이해지고, 좌표변환이 수작업으로 이루어질 수 있을 정도로 매우 간단해진다는 이점을 가진다.In addition, the spatial vector of the fixed points may be set such that the target origin and the reference origin are respectively located on two parallel planes, and the coordinates thereof differ only in the coordinate values of one axis defining a vertical relationship between the two planes. In other words, there is only a difference in height between the target origin and the reference origin, and when viewed from one axis (for example, Z axis) defining the vertical relationship between the two planes, the target origin and the reference origin overlap. This arrangement has the advantage that it is easy to intuitively verify if there is an error in the work, and that the coordinate transformation is very simple enough to be done manually.
이등변삼각형을 꼭지점에 배치된 각 고정점이 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선상에 위치한 목적원점과의 가상의 연장선을 따라서만 이동할 수 있도록 구성된 기구장치의 예가 도 4에 도시되어 있다.An example of a mechanism arrangement is shown in FIG. 4 where each fixed point disposed at an isosceles triangle can only move along an imaginary line that bisects the base of the isosceles triangle or along an imaginary extension to the origin of origin located on a vertical line.
예시된 기구장치는 기준 플레이트(10)가 대체로 정삼각형 모양을 가지고 있으며, 그 안쪽에 기기의 고정부에 대응하는 구조가 형성되어 있다. 그리고 기준 플레이트(10)의 세 꼭지점에는 정삼각형의 수심을 향해서 병진이동할 수 있는 세 개의 컬럼(20)이 각각 수직하게 서있으며, 각 컬럼(20)에는 동일한 높이에 기준마커홀더(24)가 장착되어 있으며, 특히 하나의 기준마커홀더(24')는 수심을 향하여 진퇴가능하게 되어 있다. 그리고 나머지 두 개의 기준마커홀더(24)의 돌출길이는 동일하다. 기준마커홀더(24,24')의 끝으로 좌표동기화대상물이 고정되며, 추후 기준마커홀더(24,24')의 끝에 기준마커(40)를 끼워 좌표동기화대상물에 부착하게 된다.In the illustrated apparatus, the reference plate 10 has a substantially equilateral triangle shape, and a structure corresponding to the fixing part of the device is formed therein. The three vertices of the reference plate 10 are vertically positioned with three columns 20 capable of translating toward the depth of the equilateral triangle, and each column 20 is equipped with a reference marker holder 24 at the same height. In particular, one reference marker holder 24 'is capable of moving back and forth toward the depth. And the protruding length of the remaining two reference marker holder 24 is the same. The coordinate synchronization object is fixed to the ends of the reference marker holders 24 and 24 ', and then attached to the coordinate synchronization object by inserting the reference marker 40 at the end of the reference marker holders 24 and 24'.
엄밀하게는 기준마커(40)로부터 추출된 기준점이 고정점이 되겠지만, 여기서는 설명의 편의상 기준마커홀더(24,24')의 끝점을 고정점으로 취급하기로 한다. 특히 입체물인 기준마커(40)를 사용하게 되면 기준마커(40)의 기준점과 고정점이 일치하지 않을 수 있지만, 동일한 기준마커(40)를 사용하고 기준마커(40)의 중심선을 기준마커홀더(24,24')의 중심선과 일치시킨다면 목적원점이 달라지지 않게 된다. 이 경우가 전술한 고정점으로부터 연장된 확장점에 해당된다.Strictly, the reference point extracted from the reference marker 40 will be a fixed point, but for convenience of description, the end points of the reference marker holders 24 and 24 'will be treated as fixed points. In particular, when the reference marker 40, which is a three-dimensional object, may not coincide with the reference point of the reference marker 40, but the same reference marker 40 is used and the center marker of the reference marker 40 is used as the reference marker holder 24. , 24 '), the objective origin does not change. This case corresponds to an extension point extending from the above-mentioned fixed point.
또한 컬럼(20)의 진퇴에 의해 기준마커홀더(24,24')가 진퇴하는 궤적은 기준 플레이트(10)에 대해 평행을 이룬다. 그리고 세 개의 컬럼(20) 상단에는 캠 팔로워(22)가 돌출되어 있으며, 이 캠 팔로워(22)에 원판캠(30)의 슬릿(32)이 삽입되어 있다. 여기서 슬릿(32)의 구조가 중요한데, 120°등각 슬릿(32)이 원판캠(30) 중심에 대해 동일한 각도와 방향으로 약간 어긋나있다.In addition, the trajectory of the reference marker holder 24, 24 ′ due to the advance and retreat of the column 20 is parallel to the reference plate 10. A cam follower 22 protrudes from the top of the three columns 20, and the slit 32 of the disc cam 30 is inserted into the cam follower 22. Here, the structure of the slit 32 is important, and the 120 degree isometric slit 32 is slightly shifted in the same angle and direction with respect to the center of the disc cam 30.
이러한 구성에 의하면, 기준 플레이트(10)상에 정삼각형의 수심으로 설정된 기준원점과 고정점으로부터 결정되는 목적원점은 기준마커홀더(24,24')의 장착높이 정도에 해당되는 높이차만 가진다. 이는 기준마커홀더(24,24')가 진퇴하는 궤적이 기준 플레이트(10)에 대해 평행을 이루고, 수직한 세 개의 컬럼(20)이 수심을 향해 병진이동하기 때문이다.According to this configuration, the target origin determined from the reference origin set at the depth of the equilateral triangle and the fixed point on the reference plate 10 has only a height difference corresponding to the mounting height of the reference marker holders 24 and 24 '. This is because the trajectory where the reference marker holders 24 and 24 'retreat is parallel to the reference plate 10, and three vertical columns 20 are translated toward the depth.
그리고 원판캠(30)이 컬럼(20) 상단의 캠 팔로워(22)에 슬라이딩 가능하게 결속되어 있기 때문에, 세 개의 컬럼(20)은 항상 동일한 거리만큼만 함께 이동되어 항상 정삼각형 대형을 이룬다.And since the disc cam 30 is slidably bound to the cam follower 22 on the top of the column 20, the three columns 20 are always moved together by the same distance and always form an equilateral triangle.
한편 하나의 기준마커홀더(24')가 수심을 향하여 진퇴가능하게 되어있기 때문에 돌출길이에 따라서 기준마커홀더(24,24')의 끝점들은 이등변삼각형 혹은 정삼각형을 이루게 된다. 하나의 기준마커홀더(24')를 진퇴가능하게 만든 것은 다양한 형상을 갖는 좌표동기화대상물의 고정을 쉽게 하기 위함인데, 만일 고정점들이 항상 정삼각형을 이루도록 만들고 싶다면 세 개 기준마커홀더(24,24')의 돌출길이를 동일하게 만들기만 하면 된다.On the other hand, since one reference marker holder 24 'is capable of moving back and forth toward the depth, end points of the reference marker holders 24 and 24' form an isosceles triangle or equilateral triangle according to the protruding length. One reference marker holder 24 'is made to be retractable in order to easily fix a coordinate synchronization object having various shapes, and if three reference marker holders 24 and 24' are desired to make the fixed point always form an equilateral triangle You just need to make the protrusion length of) the same.
도 4에 예시된 기구장치는 본 발명의 기구학적 구현이 얼마든지 가능함을 보여주기 위한 하나의 예시이며, 본 출원인은 이 외에도 다양한 기구장치를 착안하였다. 다만 이들은 별도의 특허출원으로 예정되어 있으며, 여기서는 본 발명의 이해를 돕는 한도 내에서 예시적으로 사용되었음을 밝힌다.The instrument illustrated in FIG. 4 is one example to show how much kinematic implementation of the present invention is possible, and the applicant has conceived various instrument apparatuses as well. However, these are intended to be a separate patent application, and here it is revealed that they are used as an example within the scope of understanding the present invention.
한편 본 발명에 따른 실시예의 변형례를 설명하면, 전술한 제1∼제3 실시예에서 좌표동기화대상물(원형은 물론 복제품도 포함된다)에 재현성 있게 결합되는 좌표동기화매개물 상에 고정점들이 형성되거나 기준마커들이 부여되고, 좌표동기화매개물이 결합된 좌표동기화대상물과 기준 플레이트 사이의 공간관계가 동결된다는 것이다.Meanwhile, referring to a modification of the embodiment according to the present invention, the fixed points are formed on the coordinate synchronization medium reproducibly coupled to the coordinate synchronization object (including a circular as well as a replica) in the above-described first to third embodiments. Reference markers are given, and the spatial relationship between the coordinate synchronization object to which the coordinate synchronization medium is coupled and the reference plate is frozen.
좌표동기화매개물은 좌표동기화대상물의 전체 또는 일부와 상보하는 형상을 가지고 있어 좌표동기화대상물에 재현성 있게 결합가능한 매개물을 말하는데, 이 경우 목적원점을 결정하는 고정점들은 좌표동기화매개물상에 설정된다. 예를 들어, 좌표동기화대상물의 원형이 구강내 조직인 경우 그 복제품은 구강내 인상모델이고, 이 구강내 인상모델에는 좌표동기화매개물인 구내장착물이 재현성 있게 결합될 수 있으며, 이 구내장착물에 목적원점에 대한 위상학적 정보가 담긴다.The coordinate synchronization medium is a medium having a shape complementary to all or a part of the coordinate synchronization object and reproducibly coupled to the coordinate synchronization object. In this case, the fixed points that determine the target origin are set on the coordinate synchronization medium. For example, if the prototype of the coordinate synchronization object is an intraoral tissue, the replica is an intraoral impression model, and the intraoral impression model may be reproducibly coupled to the intraoral fixture, which is a coordinate synchronization medium. Contains topological information about the origin.
좌표동기화매개물을 사용하는 것의 이점은 좌표동기화대상물에 대해 직접적으로 좌표동기화 방법을 직접 수행하기 곤란할 때 그 해결책이 된다는 것이다. 위의 예처럼 좌표동기화대상물의 원형이 구강내 조직이라면 여기에 직접 고정점을 형성하거나 기준마커를 부여하는 것이 매우 곤란하다. 따라서 이런 경우 좌표동기화매개물의 사용은 매우 편리하다.The advantage of using the coordinate synchronization mediator is that it is a solution when it is difficult to perform the coordinate synchronization method directly on the coordinate synchronization object. As in the above example, if the prototype of the coordinate synchronization object is an intraoral tissue, it is very difficult to directly form a fixed point or give a reference marker. In this case, therefore, the use of coordinate synchronization media is very convenient.
또한 복제품을 좌표동기화대상물로 삼더라도 원형의 좌표데이터를 취득할 수 있고 복제품으로는 복사할 수 없는 원형 내부의 구성이 시뮬레이션의 중요한 요소인 경우에는 원형의 좌표데이터를 취득하는 것이 필요하다. 예를 들면 임플란트 시술의 경우 원형은 구강내 조직인데, 임플란트 시술에서는 치은과 치아의 교합면은 물론 치근과 치조골의 조직도 중요하기 때문에 원형인 인체의 구강내 조직에 대해 직접 좌표데이터를 취득해야 할 필요가 있다. 이런 경우에 복제품을 이용해 고정점들을 설정하더라도 좌표동기화매개물상에 고정점들을 형성하면, 이 좌표동기화매개물을 사용하여 원형에 대해서도 동일한 고정점들을 설정할 수 있다.In addition, even if the replica is used as the coordinate synchronization object, it is necessary to obtain the circular coordinate data when the configuration of the circular interior that cannot be copied by the replica is an important element of the simulation. For example, in the case of an implant procedure, the prototype is an intraoral tissue.In the implant procedure, the tissues of the root and alveolar bone as well as the occlusal surfaces of the gingiva and teeth are important. There is. In this case, even if the fixed points are set by using the replica, if the fixed points are formed on the coordinate synchronization medium, the same fixed points can be set on the prototype using the coordinate synchronization medium.
이처럼 좌표동기화대상물이 복제품이고 좌표동기화매개물에 포함된 기준마커로부터 기준점을 취득하여 목적원점을 정하는 경우로서 실제 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 원형으로부터 취득해야 하는 경우라 하더라도 좌표동기화, 즉 좌표계의 이식에는 아무런 문제가 없다. 이는 좌표동기화매개물이 좌표동기화대상물의 원형과 복제품 양자에 대해 항상 동일하면서도 재현성 있게 결합되기 때문에 그러한 것이다.As such, the coordinate synchronization object is a duplicate and the target point is determined by acquiring the reference point from the reference marker included in the coordinate synchronization medium. Even though the coordinate data of the actual coordinate synchronization object must be obtained from the prototype, There is no problem. This is because the coordinate synchronization parameters are always identical and reproducibly combined for both the prototype and the replica of the coordinate synchronization object.
도 6을 참조하여 본 발명에 따른 좌표동기화 방법의 실재적인 구현을 설명하면 다음과 같다. 도시된 실시예는 좌표동기화대상물이 구강내 치아 및/또는 치은의 형상을 본뜬 인상모델이고, 좌표동기화매개물이 인상모델에 구현된 치아 및/또는 치은의 형상에 그대로 상보하는 형상이 새겨진 구내장착물인 경우이다. 참고로 구내장착물은 레진(resin)을 이용하여 인상모델 위에 씌워져 만들어진다. Referring to FIG. 6, a practical implementation of the coordinate synchronization method according to the present invention will be described. In the illustrated embodiment, the coordinate synchronization object is an impression model that mimics the shape of an oral tooth and / or gingiva, and the coordinate synchronization medium is an oral implant engraved with a shape complementary to the shape of the tooth and / or gingiva implemented in the impression model. If it is. For reference, the fixtures are made of resin on top of the impression model.
도 6의 (a)는 도 4에 도시된 기구장치를 이용하여 구내장착물(좌표동기화매개물)의 상대적 위치를 제한한 상태를 보여준다. 전술한 바와 같이, 이 상태에서 기준 플레이트상에 정삼각형의 수심으로 설정된 기준원점과 고정점으로부터 결정되는 목적원점은 기준마커홀더의 장착높이 정도에 해당되는 높이차만 가지게 된다.FIG. 6A shows a state in which the relative position of the premises fixture (coordinate synchronization medium) is limited by using the apparatus shown in FIG. 4. As described above, the target origin determined from the reference origin and the fixed point set by the depth of the equilateral triangle on the reference plate in this state will have only a height difference corresponding to the mounting height of the reference marker holder.
(b)는 구내장착물에 인상모델(좌표동기화대상물)을 결합시키고, 기준 플레이트 사이와의 공간에 석고를 채워넣고 굳혀 구내장착물과 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결시킨 상태이며, 매개체인 석고가 굳으면서 그 하면에는 고정부에 상보하는 형상이 형성된다.(b) is a state in which the impression model (coordinate synchronization object) is combined with the internal fixture, the plaster is filled in the space between the reference plates and hardened to freeze the spatial relationship between the internal fixture and the reference plate. The shape which complements a fixed part is formed in the lower surface as it hardens.
(c)는 석고가 완전히 경화된 후 기준마커홀더를 후퇴시키고, 그 끝에 기준마커를 장착한 상태이며, (d)는 기준마커홀더를 다시 진입시켜 구내장착물에 기준마커를 결합시키는 과정을 보여준다. 기준마커홀더는 항상 동일한 궤적으로 움직이도록 그 이동궤적의 공간벡터가 제한되어 있고 석고가 완전히 경화되어 구내장착물과 기준 플레이트 사이의 공간관계가 동결되어 있기 때문에, 기준마커의 기준점은 본래의 고정점에 대응하는 확장점에 위치하게 된다. 이에 따라 구내장착물(=구내장착물에 결합된 인상모델)은 목적원점과 기준원점에 대한 좌표정보를 모두 포함하는 상태로 완성된다.(c) retracts the reference marker holder after the gypsum has completely cured, and the reference marker is mounted at the end thereof, and (d) shows the process of binding the reference marker to the premises by reentering the reference marker holder. . Since the reference marker holder is always restricted to the same trajectory, the space vector of the movement trajectory is limited and the plaster is completely cured so that the spatial relationship between the fixture and the reference plate is frozen. It is located at the extension point corresponding to. Accordingly, the premises fixture (= impression model coupled to the premises attachment) is completed in a state containing both coordinate information about the target origin and the reference origin.
위 과정 이후에는 기준마커를 포함하는 인상모델의 좌표데이터의 취득과 기기 좌표계로의 이식이 뒤따르며, 이 부분은 대개 소프트웨어적으로 이루지는 과정이고 도 4의 도시된 기구장치의 사용이 필요하더라도 전술한 내용과 중복되는 부분이므로 상세한 설명은 해당부분을 참조하면 충분할 것이다.After the above process, the acquisition of the coordinate data of the impression model including the reference marker and the transplantation into the device coordinate system are followed. This part is usually a software process, and although the use of the apparatus shown in FIG. This section is a duplicate of one section, so a detailed description will be sufficient to refer to that section.
이상 본 발명의 바람직한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예들을 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해져야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that the present embodiments may be modified without departing from the spirit or spirit of the present invention. . Therefore, the scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.
본 발명은 고유좌표계를 가진 이종기기 사이의 공간좌표를 상호 동기화시켜 대상물의 좌표데이터를 서로 자유롭게 이식할 수 있도록 하는 좌표동기화 작업에 사용될 수 있다.The present invention can be used in the coordinate synchronization operation to be able to freely transplant the coordinate data of the object by mutually synchronizing the spatial coordinates between heterogeneous devices having a unique coordinate system.

Claims (23)

  1. 좌표동기화대상물의 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 좌표데이터를 이식받을 기기상에 상기 좌표동기화대상물이 재현성 있게 고정되도록 상기 기기에 마련된 부분으로서 상기 기기상의 좌표를 알고 있는 위치에 구비된 고정부에 대응하는 구조를 갖는 기준 플레이트를 준비하는 단계;Corresponding to the fixing part provided at a position where the coordinates on the device are known as a part provided in the device so that the coordinate synchronization object is reproducibly fixed on the device to be transplanted with numerical information or coordinate data defining image information of the coordinate synchronization object. Preparing a reference plate having a structure;
    상기 좌표동기화대상물을 상기 기준 플레이트상에 정해진 기준원점과 공간적으로 이격시키고, 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간에 동결 매개체를 개입시켜 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결시키되 상기 동결 매개체에는 상기 고정부에 상보하는 형상이 형성되는 상기 동결 매개체의 개입 단계; 및Spatially space the coordinated synchronization object from a reference reference point defined on the reference plate, and freeze a spatial relationship between the coordinated synchronization object and the reference plate by intervening a freezing medium in the space between the coordinated synchronization object and the reference plate. Intervening the freezing medium, wherein the freezing medium has a shape complementary to the fixed part; And
    상기 일련의 단계들을 거친 좌표동기화대상물상에 적어도 세 개 이상의 고정점을 형성하되 상기 고정점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 상기 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖도록 상기 고정점들을 공간상에 배치하는 단계;At least three fixed points are formed on the coordinate synchronization object which has undergone the series of steps, and one objective origin determined by the topological relationship between the fixed points is numerically recognizable with respect to the reference origin. Placing the anchor points in space to have a relationship;
    를 포함하는 좌표동기화 방법.Coordinate synchronization method comprising a.
  2. 좌표동기화대상물의 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 좌표데이터를 이식받을 기기상에 상기 좌표동기화대상물이 재현성 있게 고정되도록 상기 기기에 마련된 부분으로서 상기 기기상의 좌표를 알고 있는 위치에 구비된 고정부에 대응하는 구조를 갖는 기준 플레이트를 준비하는 단계;Corresponding to the fixing part provided at a position where the coordinates on the device are known as a part provided in the device so that the coordinate synchronization object is reproducibly fixed on the device to be transplanted with numerical information or coordinate data defining image information of the coordinate synchronization object. Preparing a reference plate having a structure;
    상기 기준 플레이트상에 정해진 기준원점과 공간적으로 이격되도록 상기 좌표동기화대상물을 적어도 세 개 이상의 고정점으로 그 상대적 위치를 제한하되, 상기 고정점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 상기 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖도록 상기 고정점들을 상기 좌표동기화대상물상에 형성하는 단계; 및Limiting the relative position of the coordinate synchronization object to at least three fixed points so as to be spatially spaced from the predetermined reference point on the reference plate, one objective origin determined by the topological relationship between the fixed points Forming the fixed points on the coordinate synchronization object to have a topological relationship that is numerically recognizable with respect to the reference origin; And
    상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간에 동결 매개체를 개입시켜 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결시키되 상기 동결 매개체에는 상기 고정부에 상보하는 형상이 형성되는 상기 동결 매개체의 개입 단계;A freezing medium in the space between the coordinate synchronization object and the reference plate to freeze the spatial relationship between the coordinate synchronization object and the reference plate, wherein the freezing medium has a shape complementary to the fixing part. Intervention step;
    를 포함하는 좌표동기화 방법.Coordinate synchronization method comprising a.
  3. 좌표동기화대상물의 수치정보 또는 영상정보를 정의하는 좌표데이터를 이식받을 기기상에 상기 좌표동기화대상물이 재현성 있게 고정되도록 상기 기기에 마련된 부분으로서 상기 기기상의 좌표를 알고 있는 위치에 구비된 고정부에 대응하는 구조를 갖는 기준 플레이트를 준비하는 단계;Corresponding to the fixing part provided at a position where the coordinates on the device are known as a part provided in the device so that the coordinate synchronization object is reproducibly fixed on the device to be transplanted with numerical information or coordinate data defining image information of the coordinate synchronization object. Preparing a reference plate having a structure;
    상기 좌표동기화대상물을 상기 기준 플레이트상에 정해진 기준원점과 공간적으로 이격시키고, 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간에 동결 매개체를 개입시켜 상기 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간관계를 동결시키는 상기 동결 매개체의 개입 단계; 및Spatially space the coordinated synchronization object from a reference reference point defined on the reference plate, and freeze a spatial relationship between the coordinated synchronization object and the reference plate by intervening a freezing medium in the space between the coordinated synchronization object and the reference plate. Intervening the freezing medium; And
    상기 일련의 단계들을 거친 좌표동기화대상물상에 적어도 세 개 이상의 고정점들을 형성하고 상기 고정점들 각각에 기준마커를 부여하되 상기 기준마커들로부터 추출된 기준점들 사이의 위상학적 관계에 의해 결정되는 하나의 목적원점이 상기 기준원점에 대해 수치적으로 인식가능한 위상학적 관계를 갖도록 상기 기준마커들을 공간상에 배치하는 단계;One or more fixed points are formed on the coordinate synchronization object that has undergone the series of steps and a reference marker is assigned to each of the fixed points, and the one determined by the topological relationship between the reference points extracted from the reference markers. Arranging the reference markers in space such that a target origin of the has a numerically recognizable topological relationship with respect to the reference origin;
    를 포함하는 좌표동기화 방법.Coordinate synchronization method comprising a.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 고정점들 또는 기준마커들이 사전에 설정된 공간벡터를 따라서만 이동하도록 기구적으로 제한됨으로써 상기 목적원점이 상기 기준원점에 대해 사전에 설정된 위상학적 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The fixed point or the reference markers are mechanically limited to move only along a predetermined space vector, so that the target origin has a preset topological relationship with respect to the reference origin.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 목적원점과 상기 기준원점은 평행한 두 평면상에 각각 위치하되 그 좌표는 상기 두 평면 사이의 수직관계를 정의하는 한 축에 대한 좌표값만 다르도록 상기 고정점들의 공간벡터가 설정된 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The target origin and the reference origin are respectively located on two parallel planes, the coordinates of which are space vectors of the fixed points are set such that the coordinates of only one axis define a vertical relationship between the two planes. Coordinate synchronization method.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 목적원점과 기준원점 사이의 위상학적 관계는 상기 목적원점을 형성하는 고정점들이나 기준마커들, 또는 상기 기준원점을 형성하는 기준 플레이트의 이동량을 검출하여 재현되는 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The topological relationship between the target origin and the reference origin is reproduced by detecting the movement amount of the fixed point or the reference markers forming the target origin, or the reference plate forming the reference origin.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 일련의 단계 이후에 상기 고정점들 또는 기준마커들을 포함하는 상기 좌표동기화대상물의 영상 좌표데이터를 취득하고, 상기 고정점들 또는 상기 기준마커들로부터 취득된 기준점들 사이의 위상학적 관계로부터 상기 목적원점을 복원시키는 단계를 더 포함하는 좌표동기화 방법.After the series of steps, image coordinate data of the coordinate synchronization object including the fixed points or the reference markers are obtained, and the object is obtained from the topological relationship between the reference points acquired from the fixed points or the reference markers. Coordinate synchronization method further comprising the step of restoring the origin.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 목적원점을 복원시키는 단계 이후에 상기 좌표동기화대상물을 상기 기기의 고정부에 고정하고, 상기 복원된 목적원점과 상기 기준원점 사이의 위상학적 관계를 기준으로 하여 상기 좌표동기화대상물의 좌표데이터를 상기 기기의 좌표계로 이식시키는 단계를 더 포함하는 좌표동기화 방법.After restoring the target origin, the coordinate synchronization object is fixed to the fixed part of the device, and the coordinate data of the coordinate synchronization object is stored based on the topological relationship between the restored target origin and the reference origin. Coordinate synchronization method further comprising the step of implanting in the coordinate system of the device.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 목적원점을 추출하기 위한 상기 고정점들 또는 기준점들은 이등변삼각형을 이루는 세 개의 점으로 배치되고, 상기 각 고정점들 또는 기준점들은 상기 이등변삼각형의 평면상에 있는 목적원점과의 가상의 연장선을 따라서만 이동할 수 있도록 제한된 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The fixed points or reference points for extracting the target origin are arranged as three points forming an isosceles triangle, and each of the fixed points or reference points is along an imaginary extension line with the object origin on the plane of the isosceles triangle. Coordinate synchronization method characterized in that limited to move only.
  10. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 목적원점은 상기 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The target origin is a coordinate synchronization method characterized in that it is located on the waterline or vertical line that bisects the base of the isosceles triangle.
  11. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 고정점들 또는 기준점들 중 상기 이등변삼각형 밑변의 꼭지점을 이루는 두 개의 고정점들 또는 기준점들은 상기 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선에 대해 대칭을 이루도록 설정된 공간벡터를 따라서만 이동하도록 제한된 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.Two fixed points or reference points that form the vertices of the isosceles triangle base out of the fixed points or reference points are limited to move only along a space vector set to be symmetrical with respect to the perpendicular or vertical line that bisects the base of the isosceles triangle. Characterized in the coordinate synchronization method.
  12. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 공간벡터는 상기 이등변삼각형의 밑변과 일치하는 벡터인 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The space vector is a coordinate synchronization method, characterized in that the vector corresponding to the base of the isosceles triangle.
  13. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 이등변삼각형의 밑변의 양 꼭지점에 대응하는 두 개의 고정점들 또는 기준점들은 상기 이등변삼각형의 밑변을 이등분하는 수선 또는 수직선에 대해 대칭을 이루면서 이동하도록 서로 기구적으로 연동된 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.Two fixed points or reference points corresponding to both vertices of the base of the isosceles triangle are mechanically interlocked with each other to move symmetrically with respect to the perpendicular or vertical line dividing the base of the isosceles triangle. .
  14. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 세 개의 고정점들 또는 기준점들은 정삼각형을 이루고, 상기 목적원점은 상기 정삼각형의 수심인 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The three fixed points or reference points form an equilateral triangle, and the target origin is the depth of the equilateral triangle coordinates synchronization method.
  15. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 목적원점은 상기 이등변삼각형의 평면상에서 직교하면서 상기 목적원점을 교점으로 갖는 두 개의 축과 상기 교점에 대한 법선인 축으로 이루어진 세 축의 원점으로 정의되는 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The target origin is defined as the origin of three axes consisting of two axes orthogonal to the plane of the isosceles triangle and having the target origin as an intersection and an axis that is normal to the intersection point.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 동결 매개체는 석고를 포함하는 경화성 재료인 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.And said freezing medium is a curable material comprising gypsum.
  17. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 기준마커의 상면 또는 하면은 원을 추출할 수 있는 도형의 형상을 가지며, 상기 기준마커상의 기준점은 상기 원의 중심으로 정의되는 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The upper or lower surface of the reference marker has a shape of a figure from which a circle can be extracted, and the reference point on the reference marker is defined as the center of the circle.
  18. 제17항에 있어서,The method of claim 17,
    상기 기준마커는 상면 또는 하면이 원, 원에 내접하거나 외접하는 다각형 또는 원주의 일부를 포함하는 형상을 가진 음형 또는 양형의 입체물인 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The reference marker is a coordinate synchronization method characterized in that the upper surface or the lower surface is a negative object or a three-dimensional object having a shape including a circle, a polygon inscribed or circumscribed to the circle or a portion of the column.
  19. 제18항에 있어서,The method of claim 18,
    상기 원의 중심은 상기 원의 원주상의 세 점 또는 상기 다각형의 꼭지점에서 선택된 세 개의 점으로 정의되는 원으로부터 추출되는 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.And the center of the circle is extracted from a circle defined by three points on the circumference of the circle or three points selected from vertices of the polygon.
  20. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 기준마커는 원뿔 또는 다각뿔의 형상을 가진 음형 또는 양형의 입체물로서, 상기 기준마커상의 기준점은 상기 뿔의 첨점으로 정의되는 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The reference marker is a negative or positive three-dimensional object having the shape of a cone or a polygonal pyramid, the reference point on the reference marker is a coordinate synchronization method characterized in that defined by the peak of the horn.
  21. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 기준마커는 구 또는 구면의 형상을 포함한 음형 또는 양형의 입체물로서, 상기 기준마커상의 기준점은 상기 구 또는 구면의 중심으로 정의되는 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The reference marker is a negative or positive three-dimensional object including the shape of a sphere or sphere, the reference point on the reference marker is a coordinate synchronization method characterized in that defined by the center of the sphere or sphere.
  22. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 좌표동기화대상물에 재현성 있게 결합되는 좌표동기화매개물 상에 상기 고정점들이 형성되거나 상기 기준마커들이 부여되고, 상기 좌표동기화매개물이 결합된 좌표동기화대상물과 상기 기준 플레이트 사이의 공간관계가 동결되는 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The fixed points are formed on the coordinate synchronization medium reproducibly coupled to the coordinate synchronization object, or the reference markers are provided, and the spatial relationship between the coordinate synchronization object to which the coordinate synchronization medium is coupled and the reference plate is frozen. Coordinate synchronization method.
  23. 제22항에 있어서,The method of claim 22,
    상기 좌표동기화대상물은 구강내 치아 및/또는 치은의 형상을 본뜬 인상모델이고, 상기 좌표동기화매개물은 구내장착물인 것을 특징으로 하는 좌표동기화 방법.The coordinate synchronization object is an impression model that mimics the shape of the oral cavity and / or gingiva, and the coordinate synchronization medium is an intraoral attachment.
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