[发明专利]一种基于双目视觉获得人体牙弓曲线的方法

说明书

本发明公开了一种基于双目视觉获得人体牙弓曲线的方法，包括属于获取牙弓曲线技术领域，包括双目立体相机和激光点光源，所述双目立体相机包括左相机和右相机，本发明科学合理，使用安全方便，在实施过程中，先将双目立体相机校准，只需手动确定起始扫描位置，得到牙弓曲线后，可根据该牙弓曲线帮助找出待检查的病人与现有牙科全景成像装置预置的牙弓曲线中最相近的牙弓曲线，无需实际操作人员的主观判断和手动选择，尽量减少人工干预或至少提供一种参考；且本发明获得的牙弓曲线为动态制定牙弓扫描轨迹提供了可能性，可引入到牙科全景设备软硬件设计中。

技术领域

本发明涉及技术领域，具体是一种基于双目视觉获得人体牙弓曲线的方法。

背景技术

牙科全景成像装置是通过X射线束和X射线探测器扫描虚拟牙弓曲线获得多帧图像，并结合位置和取向信息生成牙科全景图像的医疗装置；现有牙科全景成像装置都会预置牙弓曲线进行扫描并生成全景图像。普兰梅卡公布的该专利声称其可以生成多个层析成像层，并且还可构建和显示从不同方向观看的牙弓图像或部分图像。Vatech公布的美国专利[US 20150139524Al]中声称其牙科全景成像装置可自动融合多个层析成像层生成最清晰的全景图像。这使得预置的牙弓曲线与真实的牙弓曲线即使存在差异，但是在一些情况下，差异太大会影响适用，比如成人和儿童的牙弓差异太大而不可共用同一个牙弓曲线，需要选择不同的牙弓曲线进行扫描。菲森科技和安科先后公布了牙弓线生成方法相关的专利[CN 106204688 B][CN 110211200 A]，声称可利用牙科CT三维断层图像获取牙弓曲线的方法，并进一步生成牙科全景图像。这些方法虽然都能获得牙弓曲线，解决了牙弓个体差异性带来的问题。但这些方法都绕过了牙科全景成像装置，同时也失去了牙科全景成像装置所带来的优势：成像时间短，辐射剂量低，无金属伪影等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双目视觉获得人体牙弓曲线的方法，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于双目视觉获得人体牙弓曲线的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S100：设置扫描的基准位置，激光点光源以基准位置为中心，向位置左右两侧扫描前牙可见区上的N个点，记为扫描点集N，扫描点集中的每个点都形成一个光斑；

S200：双目立体相机采集以基准位置为中心的左右两张图像，并对两张图像中的光斑位置进行识别；

S300：以两个相机的光心连线的中点位置设为坐标原点，以左相机光心指向右相机光心的向量方向设为x轴方向，以相机光轴方向设为z轴方向，以重力方向设为y轴方向，构建三维空间，通过三角定位算法计算光斑在三维空间的位置；

S400：采用抛物线曲线拟合得到牙弓曲线；

实现基于双目视觉获得人体牙弓曲线的方法的装置为，在现有牙科全景成像装置基础上添加两个相机组成的双目立体相机，以及一个放置在双目立体相机中间的激光点光源，具体实施过程中，激光点光源扫描前牙可见区(可见区是指在病人张口之后，尽可能露出的牙齿区域)上左右对称均匀分布的N个点，这里N应大于等于5，且为奇数，然后双目立体相机采集以两个相机的光心连线为中点位置的左右两张图像，并通过网络传输到微型电脑(比如树莓派)自动识别这两张图像中激光点光源产生的光斑位置，三角定位的算法获得光斑在三维空间中的位置，最后根据这N个点的三维空间上的位置，经过曲线拟合获得牙弓曲线，(这里曲线拟合可以是抛物线拟合)。

所述步骤S100中，所述扫描点集N将基准位置作为中心左右对称且均匀分布的点，所述基准位置为中切牙固定位置，将扫描点集N的一半记为m，则

floor函数的作用在于取不大于N/2的最大整数；

N和m之间的关系为：N＝2*m+1，N≥5且为奇数；