總數據組的生成的製作方法
2023-05-26 17:55:51 1
專利名稱：總數據組的生成的製作方法
技術領域：
本發明涉及例如下顎區域的對象的至少ー個片段的總數據組的生成，用於通過接合單個數據組確定至少ー個特徵，例如形狀和位置，這些單個數據組藉助相對於該對象運動的光學傳感器(例如3D攝影機)和圖像處理器而確定，其中該對象的連續拍攝的單個數據組包含冗餘數據，所述冗餘數據被匹配用於接合單個數據組。
背景技術：
通過下顎區域的口腔內掃描可以生成3D數據，在3D數據的基礎上可以以CAD/CAM方法製造假牙。但是口腔內掃描牙齒時對其測量3D數據的牙齒或下顎片段的可見部分區域大多遠小於整個牙齒或整個下顎，從而存在將多幅圖像或由此導出的數據結合為牙齒或下顎片段的總數據組的必要。通常手動引導諸如3D攝影機的光學傳感器，以持續獲取下顎的相關區域，然後藉助圖像處理器由各個圖像生成3D數據，隨後由這些3D數據產生總數據組。因為這種運動手動進行，所以不能保證在快速傳感器運動的情況下有足夠的數據可用。在運動過慢的情況下會在對象的特定區域中產生過多冗餘數據。在此冗餘數據是指由連續圖像的重疊產生的數據，就是說，冗餘數據就是由重疊區域產生的數據。為排除這種風險，需要高度恆定的圖像重複速率，以便在快速運動的情況下也會獲得單個數據組的具有足夠重疊度的充足數據。其後果就是具有高帶寬的高成本電子設備和較大存儲器需求。由US-A-2006/0093206可以得到一種用於由2D雲點確定3D數據組的方法。為此掃描對象，例如牙齒，其中幀速率取決於進行拍攝的掃描儀的速度。US-A-2006/0212260涉及ー種用於掃描口腔內空腔的方法。在此，為分析數據組要考慮掃描裝置和待測量區域之間的距離。US-B-6, 542，249的主題是用於三維無接觸掃描物體的方法和裝置。各個圖像相互重疊以獲得表面的3D數據。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於，改進開始所述類型的方法，使得在掃描對象時獲取的數據在其數量上足夠進行最優分析，而無需處理過多的數據，數據過多會導致具有高帶寬的高成本電子設備和較大存儲器需求。為解決上述技術問題，本發明主要規定根據光學傳感器和對象之間的相對運動的大小改變每個時間單位內確定的單個數據組。根據本發明規定，根據光學傳感器和對象之間的相對運動改變數據獲取速率。不連續地確定單個數據組。這意味著，掃描進程期間的圖像重複速率不是恆定的，而是取決於 參數。在此，取決於參數意味著例如考慮對象和光學傳感器之間的相對運動和/或傳感器和待測量對象之間的距離和/或兩個連續圖像的重疊度。
特別是規定，根據連續數據組的冗餘數據的數量調整每個時間單位內確定的單個數據組的數量。但是也存在這樣的可能性，即根據對象和光學傳感器之間的相對速度控制待確定的單個數據組的數量。但是本發明也不排除下列思想，即在以不變高數據速率進行的獲取之後在配準過程中捨棄具有高重疊度的冗餘圖像。但是由此不能完全解決數據獲取期間高帶寬的問題。因此根據本發明特別是規定，數據獲取速率隨後不發生變化，而在實時配準過程 中通過當前的重疊度進行控制時就是這種情況，因為由兩個或多個連續的數據組才能計算所述重疊度。因為每個時間單位內單個數據組的數量取決於光學傳感器和對象之間的相對運動，所以除傳感器的運動以外還要考慮對象的運動。在此對象的運動可以藉助慣性平臺或合適的加速度傳感器確定。通過這些措施可以確定對象和光學傳感器之間的相對運動，也可以確定對象自身的運動，並且在需要時調整數據獲取速率。在本發明的改進方案中規定，待確定的單個數據組的數量特別是在通過旋轉運動進行相對運動時根據光學傳感器和待測量的對象或對象片段之間的距離改變。該方法特別是藉助具有諸如CCD晶片的晶片的3D攝影機執行，該晶片被讀出並且然後藉助圖像處理器分析所述數據。在此根據光學傳感器和對象之間的相對運動讀出該晶片。特別是，根據傳感器和對象之間的相對速度控制晶片的幀速率。但是也存在這種可能性，即根據利用該晶片拍攝的連續圖像的重疊區域調整晶片的幀速率。光學傳感器和待測量對象之間的距離應該介於2mm和20mm之間。此外可以這樣進行所述間隔，使得測量場為IOmmX 10mm。根據本發明的教導，由諸如3D攝影機的光學傳感器的當前運動不連續地最優確定數據獲取速率，以在存儲器和帶寬需求最小時達到最好的配準結果，即匹配結果。藉助合適的軟體匹配、即配準單個數據組，以便然後生成在牙科技術應用中表示應該配備有假牙的下顎區域的形狀和位置的總數據組，在該總數據組的基礎上可以例如以CAD/CAM方法製造假牙。被稱為特別重要並有利的是，控制旋轉，即相對於諸如獲取攝影機的光學傳感器的縱向軸的旋轉運動，因為實現相對較快的高旋轉速度。在成本最優化的系統中應該優於所有其它來獲取該軸。此外在旋轉獲取中待獲取對象和諸如3D攝影機的光學傳感器之間的距離的獲取是有意義的，因為可實現的重疊度也取決於該距離。這通過分析關於攝影機和待測量對象的全部或者僅少量單個測量點之間的距離的直方圖函數完成。然後可以將對象距離假定為有效測量點的平均值。然後可以結合當前的旋轉速率調整必需的數據獲取速率。下面可以藉助表格表明如何根據平移速度或旋轉速度以及需要的重疊度改變數據獲取速率(Hz)，其中假定測量場是IOmmX 10mm。表格I針對平移運動示出根據平移速度和需要的重疊度的數據獲取速率(Hz)。表格I
權利要求
1.對象的至少一個片段的總數據組的生成，所述對象例如是下顎區域，用於通過接合單個數據組來確定至少一個特徵，例如形狀和位置，這些單個數據組藉助相對於該對象運動的光學傳感器和圖像處理器而確定，所述光學傳感器例如是3D攝影機，其中該對象的連續拍攝的單個數據組包含冗餘數據，所述冗餘數據被匹配用於接合所述單個數據組， 其特徵在於， 根據所述光學傳感器和所述對象之間的相對運動的大小改變每個時間單位內確定的單個數據組。
2.根據權利要求I所述的總數據組的生成， 其特徵在於， 不連續地確定所述單個數據組。
3.根據權利要求I或2所述的總數據組的生成， 其特徵在於， 通過調整和/或控制改變每個時間單位內所述單個數據組的數量。
4.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在於， 根據連續數據組的冗餘數據的數量調整每個時間單位內確定的單個數據組的數量。
5.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在於， 根據所述對象和所述光學傳感器之間的相對速度控制待確定的單個數據組的數量。
6.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在於， 除了每個時間單位內單個數據組的數量對所述光學傳感器和所述對象之間的相對運動的相關性之外還考慮對象的運動。
7.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在於， 藉助慣性平臺確定所述對象的運動。
8.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在於， 藉助至少一個加速度傳感器和/或至少一個旋轉傳感器確定所述對象和所述光學傳感器之間的相對運動。
9.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在於， 藉助至少一個慣性平臺確定所述對象和所述光學傳感器之間的相對運動。
10.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在於， 特別是在通過旋轉運動進行相對運動時根據光學傳感器和待測量對象或對象片段之間的距離改變待確定的單個數據組的數量。
11.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在於，由所述光學傳感器拍攝的兩個連續圖像的重疊區域的數據是冗餘數據。
12.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在幹， 所述對象在所述光學傳感器，例如3D攝影機的晶片，例如CCD晶片上成像並且根據所述光學傳感器和所述對象之間的相對運動讀出該晶片。
13.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在幹， 根據所述傳感器和所述對象之間的相対速度控制所述晶片的幀速率。
14.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在幹， 根據利用所述晶片拍攝的連續圖像的重疊區域調整所述晶片的幀速率。
15.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在幹， 所述光學傳感器以與所述對象之間存在2mm < a < 20mm的距離a地運動。
16.根據前述權利要求至少之一所述的總數據組的生成， 其特徵在幹， 所述光學傳感器相對於所述對象這樣定位，即產生基本為IOmmX IOmm的測量場。
全文摘要
本發明涉及對象的至少一個片段的總數據組的生成，用於通過接合單個數據組確定至少一個特徵，所述單個數據組藉助相對於該對象運動的光學傳感器和圖像處理器而確定，其中該對象的連續拍攝的單個數據組包含冗餘數據，所述冗餘數據被匹配用於接合所述單個數據組。為了使在掃描所述對象時獲取的數據在其數量上足夠進行最優分析，而無需處理過多的數據，建議根據所述光學傳感器和所述對象之間的相對運動的大小改變每個時間單位內確定的單個數據組。
文檔編號A61C19/04GK102648390SQ201080033492
公開日2012年8月22日 申請日期2010年7月8日 優先權日2009年7月24日
發明者T·埃爾特爾 申請人:德固薩有限責任公司