【技术实现步骤摘要】
基于线激光扫描的损伤皮肤重建方法及重建系统
本专利技术属于3D打印技术
，特别是一种基于线激光扫描的损伤皮肤重建方法及重建系统。
技术介绍
3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。近年来，随着材料制备技术、增材制造工艺和计算能力的逐渐进步，3D打印技术得到了迅速的发展。这也使得3D打印技术广泛应用于航空航天，生物医学，军工，医疗，教育等高价值及高附加值产业中并产生了巨大的经济效益。生物3D打印则是在3D打印的基础之上，以种子细胞为原料打印活体组织和器官的一种新技术。3D生物打印在临床中的应用越来越广泛，包括皮肤、骨骼、血管、心脏组织等的体外再生与重建。3D生物打印在皮肤损伤修复领域的主要应用是构建组织工程皮肤。组织工程皮肤是一种较为完善的组织工程化组织，是将真皮成纤维细胞与细胞外基质替代物混合制成人工皮肤，或单纯使用多孔的细胞外基质替代真皮植入创面，上面移植上皮细胞覆盖或待自身上皮覆盖取代病损的皮肤。采用生物3D打印技术能够精确定位多种基质材...
【技术保护点】
1.一种基于线激光扫描的损伤皮肤重建方法，所述方法包括以下步骤：/n第一步骤中，线激光投射器投射线状激光到待重建的损伤皮肤表面，双目相机采集由位移台带动的运动的损伤皮肤表面的激光条纹图案；/n第二步骤中，提取所述激光条纹图案，分别提取双目相机拍摄的激光条纹图案的光条中心的亚像素坐标以形成两条亚像素精度的光条中心线；/n第三步骤中，基于双目视觉重建所述光条中心线的点云；/n第四步骤中，基于位移台的运动参数拼接所有激光条纹图案的光条中心点的点云以得到完整的损伤皮肤的点云模型；/n第五步骤中，提取损伤皮肤的边界点以分割健康皮肤点云和损伤皮肤点云；/n第六步骤中，基于所述健康皮肤点...
【技术特征摘要】
1.一种基于线激光扫描的损伤皮肤重建方法，所述方法包括以下步骤：
第一步骤中，线激光投射器投射线状激光到待重建的损伤皮肤表面，双目相机采集由位移台带动的运动的损伤皮肤表面的激光条纹图案；
第二步骤中，提取所述激光条纹图案，分别提取双目相机拍摄的激光条纹图案的光条中心的亚像素坐标以形成两条亚像素精度的光条中心线；
第三步骤中，基于双目视觉重建所述光条中心线的点云；
第四步骤中，基于位移台的运动参数拼接所有激光条纹图案的光条中心点的点云以得到完整的损伤皮肤的点云模型；
第五步骤中，提取损伤皮肤的边界点以分割健康皮肤点云和损伤皮肤点云；
第六步骤中，基于所述健康皮肤点云对健康皮肤的孔洞区域离散点插入和三角剖分；
第七步骤中，网格细分损伤皮肤的上表面得到网格模型，
第八步骤中，基于损伤皮肤点云和上表面的网格模型重建损伤皮肤以3D打印。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，优选的，第一步骤中，线激光投射器激光扫描的光平面与双目相机的基线大致垂直。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，光条中心线的形成步骤如下：
按照从上到下的顺序确定每一行像素上的光条中心的整像素坐标，其中，利用1x3的窗口遍历每一行的每个像素，所述窗口内的3个像素灰度值的和最大的位置为光条中心的整像素坐标；
对光条宽度范围内的像素进行低通滤波；
对低通滤波后的光条像素进行亚像素中心提取；
对每一行的光条的亚像素中心点进行连通性判断，去除不属于光条中心的噪声点得到光条中心线。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，第三步骤中，重建所述光条中心线的点云包括以下步骤：
基于左右相机的内参数矩阵和两相机的相对刚体转换矩阵计算基础矩阵以构造极线方程；
根据极线方向在右图像上沿极线方向搜索光条中心点，最近的光条中心点为匹配点；
根据共线方程和已匹配的左右图像的对应中心点，计算三维空间点的坐标，完成单个光条中心点的三维重建；
重复上述步骤重建所有左右图像上的对应中心点的三维空间对应点坐标得到光条中心线点云。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，第四步骤中，基于运动位移台的运动参数，将左右相机拍摄的各个状态下的点云对齐到一个状态下的左相机的相机坐标系下得到完整的损伤皮肤的点云模型。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨思明，梁晋，张铭凯，李成宏，牌文延，李文攀，叶美图，
申请(专利权)人：中国人民解放军总医院，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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