辅助扫描头和口腔内三维数据的获取方法、口内扫描仪技术

本申请公开了一种辅助扫描头和口腔内三维数据的获取方法、口内扫描仪。其中，辅助扫描头应用于对口腔内部进行扫描以得到三维数据的口内扫描仪，能单次获取全牙弓两端面的大尺寸范围内的框架数据；其中，扫描头包括：壳体、第一反射镜和第二反射镜；第一反射镜和第二反射镜设置于壳体内部，且第一反射镜的反射面和第二反射镜的反射面为背对设置，且之间呈预设角度；壳体表面上设置有与第一反射镜和第二反射镜对应的第一窗口和第二窗口，第一窗口和第二窗口用于将第一反射镜和第二反射镜的反射光线射出。本申请解决了获取高精度全牙列数据需要辅助高精度设备或辅助标准件的参与造成数据获取过程繁琐的技术问题。数据获取过程繁琐的技术问题。数据获取过程繁琐的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
辅助扫描头和口腔内三维数据的获取方法、口内扫描仪


[0001]本申请涉及三维扫描领域，具体而言，涉及一种辅助扫描头和口腔内三维数据的获取方法、口内扫描仪。

技术介绍

[0002]口内三维扫描仪，是一种应用探入式光学扫描头，直接扫描患者口腔内，获取口腔内牙齿、牙龈、黏膜等软硬组织表面的三维形貌及彩色纹理信息的设备。该设备的一种方法是采用主动结构光三角测量成像原理，利用数字投影系统投射主动光图案，摄像机采集系统获取图案后即通过算法处理进行三维重建和拼接。因口腔内部局促的环境，探入式光学扫描头体积必然受限，如此便决定了探入口腔内的扫描头尺寸会控制在30mm以内，即一次性只能获取约两颗以内的牙齿图像，而齿科行业在设计及做牙的过程中大都需要获取口腔内部的全口牙齿和牙龈数据，因此需要将单次获取的牙齿图像数据进行拼接组成与口腔内部一致的全部三维空间数据。为提升扫描和拼接的效率，一方面是提高单次扫描数据的效率，即单次扫描的时间和单次扫描的完整性。另一方面是完善拼接的流畅性，即拼接的成功率和拼接的时间。
[0003]目前常用的解决办法是采用辅助设备来进行框架扫描，获取全牙弓的框架精度后，再采用口扫进行精细化的补扫，既保证全牙弓精度的同时又追求数据的细节。如口内贴标志点，种植带标志点的扫描杆，或者种植带有可识别特征的扫描杆，采用大视场角的辅助设备获取高精准度的各标志点或特征的位置，作为框架数据。再利用口内扫描仪直接获取牙齿、牙龈和各标志点与特征，因为框架数据作为参考指导，能保证口内扫描数据的全牙弓精度。但往往此类辅助设备成本高于口内扫描仪，虽满足种植全牙弓精度的要求，但较难普及到大众诊所，无法惠及普通患者。
[0004]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种辅助扫描头和口腔内三维数据的获取方法、口内扫描仪，以至少解决获取高精度全牙列数据需要辅助高精度设备或辅助标准件的参与造成数据获取过程繁琐技术问题。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种辅助扫描头，应用于对口腔内部进行扫描以得到三维数据的口内扫描仪，包括：应用于对口腔内部进行扫描以得到三维数据的口内扫描仪；其中，扫描头包括：壳体、第一反射镜和第二反射镜；第一反射镜和第二反射镜设置于壳体内部，且第一反射镜的反射面和第二反射镜的反射面为背对设置，且之间呈预设角度；壳体表面上设置有与第一反射镜和第二反射镜对应的第一窗口和第二窗口，第一窗口和第二窗口用于将第一反射镜和第二反射镜的反射光线射出。
[0007]可选地，预设角度不小于60度且不大于120度，第一反射镜的其中一端的边缘位置和第二反射镜的其中一端的边缘位置相接触。可选地，第一反射镜和第二反射镜相接触的
一端朝向预设方向，预设方向包括：朝向壳体前端、朝向壳体上顶面、朝向壳体下底面和朝向壳体后端。
[0008]可选地，壳体中的顶端平面与壳体的侧面是垂直的。
[0009]可选地，第一反射镜和第二反射镜的形状包括以下之一：正方形、矩形、平行四边形、三角形和五边形。
[0010]可选地，还包括：旋转装置，设置在壳体内部，第一反射镜和第二反射镜设置于旋转装置上，并随着旋转装置的旋转带动第一反射镜或第二反射镜转动，以调整预设角度。
[0011]可选地，还包括：角度传感器，用于检测第一反射镜和第二反射镜旋转后各自的反射面之间的角度。
[0012]根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种口内扫描仪，包括上述的辅助扫描头、主扫描头和机身，辅助扫描头和主扫描头内能拆卸地与机身连接，机身内设有图像采集设备和光源，图像采集设备用于采集口腔的内部图像；光源用于照亮口腔内部。
[0013]根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种口腔内三维数据的获取方法，包括：获取三维扫描设备通过辅助扫描头采集的口腔内目标局部区域的三维数据和通过主扫描头采集的口腔内的初始三维数据；将目标局部区域的三维数据作为标准框架数据，对初始三维数据进行调整，得到目标三维数据。
[0014]可选地，以目标局部区域的三维数据作为标准框架数据，对初始三维数据进行调整，得到目标三维数据，包括：在目标局部区域的三维数据和初始三维数据中随机选取两个点云进行第k次抽样拼接，得到第k次抽样拼接的相对运动值和第k次抽样拼接对应的点云中配准点对间的距离平均值，k为自然数；将第k次抽样拼接的相对运动值和第k
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1次抽样拼接得到的相对运动值的差加上第k次抽样拼接对应的点云中配准点对间的距离平均值确定为目标函数；在目标函数满足预设迭代条件且第k次抽样拼接得到的相对运动值满足预设约束条件的情况下，将第k次抽样拼接得到的相对运动值确定为目标相对运动值；根据目标相对运动值将初始三维数据中的多个点云进行拼接得到目标三维数据。
[0015]在本申请实施例中，采用辅助扫描头和主扫描头交替扫描的方式，分别获取口腔内目标局部区域的三维数据和口腔内初始三位数据，再将目标局部三维数据作为标准数据对初始三维数据进行调整得到高精度的口腔内目标三维数据。达到了取消辅助部件在口腔内辅助定位的目的，从而实现了简化三维数据获取流程的技术效果，进而解决了获取高精度全牙列数据需要辅助件的标注造成数据获取过程繁琐技术问题。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0017]图1示出了本申请实施中的一种辅助扫描头结构剖面示意图；
[0018]图2示出了本申请实施例中的一种辅助扫描头的结构示意图；
[0019]图3示出了相关技术中的一种常规扫描头的结构剖面示意图；
[0020]图4示出了相关技术中的一种常规扫描头的结构示意图；
[0021]图5示出了本申请实施例中的一种口内扫描仪的剖面示意图；
[0022]图6示出了本申请实施中的另一种辅助扫描头结构剖面示意图；
[0023]图7a示出了本申请实施例中的一种装有辅助扫描头的口内扫描仪的结构示意图；
[0024]图7b示出了本申请实施例中的一种装有主扫描头的口内扫描仪的结构示意图；
[0025]图8示出了本申请实施例中的一种全牙弓结构示意图；
[0026]图9示出了本申请的一种口腔内三维数据的获取方法流程图；
[0027]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0028]10、壳体；11、第一反射镜；12、第一窗口；13、支架；14、口内扫描仪；15、第二反射镜；16、旋转装置；17、角度传感器；18、辅助扫描头；19、主扫描头；20、机身。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辅助扫描头，其特征在于，应用于对口腔内部进行扫描以得到三维数据的口内扫描仪；其中，所述扫描头包括：壳体、第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜和第二反射镜设置于所述壳体内部，且所述第一反射镜的反射面和第二反射镜的反射面为背对设置，且之间呈预设角度；所述壳体表面上设置有与所述第一反射镜和第二反射镜对应的第一窗口和第二窗口，所述第一窗口和第二窗口用于将所述第一反射镜和第二反射镜的反射光线射出。2.根据权利要求1所述的扫描头，其特征在于，所述预设角度不小于60度且不大于120度，所述第一反射镜的其中一端的边缘位置和第二反射镜的其中一端的边缘位置相接触。3.根据权利要求1所述的扫描头，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜相接触的一端朝向预设方向，所述预设方向包括：朝向所述壳体前端、朝向所述壳体上顶面、朝向所述壳体下底面和朝向壳体后端。4.根据权利要求1所述的扫描头，其特征在于，所述壳体中的顶底端平面与所述壳体的侧面是垂直的。5.根据权利要求1所述的扫描头，其特征在于，所述第一反射镜和第二反射镜的形状包括以下之一：正方形、矩形、平行四边形、三角形和五边形。6.根据权利要求3所述的扫描头，其特征在于，还包括：旋转装置，设置在所述壳体内部，所述第一反射镜和所述第二反射镜设置于所述旋转装置上，并随着所述旋转装置的旋转带动所述第一反射镜或第二反射镜转动，以调整所述预设角度。7.根据权利要求6所述的扫描头，其特征在于，还包括：角度传感器，用于检测所述第一反射镜和第二反射镜旋转后...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，章惠全，陈晓军，
申请(专利权)人：先临三维科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：