通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法技术

一种通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，该方法包括以下步骤：当第一输入组包括多个第一输入模型并且所述第一输入模型中存在彼此间隔开的模型时，通过生成连接所述第一输入模型中彼此间隔开的模型的第一虚拟桥来生成第一组模型；当第二输入组包括多个第二输入模型并且所述第二输入模型中存在彼此间隔开的模型时，通过生成连接所述第二输入模型中彼此间隔开的模型的第二虚拟桥来生成第二组模型；对所述第一组模型和所述第二组模型进行集合运算，以生成第一结果模型；以及当所述第一结果模型中还存在剩余的所述第一虚拟桥或所述第二虚拟桥时，移除剩余的所述第一虚拟桥或所述第二虚拟桥。余的所述第一虚拟桥或所述第二虚拟桥。余的所述第一虚拟桥或所述第二虚拟桥。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法


[0001]本专利技术涉及一种通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，更具体地，涉及一种通过虚拟桥连接多个模型的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法。

技术介绍

[0002]三维模型的集合运算(布尔运算：Boolean Operation)是将两个输入的三维模型通过逻辑运算转换为一个新的三维模型的运算。参考图1，集合运算的类型包括：并集(Union)运算(A∪B)，其用于生成包含模型A的区域和模型B的区域中的至少一个的区域的求和模型；交集(Intersection)运算(A∩B)，其用于只提取将模型A的区域和模型B的区域同时包含的区域；差集(Difference)运算(A∪B
C
，B∩A
C
)，其用于留下只属于一个模型的区域而不包含在另一模型的区域中的模型；以及对称差集(Symmetric Differenc)运算(A
C
∪B
C
)，其用于只移除模型A的区域和模型B的区域都包含的区域。
[0003]由于可以通过只使用现有的三维模型轻松地仅添加或移除必要的区域就能够创建期望的模型，因此可以视为CAD软件必备的功能。集合运算广泛应用于处理三维模型的大部分领域，诸如产品设计、三维医学影像制作、三维打印模型设计等。
[0004]集合运算被定义为一对一运算，因为其是对两个三维模型执行的运算。然而，在数字牙科软件中，需要对多个三维模型重复地执行集合运算。

技术实现思路

[0005]【技术问题】
[0006]本专利技术的一个目的是提供一种通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，该方法利用虚拟桥将彼此间隔开的多个模型彼此连接，以一次性执行多集合运算，从而能够简化集合运算的工作。
[0007]【技术方案】
[0008]在根据用于实现本专利技术目的的一个实施例的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法包括以下步骤：当第一输入组包括多个第一输入模型并且所述第一输入模型中存在彼此间隔开的模型时，通过生成连接所述第一输入模型中彼此间隔开的模型的第一虚拟桥来生成第一组模型；当第二输入组包括多个第二输入模型并且所述第二输入模型中存在彼此间隔开的模型时，通过生成连接所述第二输入模型中彼此间隔开的模型的第二虚拟桥来生成第二组模型；对所述第一组模型和所述第二组模型进行集合运算，以生成第一结果模型；以及当所述第一结果模型中还存在剩余的所述第一虚拟桥或所述第二虚拟桥时，移除剩余的所述第一虚拟桥或所述第二虚拟桥。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，当所有的所述第一输入模型都连接时，所述第一组模型可以不包括所述第一虚拟桥。当所有的所述第二输入模型都连接时，所述第二组模型可
以不包括所述第二虚拟桥。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述第一虚拟桥可以被设置为：所述第一输入模型中彼此间隔开的模型均至少连接一次，并且使连接路径的长度最小化。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，生成所述第一虚拟桥的步骤可以包括：计算所述第一输入模型中彼此间隔开的模型之间的所有的最近点的组合以及所有的间隔距离。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，生成所述第一虚拟桥的步骤可以包括：按升序对所述间隔距离进行排列；在所述间隔距离中与最短距离对应的位置生成初始单元桥；以及依次搜索按所述升序排列的所述间隔距离。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，生成所述第一虚拟桥的步骤可以包括：当在与所述依次搜索的所述间隔距离对应的间隔开的两个模型中的一个模型中生成单元桥并且在另一模型中未生成所述单元桥时，在与所述依次搜索的所述间隔距离对应的位置生成额外的单元桥。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，生成所述第一虚拟桥的步骤可以包括：当在与所述依次搜索的所述间隔距离对应的间隔开的两个模型中均生成单元桥时，不生成所述额外的单元桥。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，生成所述第一虚拟桥的步骤可以包括：当在所述依次搜索的所述间隔距离对应的间隔开的两个模型中均未生成单元桥时，不生成所述额外的单元桥，并将与所述依次搜索的所述间隔距离对应的位置设置为桥候选。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，生成所述第一虚拟桥的步骤可以包括：分别生成所述彼此间隔开的模型的八叉树，以计算所述彼此间隔开的模型之间的最近点的组合。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述彼此间隔开的模型之间的最近点的所述间隔距离可以为p＝min
(i，j)∈(n，2)
(d
(i，j)
)。d(i,j)可以表示i模型和j模型之间的距离，所述彼此间隔开的模型的数量为n，C(n,2)可以表示用于从n中选择两个的组合运算。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，连接所述彼此间隔开的模型中的两个模型的单元桥的形状可以为三角双锥形状。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述单元桥的形状可以由定义。当所述彼此间隔开的两个模型为模型a和模型b时，可以将所述模型a与所述模型b之间最近的两点定义为q1、q2，可以为任意向量，并且
[0020]在本专利技术的一个实施例中，k为常数，q5为将q4以q3为中心按向量旋转120度的点，q6为将q4以q3为中心按向量旋转240度的点，可以将所述三角双锥形状的第一三角锥可以定义为q1、q4、q5和q6，可以将所述三角双锥形状的第二三角锥定义为q2、q4、q5和q6。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述第一输入组可以包括：具有与患者牙齿形状对应的形状以放置在所述患者牙齿上的导向底座以及与所述导向底座连接并从所述导向底座突出的多个套筒安装座。所述第二输入组可以包括：与每个所述套筒安装座对应并且彼此
间隔开的多个套筒工具。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，所述第二输入组可以包括连接彼此间隔开的多个套筒工具的所述第二虚拟桥。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述第一结果模型可以通过由所述第二组模型对所述第一组模型进行差集运算来生成。所述第一结果模型可以包括布置有所述套筒安装座的所述导向底座，并且在所述套筒安装座中生成与所述套筒工具对应的孔。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，所述第一输入组还可以包括与所述套筒安装座连接的支撑杆，所述支撑杆可以与所所述套筒安装座进行并集运算。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述第一输入组还可以包括布置在所述导向底座上的文本，所述文本与所述导向底座进行并集运算。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，所述第一输入组可以包括具有与患者牙齿的形状对应的形状以放置在所述患者牙齿上的导向底座。所述第二输入组包括与导向底座重叠布置的多个窗口工具。所述第二输入组包括连接所述彼此间隔开的多个窗口工具的所述第二虚拟桥。所述第一结果模型通过由所述第一组模型对所述第二组模型进行差集运算来生成。所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：当第一输入组包括多个第一输入模型并且所述第一输入模型中存在彼此间隔开的模型时，通过生成连接所述第一输入模型中彼此间隔开的模型的第一虚拟桥来生成第一组模型；当第二输入组包括多个第二输入模型并且所述第二输入模型中存在彼此间隔开的模型时，通过生成连接所述第二输入模型中彼此间隔开的模型的第二虚拟桥来生成第二组模型；对所述第一组模型和所述第二组模型进行集合运算，以生成第一结果模型；以及当所述第一结果模型中还存在剩余的所述第一虚拟桥或所述第二虚拟桥时，移除剩余的所述第一虚拟桥或所述第二虚拟桥。2.根据权利要求1所述的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，当所有的所述第一输入模型都连接时，所述第一组模型不包括所述第一虚拟桥，当所有的所述第二输入模型都连接时，所述第二组模型不包括所述第二虚拟桥。3.根据权利要求1所述的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，所述第一虚拟桥被设置为：所述第一输入模型中彼此间隔开的模型均至少连接一次，并且使连接路径的长度最小化。4.根据权利要求3所述的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，生成所述第一虚拟桥的步骤包括：计算所述第一输入模型中彼此间隔开的模型之间的所有的最近点的组合以及所有的间隔距离。5.根据权利要求4所述的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，生成所述第一虚拟桥的步骤包括：按升序对所述间隔距离进行排列；在所述间隔距离中与最短距离对应的位置生成初始单元桥；以及依次搜索按所述升序排列的所述间隔距离。6.根据权利要求5所述的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，生成所述第一虚拟桥的步骤包括：当在与所述依次搜索的所述间隔距离对应的间隔开的两个模型中的一个模型中生成单元桥并且在另一模型中未生成所述单元桥时，在与所述依次搜索的所述间隔距离对应的位置生成额外的单元桥。7.根据权利要求6所述的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，生成所述第一虚拟桥的步骤包括：当在与所述依次搜索的所述间隔距离对应的间隔开的两个模型中均生成单元桥时，不生成所述额外的单元桥。8.根据权利要求6所述的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，生成所述第一虚拟桥的步骤包括：当在所述依次搜索的所述间隔距离对应的间隔开的两个模型中均未生成单元桥时，不生成所述额外的单元桥，并将与所述依次搜索的所述间隔距离对应的位置设置为桥候选。
9.根据权利要求4所述的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，生成所述第一虚拟桥的步骤包括：分别生成所述彼此间隔开的模型的八叉树，以计算所述彼此间隔开的模型之间的最近点的组合。10.根据权利要求4所述的通过基于虚拟桥的多集合运算生成用于数字牙科的三维模型的方法，其特征在于，所述彼此间隔开的模型之间的最近点的所述间隔距离为p＝min
(i，j)∈C(n，2)
(d
(i，j)
)，d(i,j)表示i模型和j模型之间的距离，所述彼此间隔开的模型的数量为n，C(n,2)表示用于从n中选择两个的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙泰根，崔真赫，李泰，
申请(专利权)人：易美构有限公司，
类型：发明
国别省市：