一种用于口腔数字化建模的稠密制造技术

本发明专利技术专利涉及口内三维扫描技术领域，且公开了一种用于口腔数字化建模的稠密

【技术实现步骤摘要】
一种用于口腔数字化建模的稠密SLAM方法


[0001]本专利技术专利涉及口内三维扫描
，具体为一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法
。

技术介绍

[0002]在口腔数字化领域，常应用口内扫描仪获取口内三维数据信息，由于口内环境受限原因，制造的扫描仪设备成像视角小，对口内牙齿数字化建模需要多次扫描，对扫描获取的三维数据通过一定技术处理手段，才能完整得到牙齿的三维模型
。
[0003]在实际的工作中，对于大场景的模型重建，主要通过
SLAM
技术来完成，相较于大环境模型重建，口内数字化建模的实时性和重建模型的精度要求更高，现有的口内扫描设备在数子化空腔建模过程中，重建模型的实时性会随着扫描数量的增加大打折扣，同时重建模型的精度也得到不到保障
。
[0004]鉴于此，我们提出一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法
。
[0005]专利技术专利内容
[0006]本专利技术专利的目的在于提供一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法，设置有前端实时定位
、
后端优化和回环检测三大模块，每个模块独立线程并行执行，定位线程为主线程，优先级最高，以此来保证实时定位的时效性；其他两个线程为子线程，后端执行辅助，以此保证口扫建模中的速度和精度
。
[0007]根据本专利技术实施例的一个方面，提供给了一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法，前端实时定位主线程
、
后端优化子线程
、
回环检测子线程，其特征在于，所述前端实时定位主线程的方法包括：
[0008]检查系统输入的数据是否满足执行后端优化子线程，若满足要求启动后端优化子线程，将新地图中待优化的数据更新到旧地图中，并将完成优化的结果更新到实时定位主线程的新地图中；
[0009]当第一帧数据输入时，创建第一个子图并且将数据保存待子图中，子图标记为激活子图，设置单位矩阵为当前子图位置和当前帧位置，完成第一帧数据定位；
[0010]除第一帧以外的连续帧输入时，当前帧数据会与所述创建子图中的激活子图进行配准，计算出配准位置；
[0011]对得到的配准位置计算其矩阵振幅；
[0012]根据配准位置矩阵的振幅与阈值进行比较大小，判断是否创建新的子图，根据子图位置和配准位置计算出当前帧在整个模型中的位置，完成输入数据的定位，并将当前帧位置保存到显式回环检测任务输入数据的队列；
[0013]当创建新的子图时，先前的激活子图被替代，将其保存到隐式回环检测线程任务输入数据的队列旧地图；
[0014]构建前激活子图内两两单帧数据间的位置匹配因子图，将因子图保存到后端优化线程任务输入数据的队列旧地图中；
[0015]获取所述非激活子图间的隐式和显式回环关系，完成前端实时定位主线程工作
。
[0016]根据本专利技术实施例的另一个方面，还提供了作为一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
装置，所述装置包括：前端定位线程模块
、
后端优化线程模块
、
回环检测线程模块
。
[0017]根据本专利技术实施例的又一方面，还提供了一种计算设备，所述计算设备包括：至少一个处理器
、
存储器和输入输出单元；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述存储器中存储的计算机程序来执行上述用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法
。
[0018]根据本专利技术实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法
。
[0019]在本专利技术实施例中，前端实时定位主线程可对单帧数据定位采用与激活子图配准的策略，提高了单帧数据定位的准确性和实时性；后端优化子线程可建立单个子图内部的局部优化，防止了局部累积误差的固化，为口扫模型精度提供了有精度保障的初始数据；后端优化子线程进行优化线程只需要子图的
ID、
位置和子图间的位置变换关系，通过新旧地图进行管理拷贝少量指定数据，能够在减少对系统内存占用的同时提升数据同步效率；在回环检测子线程中建立双重回环关系，对隐式回环关系可以通过子图间的重叠率来控制，只要满足一定重叠率就可以建立，回环数量的增多，有助于消除累计误差，提高扫描模型的整体精度，线程独立并不会影响定位线程的实时性；显式回环的建立，能够防止最终位置漂移，双重回环关系为口扫模型精度提供了有力的保障
。
本专利技术能够有效提高重建模型的实时性，同时还能够保障重建模型的精度
。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本专利技术专利的进一步理解，构成本申请的一部分
:
[0021]图1为本专利技术实施例一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法的定位线程流程图；
[0022]图2为本专利技术实施例一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法执行流程图；
[0023]图3为本专利技术实施了中一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
装置的结构示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例的一种介质的结构示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例的一种计算设备的结构示意图
。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围
。
[0027]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序
。
应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施
。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程
、
方法
、
系统
、
产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程
、
方法
、
产品或设备固有的其它步骤或单元
。
[0028]参考图1，图1为本专利技术一实施例提供的一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法的流程示意图
。
[0029]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法，包括前端实时定位主线程
、
后端优化子线程
、
回环检测子线程，其特征在于，所述前端实时定位主线程的方法包括：检查系统输入的数据是否满足执行后端优化子线程，若满足要求启动后端优化子线程，将新地图中待优化的数据更新到旧地图中，并将完成优化的结果更新到实时定位主线程的新地图中；当第一帧数据输入时，创建第一个子图并且将数据保存待子图中，子图标记为激活子图，设置单位矩阵为当前子图位置和当前帧位置，完成第一帧数据定位；除第一帧以外的连续帧输入时，当前帧数据会与所述创建子图中的激活子图进行配准，计算出配准位置；对得到的配准位置计算其矩阵振幅；根据配准位置矩阵的振幅与阈值进行比较大小，判断是否创建新的子图，根据子图位置和配准位置计算出当前帧在整个模型中的位置，完成输入数据的定位，并将当前帧位置保存到显式回环检测任务输入数据的队列；当创建新的子图时，先前的激活子图被替代，将其保存到隐式回环检测线程任务输入数据的队列旧地图中；构建前激活子图内两两单帧数据间的位置匹配因子图，将因子图保存到后端优化线程任务输入数据的队列旧地图中；获取所述非激活子图间的隐式和显式回环关系，完成前端实时定位主线程工作
。2.
根据权利要求1所述的一种用于口腔数字化建模的稠密
SLAM
方法，其特征在于，所述后端优化子线程的方法包括：对前端实时定位主线程中的子图内部的因子图用优化库
ceres
或者
GTSAM
执行优化，将结果更新到主线程的新地图中，供主线程使用；对前端实时定位主线程中的子图间因子图用优化库
ceres
或者
GTSAM
执行优化，将结果更新到主线程的新地图中，供主线程使用
。3.
根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正世，陈泽锋，吕广志，
申请(专利权)人：深圳市菲森科技有限公司，
类型：发明
国别省市：