【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及口腔种植领域，具体涉及一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法及系统。
技术介绍
1、牙齿的缺失不仅会影响容貌，还会对咀嚼、发音等有着不可抗力的影响，严重降低患者的生活质量，目前口腔种植的方法多是依赖医生的种植经验，实施手动操作，自动化程度以及手术的灵活性都有很大的提高空间。
2、同时，现有技术中多采用半自动控制方式，在实际种植操作时多数机械臂仅能按照固定位姿进行移动，无法自适应调整，机械臂携带种植牙停留在医生附近，后续依靠医生进行手动控制，随着工作时间的增长，视觉疲劳以及身体疲劳对医生的判断会产生一定的影响，不能达到很好的种植效果，降低种植的精准度和种植效率。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提供了一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法及系统，通过根据缺陷部位的轮廓边界设定三维边界曲线，控制机械臂携带待种植牙到达三维边界曲线处进行姿态调整，并以调整后的姿态到达三维目标位置进行种植，可以增加种植精准度、提高种植效率。
2、技术方案：一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，包括：
3、获取传感器数据，确定口腔种植机器人的机械臂的初始位置；
4、获取口腔内部的三维绘制图像，确定缺陷部位的轮廓边界；
5、根据所述轮廓边界，生成待种植牙的三维目标位置和三维边界曲线；
6、控制所述机械臂从初始位置按照预设路径携带待种植牙到达三维边界
7、进一步的，所述根据所述轮廓边界，生成待种植牙的三维目标位置和三维边界曲线包括：
8、获取待种植牙的三维立体图像；
9、计算所述轮廓边界与三维立体图像的结构对应关系；
10、依据所述轮廓边界与三维立体图像的结构对应关系生成待种植牙的三维目标位置；
11、其中，所述三维边界曲线为在三维目标位置的轮廓边界的基础上依据第一距离进行延伸扩展得到的。
12、进一步的，所述控制所述机械臂从初始位置按照预设路径携带待种植牙到达三维边界曲线处进行姿态调整包括：
13、以待种植牙的三维目标位置的中心点为坐标原点建立口腔坐标系；
14、以机械臂的初始位置为坐标原点建立机械臂坐标系；
15、确定机械臂坐标系相对口腔坐标系的转换矩阵；
16、依据转换至口腔坐标系下的机械臂的初始位置和口腔坐标系下的三维边界曲线设定预设路径。
17、进一步的，所述携带待种植牙到达三维边界曲线处进行姿态调整包括：
18、当机械臂从初始位置按照预设路径携带待种植牙到达三维边界曲线处时，通过安装在机械臂端部的相机同步获取待种植牙的三维目标位置和待种植牙的三维实时图像，确定待种植牙的进入姿态，对待种植牙进行姿态调整使其与进入姿态相匹配。
19、进一步的，所述同步获取待种植牙的三维目标位置和待种植牙的三维实时图像，确定待种植牙的进入姿态包括：
20、根据在三维边界曲线处的待种植牙的三维实时图像，确定待种植牙的初始向量，其中，所述初始向量的指向方向为待种植牙的牙根延长方向；
21、依据在口腔坐标系下的待种植牙的三维目标位置确定标准植入向量；
22、依据待种植牙的初始向量和待种植牙的三维目标位置的标准植入向量确定待种植牙的进入姿态。
23、进一步的，所述同步获取待种植牙的三维目标位置和待种植牙的三维实时图像，确定待种植牙的进入姿态，对待种植牙进行姿态调整使其与进入姿态相匹配包括：
24、将同步获取的待种植牙的三维目标位置和待种植牙的三维实时图像在显示设备上实时显示；
25、并在显示设备上将待种植牙的初始向量和待种植牙的三维目标位置的标准植入向量分别叠加在待种植牙的三维实时图像和待种植牙的三维目标位置上进行显示。
26、进一步的，所述对待种植牙进行姿态调整使其与进入姿态相匹配包括：
27、选定待种植牙的三维目标位置的标准植入向量所在的一个平面为标准平面，计算待种植牙的初始向量与标准平面之间的夹角；
28、若夹角不为0°，则控制机械臂在三维目标位置的三维边界曲线处调整所述待种植牙的姿态直至待种植牙的初始向量与标准平面之间的夹角为0°；
29、控制机械臂使待种植牙保持在调整后的姿态，沿着标准平面以三维目标位置的标准植入向量为基准，携带待种植牙移动至使待种植牙的初始向量和标准植入向量同向且共线的位置；
30、在待种植牙的三维目标位置上选取目标点一，在待种植牙的三维实时图像上选取与目标点一相对应的目标点二；
31、控制机械臂使待种植牙的初始向量和标准植入向量在同向且共线的条件下，将待种植牙进行旋转直至目标点一和目标点二的连线与标准植入向量平行，使其与进入姿态匹配。
32、进一步的，所述获取口腔内部的三维绘制图像包括：
33、获取口腔内部多个角度对应的多个二维平面图像；
34、将多个角度对应的多个二维平面图像进行图像拼接生成口腔内部的三维绘制图像。
35、进一步的，所述确定缺陷部位的轮廓边界包括：
36、在三维绘制图像上为口腔内牙齿标记若干关键点，并利用bezier曲线连接若干关键点，生成牙弓曲线轮廓；
37、根据牙弓曲线轮廓设置边界阈值去除三维绘制图像中的背景区域，得到去背景图像；
38、计算去背景图像的灰度直方图，利用灰度直方图的最大化类间方差计算得到缺陷部位的最佳阈值，通过最佳阈值结合牙弓曲线轮廓生成三维绘制图像上的缺陷部位的轮廓边界。
39、一种用于口腔种植机械人的智能导航种植系统，包括：
40、传感器模块，用于获取传感器数据，确定口腔种植机器人的机械臂的初始位置；
41、图像采集模块，用于获取口腔内部的三维绘制图像，确定缺陷部位的轮廓边界；
42、计算模块，用于根据所述轮廓边界，生成待种植牙的三维目标位置和三维边界曲线；
43、机械臂运动控制模块，用于控制所述机械臂从初始位置按照预设路径携带待种植牙到达三维边界曲线处进行姿态调整，并以调整后的姿态到达三维目标位置进行种植。
44、有益效果：本专利技术通过对获取到的口腔内部的三维绘制图像进行处理，确定缺陷部位的轮廓边界，进一步根据轮廓边界确定待种植牙的三维目标位置和三维边界曲线，控制所述机械臂从初始位置按照预设路径携带待种植牙到达三维边界曲线处进行姿态调整，并以调整后的姿态到达三维目标位置进行种植，可以增加种植精准度、提高种植效率。
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1.一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述根据所述轮廓边界，生成待种植牙的三维目标位置和三维边界曲线包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述控制所述机械臂从初始位置按照预设路径携带待种植牙到达三维边界曲线处进行姿态调整包括：
4.根据权利要求3所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述携带待种植牙到达三维边界曲线处进行姿态调整包括：
5.根据权利要求4所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述同步获取待种植牙的三维目标位置和待种植牙的三维实时图像，确定待种植牙的进入姿态包括：
6.根据权利要求5所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述同步获取待种植牙的三维目标位置和待种植牙的三维实时图像，确定待种植牙的进入姿态，对待种植牙进行姿态调整使其与进入姿态相匹配包括：
7.根据权利要求6所述的一种
8.根据权利要求1-7中任一所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述获取口腔内部的三维绘制图像包括：
9.根据权利要求8所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述确定缺陷部位的轮廓边界包括：
10.一种用于口腔种植机械人的智能导航种植系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述根据所述轮廓边界，生成待种植牙的三维目标位置和三维边界曲线包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述控制所述机械臂从初始位置按照预设路径携带待种植牙到达三维边界曲线处进行姿态调整包括：
4.根据权利要求3所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述携带待种植牙到达三维边界曲线处进行姿态调整包括：
5.根据权利要求4所述的一种用于口腔种植机械人的智能导航种植方法，其特征在于，所述同步获取待种植牙的三维目标位置和待种植牙的三维实时图像，确定待种植牙的进入姿...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁腾龙，
申请(专利权)人：深圳卡尔文科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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