[發明專利]一種基于正畸弓絲彎制點密度的等角度劃分角度確定方法

有效

• 申請號: 202010485114.5
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111588498B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 姜金剛;郭亞峰;吳殿昊;曾陽;張永德;左暉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: A61C7/20
• 分類號: A61C7/20;A61C7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于正畸弓絲彎制點密度的等角度劃分角度確定方法，其特征在于：所述方法的具體實現過程為：

步驟一、等角度劃分數據導入：

根據患者有i個成形控制點的個性化正畸弓絲曲線，輸入個性化正畸弓絲曲線成形控制點信息集M＝{m₁，m₂，m₃，...，m_i}，m_i＝(u_i，v_i，w_i)'為每個個性化正畸弓絲曲線成形控制點的坐標，每一個正畸弓絲曲線成形控制點m_i均對應一個成形控制點機器人運動信息單元n_i，所以輸入的成形控制點的機器人運動信息集為N＝{n₁，n₂，n₃，...，n_i}，n_i表示機器人在彎制該點時的成形控制點坐標及彎制角度，n_i＝(u_i，v_i，w_i，α_i)'，u_i、v_i、w_i為該成形控制點m_i的坐標，α_i為機器人作用在成形控制點m_i上的彎制角度，將正畸弓絲曲線成形控制點信息集M、成形控制點的機器人運動信息集N輸入到正畸弓絲彎制系統中；并且根據機器人彎制正畸弓絲的特點設定等角度域彎制點密度上限值ρ_max，并且設定彎制點單位角距比上限值

針對等角度劃分，定義正畸弓絲曲線上任意一彎制點m_j的單位角距比為其中α_j表示彎制點m_j的彎制角度，表示彎制點m_j與彎制點m_j+1之間的弧長，計算各彎制點的單位角距比，當各彎制點的單位角距比均小于單位角距比上限值時，跳轉至步驟二；

步驟二、正畸弓絲曲線坐標轉換及等角度劃分份數a初值設定：

將個性化正畸弓絲成形控制點信息集中各成形控制點的坐標m_i＝(u_i,v_i,w_i)'中的w_i賦值為0，即令w_i＝0，獲得正畸弓絲轉換曲線M′；

個性化正畸弓絲曲線兩端點坐標為m_s(u_s，v_s，w_s)，m_e(u_e，v_e，w_e)，將弓絲曲線左端點m_s設定為成形控制點m₀，將弓絲曲線右端點m_e設定為成形控制點m_i+1，以弓絲曲線左右端點的中點m_o為圓心O；

針對等角度劃分而言，定義正畸弓絲曲線上任意一彎制點m_j的單位彎制點密度其中R_j表示彎制點m_j與圓心O連線形成的半徑與彎制點m_j+1與圓心O連線形成的半徑中較大半徑值，φ_j表示彎制點m_j的與圓心O連線形成的半徑與彎制點m_j+1與圓心O連線形成的半徑之間的角度值，計算個性化正畸弓絲曲線上各彎制點的單位彎制點密度，并且將所有彎制點的單位彎制點密度求和，記為(∑ρ⁰)_總；

將正畸弓絲曲線以O為圓心，均分為a個角度相等的等角度域，即形成等角度域(b₁，b₂，...，b_a)，規定等角度劃分的初始份數a等于所有彎制點單位彎制點密度的和與設定的等角度域彎制點密度上限值的比值取整之后再加一，即初始化a＝[(∑ρ⁰)_總/ρ_max]+1；

步驟三、計算等角度劃分的角度β：

等角度劃分形成的等角度域(b₁，b₂，...，b_a)所對應的角度β都相等，且等角度劃分的角度β等于弓絲曲線總角度π與等角度劃分份數a的比值，即

將等角度域b_k作為檢驗是否增加等角度劃分份數a的起始域，初始化k＝1；

步驟四、判斷是否增加等角度劃分份數a：

統計等角度域b_k的彎制點個數在這里規定為屬于等角度域b_k的所有彎制點的個數，即等角度域b_k左右邊界內部的所有彎制點個數，特別地，如果彎制點位于等角度域b_k的左邊界線上，則該彎制點屬于上一個等角度域b_k-1，如果彎制點位于等角度域b_k的右邊界線上，則該彎制點屬于當前等角度域b_k，并且尋找等角度域b_k內最大的半徑定義為等角度域b_k內正畸弓絲曲線上與圓心O距離最遠的點與圓心O的連線；

針對等角度劃分而言，定義等角度域b_k的彎制點密度為等角度域b_k內彎制點個數與等角度域b_k的面積的比值，即

判斷是否成立；

如果成立，則說明等角度域b_k符合等角度劃分要求，跳轉至步驟五；

如果不成立，則說明等角度域b_k不符合等角度劃分要求，等角度域b_k的彎制點分布較集中，當前等角度劃分份數不能符合劃分要求，應該增加劃分的份數，故令a＝a+1，跳轉至步驟三；

步驟五、判斷是否繼續檢驗等角度域：

判斷k＜a是否成立；

如果k＜a成立，說明還沒有檢驗完a個等角度域，應該繼續檢查下一個等角度域，故，令k＝k+1，跳轉至步驟四；

如果k＜a不成立，則說明已經檢驗完a個等角度域，跳轉至步驟六；

步驟六、確定等角度域區間及輸出等角度劃分角度β：

將等角度域(b₁，b₂，...，b_a)確定為角度相等的等角度域區間{b₁，b₂，...，b_a}，統計各等角度域區間的彎制點密度輸出等角度域區間信息集B＝{b₁，b₂，...，b_a}；

等角度劃分正畸弓絲曲線時劃分角度確定為β，輸出此時的劃分角度β，程序結束。