[發明專利]基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法及系統

在審

• 申請號: 202110381381.2
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113100976A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 馬自萍;陳明;馬金林;高岳林;黃永東
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: A61C7/00
• 分類號: A61C7/00
• 代理公司: 寧夏三源鑫知識產權代理事務所(普通合伙) 64105
• 代理人: 孫彥虎

1.一種基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取每顆牙齒的牙齒模型，在所述牙齒模型表面建立坐標系，并分別獲取相鄰的牙齒模型的特征點；

S2：基于所述特征點獲取所述投影向量；

S3：根據所述相鄰的牙齒模型對應的相鄰牙齒在所述投影向量上的投影確定所述相鄰牙齒在投影向量上的投影最大距離和投影最小距離；

S4：根據所述投影最大距離和所述投影最小距離進行一次碰撞或縫隙檢測，若檢測到碰撞或縫隙，對牙齒進行移動作為一次碰撞或縫隙的檢測響應，所述一次碰撞或縫隙的檢測響應用于消除牙齒間的碰撞或縫隙。

2.根據權利要求1所述的基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法，其特征在于，所述基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法還包括：

S5：采用CGAL庫中網格相交檢測函數surface_intersection進行二次碰撞或縫隙檢測，若檢測到碰撞或縫隙，對牙齒進行移動作為二次碰撞或縫隙的檢測響應，所述二次碰撞或縫隙的檢測響應用于消除牙齒間的碰撞或縫隙。

3.根據權利要求1所述的基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法，其特征在于，步驟S1中特征點的獲取方法包括：獲取所述相鄰的牙齒模型的每顆牙齒的坐標系原點，所述坐標系原點為所述牙齒模型的特征點且所述坐標系原點位于所述牙齒模型的表面。

4.根據權利要求3所述的基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法，其特征在于，所述坐標系原點由牙齒位于牙弓曲線上的中心點決定，坐標系Z軸以牙齒生長方向為正方向，坐標系Y軸以朝向牙頜外側為正方向，坐標系X軸由右手系決定。

5.根據權利要求1所述的基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法，其特征在于，步驟S2中所述投影向量：根據所述相鄰的牙齒模型對應的相鄰牙齒A、B，分別獲取牙齒A的特征點為頂點PointA、牙齒B的特征點為頂點PointB，獲得所述投影向量為：

6.根據權利要求5所述的基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法，其特征在于，步驟S3中確定所述投影最大距離及投影最小距離的方式包括：將所述牙齒A、及所述牙齒B上的所有頂點在所述投影向量上做投影，獲取所述牙齒A在所述投影向量上的投影最大距離MAX，獲取所述牙齒B在所述投影向量上的投影最小距離MIN。

7.根據權利要求6所述的基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法，其特征在于，步驟S4中所述碰撞及縫隙檢測的Distance判斷式為：Distance＝MAX-MIN，將所述投影最大距離及投影最小距離帶入所述Distance判斷式中；

若所述Distance判斷式中：Distance＞0，則牙齒A與牙齒B有碰撞關系；

若所述Distance判斷式中：Distance＜0，則牙齒A與牙齒B之間有間隙。

8.根據權利要求7所述的基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法，其特征在于，步驟S4中所述碰撞或縫隙的檢測響應包括：

若所述Distance判斷式中：Distance＞0，需將所述牙齒B向所述投影向量的方向平移Distance個單位；

若所述Distance判斷式中：Distance＜0，需將所述牙齒B向所述投影向量的反方向平移Distance個單位。

9.一種基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的系統，其特征在于，包括：特征點獲取單元、投影向量獲取單元、距離獲取單元、碰撞及縫隙檢測消除單元；

所述特征點獲取單元與所述投影向量獲取單元電性連接，所述投影向量獲取單元與所述距離獲取單元電性連接，所述距離獲取單元與所述碰撞及縫隙檢測消除單元電性連接；

所述特征點獲取單元用于獲取牙齒模型的特征點，所述投影向量獲取單元用于獲取相鄰的牙齒模型的投影向量，所述距離獲取單元用于獲取相鄰的牙齒模型間的距離，所述碰撞及縫隙檢測消除單元用于檢測及消除相鄰的牙齒模型間的碰撞或縫隙。

10.根據權利要求9所述的基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的系統，其特征在于，所述碰撞及縫隙檢測消除單元包括：計算模塊、判斷模塊、移動模塊，所述計算模塊與所述判斷模塊電性連接，所述計算模塊與所述距離獲取單元連接，所述判斷模塊與所述移動模塊電性連接，所述計算模塊用于對相鄰的牙齒模型間的距離進行計算，所述判斷模塊用于對相鄰的牙齒模型的位置關系進行判斷，所述移動模塊用于對需要移動的牙齒模型進行判斷。