[發明專利]3D耳道掃描系統誤差修正方法

在審

• 申請號: 202210180972.8
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114652299A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 徐立;梁毅途
• 申請（專利權）人: 天鍵醫療科技（廣東）有限公司;中山市武漢大學技術轉移中心
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107;A61B90/50
• 代理公司: 中山市捷凱專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 44327
• 代理人: 楊連華

本發明的提出一種3D耳道掃描系統誤差修正方法，其特征在于，該3D耳道掃描系統包括激光測距儀和機械臂，所述激光測距儀裝設于機械臂末端由其帶動圍繞目標掃描位置作多維運動，硬件修正方法包括以下步驟：設置有一工件，該工件具有中心平面及位于中心平面兩側、垂直朝上的斜邊；調節工件的中心平面與水平面平行；調節機械臂的姿態令激光測距儀的傳感面與水平面平行；激光測距儀的激光分別照射在工件兩斜邊的斜面上，根據測距數據計算得出機械臂運動方向與工件待測平面之間的夾角為θ，在機械臂運動時計算并加入旋轉角θ導致的Y軸和Z軸方向的偏移量，從而實現系統誤差的修改，以保證后續3D耳道掃描建模的準確性。

技術領域

本發明涉及一種3D耳道掃描系統誤差修正方法。

背景技術

非定制化的耳機/助聽器往往不能很好地適應不同人耳道輪廓，容易對耳道和耳甲腔形成局部壓迫或者存在間隙，導致佩戴不適、易脫落、隔音效果差等問題。為提升耳機/助聽器入耳部分與耳道輪廓的貼合度，顯然最好是能夠根據耳道輪廓進行定制，而傳統的定制方式需經過耳印模、涂蠟、取陰模、注入光敏樹脂、固化成形等一系列工序，不僅制作時間長、成本高，而且取模誤差大，未夠精準、方便。

發明內容

本發明提出一種3D耳道掃描系統誤差修正方法，用于修正掃描系統中因機械臂和激光測距儀裝配誤差導致的坐標系不統一的問題，其具體通過以下技術手段實現：該3D耳道掃描系統包括激光測距儀和機械臂，所述激光測距儀裝設于機械臂末端由其帶動圍繞目標掃描位置作多維運動，硬件修正方法包括以下步驟：

設置有一工件，該工件具有中心平面及位于中心平面兩側、垂直朝上的斜邊，斜邊的橫縱比例為1：K；

調節工件的中心平面與水平面平行；調節機械臂的姿態令激光測距儀的傳感面與水平面平行；

通過機械臂繞豎直坐標軸旋轉并令激光測距儀的激光分別照射在工件兩斜邊的斜面上，根據測距數據計算得出機械臂運動方向與工件待測平面之間的夾角為θ；

在機械臂編程代碼中加入夾角θ所帶來偏移條件，即將Y軸方向的移動距離L輸入機械臂，以此距離L為參數根據旋轉角θ計算出Z軸方向的偏移量ΔZ，從而是機械臂在Y軸方向平移的同時沿Z軸方向移動ΔZ，從而實現誤差修正。

于本發明的一個或多個實施例當中，根據機械臂運動方向、激光測距儀和工件的待測量平面構成直角三角形，將測距數據進行反三角計算獲得夾角θ。

于本發明的一個或多個實施例當中，該工件斜邊的橫縱比例為1：15-30。

于本發明的一個或多個實施例當中，所述工件放置于可調平臺上，所述可調平臺具有三個高度可調的支腳；將電子水準儀放置在工件的中心平面之上并調節可調平臺的支腳以令中心平面與水平面平行。

于本發明的一個或多個實施例當中，將電子水準儀放置在激光測距儀上，調整機械臂的姿態使激光測距儀的傳感面與水平面平行。

于本發明的一個或多個實施例當中，在測得夾角θ后，還可以根據夾角θ對機械臂的Z軸和Y軸方向的坐標加上偏移量實現誤差修正，修正采用的公式如下：

Y＝Y+ΔY＝L*cosθ＝V*Δt*cosθ； (1)

Z＝Z+ΔZ＝L*sinθ＝V*Δt*sinθ； (2)

其中，L是每次采集輪廓數據時機械臂移動方向的距離，其為移動時間Δt和移動速度V的乘積，θ是機械臂運動方向相對理論方向的旋轉角。

本發明的有益效果是：通過測算機械臂和激光測距儀裝配誤差旋轉角θ，繼而將旋轉角θ所帶來偏移條件代入至機械臂運行控制中，即計算并加入旋轉角θ導致的Y軸和Z軸方向的偏移量，從而實現系統誤差的修改，以保證后續3D耳道掃描建模的準確性。

附圖說明