[发明专利]基于计算机双目视觉的下颌运动轨迹跟踪装置及控制方法

说明书

本发明涉及一种基于计算机双目视觉的下颌运动轨迹跟踪装置及控制方法，包括下颌牙列无(牙合)面硬质(牙合)垫、连接杆、拍摄靶、摄像机一、摄像机二、摄像机固定立板、连接板、框架、锁紧带扣、锁紧带、弧型前额挡板、橡胶块，下颌牙列无(牙合)面硬质(牙合)垫与连接杆连接，连接杆与拍摄靶连接，摄像机一、摄像机二分别安装在摄像机固定立板上，摄像机固定立板通过连接板与框架相连，摄像机固定立板架设在拍摄靶的正上方，锁紧带与框架相连，锁紧带扣位于锁紧带末端，弧形前额挡板与框架相连，且与摄像机固定立板平行。本发明能快速获取患者个体下颌咀嚼运动三维轨迹数据，用于各类口腔修复体功能性咬合面的CAD，可提高医疗质量和效率。

技术领域

本发明涉及一种下颌三维运动轨迹跟踪装置，具体涉及一种基于计算机双目视觉的下颌运动轨迹跟踪装置，本发明还涉及一种基于计算机双目视觉的下颌运动轨迹跟踪装置的控制方法。

背景技术

运动跟踪是指在一段时间内连续记录物体(通常指刚体)的位置与姿态，对于一个刚体，位置与姿态信息可以分别用一个三维向量表达。为了说明这一问题，我们首先建立两个坐标系：世界坐标系和物体坐标系，物体在世界坐标系中运动，位置信息可以用物体坐标系原点在世界坐标系中的坐标表达，姿态信息可以用物体坐标系的三个坐标轴在世界坐标系中的投影向量表达，于是物体的运动就可以用4个三维向量表达。运动跟踪就是以一定时间间隔记录物体的上述4个三维向量。

运动跟踪技术有重要应用，在空间技术中可以用来研究空间目标的运动规律，或用于航天控制；在军事上可以应用于空、天、地和水中精确打击或防护；在医学研究中可以研究生物的运动。本研究的应用对象是下颌的运动研究。

惯性技术、雷达技术、光学技术、超声波技术等都可以用于运动跟踪。惯性技术广泛应用于军事上进行运动跟踪，飞机、潜艇、卫星、导弹都使用陀螺仪和加速度计来记录运动的位置和姿态。惯性技术适用于大型物体的运动测量，不受外界影响，但高精度的惯性仪表体积大，不适合于本应用。超声波技术可以用于下颌运动研究，但从有关报道看，其测量精度很难提高。其他方法如X射线测量由于对人体有害，也不适宜采用。

在现有的实际操作中，医生在患者口腔内咬合检测和调磨的难度和工作量，会影响工作效率，影响冠桥咬合面的设计制作质量和临床适合性。

近来计算机和数字摄像头性能提高很快，基于计算机双目视觉的3D测量应用越来越多，通过分析，我们认为将其应用于下颌运动记录是可行的，无论在精度、速度还是成本上都非常合适，而且随着相关技术的进步，是完全可以达到广泛应用的，于是开发了本原型系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于计算机双目视觉的下颌运动轨迹跟踪装置，为口腔修复体CAD软件中虚拟架功能模块提供输入数据，获得个体下颌三维运动轨迹数据的跟踪装置软硬件系统，应用虚拟架的牙列三维运动轨迹跟踪装置输出的个体咬合运动三维轨迹，整合于口腔修复体CAD软件中的虚拟架程序可实现牙齿冠桥功能性咬合面的自动化设计，提高冠桥咬合面的设计制作质量和临床适合性，降低医生在患者口腔内咬合检测和调磨的难度和工作量，降低患者的生理和心理负担，提高医疗质量和效率。本发明的目的还提供一种基于计算机双目视觉的下颌运动轨迹跟踪装置的控制方法。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：

本发明涉及一种基于计算机双目视觉的下颌运动轨迹跟踪装置及控制方法，包括下颌牙列无面硬质垫、连接杆拍摄靶、摄像机一、摄像机二、摄像机固定立板、连接板、框架、锁紧带扣、锁紧带、弧型前额挡板、橡胶块，所述下颌牙列无面硬质垫与连接杆连接，连接杆与拍摄靶连接，摄像机一、摄像机二分别安装在摄像机固定立板上，摄像机固定立板通过连接板与框架相连，摄像机固定立板架设在拍摄靶的正上方，锁紧带与框架相连，锁紧带扣位于锁紧带末端，弧形前额挡板与框架相连，且与摄像机固定立板平行。本发明能快速获取口腔患者个体下颌咀嚼运动三维轨迹数据，用于各类口腔修复体功能性咬合面的CAD，可降低医生在患者口腔内咬合检测和调磨的难度和工作量，降低患者的生理和心理负担，提高医疗质量和效率。