[发明专利]一种用于种牙手术视觉导航的配准方法及电子设备

权利要求书

1.一种用于种牙手术视觉导航的配准方法，其特征在于，包括：

获得目标牙齿配准三维模型以及对应的目标牙齿配准实体模型，所述目标牙齿配准三维模型包括第一目标牙齿三维模型和基体三维模型，所述第一目标牙齿三维模型和基体三维模型一体连接；其中，所述基体三维模型是预设的；

获得第二目标牙齿三维模型，所述第二目标牙齿三维模型与所述第一目标牙齿三维模型相对应；

以所述第二目标牙齿三维模型为基准，将所述目标牙齿配准三维模型与所述第二目标牙齿三维模型进行配准；

获得基体三维模型上至少三个点在配准后的所述第二目标牙齿三维模型所在虚拟坐标系下的坐标，根据所述至少三个点在所述虚拟坐标系下的坐标获得所述目标牙齿配准三维模型在所述虚拟坐标系下的位置姿态矩阵；其中，所述至少三个点是预设的且所述至少三个点不在一条直线上；

将所述目标牙齿配准实体模型安装到预制的配准标准板上，所述配准标准板包括三个光学标记；

获取所述三个光学标记在视觉坐标系下的坐标，并根据所述三个光学标记在所述视觉坐标系下的坐标获得齐次矩阵；

根据与所述基体三维模型上所述至少三个点对应的所述目标牙齿配准实体模型上的点在所述配准标准板坐标系下的坐标以及所述齐次矩阵，获得与所述基体三维模型上所述至少三个点对应的所述目标牙齿配准实体模型上的点在所述视觉坐标系下的坐标；

根据与所述基体三维模型上所述至少三个点对应的所述目标牙齿配准实体模型上的点在所述视觉坐标系下的坐标，获得所述目标牙齿配准实体模型在所述视觉坐标系下的位置姿态矩阵；

根据所述目标牙齿配准三维模型在所述虚拟坐标系下的位置姿态矩阵和所述目标牙齿配准实体模型在所述视觉坐标系下的位置姿态矩阵，获得所述虚拟坐标系和所述视觉坐标系之间的对应关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得目标牙齿配准三维模型以及对应的目标牙齿配准实体模型包括：

获得目标患者的第一目标牙齿三维模型，所述第一目标牙齿三维模型为下牙三维模型或者上牙三维模型；

将所述第一目标牙齿三维模型与所述基体三维模型设置成一体，形成所述目标牙齿配准三维模型；

根据所述目标牙齿配准三维模型制作所述目标牙齿配准实体模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基体三维模型为形状规则的多面体三维模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少三个点为所述多面体三维模型的顶点。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标牙齿配准实体模型包括基体实体模型和第一目标牙齿实体模型，所述基体实体模型为形状规则的多面体实物模型，所述配准标准板包括与所述多面体实体模型对应的装配凹槽；相应地，所述将所述目标牙齿配准实体模型安装到预制的配准标准板上包括：将所述多面体实体模型装配到所述装配凹槽中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述第二目标牙齿三维模型为基准，将所述目标牙齿配准三维模型与所述第二目标牙齿三维模型进行配准包括：

根据所述第二目标牙齿三维模型上的至少四个预设点和所述目标牙齿配准三维模型上与所述至少四个预设点一一对应的预设点，进行粗配准；

采用ICP算法将经过粗配准的所述第二目标牙齿三维模型和所述目标牙齿配准三维模型进行精配准。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标牙齿配准三维模型在所述虚拟坐标系下的位置姿态矩阵和所述目标牙齿配准实体模型在所述视觉坐标系下的位置姿态矩阵，获得所述虚拟坐标系和所述视觉坐标系之间的对应关系包括：

根据公式T₀＝T₁·(T₂)^-1，获得所述虚拟坐标系和所述视觉坐标系之间的变换矩阵T₀，其中，T₁为所述目标牙齿配准三维模型在所述虚拟坐标系下的位置姿态矩阵，T₂为所述目标牙齿配准实体模型在所述视觉坐标系下的位置姿态矩阵。