牙齿三维测量技术与系统研究

【摘要】：综合国内外牙齿三维测量技术现状的基础之上，本文分析了国内义齿制作过程中需要获取牙印模，使得工序多，时间长。国外已经实现口腔内直接扫描，病人随治随走，然而由于其价格上的局限和技术上的壁垒，目前国内临床医学上还很难普及国外优秀的牙齿扫描系统和CAD/CAM系统。 根据面结构光测量原理，数字条纹投影技术和相移法测量技术，结合光纤传像束自由度大、能实现长光路的优势，针对牙齿等微小物体的三维形貌特征，本文设计了一套专门用于口腔内部直接测量的牙齿三维微测量系统。该系统利用数字光栅投影仪投射面结构光，通过远心成像镜头将光栅图像缩小，经光纤传像束传输投射到牙齿上，同时采用电子内窥镜获取图像，利用单目投影仪坐标转换关系重构出牙齿的三维形貌。实验证明，该系统切实可行，满足牙齿测量的微型化、直接化、灵活性的需求，拓展了结构光微测量技术在牙科临床医学的适用范围。 另外，考虑到牙齿等微小物体的清晰度需求和众多的细节特征，本文在克服光纤传像束传像质量差和电子内窥镜CCD镜头分辨率低的难题过程中，综合采用了相位补偿对DMD图像相位进行修正和巴特沃斯低通滤波图像处理技术，满足了牙齿测量对图像清晰度的要求。 作者在测试本系统的可行性过程中，完成了系统的标定和精度的评估，并重构了牙印模的三维形貌。