[发明专利]一种基于三维扫描装置的牙科修复设计方法与装置

权利要求书

1.一种基于三维扫描装置的牙科修复设计方法，其特征在于：

首先，在正对人脸的前方设置三维扫描装置，所述三维扫描装置包括两个相对设置的反射镜，在每个反射镜内侧设置有第一深度相机、投影装置和第二深度相机；所述第一深度相机、投影装置和第二深度相机由后向前依次设置；所述两个第一深度相机之间设置有纹理相机；通过三维扫描装置快速获取三维人脸模型和牙齿数字三维模型，通过三维人脸模型和牙齿数字三维模型的匹配关系，将牙齿数字三维模型配准到三维人脸模型的口腔内，同时给牙齿数字三维模型附上纹理，然后取单颗或多颗标准牙模去比对待修复的单颗牙齿或多颗牙齿；通过调整标准牙模参数对牙齿进行修复设计，同时显示牙齿修复后的三维模型，实现牙科修复设计；

步骤一：三维扫描装置通过扫描人脸采集模型一和模型二，模型一是人脸微笑露牙状态下扫描得到的彩色三维模型，称之为微笑模型；模型二是人脸在拉口器辅助下充分露出牙齿和牙龈状态扫描得到的彩色三维数字模型；三维扫描装置采集模型三、模型四和模型五；模型三是在咬合位置的上牙列的三维数字模型，模型四是在咬合位置的下牙列的三维数字模型，模型五是上牙列和下牙列的咬合状态下三维数字模型；

步骤二：将模型一和模型二进行自动配准；将模型三与模型五进行自动配准，将模型四与模型五进行自动配准，将模型二与模型五进行配准，得到空间变换矩阵；

步骤三：将模型三和模型四分别附上纹理，并且将模型三和模型四分别配准到模型一的口腔内部，空间变换矩阵由步骤二确定；将模型一的口腔内原有的牙齿扣除，从而使得模型一中露出的牙齿和牙龈数据被模型二所替换；替换后的模型为模型六；

步骤四：选中模型六中需要修复的单颗或多颗牙齿，用模型七进行替换；模型七是从标准的牙齿模板库中选取的标准牙齿模型；调整模型七的参数，直到使用者满意；此时，模型七和模型六合并生成模型八；将模型八通过3D打印或机械加工为实体模型；

步骤五：将步骤四中实体模型翻模得到阴模；通过备牙制作修复后的临时假牙；对临时假牙进行完善，直到使用者满意，完成牙科修复设计。

2.如权利要求1所述的牙科修复设计方法，其特征在于：所述步骤三中，模型一的口腔内原有的牙齿扣除方法是直接通过网格变形操作将其隐藏到高精度牙模内。

3.如权利要求1所述的牙科修复设计方法，其特征在于：所述步骤四中，模型七的参数调整包括各方向网格变形、纹理渲染、上下牙的碰撞关系。

4.如权利要求1所述的牙科修复设计方法，其特征在于：所述步骤三中，牙模纹理贴图方法是通过渲染使模型三和模型四获取纹理，或者通过投影变换获取模型二纹理的牙齿部分的纹理，或者通过外置的具备成像功能的设备拍摄纹理，通过手动贴图或标定方式获取纹理；所述设备是单反相机、数码相机、工业相机、监控相机或手机摄像机。

5.基于权利要求1所述的牙科修复设计方法的修复装置，其特征在于，包括外壳盖板、两个测量单元、两个反射镜和固定板；两个测量单元反向平置，即两个测量单元具有相同的光轴，但背向放置，固定在一块固定板上，并与其刚性连接在一起；测量单元包含一个投影装置和两台相机；两台相机布置在投影装置两侧，两台相机的光轴和投影装置的光轴相交于一点，并位于同一平面；两组测量单元外部以固定角度对称放置反射镜，反射镜固定安装在固定板上，且反射镜面向被测物倾斜放置，倾斜角度在50到70度之间；所述两个测量单元中间放置有纹理相机，用于拍摄人脸正面纹理。