[发明专利]一种牙齿模型参数化的方法

权利要求书

1.一种牙齿模型参数化的方法，其特征在于，包括：

计算所有牙齿各自的几何中心点；

根据计算得到的牙齿的几何中心点，拟合上颌牙颌平面和下颌牙颌平面，并计算上颌牙弓曲线和下颌牙弓曲线；

通过高斯曲率计算，得到上颌及下颌的尖牙的尖点；

利用上颌牙弓曲线和下颌牙弓曲线确定牙齿的近远中点、近中点和远中点；

根据上颌及下颌的尖牙的尖点、牙齿的近远中点、近中点和远中点确定牙齿坐标系；

计算牙齿的FA点、中心点和切缘点，以及恒磨牙的近远中颊点；

将单颌的牙弓曲线拉直成直线，放置在世界坐标系的X轴；将单颌牙齿排列在拉直的牙弓上，牙齿的几何中心点在牙弓上排列，牙齿的Y轴与牙弓重合，牙齿的Z轴与世界坐标系Z轴方向一致；

进行唇颊向调整、舌颚向调整、单颗牙齿特征点调整以及原始牙模长轴调整；

单颌牙齿根据牙位号顺序，从切牙开始，以牙弓中线为基准，沿着牙弓排列；排列时，牙齿先根据近中边缘点平移到牙弓上，再绕着近中边缘点旋转，使远中边缘点也落在牙弓上；

单颗牙齿对牙位号较小的相邻牙齿计算碰撞值，根据碰撞值移动近中边缘点，当所有牙齿的碰撞值都为0时，即完成牙齿模型参数化，否则，重新沿着牙弓排列；

上颌牙弓曲线沿着上颌牙颌平面Z轴拉伸，构成一个曲面，或者下颌牙弓曲线沿着下颌牙颌平面Z轴拉伸，构成一个曲面，曲面与每颗牙齿交于两条线，每条线上的最靠外侧的点为近远中点，靠近门牙方向的点为近中点，反之为远中点；

确定牙齿坐标系指：Z轴相对于切牙为：从牙齿的几何中心点指向切缘点的方向，相对于尖牙为：从牙齿的几何中心点指向尖点的方向，相对于双尖牙为：从牙齿的几何中心点指向窝点的方向，相对于磨牙为：从牙齿的几何中心点指向窝点的方向，Y轴为：从牙齿的远中点指向近中点的方向，X轴、Y轴和Z轴以右手坐标系作为牙齿坐标系。

2.根据权利要求1所述的牙齿模型参数化的方法，其特征在于，采用上颌所有牙齿的几何中心点在上颌牙颌平面的投影点，根据Beta函数，将单颌牙齿中切牙的切缘点、尖牙的尖点和磨牙的近中颊尖点作为参数，计算上颌牙弓曲线；

采用下颌所有牙齿的几何中心点在下颌牙颌平面的投影点，根据Beta函数，将单颌牙齿中切牙的切缘点、尖牙的尖点和磨牙的近中颊尖点作为参数，计算下颌牙弓曲线。

3.根据权利要求1所述的牙齿模型参数化的方法，其特征在于，确定牙齿坐标系后，修正牙齿坐标系，沿着X轴方向重新计算牙齿的近远中点，调整Y轴和Z轴方向。

4.根据权利要求1所述的牙齿模型参数化的方法，其特征在于，FA点指：牙齿坐标系的X轴与牙齿模型在唇侧方向的交点；

中心点指：牙齿坐标轴的Z轴与牙齿模型的交点；

切缘点指：牙齿坐标轴的X轴和Z轴构成的平面与牙齿模型的交线上唇侧方向上曲率最大的点；

恒磨牙的近远中颊点指：四个尖点的牙齿的靠近唇侧的两个尖点。

5.根据权利要求1所述的牙齿模型参数化的方法，其特征在于，

唇颊向调整指：牙齿沿着伸长压低方向平移，牙齿绕着过FA点的唇舌向轴旋转；

舌颚向调整指：牙齿沿着唇舌向平移，牙齿绕着过几何中心点的伸长压低方向轴旋转；

单颗牙齿特征点调整指：对牙齿上的切缘点、尖点、窝点、近中颊尖点、远中颊尖点、FA点以及牙齿坐标系的调整；

原始牙模长轴调整指：对牙齿模型上牙冠长轴两个端点的调整。

6.根据权利要求1所述的牙齿模型参数化的方法，其特征在于，当碰撞值为正时，近中边缘点沿牙弓向远离相邻牙齿方向移动，移动距离等于碰撞值；当碰撞值为负时，近中边缘点沿牙弓向靠近相邻牙齿方向移动，移动距离等于碰撞值的绝对值。