[发明专利]一种模型引导下的3D打印额面肿瘤治疗导板智能化质量检测方法

摘要

本发明涉及一种模型引导下的3D打印额面肿瘤治疗导板智能化质量检测方法。本发明首先研究并提出一种有效对导板模型stl文件的导孔检测方法其次设计合理的位置初始化方案实现使用单个CCD相机完成双目视觉测量的方法，使导板模型在机械系统世界坐标系下的位置与模型世界坐标系的位置对齐，并设计基于检测到的导孔位置设计合理的检测路径的方法；最后研究并提出一种通过单目CCD相机判断导孔成型合格与否的导孔检测方法。在上述研究的基础上，基于五轴机械系统设计精确合理的额面肿瘤导板导孔检测系统。本发明能够精确的提取出导孔的世界坐标并能够合理的检测出导孔成型是否合格的同时保证一定的检测速度。

主权项

一种模型引导下的3D打印额面肿瘤治疗导板智能化质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：A、模型位置初始化阶段，首先对相机进行单目标定，得到相机焦距f，并求相机靶标平面的像素大小dp；在给定的导板上用标记纸做上三个标记；将导板放置在平台上，并用定位销卡住；输入导板stl文件和导孔stl文件，记录导板的三维模型在标记位置的三维坐标；然后控制数控平台上的已标定过内参数的相机平移拍摄左中右三幅图像，用来进行双目测量，提取三幅图标记的顶点作为标志点，计算标志点在机械系统的坐标系下的三维坐标；通过导板三维模型的一组三维坐标和导板实际位置的一组三维坐标计算三维坐标的变换矩阵，将三维模型按此矩阵进行变换，达到三维模型和导板实际位置的对齐；B、导孔路径计算阶段，对经过变换后的导板三维文件和导孔三维文件进行提取导孔法向量和中心点的三维坐标工作，并根据法向量和中心点的三维坐标按照机械系统五个运动轴的运动方向进行运动数值的计算，得到检测的运动路径；C、导孔检测阶段，按步骤B中的路径移动，每移动到一个导孔位置时，停止移动，采集一幅图像，取以图像中心为中心大小为300*300像素的图像，提取图像轮廓，求各个轮廓的长度c和面积s，计算每个轮廓的c²/4πs，记为γ，将γ按从大到小排列，取γ最大的轮廓，并求轮廓的长宽比k，若k大于等于0.8则认为该轮廓为所需检测的导孔轮廓，否则取γ第二大的轮廓，求轮廓的长宽比k进行判断，若k小于0.8则依此类推，判断下一个轮廓，找到待检测轮廓后，求轮廓中心到图像中心的坐标差(u，v)，单位为像素，控制平台移动u*靶标平面像素大小dp，并且控制平台移动v*靶标平面像素大小dp，平台移动距离单位为毫米；如果轮廓的k与c²/4πs都大于等于0.8且轮廓调整距离小于0.1mm时，则认为该导孔通过检测，判别为合格，然后移动到下一个导孔重复步骤C的工作进行质量检测直至所有导孔都检测完毕。