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CN109077822B - 一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统及方法 - Google Patents

一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统及方法 Download PDF

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CN109077822B
CN109077822B CN201810650314.4A CN201810650314A CN109077822B CN 109077822 B CN109077822 B CN 109077822B CN 201810650314 A CN201810650314 A CN 201810650314A CN 109077822 B CN109077822 B CN 109077822B
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handpiece
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沈晨
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Abstract

本发明提供了一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统及方法，系统包括：牙科种植手机、标定块、辅助固定装置、视觉测量系统和处理器；所述牙科种植手机上安装有若干个第一光学标记，所述标定块上有若干个第二光学标记；所述处理器用于获取第一光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure DDA0001704568910000011
以及所述第二光学标记在视觉测量系统中的位置姿态
Figure DDA0001704568910000012
并根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure DDA0001704568910000013
以及所述
Figure DDA0001704568910000014
和所述
Figure DDA0001704568910000015
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure DDA0001704568910000016
根据所述
Figure DDA0001704568910000017
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。本发明能够获得较为准确的牙科种植手机末端的钻头在牙科种植手机光学标记坐标系中的位置标定结果。

Description

一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统及方法
技术领域
本发明涉及医疗机器人技术领域，具体涉及一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统及方法。
背景技术
传统的牙科种植手术由于患者口腔内空间狭小以及对医生经验要求较高等因素，在国内的普及程度不高。而随着人口老龄化的加剧和人民物质生活水平的提高，需要种牙的人越来越多。因此，使用光学/电磁导航设备或者医疗机器人来辅助医生进行种牙手术成为当前研究的热点。
手术导航系统，是将病人术前或术中影像数据和手术床上病人解剖结构准确对应，手术中跟踪手术器械并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟探针的形式实时更新显示，使医生对手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然，使外科手术更快速、更精确、更安全。
为了进行手术导航，通常会在手术器械上固定特定的标记点，以便于导航设备进行追踪。导航设备追踪的是标记点的位置而不是实际手术器械末端(钻头)的位置，一般需要对两者之间的位置关系进行标定才能通过坐标系变换获得器械末端的位置和姿态。对于种植牙手术来说精度控制非常重要，很可能因为一个较小的误差就导致手术失败。因此手术器械的标定是很关键的一个步骤。牙科种植手机其外形不规则，且加工和装配过程存在误差，根据图纸中的尺寸来确定手术器械末端的位置可能不准确，而使用传统的测量方法也很难获取准确的位置关系。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统及方法。
具体地，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统，包括：牙科种植手机、标定块、辅助固定装置、视觉测量系统和处理器；
所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于稳定状态；
所述牙科种植手机上安装有若干个第一光学标记，所述标定块上有若干个第二光学标记；
所述处理器用于获取第一光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000021
以及所述第二光学标记在视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000022
并根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000023
以及所述
Figure BDA0001704568890000024
和所述
Figure BDA0001704568890000025
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000026
其中，所述视觉测量系统的测量精确度位于第一预设精确度范围内；
根据所述
Figure BDA0001704568890000027
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果；
其中，m1表示牙科种植手机光学标记坐标系；m2表示标定块光学标记坐标系；V表示视觉测量系统坐标系；第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000028
为预先确定的定值，该定值的精确度位于第二预设精确度范围内。
进一步地，所述处理器根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000029
以及所述
Figure BDA00017045688900000210
和所述
Figure BDA00017045688900000211
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA00017045688900000212
包括：
所述处理器根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA00017045688900000213
以及所述
Figure BDA00017045688900000214
和所述
Figure BDA00017045688900000215
利用下面第一关系模型获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA00017045688900000216
Figure BDA0001704568890000031
进一步地，所述辅助固定装置包括V型槽和压板，所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述V型槽进行定位和支撑，并由所述压板进行固定。
第二方面，本发明还提供了一种基于视觉测量的牙科种植手机标定方法，包括：
获取位于牙科种植手机上的若干个第一光学标记在预设的视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000032
以及位于标定块上的若干个第二光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000033
其中，所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于位置确定且稳定的状态；其中，所述视觉测量系统的测量精确度位于第一预设精确度范围内；
根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000034
以及所述
Figure BDA0001704568890000035
和所述
Figure BDA0001704568890000036
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000037
根据所述
Figure BDA0001704568890000038
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果；
其中，m1表示牙科种植手机光学标记坐标系；m2表示标定块光学标记坐标系；V表示视觉测量系统坐标系；第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000039
为预先确定的定值，该定值的精确度位于第二预设精确度范围内。
进一步地，所述根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA00017045688900000310
以及所述
Figure BDA00017045688900000311
和所述
Figure BDA00017045688900000312
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA00017045688900000313
包括：
根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA00017045688900000314
以及所述
Figure BDA00017045688900000315
和所述
Figure BDA00017045688900000316
利用下面第一关系模型获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA00017045688900000317
Figure BDA0001704568890000041
进一步地，所述辅助固定装置包括V型槽和压板，所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述V型槽进行定位和支撑，并由所述压板进行固定。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第二方面所述基于视觉测量的牙科种植手机标定方法的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述基于视觉测量的牙科种植手机标定方法的步骤。
由上述技术方案可知，本发明提供的基于视觉测量的牙科种植手机标定系统，包括：牙科种植手机、标定块、辅助固定装置、视觉测量系统和处理器；所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于稳定状态；所述牙科种植手机上安装有若干个第一光学标记，所述标定块上有若干个第二光学标记；所述处理器用于获取第一光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000042
以及所述第二光学标记在视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000043
并根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000044
以及所述
Figure BDA0001704568890000045
和所述
Figure BDA0001704568890000046
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000047
根据所述
Figure BDA0001704568890000048
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。可见，由于
Figure BDA0001704568890000049
是标定块设计加工时就确定好的，而
Figure BDA00017045688900000410
和
Figure BDA00017045688900000411
都是根据视觉测量系统测出来的值，因而标定误差大小主要取决于标定块的加工精度以及视觉测量系统的测量精度，因而可以通过控制加工所述标定块的设备的精密程度以及视觉测量系统的测量精度，将标定误差控制在较小的范围内，从而获得较为准确的标定结果，也即获得较为准确的牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的基于视觉测量的牙科种植手机标定系统的结构示意图；
图2是V型槽对所述牙科种植手机远离所述钻头的一端进行固定的示意图；
图3是本发明另一实施例提供的基于视觉测量的牙科种植手机标定方法的流程图；
图4是本发明又一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一实施例提供了一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统，参见图1，该系统包括：牙科种植手机、标定块、辅助固定装置(图中未示出)、视觉测量系统和处理器(图中未示出)；
所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于稳定状态；
所述牙科种植手机上安装有若干个第一光学标记，所述标定块上有若干个第二光学标记；
所述处理器用于获取第一光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000061
以及所述第二光学标记在视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000062
并根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000063
以及所述
Figure BDA0001704568890000064
和所述
Figure BDA0001704568890000065
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000066
其中，所述视觉测量系统的测量精确度位于第一预设精确度范围内；m1表示牙科种植手机光学标记坐标系；m2表示标定块光学标记坐标系；V表示视觉测量系统坐标系；第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000067
为预先确定的定值，该定值的精确度位于第二预设精确度范围内。
所述处理器根据所述
Figure BDA0001704568890000068
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果；
可以理解的是，在种植牙手术中，通常会在手术器械(如牙科种植手机)上固定特定的标记点(如第一光学标记)，以便于导航设备进行追踪，导航设备追踪的是标记点(如第一光学标记)的位置而不是实际手术器械末端(如钻头)的位置，因此一般需要对两者之间的位置关系进行标定才能通过坐标系变换获得器械末端(如钻头)的位置和姿态。而对于种植牙手术来说精度控制非常重要，很可能因为一个较小的误差就导致手术失败，因此，对标记点(如第一光学标记)和手术器械末端(如钻头)两者之间的位置关系标定的精确度是手术成败的关键，因此，本实施例所述的第一预设精确度范围和第二预设精确度范围为能够将位于牙科种植手机末端的钻头与位于牙科种植手机上的第一光学标记进行准确标定以可以满足种植牙手术精确要求的精确度范围。
可以理解的是，三个第一光学标记(图1中安装在牙科种植手机上的黑白色的高对比度图案)可以构成一个牙科种植手机光学标记坐标系m1，视觉测量系统(如双目摄像机)能测量出这个牙科种植手机光学标记坐标系m1相对于视觉测量系统坐标系的位置和姿态。同理，三个第二光学标记(图1中安装在标定块上的黑白色的高对比度图案)可以构成一个标定块光学标记坐标系m2，视觉测量系统(如双目摄像机)能测量出这个标定块光学标记坐标系m2相对于视觉测量系统坐标系的位置和姿态，从而可以得到所述
Figure BDA0001704568890000071
和所述
Figure BDA0001704568890000072
可以理解的是，本实施例最终的目的是获取种植手机末端的手术器械坐标系相对于种植手机光学标记坐标系m1之间的相对位置关系(因为由于种植手机外形不规则，且存在装配误差，并不能很精确的获取这个值)，而由于牙科种植手机被固定在所述标定块上以后整个部件的位置和姿态就确定了，因此牙科种植手机末端的手术器械坐标系与定位坐标系c(定位坐标系c为由标定块上的定位孔确定的坐标系)一致，因此定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000073
也就与牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置关系一致，因此，所述
Figure BDA0001704568890000074
即为牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。
由上面描述可知，本实施例提供的基于视觉测量的牙科种植手机标定系统，包括：牙科种植手机、标定块、辅助固定装置、视觉测量系统和处理器；所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于稳定状态；所述牙科种植手机上安装有若干个第一光学标记，所述标定块上有若干个第二光学标记；所述处理器用于获取第一光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000075
以及所述第二光学标记在视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000076
并根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000077
以及所述
Figure BDA0001704568890000078
和所述
Figure BDA0001704568890000079
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA00017045688900000710
根据所述
Figure BDA00017045688900000711
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。可见，由于
Figure BDA0001704568890000081
是标定块设计加工时就确定好的，而
Figure BDA0001704568890000082
和
Figure BDA0001704568890000083
都是根据视觉测量系统测出来的值，因而标定误差大小主要取决于标定块的加工精度以及视觉测量系统的测量精度，因而可以通过控制加工所述标定块的设备的精密程度以及视觉测量系统的测量精度，将标定误差控制在较小的范围内，从而获得较为准确的标定结果，也即获得较为准确的牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。
在一种优选实施方式中，根据坐标系转换关系
Figure BDA0001704568890000084
因此所述处理器根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000085
以及所述
Figure BDA0001704568890000086
和所述
Figure BDA0001704568890000087
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000088
具体包括：
所述处理器根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000089
以及所述
Figure BDA00017045688900000810
和所述
Figure BDA00017045688900000811
利用下面第一关系模型获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA00017045688900000812
Figure BDA00017045688900000813
在一种优选实施方式中，所述若干个第一光学标记设置在所述牙科种植手机的中间位置区域。
可以理解的是，将第一光学标记设置在所述牙科种植手机的中间位置区域不容易被所述标定块或所述辅助定位装置遮挡，从而可以方便视觉测量系统采集第一光学标记的位置情况，进而方便获取牙科种植手机光学标记坐标系m1相对于视觉测量系统坐标系的位置和姿态。
在一种优选实施方式中，参见图2，所述辅助固定装置包括V型槽和压板，所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述V型槽进行定位和支撑，并由所述压板进行固定。
可以理解的是，V型槽加工简单，辅以压板或挡铁等夹具就可以很快地对零件进行定位和固定，特别对于回转体零件(如牙科种植手机)效果很好，这样，通过所述标定块上的定位孔以及该V型槽结构，牙科种植手机的位置就被完全确定了。
可以理解的是，在进行标定中最关键的一步是要设计合理的定位方式来确定牙科种植手机与标定块的相对位置。在本实施例中，将牙科种植手机末端钻头插入定位块上的定位孔中(定位基准为孔的轴线)，同时种植手机把手处圆柱面用V型槽来定位，从而确保牙科种植手机能够被稳固固定。
在本实施例中，所述标定块是用精密仪器加工出来的，标定块上的光学标记和定位孔的相对位置关系是确定的并且可以精确获得的，用齐次变换矩阵
Figure BDA0001704568890000091
来表示(标定块光学标记坐标系m2相对于定位坐标系c的位姿)。
在本实施例中，所述标定块上的第二光学标记在视觉测量系统中的位置姿态可根据三角测距或双目视觉测量原理测量出，用齐次矩阵
Figure BDA0001704568890000092
来表示。同样地，牙科种植手机上的第一光学标记在视觉测量系统中的位置姿态用齐次矩阵
Figure BDA0001704568890000093
来表示。其中，牙科种植手机光学标记坐标系以钻头尖为原点。
可以理解的是，牙科种植手机装夹在标定块上以后整个部件的位置和姿态就确定了，此时牙科种植手机末端的手术器械坐标系与定位坐标系一致。本实施例标定的目的是为了获取牙科种植手机末端的手术器械坐标系相对于牙科种植手机光学标记坐标系之间的相对位置关系。
根据坐标系转换关系有：
Figure BDA0001704568890000094
则可以计算出
Figure BDA0001704568890000095
得到齐次矩阵
Figure BDA0001704568890000096
后，即可知道末端钻头尖部在牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置和种植手机实际姿态。
可以理解的是，矩阵
Figure BDA0001704568890000097
是标定块设计加工时就确定好的，
Figure BDA0001704568890000098
和
Figure BDA0001704568890000099
都是根据视觉测量系统测量得到的值。标定误差大小主要取决于标定块的加工精度以及视觉测量系统的测量精度。如果采用精密设备进行加工并选用高精度视觉测量系统，那么标定误差将能控制在预设范围内，这个标定误差预设范围以能够满足种植牙手术精确要求为基准进行设定。
基于相同的发明构思，本发明另一实施例提供了一种基于视觉测量的牙科种植手机标定方法，参见图3，该方法包括如下步骤：
步骤101：获取位于牙科种植手机上的若干个第一光学标记在预设的视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000101
以及位于标定块上的若干个第二光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000102
其中，所述视觉测量系统的测量精确度位于第一预设精确度范围内；所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于稳定状态。
步骤102：根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000103
以及所述
Figure BDA0001704568890000104
和所述
Figure BDA0001704568890000105
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000106
其中，m1表示牙科种植手机光学标记坐标系；m2表示标定块光学标记坐标系；V表示视觉测量系统坐标系；第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000107
为预先确定的定值，该定值的精确度位于第二预设精确度范围内。
步骤103：根据所述
Figure BDA0001704568890000108
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。
可以理解的是，在种植牙手术中，通常会在手术器械(如牙科种植手机)上固定特定的标记点(如第一光学标记)，以便于导航设备进行追踪，导航设备追踪的是标记点(如第一光学标记)的位置而不是实际手术器械末端(如钻头)的位置，因此一般需要对两者之间的位置关系进行标定才能通过坐标系变换获得器械末端(如钻头)的位置和姿态。而对于种植牙手术来说精度控制非常重要，很可能因为一个较小的误差就导致手术失败，因此，对标记点(如第一光学标记)和手术器械末端(如钻头)两者之间的位置关系标定的精确度是手术成败的关键，因此，本实施例所述的第一预设精确度范围和第二预设精确度范围为能够将位于牙科种植手机末端的钻头与位于牙科种植手机上的第一光学标记进行准确标定以可以满足种植牙手术精确要求的精确度范围。
可以理解的是，本实施例最终的目的是获取种植手机末端的手术器械坐标系相对于种植手机光学标记坐标系m1之间的相对位置关系(因为由于种植手机外形不规则，且存在安装误差，并不能很精确的获取这个值)，而由于牙科种植手机被固定在所述标定块上以后整个部件的位置和姿态就确定了，因此牙科种植手机末端的手术器械坐标系与定位坐标系c(定位坐标系c为由标定块上的定位孔确定的坐标系)一致，因此定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000111
也就与牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置关系一致，因此，所述
Figure BDA0001704568890000112
即为牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。
在一种优选实施方式中，根据坐标系转换关系
Figure BDA0001704568890000113
因此所述步骤102可以通过如下方式实现：
根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000114
以及所述
Figure BDA0001704568890000115
和所述
Figure BDA0001704568890000116
利用下面第一关系模型获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000117
Figure BDA0001704568890000118
在一种优选实施方式中，所述若干个第一光学标记安装在所述牙科种植手机的中间位置区域。
在一种优选实施方式中，所述辅助固定装置包括V型槽和压板，所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述V型槽进行定位和支撑，并由所述压板进行固定。
需要说明的是，本发明实施例提供的基于视觉测量的牙科种植手机标定方法与上述系统的处理过程类似，具体内容可参加上述实施例的描述，此处不再详述。
此外，需要说明的是，本发明实施例提供的基于视觉测量的牙科种植手机标定方法可以单独实现，也可以基于上述实施例所述的系统实现，本发明对此不做限定。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种电子设备，参见图4，所述电子设备具体包括如下内容：处理器701、存储器702、通信接口703和总线704；
其中，所述处理器701、存储器702、通信接口703通过所述总线704完成相互间的通信；所述通信接口703用于实现各建模软件及智能制造装备模块库等相关设备之间的信息传输；
所述处理器701用于调用所述存储器702中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述的基于视觉测量的牙科种植手机标定方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
步骤101：获取位于牙科种植手机上的若干个第一光学标记在预设的视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000121
以及位于标定块上的若干个第二光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000122
其中，所述视觉测量系统的测量精确度位于第一预设精确度范围内；所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于稳定状态。
步骤102：根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000123
以及所述
Figure BDA0001704568890000124
和所述
Figure BDA0001704568890000125
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000126
其中，m1表示牙科种植手机光学标记坐标系；m2表示标定块光学标记坐标系；V表示视觉测量系统坐标系；第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000127
为预先确定的定值，该定值的精确度位于第二预设精确度范围内。
步骤103：根据所述
Figure BDA0001704568890000131
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的基于视觉测量的牙科种植手机标定方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
步骤101：获取位于牙科种植手机上的若干个第一光学标记在预设的视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000132
以及位于标定块上的若干个第二光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure BDA0001704568890000133
其中，所述视觉测量系统的测量精确度位于第一预设精确度范围内；所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于稳定状态。
步骤102：根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000134
以及所述
Figure BDA0001704568890000135
和所述
Figure BDA0001704568890000136
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure BDA0001704568890000137
其中，m1表示牙科种植手机光学标记坐标系；m2表示标定块光学标记坐标系；V表示视觉测量系统坐标系；第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure BDA0001704568890000138
为预先确定的定值，该定值的精确度位于第二预设精确度范围内。
步骤103：根据所述
Figure BDA0001704568890000139
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于视觉测量的牙科种植手机标定系统，其特征在于，包括：牙科种植手机、标定块、辅助固定装置、视觉测量系统和处理器；
所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于稳定状态；
所述牙科种植手机上安装有若干个第一光学标记，所述标定块上有若干个第二光学标记；
所述处理器用于获取第一光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure FDA0002633218680000011
以及所述第二光学标记在视觉测量系统中的位置姿态
Figure FDA0002633218680000012
并根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure FDA0002633218680000013
以及所述
Figure FDA0002633218680000014
和所述
Figure FDA0002633218680000015
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure FDA0002633218680000016
其中，所述视觉测量系统的测量精确度位于第一预设精确度范围内；
根据所述
Figure FDA0002633218680000017
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果；
其中，m1表示牙科种植手机光学标记坐标系；m2表示标定块光学标记坐标系；V表示视觉测量系统坐标系；第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure FDA0002633218680000018
为预先确定的定值，该定值的精确度位于第二预设精确度范围内。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure FDA0002633218680000019
以及所述
Figure FDA00026332186800000110
和所述
Figure FDA00026332186800000111
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure FDA00026332186800000112
包括：
所述处理器根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure FDA00026332186800000113
以及所述
Figure FDA00026332186800000114
和所述
Figure FDA00026332186800000115
利用下面第一关系模型获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure FDA00026332186800000116
Figure FDA00026332186800000117
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述辅助固定装置包括V型槽和压板，所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述V型槽进行定位和支撑，并由所述压板进行固定。
4.一种基于视觉测量的牙科种植手机标定方法，其特征在于，包括：
获取位于牙科种植手机上的若干个第一光学标记在预设的视觉测量系统中的位置姿态
Figure FDA0002633218680000021
以及位于标定块上的若干个第二光学标记在所述视觉测量系统中的位置姿态
Figure FDA0002633218680000022
其中，所述牙科种植手机末端安装有钻头，所述标定块上设置有定位孔，所述钻头插入在所述定位孔中；所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由辅助固定装置进行固定；所述定位孔和所述辅助固定装置共同使得所述牙科种植手机处于位置确定且稳定的状态；其中，所述视觉测量系统的测量精确度位于第一预设精确度范围内；
根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure FDA0002633218680000023
以及所述
Figure FDA0002633218680000024
和所述
Figure FDA0002633218680000025
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure FDA0002633218680000026
根据所述
Figure FDA0002633218680000027
获取牙科种植手机末端的钻头在所述牙科种植手机光学标记坐标系m1中的位置标定结果；
其中，m1表示牙科种植手机光学标记坐标系；m2表示标定块光学标记坐标系；V表示视觉测量系统坐标系；第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure FDA0002633218680000028
为预先确定的定值，该定值的精确度位于第二预设精确度范围内。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure FDA0002633218680000029
以及所述
Figure FDA00026332186800000210
和所述
Figure FDA00026332186800000211
获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure FDA00026332186800000212
包括：
根据第二光学标记相对于定位孔的位置关系
Figure FDA00026332186800000213
以及所述
Figure FDA00026332186800000214
和所述
Figure FDA00026332186800000215
利用下面第一关系模型获取定位孔相对于第一光学标记的位置关系
Figure FDA00026332186800000216
Figure FDA00026332186800000217
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述辅助固定装置包括V型槽和压板，所述牙科种植手机远离所述钻头的一端由所述V型槽进行定位和支撑，并由所述压板进行固定。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求4至6任一项所述基于视觉测量的牙科种植手机标定方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至6任一项所述基于视觉测量的牙科种植手机标定方法的步骤。
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