隐形矫治技术中的正畴路径规划研究

发布时间：2022-02-21 00:49

　　拥有一副整齐洁白的牙齿,能够令人更加自信,迎合现代人爱美的生活观念,牙齿健康逐渐受到人们重视。计算机辅助设计与口腔医学的交叉融合,使得隐形牙齿矫治成为研究热点。隐形牙齿矫治技术能够预测正畸结果,如何自动计算出牙齿正畸中间阶段的位姿是矫治技术的关键点,为解决该问题,本文分为两部分展开研究。针对牙齿理想位姿确定问题,利用欧拉角定义牙齿姿态,提出一种基于拟合优化的错位牙齿自动排列算法。从二维角度分析三维牙列中各颗牙齿的位置和姿态,采用加权拟合优化的方法分别计算牙齿的坐标平移量与局部坐标轴旋转量,形成牙齿位姿与空间牙列曲线的关联约束,并结合矩形包围盒的碰撞检测方法,设计基于最速下降法的迭代算法在空间牙列曲线约束范围内调整牙齿位姿,完成牙齿的自动排列,最后通过实验验证算法有效性,同时与人工排牙和现有排牙方法进行对比,并给出实验结果及分析。针对牙齿正畸路径规划问题,利用四元数定义牙齿姿态,结合牙齿的初始位姿和目标位姿,给出两阶段法为牙齿正畸规划无碰撞路径。第一个阶段,采用四元数球面线性插值和位置线性插值求取牙齿正畸中间位姿,获得正畸阶段初始值,并将得到的中间姿态作为采样节点应用于下个阶段;第二个阶... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 隐形矫治技术研究现状
        1.2.2 路径规划技术研究现状
    1.3 论文研究内容与组织结构安排
2 数字化牙齿正畸问题描述与分析
    2.1 数据
        2.1.1 获取牙颌数据
        2.1.2 牙齿数据引用
        2.1.3 牙齿医学名称及编号
    2.2 问题
        2.2.1 隐形矫治过程
        2.2.2 数字化牙齿正畸问题
        2.2.3 数字化牙齿正畸问题分析
    2.3 解决方案
        2.3.1 位姿空间
        2.3.2 本文解决方案
    2.4 本章小结
3 牙齿理想正畸位置确定
    3.1 引言
    3.2 技术准备
        3.2.1 排牙坐标系
        3.2.2 牙齿局部坐标系
        3.2.3 坐标转换
    3.3 错位牙齿自动排列方法
        3.3.1 平移量
        3.3.2 旋转量
        3.3.3 碰撞检测与迭代调整
        3.3.4 排牙算法
    3.4 实验结果及分析
        3.4.1 排牙前后对比
        3.4.2 与人工排牙结果对比
        3.4.3 与现有排牙方法对比
    3.5 本章小结
4 牙齿正畸路径规划
    4.1 引言
    4.2 牙齿正畸路径规划问题的描述与建模
        4.2.1 问题假设
        4.2.2 问题描述
        4.2.3 问题建模
    4.3 获取初始解
        4.3.1 姿态定义
        4.3.2 旋转姿态插补
        4.3.3 平移量线性插值
        4.3.4 初始解算法
        4.3.5 实验结果及分析
    4.4 考虑碰撞的牙齿正畸路径规划策略
        4.4.1 RRT算法原理
        4.4.2 牙齿碰撞定义
        4.4.3 结合RRT算法与优先级方案的牙齿正畸路径规划策略
        4.4.4 实验结果及分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]排牙软件中牙冠模型修补方法研究[J]. 李占利,吴兴欢,高天宇.  广西大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]机器人姿态插补的四元数直接逆解方法[J]. 成津赛,张秋菊.  机械科学与技术. 2016(09)
[3]基于数字化技术的正畸诊断性排牙中牙根位置初探[J]. 侯瑜琳,赵一姣,王勇,王斯维,刘怡.  中华口腔医学杂志. 2015 (10)
[4]数字化三维诊疗技术在口腔正畸学中的应用[J]. 杨瑾廷,韩向龙,白丁.  国际口腔医学杂志. 2015(04)
[5]牙石膏模型三维数字化现状及发展前景[J]. 彭春,宋锦璘.  现代医药卫生. 2015(04)
[6]无托槽隐形矫治器的研究进展[J]. 韩敏,王春玲.  山东医药. 2014(25)
[7]Spee曲线相关研究的回顾[J]. 于跃,许天民.  中华口腔正畸学杂志. 2013 (04)
[8]牙弓曲线发生器的运动规划与仿真[J]. 姜金刚,张永德.  哈尔滨理工大学学报. 2013(01)
[9]3D整合牙颌模型在无托槽隐形矫治器设计中的应用[J]. 高一,郭宏铭,周洁珉.  北京口腔医学. 2011(05)
[10]牙颌模型测量的三维进展[J]. 陈栋,姚军.  医学综述. 2011(06)

博士论文
[1]多移动机器人路径规划研究[D]. 马勇.华中科技大学 2012

硕士论文
[1]三维空间移动机器人路径规划技术的研究[D]. 陆亮.合肥工业大学 2017
[2]牙齿正畸路径规划方法研究及可视化开发[D]. 张筱.山东大学 2016
[3]工业机器人姿态规划及轨迹优化研究[D]. 季晨.哈尔滨工业大学 2013
[4]牙齿矫正中牙齿移动的仿真和优化方法研究[D]. 杨光.西安科技大学 2011
[5]基于隐形矫正器的牙齿矫正模拟系统研究与开发[D]. 张志亮.福州大学 2011
[6]牙齿移动路径规划优化方法研究[D]. 李彬杰.西安科技大学 2010
[7]牙齿隐形正畸系统的研究与实现[D]. 杨峰.浙江大学 2010
[8]隐形矫治系统中牙列矫治CAD技术研究与实现[D]. 郝国栋.南京航空航天大学 2008
[9]个体化直丝弓托槽及新型定位托盘的计算机辅助设计与制造[D]. 张文健.南京医科大学 2007
[10]虚拟牙齿矫正系统的研究与开发[D]. 纪峰.西安科技大学 2006



本文编号：3636154