结构光技术在牙齿三维测量中的应用

"本文介绍了一种利用结构光技术进行牙齿三维测量的系统，该系统采用CCD相机和DLP 4500投影模块，结合格雷码与相移法进行投影，通过张正友标定法实现相机与投影仪的快速精确联合标定，从而获取牙模的三维点云轮廓数据，为牙科领域的应用提供了坚实的基础。" 在牙科领域，精准的三维测量对于牙齿修复、矫正和种植等治疗方案的设计至关重要。传统的牙齿测量方法通常依赖于物理模型或者二维图像，这些方法往往精度有限且耗时。因此，开发一种高效、精确的三维测量系统成为了一项重要的技术需求。 本文提出的基于结构光的牙齿三维测量系统，其核心在于将结构光投影到牙齿表面，通过CCD相机捕获被照亮的牙齿图像。结构光技术结合了格雷码和相移法，格雷码用于提供多个不同相位的图案，而相移法则通过分析这些图案在牙齿上的位移来计算深度信息，从而实现三维重建。这种结合的方式可以提高测量的精度和稳定性。 在系统设计中，采用了张正友标定法对相机和投影仪进行联合标定。张正友标定法是一种常用的光学设备标定方法，它通过一系列已知几何形状的标靶来校正相机和投影仪的内部和外部参数，包括畸变系数、镜头参数以及相机与投影仪之间的相对位置和姿态，确保测量的准确性和一致性。 在完成系统标定后，研究人员进行了牙模扫描实验，收集到的三维点云数据可以清晰地描绘出牙齿的轮廓和细节，这对于牙医来说，不仅可以直观地了解牙齿的形状，还能精确测量牙齿的尺寸，有助于制定个性化的治疗方案。 实验结果证明，该系统具有高精度的三维测量能力，能够满足牙科临床应用的需求。未来，这样的系统有望进一步集成到牙科诊所，为患者提供更精确、更快速的服务，同时也为牙齿健康研究提供强有力的技术支持。 总结起来，该系统通过结构光、格雷码、相移法和相机投影仪的联合标定，实现了牙齿的高精度三维测量，对于提升牙科诊疗水平和推动相关技术研发具有重要意义。