1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên ứu phương pháp quét 3d răng ứng dụng trong nha khoa

97 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Phương Pháp Quét 3D Răng Ứng Dụng Trong Nha Khoa
Tác giả Nguyễn Văn Hòa
Người hướng dẫn TS. Hoàng Hồng Hải
Trường học Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
Thể loại Luận Văn Thạc Sĩ
Năm xuất bản 2018
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 97
Dung lượng 23,17 MB

Nội dung

B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NI - NGUYỄN VĂN HÒA NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP QUÉT 3D RĂNG ỨNG DỤNG TRONG NHA KHOA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Hà Ni – 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205065541000000 B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NI - NGUYỄN VĂN HÒA NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP QUÉT 3D RĂNG ỨNG DỤNG TRONG NHA KHOA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY GIÁO VIÊN HƯNG DẪN: TS HOÀNG HỒNG HẢI Hà Ni - 2018 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Hồng Hồng Hải MC LC DANH SÁCH HÌNH NH M ĐU CHNG I: GII THIU TNG QUAN 10 1.1.Phng pháp truyền thng (Ly du răng): 10 1.2.Phng pháp k thut s (không tip xúc) 11 a) Phơng pháp kỹ thuật số thông thng 11 b) Phơng pháp kỹ thuật số siêu tốc (không tiếp xúc): 12 CHNG II: K THUT X LÝ NH TRONG NHA KHOA VÀ NGUYÊN LÝ HOT ĐNG CA MÁY QUÉT 3D 16 2.1.K thut x lý nh Nha khoa 16 2.1.1 Các vấn đề bn xử lý nh 16 2.1.2 Kĩ thuật mặt n bn 18 2.1.3 Các kỹ thuật lọc nhiễu 19 2.1.4 Các kĩ thuật dò cnh 22 2.1.5 Các kĩ thuật dị góc 29 2.2.Nguyên lý hot đng ca máy quét 3D 34 CHNG III: THUT TOÁN ICP VÀ GO-ICP 39 3.1.Tng quan thut toán ICP 39 a) Gii thuật ICP 39 b) Phơng pháp ghép thô SAC-IA 44 c) Quá trình liên kết cặp đám mây điểm thành vật thể hồn chỉnh 59 3.2.Thut tốn GO-ICP 65 CHNG IV: H THNG THÍ NGHIM 69 4.1.Quét mu hƠm di thch cao máy Quét 3D Laserdenta 69 a) Hiệu chỉnh máy Quét 3D 69 b) Tiến hành quét mẫu 75 HV: Nguyễn Văn Hòa Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Hồng Hồng Hải c) Sử dụng thuật tốn GO - ICP (Global Optimization – Iterative Closest Point) 78 d) Sử dụng phần mềm Geomagic Control 79 4.2.S dng phn mềm 3D builder để chỉnh sa to khi 85 4.3.Thit k gi dựa file stl đƣ đc hoàn chỉnh 87 4.4.S dng phn mềm Sum3D để đa file G-code gia công máy CNC 91 KT LUN 93 TÀI LIU THAM KHO 94 HV: Nguyễn Văn Hòa Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Hồng Hồng Hải LI NĨI ĐU Hiện nay, công nghệ quét 3D nhận đợc nhiều quan tâm ca nhà nghiên cu công ty ng dụng quy trình to mẫu ngợc vào sn xuất Các ng dụng ca công nghệ quét 3D đợc ng dụng nhiều lĩnh vực nh quét mẫu đúc, to hình khí, phục hình nha khoa, Trong nha khoa, công nghệ quét 3D đợc áp dụng rộng rưi với vai trị hỗ trợ gia cơng xác biên dng Tuy nhiên, với biên dng phc tp ca hàm ngi, việc đa mơ hình 3D hoàn thiện tr ngi lớn công nghệ quét 3D Để nâng cao độ xác ca mơ hình 3D, thuật tốn interative closest point đợc viết ngơn ngữ lập trình C++ đợc áp dụng giúp cho việc xây dựng biên dng ngi cách xác, hn chế việc mơ hình bị vỡ điểm nh Mặc dù đư hn chế đợc việc mơ hình bị vỡ điểm nh Tuy nhiên, kiến thc hn hẹp thi gian thực hn chế nên đề tài ca cha đợc tối u Tơi mong đóng góp sửa chữa để đề tài mang li kết qu tốt Tơi xin chân thành cm ơn thầy TS Hồng Hồng Hi đư hớng dẫn tơi hồn thành luận văn HV: Nguyễn Văn Hòa Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Hồng Hồng Hải Li cam đoan Tơi tên là: Nguyễn Văn Hịa Lớp: 16BCTM.KT Khóa 2016B Chun ngành: Chế to máy Đề tài: Nghiên cu phơng pháp quét 3D ng dụng Nha khoa Tôi xin cam đoan kết qu nghiên cu luận văn ca riêng cha đợc công bố cơng trình nghiên cu Hà nội, ngày tháng năm Học viên HV: Nguyễn Văn Hòa Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Hồng Hồng Hải DANH SÁCH HÌNH NH Hình 1.1: Tạo giả phơng pháp truyền thống 10 Hình 1.2: Tạo giả phơng pháp kỹ thuật số 12 Hình 1.3: Tạo giả phơng pháp kỹ thuật số siêu tốc 13 Hình 2.1: Phơng pháp dùng mặt nạ để tìm đờng biên theo chiều dọc 20 Hình 2.2: Nhiễu phụ thuộc vào liệu 21 Hình 2.3: Nhiễu Gaussian trớc sau xử lí 21 Hình 2.4: Nhiễu muối tiêu trớc sau xử lí 22 Hình 2.5: Kết trích xuất cạnh sử dụng phơng pháp dị cạnh Robert Cross 25 Hình 2.6: Kết trích xuất cạnh sử dụng phơng pháp dị cạnh Sobel 26 Hình 2.7: Kết trích xuất cạnh sử dụng phơng pháp dị cạnh Canny 28 Hình 3.1: Nguyên lý hoạt động máy quét 3D 34 Hình 3.2: Phơng pháp tam giác điểm 36 Hình 3.3: Hình ảnh trình quét 37 Hình 4.1: Kết ghép nối hai đám mây điểm dùng ICP 40 Hình 4.2: Kết ghép nối hai đám mây điểm dùng ICP góc lệch hai đám mây điểm gần 30° 41 Hình 4.3: Kết ghép nối ICP sai số nhiều đám mây điểm có góc lệch lớn 42 Hình 4.4: ớc lợng vector pháp tuyến bề mặt: pháp tuyến điểm đợc ớc lợng từ lân cận nằm mặt cầu có bán kính 0,03 m 45 Hình 4.5: Biểu diễn khung Darboux góc đặc tính PFH cho cặp điểm  t với vector pháp tuyến tơng ứng ns n t 48 Hình 4.6: Biểu đồ vùng tính tốn PFH Điểm truy vấn (đỏ) k-điểm lân cận (xanh) đợc nối với thành lới 49 Hình 4.7: Ví dụ biểu diễn PFH hai lớp điểm đám mây điểm 50 Hình 4.8: Biểu đồ vùng tính tốn đặc tính Fast Point Feature Histogram 51 HV: Nguyễn Văn Hòa Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Hồng Hồng Hải Hình 4.9: Vector pháp tuyến bề mặt can nhựa 52 Hình 4.10: Biểu đồ FPFH đám mây điểm can nhựa 53 Hình 4.11: Hai đám mây điểm cha ghép nối đợc nhìn từ hai góc khác 57 Hình 4.12: Hai đám mây điểm ghép nối, bên trái sử dụng ICP, bên phải SAC-IA 57 Hình 4.13: Các đám mây điểm sau ghép nối thô sử dụng SAC-IA, ghép nối tinh chỉnh sử dụng ICP 57 Hình 4.14: Hình ảnh 2D vật thể sử dụng làm mẫu 58 Hình 4.15: Mời hai đám mây điểm thu đợc từ góc nhìn khác vật thể, đủ để tái tạo hồn tồn mơ hình vật thể 61 Hình 4.16: Sơ đồ ghép nối cặp đám mây điểm 62 Hình 4.17: Hai đám mây điểm nửa trái, phải vật thể, (mỗi đám mây đợc ghép từ sáu đám mây ban đầu phía) 62 Hình 4.18: Đám mây điểm hoàn chỉnh sau ghép nối, nhìn từ hai góc khác 63 Hình 5.1: Trình tự thực hành 67 Hình 5.2: Màn hình khởi động 68 Hình 5.3: Chỉnh tâm camera 68 Hình 5.4: Chỉnh gốc tọa độ 69 Hình 5.5: Bật đèn phát laser 69 Hình 5.6: Điều chỉnh đèn phát Laser 70 Hình 5.7: Cài đặt gốc tọa độ cho tất phận 70 Hình 5.8: Màn hình tạo liệu 71 Hình 5.9: Chọn vị trí tơng ứng 72 Hình 5.10: Quét mẫu 73 Hình 5.11: Mơ hình 3D hàm 73 Hình 5.12: Mơ hình 3D hàm 75 Hình 5.13: Thơng số ma tr ận ghép đám mây điểm 76 HV: Nguyễn Văn Hòa Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Hồng Hồng Hải Hình 5.14: Q trình ghép thơ 76 Hình 5.15: Quá trình ghép tinh 77 Hình 5.16: Mơ hình 3D hồn thiện 77 Hình 5.17: Mơ hình 3D hàm đợc quét máy imetric L1m mơ hình 3D hàm đợc tối u hóa thuật tốn GO-ICP 78 Hình 5.18: So sánh sai lệch mơ hình 79 Hình 5.19: Bảng so sánh sai lệch 79 Hình 5.20: Màn hình khởi động phần mềm 3D builder 80 Hình 5.21: Mơ hình 3D hàm đợc tạo khối 81 Hình 5.22: Cắt bỏ phần khơng cần thiết mơ hình 3D 81 Hình 5.23: Chọn đờng hồn tất thơ 82 Hình 5.24: Chọn đờng hồn tất tinh 82 Hình 5.25: Chọn mẫu th viện 83 Hình 5.26: Chọn thơng số độ dày 83 Hình 5.27: Chỉnh sửa biên dạng 84 Hình 5.28: Mơ hình hồn chỉnh 84 Hình 5.29: Màn hình khởi động phần mềm Sum3D 85 Hình 5.30: Chọn phơi vật liệu 85 Hình 5.31: Chỉnh vị trí gia cơng chân 86 HV: Nguyễn Văn Hòa Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Hoàng Hồng Hải M ĐU Tính cp thit ca đề tài Cơng nghệ quét 3D trình xác định hình dng bề mặt ca vật thể không gian ba chiều để to mơ hình kỹ thuật số 3D Qt 3D đư m bớc ngoặt công nghệ 3D, mơ hình vật chất tồn ti giới mơ hình hóa liệu kỹ thuật số vòng vài gi đồng hồ Công nghệ đợc ng dụng nhiều lĩnh vực từ sn xuất, kho cổ học, y tế đến giao thông, xây dựng… Trong y học, công nghệ quét 3D đợc phát triển nhanh Từ nhu cầu ca việc cần thiết to xác số lợng lớn mơ hình 3D hàm ca ngành Nha khoa phục hồi chỉnh hình Hiện nay, có nhiều thiết bị quét 3D cho ngành Nha khoa phục hồi đợc phát triển toàn giới Tuy nhiên, thiết bị gặp phi vấn đề mơ hình qt đa số bị phân mnh, khơng thể qt đợc tồn đám mây điểm ca vật thể, điều gây nh hng đến việc gia cơng xác biên dng Xuất phát từ tầm quan trọng ca việc nâng cao độ xác ca mơ hình 3D Do vậy, tơi chọn đề tài “Nghiên cứu phng pháp quét 3D ứng dng Nha khoa” Đối tợng đợc sử dụng để nghiên cu mơ hình mẫu thch cao ca ngi Mc tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cu ng dụng ca công nghệ quét 3D Nha khoa xây dựng thuật toán ghép đám mây điểm ca vào mơ hình 3D tổng thể ca hàm ngi để khắc phục việc mô hình 3D hàm bị vỡ điểm nh qua hỗ trợ việc gia công sử dụng máy quét 3D Laserdenta Đi tng phm vi nghiên cứu - Nghiên cu lý thuyết quét 3D - Nghiên cu cấu to, nguyên lý hot động ca máy quét 3D Laserdenta HV: Nguyễn Văn Hòa

Ngày đăng: 22/01/2024, 17:03