一種模型引導下的3d打印額面腫瘤治療導板智能化質量檢測方法

一種模型引導下的3d打印額面腫瘤治療導板智能化質量檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種模型引導下的3D打印額面腫瘤治療導板智能化質量檢測方法。本發明首先研究并提出一種有效對導板模型stl文件的導孔檢測方法其次設計合理的位置初始化方案實現使用單個CCD相機完成雙目視覺測量的方法，使導板模型在機械系統世界坐標系下的位置與模型世界坐標系的位置對齊，并設計基于檢測到的導孔位置設計合理的檢測路徑的方法；最后研究并提出一種通過單目CCD相機判斷導孔成型合格與否的導孔檢測方法。在上述研究的基礎上，基于五軸機械系統設計精確合理的額面腫瘤導板導孔檢測系統。本發明能夠精確的提取出導孔的世界坐標并能夠合理的檢測出導孔成型是否合格的同時保證一定的檢測速度。
【專利說明】
-種模型引導下的3D打印額面腫瘤治療導板智能化質量檢測 方法
技術領域
[0001] 本發明設及智能化控制和圖像識別技術，具體設及一種模型引導下的額面腫瘤導 板智能化導孔質量檢測方法研究與實現。
【背景技術】
[0002] 3D打印是一種增材制造技術，能夠快速完成工業設計或是模具制造。一開始3D打 印僅是一部分創客的玩具或者用于工業上一些小零件的生產，但是隨著3D打印的技術不斷 完善，越來越多的行業開始使用運一技術，在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工 (AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、±木工程、槍支W及其他領 域都有所應用。而隨著運項技術的興起，使一些具有突破意義的方法能夠獲得實現。由北京 工業大學承擔的北京市科委重大課題"3D打印腫瘤醫療導板成型裝備及檢測設備工程樣機 研制"，在運方面取得了突破。已于內蒙古自治區腫瘤醫院微創介入中屯、實現一起臨床治 療。但是，目前打印出的醫療導板的導孔并不能保證能夠直接使用，檢測成品是否合格的機 制也不健全，每個導板的每個孔都需要人工檢查是否合格，為此，需要開發一種額面腫瘤導 板智能化導孔合格判別系統減少人工成本。

【發明內容】

[0003] 本發明提供一種模型引導下的的額面腫瘤導板智能化導孔質量檢測及試穿系統， 該系統可W實現對個性化非常高的腫瘤導板的導孔智能化的判別是否合格并進行試穿。
[0004] 由于現有的自動檢測方案對個性化高的3D打印模板魯棒性很低，沒有一種方法對 3D打印產品進行質量檢測。本發明基于額面腫瘤導板和導孔的stl模型文件和圖像的研究， 提出一種適合于個性化導板的智能化導孔合格判別和試穿系統。該系統能有效地檢測各類 額面腫瘤導板。
[0005] 本發明的技術方案是運樣實現的：一種模型引導下的額面腫瘤導板智能化導孔質 量檢測方法，其步驟包括：
[0006] A、模型位置初始化階段，首先對相機進行單目標定，得到相機焦距f，并求相機祀 標平面的像素大小化。在給定的導板上用紅色標記紙做上Ξ個標記，因為紅色標記最為明 顯。將導板放置在平臺上，并用定位銷卡住。輸入導板stl文件下簡稱導板模型）和導孔 stl文件，用戶通過人機交互記錄導板的Ξ維模型在標記位置的Ξ維坐標。然后控制機械系 統上的已標定過內參數的相機平移拍攝左中右Ξ幅圖像，用來進行雙目測量，提取Ξ幅圖 紅色標記的頂點，計算紅色標志點在機械系統的坐標系下的Ξ維坐標。通過導板Ξ維模型 的一組Ξ維坐標和導板實際位置的一組Ξ維坐標計算Ξ維坐標的變換矩陣，由此可將Ξ維 模型按此矩陣進行變換，達到Ξ維模型和導板實際位置的對齊。
[0007] B、導孔路徑計算階段，對經過變換后的導板Ξ維文件和導孔Ξ維文件進行提取導 孔法向量和中屯、點的Ξ維坐標工作，并根據法向量和中屯、坐標按照機械系統五個運動軸的 運動方向進行運動數值的計算，得到檢測及試穿的運動路徑。
[0008] C、導孔檢測階段，按步驟B中的路徑移動，每移動到一個導孔位置時，停止移動，采 集一幅圖像，取W圖像中屯、為中屯、大小為300*300的圖像，提取圖像輪廓，求各個輪廓的長 度C和面積S，計算每個輪廓的C2/仙S，記為丫，將丫按從大到小排列，取丫最大的輪廓，并求 輪廓的長寬比k，若k大于等于0.8則認為該輪廓為所需檢測的導孔輪廓，否則取丫第二大的 輪廓，求輪廓的長寬比k進行判斷，若k小于0.8則依此類推，判斷下一個輪廓，找到待檢測輪 廓后，求輪廓中屯、到圖像中屯、的坐標差(x，y)，單位為像素，控制平臺移動巧祀標平面化，平 臺移動距離單位為毫米，同理，操作y，重復上述步驟，使輪廓中屯、與圖像中屯、坐標差小于 0.1mm。如果輪廓的k與c2/43is都大于等于0.8且輪廓調整距離小于0.1mm時，則認為該導孔 通過檢測，判別為合格，然后移動到下一個導孔重復步驟C的工作進行質量檢測直至所有導 孔都檢測完畢。
[0009] 所述步驟A具體包括：
[0010] A1、將相機移至拍攝畫面能夠完全容納導板放置平臺的高度，對準焦距，然后對所 用CCD相機進行單目標定，采用張正友的棋盤格標定法。得到相機焦距f，并測量此時相機所 拍攝畫面的實際寬度d，本專利采用相機分辨率為5120*3840,故可求得此時相機祀標平面 像素寬為化= d/5120，步驟A1只用做一次；
[0011] A2、將相機平移到機械系統轉軸中屯、，即使相機所拍攝圖像中屯、為圓形轉臺的圓 屯、，然后先將相機向機械系統X軸即左右平移軸負向移動50mm拍攝圖像，再向正向移動 100mm拍攝圖像，W此構建一個左右視圖平行的雙目視覺系統，根據雙目視覺公式：
[0012]
[0013]式中x，y，z為點的Ξ維坐標，Χι，Υι為點在左視圖下的圖像坐標，Xr，Yr，為點在右視 圖下的圖像坐標，fl，fr為左右兩個相機的焦距，
自成兩個相機的相對旋轉 矩陣r，（ tx，ty，tz)構成兩個相機間的相對平移向量t。由于兩相機是由同一相機平移構成的 系統，故f 1與fr為同一值f，r為單位矩陣
[0014]
[001引式中X，y，Z為點的二維坐柄；，Xl，Yl，Xr，Yr，為點在左右兩幅圖像的坐t不，f 1，fr為左 右兩個相機的焦距
構成兩個相機的相對旋轉矩陣'，（心山心)構成兩個相 機間的相對平移向量t。由于兩相機是由同一相機平移構成的系統，故fi與片為同一值f，r為 單位矩P
，*為(-100，0，0)。可求得機械系統中屯、在左相機坐標系下的Ξ維坐 標，X軸減50即能得到平移之前的相機坐標系下的機械系統中屯、坐標，即得到機械系統坐標 系的原點在相機坐標系下的坐標，記為(Xc，化，Zc)。t為(-100，0，0)。可求得機械系統中屯、 在左相機坐標系下的Ξ維坐標，X軸減50即能得到平移之前的相機坐標系下的機械系統中 屯、坐標，即得到機械系統坐標系的原點在相機坐標系下的坐標，記為(Xc，化，Zc)。
[0016] A3、將導板用紅色標記紙做上Ξ個標記，按從上至下從左至右的順序記為1、2、3。 將導板放置在平臺上，并用定位銷卡住。輸入導板stl文件下簡稱導板模型）和導孔stl 文件，用戶通過人機交互按順序記錄導板的Ξ維模型在導板紅色標記位置的Ξ維坐標(XI， yl，zl)、（x2，y2，z2)、（x3，y3，z3)。
[0017] A4、通過控制機械系統上的已標定過內參數的相機平移拍攝左中右Ξ幅圖像，用 來進行雙目測量，提取Ξ幅圖紅色標記的頂點，由于導板太大，平移相機后拍不下，故拍左 中右Ξ幅圖，左中、中右為一組，相機間隔為100mm。對Ξ幅圖像分別做二值化處理，像素值 紅色分量是綠色分量和藍色分量的兩倍的像素點為1，其余為0。對二值化后的圖像做輪廓 提取，得到紅色標記的輪廓，1號標記提取X值最大、y值最小的點，2號標記提取X值最小、y值 最大的點，3號標記提取X值和y值均最大的點。由此，按步驟A2中的雙目視覺公式，W左中、 中右各位一組，計算紅色標志點在相機坐標系下的坐標(XI，Y1，Z1)、（X2，Y2，Z2)、（X3，Υ3， Ζ3)，令X不變，Υ = Ζ，Ζ = -Υ求得在機械系統的坐標系下的Ξ維坐標。
[001 引 Α5、通過 A3 步驟的（xl，yl，zl)、（x2，y2，z2)、（x3，y3，z3)和步驟A4的(Xl，Yl，Zl)、 (乂2，￥2,22)、口3，￥3,23)求出兩者之間的變換矩陣。首先根據3點確定一個平面，求(又1， yl，zl)、（x2，y2，z2)、（x3，y3，z3)所構成平面的法向量Nl，同理求步驟A4的（Xl，Yl，Zl)、 (X2，Y2，Z2)、（X3，Y3，Z3)構成平面的法向量N2，通過向量叉乘公式構建N1旋轉到N2的旋轉 矩陣 R1。用 ^1，￥1，21)、口2，￥2,22)、（乂3，￥3,23)分別乘^則，得到（乂4，￥4,24)、口5，￥5， Z5)、（X6，Y6，Z6)。通過（x2，y2，z2)、（x3，y3，z3)兩點構建向量vl，（X5，Y5，巧）、（X6，Y6，Z6) 兩點構建向量v2，求vl和v2的夾角，并構建旋轉矩陣R2，用（X4，Υ4，Z4)、（X5，Υ5，巧）、（X6， Y6，Z6)分別乘WR2，得到（X7，Y7，Z7)、（X8，Y8，Z8)、（X9，Y9，Z9)。用向量（xl，yl，zl)減去 (Χ7，Υ7，Ζ7)得到向量Τ，最后構建變換矩陣P=[R1XR2T]，把Ξ維模型乘W矩陣P，使模型與 導板實際位置對齊。
[0019] 所述步驟B具體包括：
[0020] B1、對A3步驟中輸入的導孔stl文件，選定導板的正方向（導板貼合病人一面為背 面)曰，由向量a過濾與導板反方向的=角面，對剩下的=角面進行最大邊過濾，將最大邊長 大于5的Ξ角面過濾，最后計算Ξ角面內屯、間距，間距小于3的Ξ角面聚為一類，每類Ξ角形 頂點坐標的均值即為一個導孔中屯、坐標，每類Ξ角形法向量的均值即為一個導孔的法向 量。
[0021] B2、對B1步驟中獲得的導孔法向量進行角度分解，將分解出由該法向量繞X軸旋轉 角α和Z軸旋轉角β旋轉到向量(0，1，0)的兩個角度，根據運兩個角度對導孔法向量進行分 類，當兩個法向量的α和β相差小于0.5時分為一類，然后在同類中進行再進行角度差和位移 差的計算，所有的導孔進行完角度差和位移差的計算后，得到檢測所有的導孔的移動路徑。
[0022] 本發明與現有技術相比，具有W下明顯的優勢和有益效果：
[0023] (1)本發明對個性化的不規則導板有較高的魯棒性，不會應模型外觀的不規則性 影響性能。
[0024] (2)能自動檢測導孔并對其進行試穿，在判別導孔是否合格和試穿過程中人工干 設少，精確度高。
【附圖說明】：
[0025] 圖1是技術方案的整體流程圖。
[0026] 圖2是系統實驗導板實物圖
[0027] 圖3是導孔模型圖。
【具體實施方式】：
[0028] 本發明技術方案的整體流程如說明書附圖1所示，分為模型位置初始化、導孔路徑 計算階段和導孔檢測階段。該技術方案在定制機器上(樣例如附圖2)進行實驗，實驗導板如 附圖3。我們的系統能夠成功對導孔進行合格判別和試穿。
[0029] Α、模型位置初始化階段，首先對相機進行單目標定得到相機焦距f，并求相機祀標 平面的像素大小化。在給定的導板上用紅色標記紙做上Ξ個標記。將導板放置在平臺上，并 用定位銷卡住。輸入導板stl文件下簡稱導板模型）和導孔stl文件，用戶通過人機交互 記錄導板的Ξ維模型在標記位置的Ξ維坐標。然后控制機械系統上的已標定過內參數的相 機平移拍攝左中右Ξ幅圖像，用來進行雙目測量，提取Ξ幅圖紅色標記的頂點，計算紅色標 志點在機械系統的坐標系下的Ξ維坐標。通過導板Ξ維模型的一組Ξ維坐標和導板實際位 置的一組Ξ維坐標計算Ξ維坐標的變換矩陣，由此可將Ξ維模型按此矩陣進行變換，達到 Ξ維模型和導板實際位置的對齊。
[0030] B、導孔路徑計算階段，對經過變換后的導板Ξ維文件和導孔Ξ維文件進行提取導 孔法向量和中屯、點的Ξ維坐標工作，并根據法向量和中屯、坐標按照機械系統五個運動軸的 運動方向進行運動數值的計算，得到檢測及試穿的運動路徑。
[0031 ] C、導孔檢測階段，按步驟Β中的路徑移動，每移動到一個導孔位置時，停止移動，采 集一幅圖像，取W圖像中屯、為中屯、大小為300*300的圖像，提取圖像輪廓，求各個輪廓的長 度C和面積S，并求輪廓的長寬比k，取k最接近1和c2/43is最大的輪廓，求輪廓中屯、到圖像中 屯、的坐標差(x，y)，單位為像素，控制平臺移動X*祀標平面化，平臺移動距離單位為毫米，同 理，操作y，重復上述步驟，使輪廓中屯、與圖像中屯、坐標差小于0.1mm，再次檢測輪廓的k與 c2/43is，若k與c2/43is均大于0.8且輪廓調整距離少于0.1mm時，則認為該孔通過檢測，判別 為合格。
[0032] 所述步驟A具體包括：
[0033] A1、將相機移至拍攝畫面能夠完全容納導板放置平臺的高度，對準焦距，然后對所 用CCD相機進行單目標定，采用張正友的棋盤格標定法。得到相機焦距f，并測量此時相機所 拍攝畫面的實際寬度d，本專利采用相機分辨率為5120*3840,故可求得此時相機祀標平面 像素寬為化= d/5120，步驟A1只用做一次；
[0034] A2、將相機平移到機械系統轉軸中屯、，即使相機所拍攝圖像中屯、為圓形轉臺的圓 屯、，然后先將相機向機械系統X軸即左右平移軸負向移動50mm拍攝圖像，再向正向移動 100mm拍攝圖像，W此構建一個左右視圖平行的雙目視覺系統，根據雙目視覺公式：
[0035]
[0036] 式中X，y，Z為點的Ξ維坐標，Xi，Yi為點在左視圖下的圖像坐標，Xr，Yr，為點在右視 圖下的圖像坐標，f讓r為左右兩個相機的焦距
構成兩個相機的相對旋轉矩 陣r，（tx，ty，tz)構成兩個相機間的相對平移向量t。由于兩相機是由同一相機平移構成的系 統，故fi與fr為同一值f，r為單位矩悶
t為(-100,0,0)。可求得機械系統中屯、在 左相機坐標系下的Ξ維坐標，X軸減50即能得到平移之前的相機坐標系下的機械系統中屯、 坐標，即得到機械系統坐標系的原點在相機坐標系下的坐標，記為(Xc，化，Zc)。
[0037] A3、將導板用紅色標記紙做上Ξ個標記，按從上至下從左至右的順序記為1、2、3。 將導板放置在平臺上，并用定位銷卡住。輸入導板stl文件下簡稱導板模型）和導孔stl 文件，用戶通過人機交互按順序記錄導板的Ξ維模型在導板紅色標記位置的Ξ維坐標(xl， yl，zl)、（x2，y2，z2)、（x3，y3，z3)。
[0038] A4、通過控制機械系統上的已標定過內參數的相機平移拍攝左中右Ξ幅圖像，用 來進行雙目測量，提取Ξ幅圖紅色標記的頂點，由于導板太大，平移相機后拍不下，故拍左 中右Ξ幅圖，左中、中右為一組，相機間隔為100mm。對Ξ幅圖像做二值化處理，像素值紅色 分量是綠色分量和藍色分量的兩倍的像素點為1，其余為0。對二值化后的圖像做輪廓提取， 得到紅色標記的輪廓，1號標記提取X值最大、y值最小的點，2號標記提取X值最小、y值最大 的點，3號標記提取X值和y值均最大的點。由此，按步驟A2中的雙目視覺公式，已左中、中右 各位一組，計算紅色標志點在相機坐標系下的坐標(Χ1，Υ1，Ζ1)、（Χ2，Υ2，Ζ2)、（Χ3，Υ3，Ζ3)， 令X不變，Υ = Ζ，Ζ = -Υ求得在機械系統的坐標系下的Ξ維坐標。
[0039] Α5、通過 A3 步驟的（xl，yl，zl)、（x2，y2，z2)、（x3，y3，z3)和步驟A4的(Xl，Yl，Zl)、 (乂2，￥2,22)、村3，￥3,23)求出兩者之間的變換矩陣。首先根據3點確定一個平面，求(別，71， zl)、（x2，y2，z2)、（x3，y3，z3)所構成平面的法向量Nl，同理求步驟A4的（Xl，Yl，Zl)、（X2， Y2，Z2)、（X3，Y3，Z3)構成平面的法向量N2，通過向量的叉乘公式構建N1旋轉到N2的旋轉矩 陣 R1。用（乂1，￥1，21)、口2，￥2,22)、（乂3，￥3,23)分別乘^1?1，得到（乂4，￥4,24)、口5，￥5，巧）、 (X6，Y6，Z6)。通過（x2，y2，z2)、（x3，y3，z3)兩點構建向量vl，（X5，Y5，巧）、（X6，Y6，Z6)兩點 構建向量v2,求vl和v2的夾角，并構建旋轉矩陣R2,用(X4，Y4，Z4)、（X5，Y5J5)、（X6，Y6，Z6) 分別乘 WR2,得到（X7，Y7，Z7)、（X8，Y8，Z8)、（X9，Y9，Z9)。用向量（xl，yl，zl)減去（X7，Y7， Z7)得到向量T，最后構建變換矩陣F心轉||><矜1^11，把^維模型乘^矩陣口，使模型與導 板實際位置對齊。
[0040] 所述步驟B具體包括：
[0041] B1、對A3步驟中輸入的導孔stl文件，選定導板的正方向（導板貼合病人一面為背 面)曰，由向量a過濾與導板反方向的=角面，對剩下的=角面進行最大邊過濾，將最大邊長 大于5的Ξ角面過濾，最后計算Ξ角面內屯、間距，間距小于3的Ξ角面聚為一類，每類Ξ角形 頂點坐標的均值即為一個導孔中屯、坐標，每類Ξ角形法向量的均值即為一個導孔的法向 量。
[0042] B2、對B1步驟中獲得的導孔法向量進行角度分解，將分解出由該法向量繞X軸旋轉 角α和Z軸旋轉角β旋轉到向量(0，1，0)的兩個角度，根據運兩個角度對導孔法向量進行分 類，當兩個法向量的α和β相差小于0.5時分為一類，然后在同類中進行再進行角度差和位移 差的計算，所有的導孔進行完角度差和位移差的計算后，得到檢測所有的導孔的移動路徑。
【主權項】
1. 一種模型引導下的3D打印額面腫瘤治療導板智能化質量檢測方法，其特征在于，包 括以下步驟： A、 模型位置初始化階段，首先對相機進行單目標定，得到相機焦距f，并求相機靶標平 面的像素大小dp;在給定的導板上用標記紙做上三個標記;將導板放置在平臺上，并用定位 銷卡住;輸入導板stl文件和導孔stl文件，記錄導板的三維模型在標記位置的三維坐標;然 后控制數控平臺上的已標定過內參數的相機平移拍攝左中右三幅圖像，用來進行雙目測 量，提取三幅圖標記的頂點，計算標志點在機械系統的坐標系下的三維坐標;通過導板三維 模型的一組三維坐標和導板實際位置的一組三維坐標計算三維坐標的變換矩陣，將三維模 型按此矩陣進行變換，達到三維模型和導板實際位置的對齊； B、 導孔路徑計算階段，對經過變換后的導板三維文件和導孔三維文件進行提取導孔法 向量和中心點的三維坐標工作，并根據法向量和中心坐標按照機械系統五個運動軸的運動 方向進行運動數值的計算，得到檢測的運動路徑； C、 導孔檢測階段，按步驟B中的路徑移動，每移動到一個導孔位置時，停止移動，采集一 幅圖像，取以圖像中心為中心大小為300*300的圖像，提取圖像輪廓，求各個輪廓的長度c和 面積s，計算每個輪廓的c 2/4jts，記為γ，將γ按從大到小排列，取γ最大的輪廓，并求輪廓 的長寬比k，若k大于等于0.8則認為該輪廓為所需檢測的導孔輪廓，否則取γ第二大的輪 廓，求輪廓的長寬比k進行判斷，若k小于0.8則依此類推，判斷下一個輪廓，找到待檢測輪廓 后，求輪廓中心到圖像中心的坐標差(x，y)，單位為像素，控制平臺移動X*靶標平面dp，并且 控制平臺移動y*靶標平面dp，平臺移動距離單位為毫米;如果輪廓的k與 c2/43is都大于等于 0.8且輪廓調整距離小于0.1mm時，則認為該導孔通過檢測，判別為合格，然后移動到下一個 導孔重復步驟C的工作進行質量檢測直至所有導孔都檢測完畢。2. 根據權利要求1所述的一種模型引導下的3D打印額面腫瘤治療導板智能化質量檢測 方法，其特征在于，所述步驟A具體包括： A1、將相機移至拍攝畫面能夠完全容納導板放置平臺的高度，對準焦距，然后對所用 CCD相機進行單目標定，采用張正友的棋盤格標定法;得到相機焦距f，并測量此時相機所拍 攝畫面的實際寬度d，相機分辨率為m*n，m為相機采集圖像寬度，η為相機采集圖像高度，求 得此時相機靶標平面像素寬為dp = d/m; A2、將相機平移到機械系統轉軸中心，即相機所拍攝圖像中心為圓形轉臺的圓心，然后 先將相機向數控平臺X軸即左右平移軸負向移動50mm拍攝圖像，再向正向移動100mm拍攝圖 像，以此構建一個左右視圖平行的雙目視覺系統，根據雙目視覺公式：式中X，y，Z為點的三維坐標，Xl，Yl為點在左視圖下的圖像坐標，Xr，Yr，為點在右視圖下 的圖像坐標，為左右兩個相機的焦距：構成兩個相機的相對旋轉矩陣 ^(^，。，1)構成兩個相機間的相對平移向量141與匕為同一值€^為單位矩陣,t為(-100，0，0);求得機械系統中心在左相機坐標系下的三維坐標，X軸減50即 能得到平移之前的相機坐標系下的機械系統中心坐標，即得到機械系統坐標系的原點在相 機坐標系下的坐標，記為(Xc，Yc，Zc); A3、將導板用標記紙做上三個標記，按從上至下從左至右的順序記為1、2、3;將導板放 置在平臺上，并用定位銷卡住;輸入導板stl文件，以下簡稱導板模型，和導孔stl文件，記錄 三維模型在導板標記位置的三維坐標(xl，yl，zl)、（x2，y2，z2)、（x3，y3，z3); A4、通過控制機械系統上的已標定過內參數的相機平移拍攝左中右三幅圖像，用來進 行雙目測量，提取三幅圖標記的頂點，左中、中右為一組，相機間隔為100mm;對三幅圖像做 分別二值化處理;對二值化后的圖像做輪廓提取，得到標記的輪廓，1號標記提取X值最大、y 值最小的點，2號標記提取X值最小、y值最大的點，3號標記提取X值和y值均最大的點；由此， 按步驟A2中的雙目視覺公式，以左中、中右各位一組，計算標志點在相機坐標系下的坐標 (父1，￥1，21)、〇2，￥2,22)、（乂3八3,23)，令乂不變，￥ = 2,2 = -￥求得在數控平臺的坐標系下的 三維坐標； A5、通過 A3 步驟的（叉1，71，21)、（叉2,72,22)、（叉3,73,23)和步驟厶4的(父1，丫1，21)、（父2， Y2，Z2)、(X3，Y3，Z3)求出兩者之間的變換矩陣，將三維模型按此矩陣變換，使模型與導板實 際位置對齊。3.根據權利要求1所述的一種模型引導下的3D打印額面腫瘤治療導板智能化質量檢測 方法，其特征在于，所述步驟Β具體包括： Β1、對A3步驟中輸入的導孔stl文件，選定導板的正方向a，導板貼合病人一面為背面， 由向量a過濾與導板反方向的三角面，對剩下的三角面進行最大邊過濾，將最大邊長大于5 的三角面過濾，最后計算三角面內心間距，間距小于3的三角面聚為一類，每類三角形頂點 坐標的均值即為一個導孔中心坐標，每類三角形法向量的均值即為一個導孔的法向量； B2、對B1步驟中獲得的導孔法向量進行角度分解，將分解出由該法向量繞X軸旋轉角α 和ζ軸旋轉角β旋轉到向量(0，1，0)的兩個角度，根據這兩個角度對導孔法向量進行分類，當 兩個法向量的α和β相差小于0.5時分為一類，然后在同類中進行再進行角度差和位移差的 計算;所有的導孔進行完角度差和位移差的計算后，得到檢測所有的導孔的移動路徑。
【文檔編號】G06T7/00GK105825501SQ201610136314
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月10日
【發明人】毋立芳, 高源 , 張磊, 邱健康, 毛羽忻, 趙立東, 郭小華
【申請人】北京工業大學