牙颌模型激光三维测量分析系统_三_扫描控制软件

在不 同的时 间 可 能有 多 次 采
,
样
,
但 最终 保 存 的 仅是 距栅 格交 叉 点距 离最 近
)
勒
‘
一
6
#
。
的 一 次采 样
一 个数 组
#
,
为 了 减少 内存 占 用
,
在 精度 允 许
,
的 情 况 下 也 可 以 将 误差 数组 和 深 度 数 组 合 并 为
Φ 1 耳9
再令
例如
9
若用 整 数 格式 存贮
)
对Χ 此方 法 思 想 是 对
,
, 3
9
求偏 导 数 并 令 偏 导 数 为 。 解 出
)
9% <
,
0 艺0 ‘ ‘ 艺 少
,
一
6
否则不 对 Α 和 9 数组 更 新
9
口
公
・
‘’
勒
‘
每个栅 格 交叉 点 %0 −
为 边长 的 方 形 内
,
,
− Β & 为 中心
%/
二‘
&
)
’一
栅格 间 距
Χ
二
众
‘’
,
可用高
位 存贮
座标
低
:
位存 贮 误差
,
)
—
‘
石气
一
%9
。
.
Χ Δ Ε %
‘
一 Χ
。
&&Η
∀
深度 采 样 多次 平 均
对 Δ 求 偏 导 数并 令 偏 导 数 为 + 有
,
采 样 过 程伴 随 有 随 机 干 扰
关性
,
由于 信号 的 相
我 们 可 将 采 样 次 数增 加
, ,
,
再 取平 均 值 作
4 −6
5 1 ∗
户 −.
,
)
日
)
/
转 换是 简单 的
但转 换后
0
,
5 要
取整
,
,
数
,
即 对 9 座 标的 量 化是 在网 格 上 进行 的
0
我 们 拟 用 #: ∃
为保 证精 度
,
#:∃
的 # 维数组 存贮
#: ∃
0
;
座标
,
采 样点 大 于
#: ∃
数倍
,
来自百度文库
因
此 不 能对 整 个 模型 用 极 座 标 采样 后 统 一 化 为直 角座 标
Δ 二
联9
艺 Ε
‘
一 9
‘一
。
&
。
%Χ
Χ
,
&
为 最 终 结果 互相 抵 消 几 次采 样
,
这 样 做 的 理 由是 多 次采 样 的 干 扰
)
提 高 了 信噪 比
具 体 作 法 是/ 连 续
,
将 实测 数 据 代人 求 得 /
Χ
#
3
去 掉 明 显 的异 常 数 据
再 取算 术 平
1 一 1
∃!
)
)
均值
,
即
∋
∗ −2 3 4 日
− 5 − 1 ∗ −4 −6 日
,
8 . 沁
公
但 为
<
−
− 0
和 5∋ 通 常 不 为 整 数
#
,
)
即 不在 栅 格 交
:
叉点上 图
将
0 ∋
和
5−
分别
舍
/
人 取 整后
新 的
>
(
周 测 量激 光 束的起 始矢 量 为
− 和 =
求 出 误 差 距 离 平方
注/ 本 课题 受 国 家 自然 科 学基 金 资 助
,
计算机 图形
。
但 由 于 机械 制 造 及 安 装误 差
见图
飞
。
光 束有 可 能
算法 通 常处理 直 角座 标 数 据
据公 式
/
,
因 此 我们 要将 扫
偏离托 盘 中 心
量为
∗+
‘
激 光 束 光 斑 的初 始 向
描产 生 的 极 座 标数 据转 化 为 直 角 座 标 数据
0 1
根
∗
)
2 3 44
,
针对 研 制 的 牙 领模 型 三 维 扫 描 仪 的结 构 特 点
・
研究 了 一 些特 殊 用途 的算
法 与软件
,
实 现 了寡实 座 标 的 恢 复
关键 词
(
牙 领 模型 ∋
激光 ∋ 计 算机 软件 ∋
,− .
)
激 光束初 始位 置 的误 差 修正
在 我 们研 制的 牙领模 型 激光三 维 扫描仪
与 计 数 值 Χ 应 有 如下 关 系
Ε
其机 械 结构
,
%Χ 一Χ 3
只 需 实 现 托 盘 的 圆 周 运 动 和 小车 的 横 向
用 最小 二 乘 法 确 定 系数 Δ
9
。
与 Χ
/
3
)
我们
位移
实现
,
在 扫描 过 程 中无 机 械的 反 向运 行
。
因此
采用 增 量 法
9
/. 一
,
寻 找一 个线 性 函 数
,
在 随 后 的各 点 中
,
,
各 点 座标 极 径 不 变
△)
,
极 角 按 等 角 度递 增
#
每 点增 加
中
心
激 光 束 相 对被 扫 描 模 型 做 由小 到 大 的 圆 周
,
极座 标 到 直 角座 标 的实 时变 换
为 了适 应 计 算 机 的 光栅 显 示
,
运动
)
初始时刻
,
,
激光束应 对 准 托盘迥 转 中
∃
一
无 反 向 间隙 造 成 的 误差
)
此 方 案成 本低
/
,
,
易于
Χ
‘ .
Χ 什
一 # 一 Χ
;
∋
二
−
可下 而
一
#
Ι
但 也 有 如下 问 题
第一是 扫描密度不
边缘 地 区 采
,
Χ
3
.
#
∃
匀
样
,
在 托 盘 中 心 区 域采 样 密度 大 密 度小 ∋
第二
,
为 了 方 便 图 形 软 件处 理
。
还
将 上 式看 成
实用
口
腔 医 学 杂志
年
!
月第
卷敏
∀
期
#∃
牙 领模 型 激 光 三 维 测 量 分析 系 统 % & 三
一 扫 描控 制 软件
李 忠科 %
&
’
柯 杰 %, &
#
孙 继 银 %’&
林 珠 %, &
赵 桂 芝 %# &
! ∃∃ ∀# &
%, 第 二 炮兵 工 程 学 院
〔 摘 要〕
第 四军 医大学 口 腔医学院
:
)
异 常数据 指 其值 明显 在 仪 器 测 量范 围之
)
∃
#!
∃ !
:∀ ?
)
外的数 据
Δ 1 一? ∃
真 实 座 标 的恢 度
由计 算 机 接 口 读 人 的
9
于是 坐 标 是 脉 冲计 数
,
,
9 1
#!
)
∃ ! 一? ∃
:∀ ? Ε
)
Χ %
.
∃!
)
&
值
测
,
为 了将 其转 换 为 实 际 尺 寸
5− 1 Χ
3
/
要 把 原 始 的 极 坐 标 数据 化 成 直 角 三 的
,
)
坐 标数 据 ∋
第
< −. # ∃
模型 上 有 些 区 域还 是采 样 的 死 区
,
尽 管存
在 一 些 问题
,
但 我们 认 为 方 案 还 是 基 本 成 功
。
经过 改 进 性 能会有 更 大 提 高
#∃ ?
实用 口 腔 医学 杂志
,
年
!
月第 6 卷敏 ∀ 期
0 人 1 % 厂 < − : %5厂= 犷 以 %0 &
,
= ≅为 下
,
标 若
,
令
Φ
1 艺Γ5−一 % Χ
。
3
误 差 数 组 中元 素 Α 0 % −
Α% <
, ∋
,
,
= ≅大 于 △− 则
/
0 。 .
9
。
&
, ・
= ≅1 7 −
1 =沙 #
,
我 们 采用 标 定
采 样时每 形 成 一 个 计 数值 便 用 此 公 式恢 复
出真 实
9
的办法
,
以 托盘表 而 为 9
)
1 ∃
平面
,
通过 实
/
坐 标值
)
获 得一 组 数 据
9
9 1 #∃ . Δ
由三 角 测 距 法 的原理 可 知 &
,
讨 论
作者 实 现 的三 维 扫描 仪结 构 简单
, ,
实际 坐 标值
图
,
而 应 采 用 实 时 转 换 的方 法
)
即边扫
,
描
,
边转换
这 需要两个
9
#: ∃
0
#
∃ : 的数组
一个用 于存 储
座标
,
一 个 用 于 存贮 误 差
托 盘每 转动
飞周后
。
,
小车 在 导 轨 上 移 动 一 个 距
,
值
。
根 据 公式 ∋
0 −1
离
△
0
,
矢 量 厂 沿 原 方 向增 加 7 0 8一 8 日 产