虚拟正畸治疗中的错位牙齿自动排列方法

作     者：李占利 付敬鼎 李洪安 周康 惠巧娟 Zhan-li;FU Jing-ding;LI Hong-an;ZHOU Kang;HUI Qiao-juan

作者机构：西安科技大学计算机科学与技术学院陕西西安710054 中国矿业大学银川学院机电动力与信息工程系宁夏银川750021 

出 版 物：《图学学报》 (Journal of Graphics)

年 卷 期：2019年第40卷第2期

页      面：225-234页

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：宁夏高等学校科学研究项目(NGY2017234) 陕西高等教育教学改革研究项目(17BY040) 西安科技大学博士启动金项目(2019QDJ007) 陕西省自然科学基础研究计划项目(2019JM-162) 

主　　题：虚拟正畸 自动排牙 加权拟合 优化 

摘      要：针对虚拟正畸技术中人工排牙效率低下问题,提出一种基于拟合优化的错位牙齿自动排列方法。对输入的牙列模型建立排牙坐标系,定义单颗牙齿特征点并建立牙齿局部坐标系。在此基础上,从低维角度分析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。实验结果表明,排好的牙列与人工排牙结果相差无异,排牙效率大大提高;与现有排牙方法相比,更贴近临床牙齿矫治,且牙齿移动代价总量明显降低。