技术特征：
1.一种基于控制面的钻头的备洞深度控制方法，其特征在于，包括：基于控制信号控制设置于牙种植装置的所述钻头的位置和姿态，启动机械臂的直线打孔模式，所述牙种植装置固定于机械臂末端；所述机械臂的直线打孔模式是机械臂仅能在以所述机械臂为基准建立的机械臂坐标系的z轴方向移动；基于所获取的牙骨信息，确定三个特征点，基于所述三个特征点，确定控制面，所述控制面显示于显示装置中；建立图像坐标系，所述图像坐标系用于对显示于所述显示装置的对象进行定位；基于所述机械臂坐标系与所述图像坐标系的映射关系，将设置于所述牙种植装置的钻头的位置信息实时显示于所述显示装置中；基于所述控制面、设置于所述牙种植装置的钻头在图像坐标系下的实时的尖端坐标、以及种植体的根节点在所述图像坐标系下的目标位置，对备洞深度进行监控；所述钻头的备洞深度是以所述控制面为基准面，在所述种植体的规划方向上的实际备洞距离。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机械臂由六维力传感器采集所述机械臂在所述机械臂坐标系下的力和力矩，分别记为fx、fy、fz、rx、ry、rz，分别表示x、y、z方向上的力和力矩；通过第二用户在外部施加于机械臂末端工具上的力，由所述六维力传感器采集所述施加于机械臂末端工具上的力，将采集到的力反馈到所述机械臂当中，由所述机械臂按照反馈的力的大小、方向进行运动。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过配准矩阵表征所述机械臂坐标系与所述图像坐标系的映射关系，将所述机械臂坐标系下的对象坐标左乘所述配准矩阵，得到该对象在所述图像坐标系下的坐标。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牙骨信息包括牙骨表面信息、齿间信息、牙骨位置关系、咬合关系。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于预先获取的第一用户的牙骨ct图像信息实例化而得到牙骨仿真模型；基于所述牙骨仿真模型，确定能够反映所述第一用户的牙骨信息的三个特征点；由所述三个特征点在所述图像坐标系下的图像坐标，确定控制面。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述机械臂末端距离所述第一用户在第一距离阈值范围之内时，启动所述机械臂的直线打孔模式。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述钻头在所述图像坐标系中的坐标记为a，将所述种植体的根节点的在图像坐标系的目标位置记为b，在显示装置中，记所述控制面为α，以b为射线原点，以a为射线上的一点，确定射线γ；所述射线γ与所述控制面α的交点记为c，对所述备洞深度h进行监控；所述备洞深度是以所述控制面为基准面，在所述种植体的规划方向上的实际备洞距离；其中，|ab|为线段ab的模，|cb|为线段cb的模，l为所述钻头的等效长度，e为机械臂末端工具的等效弹性模量，f为施加力，t为显示装置上对所述机械臂信息进行更新的刷新时
间，v为所述机械臂的末端的线性速度,a为机械臂坐标系映射到图像坐标系的距离量缩放比例因子，θ为所述种植体的规划方向n与射线ba的夹角。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设置图像坐标系中p点为机械臂末端点，o点是p在控制面上面的投影点，q点是p点向x或者y方向平移所得的点，获得向量po和qo；当向量po与qo之间的夹角超过90度时且p点越过控制平面时，将所述机械臂所有方向上的速度清零。9.一种基于控制面的钻头的备洞深度控制装置，其特征在于，包括：直线打孔模块：配置为基于控制信号控制设置于牙种植装置的所述钻头的位置和姿态，启动机械臂的直线打孔模式，所述牙种植装置固定于机械臂末端；所述机械臂的直线打孔模式是机械臂仅能在以所述机械臂为基准建立的机械臂坐标系的z轴方向移动；控制面生成模块：配置为基于所获取的牙骨信息，确定三个特征点，基于所述三个特征点，确定控制面，所述控制面显示于显示装置中；备洞深度控制模块：配置为建立图像坐标系，所述图像坐标系用于对显示于所述显示装置的对象进行定位；基于所述机械臂坐标系与所述图像坐标系的映射关系，将设置于所述牙种植装置的钻头的位置信息实时显示于所述显示装置中；基于所述控制面、设置于所述牙种植装置的钻头在所述图像坐标系下的实时的尖端坐标、以及种植体的根节点在所述图像坐标系下的目标位置，对备洞深度进行监控；所述钻头的备洞深度是以所述控制面为基准面，在所述种植体的规划方向上的实际备洞距离。10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：警示模块，用于当在所述图像坐标系中所述钻头的尖端坐标越过所述控制面时，发出警示信息。11.一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有多条指令，所述多条指令用于由处理器加载并执行如权利要求1-8中任一项所述方法。12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备，包括：处理器，用于执行多条指令；存储器，用于存储多条指令；其中，所述多条指令用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行如权利要求1-8中任一项所述方法。13.一种口腔种植牙手术导航系统，能够用于规划用于备洞的钻头在种植体的规划方向上的实际打孔距离，该系统能够实现如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述备洞深度适于接受种植体。14.一种口腔种植牙手术导航系统，能够规划用于备洞的钻头在种植体的规划方向上的实际打孔距离，该系统能够实现如权利要求1-8中任一项所述的方法，来控制对基于第一用户的牙骨ct图像信息实例化的牙骨仿真模型的备洞深度，其中，该牙骨仿真模型设置有用于供所述钻头模拟备洞操作的待钻材料部。
技术总结
本发明公开了一种基于控制面的钻头的备洞深度控制方法及装置，其中方法包括：启动机械臂的直线打孔模式；基于牙骨信息，基于确定的三个特征点，确定控制面；建立图像坐标系，所述图像坐标系用于对显示于所述显示装置的对象进行定位；基于所述控制面、设置于牙种植装置的钻头在图像坐标系下的实时的尖端坐标、以及所述种植体的根节点在图像坐标系下的目标位置，对备洞深度进行监控。本方法精准控制种植牙备洞过程中保证钻孔的力度和垂直度以及对其钻孔的深度进行安全保护。对其钻孔的深度进行安全保护。对其钻孔的深度进行安全保护。
技术研发人员：黄志俊 刘金勇 钱坤 蒋沛阳 赵文娟
受保护的技术使用者：杭州柳叶刀机器人有限公司
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/7/15