Verfahren und Referenzmodell zur Überprüfung eines Vermes ^¬ sungssystems

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines Vermessungssystems, wobei mehrere dreidimensionale Aufnah ^¬ men mittels des Vermessungssystems von einem Referenzob ekt aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen aufgenommen werden . Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Verfahren zur Überprüfung von Vermessungssystemen bekannt.

Beim ersten Verfahren wird im ersten Schritt ein Referenzmodell mittels eines präzisen Laborsystems vermessen und dabei ein 3D-Modell des Referenzmodells erzeugt. Anschlie ^¬ ßend wird im zweiten Schritt das gleiche Referenzmodell mittels des zu prüfenden Vermessungssystems vermessen und ein zweites 3D-Modell erzeugt. Daraufhin wird das erste mit dem Laborsystem vermessene 3D-Modell mit dem zweiten 3D- Modell verglichen. Die Differenz zwischen den beiden SD- Modellen zeigt dann eine fehlerhafte Kalibrierung bzw. Registrierung auf. Die Differenz zwischen den 3D-Modellen kann beispielsweise durch Falschfarbenmarkierungen angezeigt werden. Es kann auch ein Mittelwert der Abweichung gebildet werden, indem die Differenz für mehrere Messpunkte entlang eines normalen Vektors für die gesamte Oberfläche des 3D-Modells gemittelt wird.

Beim alternativen zweiten Verfahren kann ein Referenzmodell mit bekannten Abmessungen mittels des zu überprüfenden Ver- messungssystems vermessen werden, wobei ein 3D-Modell er ^¬ zeugt wird. Dieses Differenzmodell kann beispielsweise ein Modell eines Oberkiefers oder eines Unterkiefers sein. Nach der Vermessung wird beispielsweise der Abstand zwischen Kauflächen der letzten Zähne des Oberkiefers bzw. des Unterkiefers im 3D-Modell vermessen und mit dem tatsächlichen Abstand zwischen den beiden letzten Zähnen des Referenzmodells verglichen. Eine Abweichung der beiden Abstände weist auf einen Registrierungsfehler und/oder einen Kalibrierungsfehler hin.

Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Abmessungen des Referenzmodells, wie der Abstand zwischen den letzten Zähnen des Oberkiefers bzw. des Unterkiefers, entweder ge ^¬ nau vermessen werden oder bereits bekannt sein müssen, um einen Vergleich zu ermöglichen. Die Markierung mit

Falschfarben und die Bestimmung eines Mittelwerts der

Abweichung ist mit einem hohen technischen Aufwand

verbunden und erschwert es dem Benutzer festzustellen, ob die Genauigkeit der Kalibrierung und/oder der Registrierung innerhalb erlaubten Toleranzgrenzen liegt oder nicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und ein Referenzmodell zur Überprüfung eines Vermessungssystems bereitzustellen, die eine einfache Über ^¬ prüfung eines Vermessungssystems ohne größeren technischen Aufwand ermöglichen.

Darstellung der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines Vermessungssystems, wobei mehrere dreidimensionale Aufnah ^¬ men mittels des Vermessungssystems von einem Referenzob ekt aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen aufgenommen werden. Das Referenzob ekt weist dabei eine geschlossene Form auf. Jede der dreidimensionalen Aufnahmen wird mindestens mit der vorangehenden Aufnahme registriert, wobei bei einer fehlerhaften Kalibrierung und/oder bei einer fehlerhaften Registrierung die einzelnen Aufnahmen im Vergleich zur tatsächlichen Form des Referenzo ekts verformt sind, sodass sich beim Zusammensetzen der einzelnen dreidimensionalen Aufnahmen zu einer Gesamtaufnahme die Verformung fortsetzt und dadurch die erzeugte Gesamtaufnahme in ihren Abmessun ^¬ gen von den Abmessungen des Referenzob ekts abweicht. Dabei wirkt mindestens ein Objektbereich des Referenzobjekts am Anfang eines Umlaufs und am Ende des Umlaufs doppelt ver ^¬ messen. Zwischen einer ersten Position des Objektbereichs in einer ersten Aufnahme am Anfang des Umlaufs und einer zweiten Position des Objektbereichs in einer zweiten Aufnahme am Ende des Umlaufs in der Gesamtaufnahme wird dann ein Abstand bestimmt.

Vorteilhafterweise kann anschließend unter Verwendung die- ses Abstandes ein Messfehler des Vermessungssystems be ^¬ stimmt werden, der einen Kalibrierungsfehler und/oder einen Registrierungsfehler umfasst.

Das Vermessungssystem zur dreidimensionalen optischen Messung kann beispielsweise auf einem Streifenprojektionsver- fahren, auf einem konfokalen optischen Verfahren oder auf einem Farbstreifenprojektionsverfahren beruhen. Das zu prüfende Vermessungssystem kann auch auf einem Röntgen- Computertomografieverfahren (CT) beruhen. Bei einem optischen dreidimensionalen Vermessungssystem werden mehrere dreidimensionale optische Aufnahmen vom Referenzobjekt aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen erzeugt und anschließend werden die einzelnen Aufnahmen zu einer Gesamtaufnähme zusammengesetzt. Bei einem CT-Vermessungssystem werden mehrere Röntgen-Projektionsaufnahmen aus mehreren Aufnahmevor- richtungen vom Referenzobjekt durchgeführt. Anschließend werden die einzelnen Röntgenprojektionsaufnahmen unter Verwendung einer computergestützten Bildrekonstruktion zu ei- ner dreidimensionalen Röntgenaufnahme des Referenzobjekts zusammengesetzt .

Eine Aufnahme wird durch den Benutzer ausgelöst, im zweiten Schritt wird die Dentalkamera relativ zum Referenzobjekt weiterbewegt und anschließend eine zweite Aufnahme ausge ^¬ löst. Auf diese Weise werden mehrere Aufnahmen aus unter ^¬ schiedlichen Aufnahmerichtungen durchgeführt, bis das Referenzobjekt vollständig erfasst ist. Dadurch weisen die Auf ^¬ nahmebereiche der Aufnahmen unterschiedliche Abstände zu- einander auf, die variieren können.

Die Vermessung kann auch unter Verwendung eines Drehtellers erfolgen, wobei das Referenzobjekt für jede Aufnahme um ei ^¬ nen bestimmten Winkelabschnitt gedreht wird. Auf diese Wei ^¬ se kann die Vermessung unter gleichen Bedingungen wieder- holt werden. Denn die Aufnahmebereiche der einzelnen Auf ^¬ nahmen weisen durch die festgelegten Aufnahmerichtungen definierte Überlappungsbereiche auf, sodass das Ergebnis der Registrierung wiederholbar ist. Der Drehteller kann entsprechend mittels einer Steuerungsvorrichtung angesteuert werden und mit dem Vermessungssystem synchronisiert werden. Dadurch wird eine automatisierte Vermessung unter festge ^¬ legten Bedingungen ermöglicht.

Die geschlossene Form des Referenzobjekts kann beispiels ^¬ weise kreisförmig, ovalförmig oder die Form einer beliebi- gen dreidimensionalen Schleife aufweisen. Beispielsweise kann die geschlossene Form dem Verlauf eines herkömmlichen Artikulators mit einem Oberkiefer, einem Unterkiefer und den Verbindungsstellen zwischen dem Oberkiefer und dem Unterkiefer entsprechen. Bei der Registrierung wird jede der Aufnahmen mit der vorangehenden Aufnahme registriert. Zu ^¬ sätzlich kann jede der Aufnahmen mit der vorvorangehenden Aufnahme registriert werden, die vor der vorangehenden Auf- nähme angeordnet ist. Dadurch wird das Ergebnis der Regist ^¬ rierung zusätzlich verbessert. Voraussetzung für diese zusätzliche Registrierung ist jedoch, dass die drei Aufnahmen gemeinsame Überlappungsbereiche aufweisen.

Die Registrierung erfolgt in herkömmlicher Weise durch Verwendung bekannter Registrierungsalgorithmen, wobei übereinstimmende Strukturen in den Aufnahmen erkannt und zusammengeführt werden. Bei fehlerhaften Algorithmen kann die Registrierung fehlerhaft sein und den Registrierungsfehler verursachen. Das Vorliegen eines solchen Registrierungsfehlers kann mittels des vorliegenden Verfahrens erkannt wer ^¬ den. Ein Registrierungsfehler kann auch durch verrauschte Aufnahmen oder durch Aufnahme mit einer sehr geringen Auflösung verursacht werden. Die Registrierung erfolgt Aufnahme um Aufnahme entlang der gesamten geschlossenen Form des Referenzob ekts bis zum Ausgangspunkt der Registrierung. Falls die Registrierung fehlerhaft ist, weicht eine erste Position des ersten Auf ^¬ nahmebereichs von der Position desselben Aufnahmebereichs im Verlauf der Registrierung des gesamten Referenzobjekts ab. Für den Benutzer ist dadurch sofort klar erkennbar, dass das Vermessungssystem ein Messfehler aufweist.

Die Vermessung des Referenzobjekts und die anschließende Registrierung kann auch in mehr als einem Umlauf entlang der geschlossenen Form erfolgen. Der zu vergleichende Aufnahmebereich am tatsächlichen Referenzobjekt kann beliebig ausgewählt werden. Es kann auch ein bestimmter charakteristischer Punkt am Referenzobjekt zum Vergleich verwendet werden. Dieser ausgewählte Aufnahmebereich oder der charak- teristische Punkt wird dann unter Verwendung bekannter Registrierungsalgorithmen am Anfang eines Umlaufs und am Ende eines Umlaufs entlang der geschlossenen Form ermittelt, so- dass ein Abstand zwischen dem zu vergleichenden Aufnahmebereich bzw. dem charakteristischen Punkt bestimmt werden kann. Dieser Abstand gibt das Ausmaß des Messfehlers des Vermessungssystems an. Der Messfehler kann zusätzlich zum Registrierungsfehler auch durch den Kalibrierungsfehler verursacht werden. Der Kalibrierungsfehler kann beispielsweise durch fehlerhafte Einstellungen der Kameraparameter des Vermessungssystems verursacht werden. Bei einem Vermessungssystem auf der Grundlage des Streifenpro ektionsverfahrens sind die maß ^¬ geblichen Kameraparameter der Abstand zwischen der Kamera und dem Referenzobjekt, der Einfallswinkel sowie eine Git ^¬ terperiode eines Gitters zur Erzeugung eines Streifenmus ^¬ ters .

Die Kameraparameter können auch auf einem Lochkameramodell beruhen, wobei zwischen den intrinsischen und extrinsischen unterschieden wird. Mögliche intrinsische Parameter sind beispielsweise die Brennweite der Kamera, die Pixelkoordi ^¬ nate der Bildmitte und Verzeichnisparameter. Die extrinsi- sehen Parameter können die Rotation und die Translation zwischen Kamera und Projektor umfassen.

Die einzelnen Aufnahmen können auch in kurzen Abständen hintereinander beispielsweise mit mehr als 10 Hz erfolgen. Dadurch ist eine sogenannte Überflugmessung möglich, bei der die handgehaltene Dentalkamera gleichmäßig über das vermessende Referenzobjekt bewegt wird und währenddessen ihre Aufnahmen aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen mit Aufnahmebereichen durchgeführt werden, die für die Registrierung ausreichend große Überlappungsbereiche aufweisen. Das Referenzobjekt ist mit dreidimensionalen Objekten versehen, die zur eindeutigen Registrierung geeignet sind. Diese Objekte können beispielsweise beliebige geometrische Formen, wie Würfel, Tetraeder oder Halbkreise sein, die ungeordnet verteilt sind. Die Objekte können auch Modelle von Zähnen sein, die aneinandergereiht sind. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass zur Über ^¬ prüfung des Vermessungssystems die Abmessungen des Refe ^¬ renzobjekts nicht bekannt sein müssen. Der Messfehler wird lediglich durch den Vergleich eines Aufnahmebereichs am Anfang eines Umlaufs und am Ende eines Umlaufs in der erzeug- ten Gesamtaufnahme ermittelt. Im Vergleich zu Verfahren, bei denen die Aufnahmen des Vermessungssystems mit Muster ^¬ aufnahmen eines kalibrierten Laborsystems verglichen werden, besteht der Unterschied darin, dass beim vorliegenden Verfahren ein möglicher Messfehler eines solchen Laborsys- tems ausgeschlossen wird.

Vorteilhafterweise kann das Referenzobjekt ringförmig sein und Modelle von mehreren aneinandergereihten Zähnen aufweisen .

Damit werden realistische Messbedingungen des Vermessungs- Systems, nämlich die Vermessung von Zähnen eines Oberkie ^¬ fers oder eines Unterkiefers, nachgeahmt. Die ringförmige Anordnung der Zähne kann beispielsweise alle Zähne eines Oberkiefers oder eines Unterkiefers in der richtigen Rei ^¬ henfolge umfassen. Das heißt, dass die beiden letzten Ba- ckenzähne zueinander benachbart sind.

Vorteilhafterweise kann eine Trajektorie des Vermessungs ^¬ systems beim Aufnehmen der Aufnahmen aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen kreisförmig um das ringförmige Referenzobjekt verlaufen. Dadurch werden mehrere Aufnahmen aus Aufnahmerichtungen mit bestimmten Winkelabständen zueinander durchgeführt, so dass die Überlappungsbereiche der Aufnahmebereiche für die Re ^¬ gistrierung ausreichend sind.

Vorteilhafterweise kann das Referenzob ekt einem herkömmli ^¬ chen Artikulator mit einem Oberkiefer und einem Unterkiefer entsprechen, der eine geschlossene Form aufweist.

Dadurch kann als Referenzob ekt ein herkömmlicher Artikulator verwendet werden, der einen Oberkiefer, einen Unterkiefer und Verbindungsstege zwischen dem Oberkiefer und dem Unterkiefer aufweist. Das Vermessungssystem wird dann ent- lang des Verlaufes dieses Artikulators geführt, wobei meh ^¬ rere Aufnahmen erzeugt werden, solange bis der gesamte Ar ^¬ tikulator erfasst wird.

Vorteilhafterweise kann eine Trajektorie des Vermessungs ^¬ systems beim Aufnehmen der Aufnahmen aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen entlang der Form des Artikulators verlaufen .

Dadurch wird der gesamte Artikulator vollständig erfasst, sodass eine Registrierung durchgeführt werden kann.

Vorteilhafterweise kann die Aufnahmerichtung einer letzten Aufnahme in der Reihenfolge der Aufnahmen mit der Aufnahme ^¬ richtung einer ersten Aufnahme übereinstimmen.

Dadurch wird zur Durchführung des Verfahrens lediglich ein Umlauf benötigt. Für den Vergleich werden dann die erste Aufnahme und die letzte Aufnahme herangezogen, wobei der zu vergleichende Aufnahmebereich unter Verwendung der Mustererkennungsverfahren in der ersten Aufnahme und in der letzten Aufnahme erkannt wird und ein Abstand zwischen der ers ^¬ ten Position des Aufnahmebereichs oder des charakteristi ^¬ schen Punkts in der ersten Aufnahme und des Aufnahmebe- reichs oder des charakteristischen Punkts in der letzten Aufnahme bestimmt wird. Vorteilhafterweise kann ein erster Aufnahmebereich des Referenzob ekts einer ersten Aufnahme in der Reihenfolge der Aufnahmen zumindest teilweise mit einem Aufnahmebereich einer der nachfolgenden Aufnahmen übereinstimmen. Dadurch erfolgt die Vermessung in mehr als einem Umlauf, sodass manche Aufnahmebereiche doppelt vermessen werden. Diese am Anfang eines Umlaufs und am Ende eines Umlaufs vermessenen Aufnahmebereiche können für den Vergleich herangezogen werden. Vorteilhafterweise kann vor der Durchführung der dreidimensionalen Aufnahmen der Registrierungsfehler bestimmt werden, indem aus einem ersten ursprünglichen virtuellen SD- Modell des Referenzob ekts virtuelle einzelne Teilbereiche nacheinander ausgeschnitten werden, wobei jeder Teilbereich mit einem vorangehenden Teilbereich und mit einem nachfolgenden Teilbereich teilweise überlappend ist. Anschließend wird jeder Teilbereich mit mindestens einem vorangehenden Teilbereich registriert, sodass ein zweites virtuelles SD- Modell des Referenzobjekts nach der Registrierung erzeugt wird. Aus einer Abweichung zwischen dem ersten ursprünglichen 3D-Modell und dem zweiten 3D-Modell des Referenzob ^¬ jekts wird dann der Registrierungsfehler bestimmt.

Dadurch wird der Registrierungsfehler bereits vor der Vermessung bestimmt, indem Teilbereiche aus dem idealen ersten 3D-Modell virtuell ausgeschnitten und registriert werden. Anschließend kann auch der Kalibrierungsfehler bestimmt werden, indem der Registrierungsfehler vom Messfehler abgezogen wird.

Vorteilhafterweise können die Teilbereiche, die aus dem ersten ursprünglichen 3D-Modell ausgeschnitten werden, in ihren Abmessungen den Aufnahmebereichen der einzelnen durchzuführenden Aufnahmen entsprechen. Dadurch wird die Registrierung bei der Vermessung möglichst genau simuliert. Denn bei abweichenden Überlappungsberei ^¬ chen kann die Registrierung zu einem anderen Ergebnis führen . Vorteilhafterweise kann der Kalibrierungsfehler bestimmt werden, indem der Registrierungsfehler vom gesamten Messfehler abgezogen wird.

Dadurch wird ersichtlich, ob der Messfehler eher durch die fehlerhafte Registrierung oder durch die fehlerhafte Kalib- rierung verursacht wird.

Vorteilhafterweise kann jede Aufnahme mit der vorangehenden Aufnahme und mit der vorvorangehenden Aufnahme teilweise überlappend sein, wobei jede Aufnahme mit der vorangehenden Aufnahme und mit der vorvorangehenden Aufnahme registriert wird.

Dadurch wird die Registrierung zusätzlich verbessert. Voraussetzung dafür ist, dass die Aufnahmebereiche einander so nahe sind, dass jede Aufnahme mit der vorangehenden und mit der vorvorangehenden Aufnahme Überlappungsbereiche auf- weist. Die Registrierung kann auch mit der vorvorvorange- henden Aufnahme erfolgen, falls diese übereinstimmende Ü- bergangsbereiche aufweist.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Referenzmodell zur Ü- berprüfung eines dentalen Vermessungssystems zur Vermessung dreidimensionaler Aufnahmen. Das Referenzmodell ist aus mehreren Modellen von Zähnen aufgebaut und weist eine geschlossene Form auf.

Dieses Referenzmodell ist zur Durchführung des oben genann ^¬ ten Verfahrens geeignet. Im Unterschied zu herkömmlichen Referenzmodellen, die den Abmessungen eines Oberkiefers o- der eines Unterkiefers entsprechen, weist das vorliegende Referenzmodell eine geschlossene Form auf. Dies hat den Vorteil, dass bei der Vermessung des Referenzmodells das Vermessungssystem nach einem Umlauf wieder zum Ausgangspunkt gelangt, sodass eine erste Aufnahme am Anfang eines Umlaufs mit einer zweiten Aufnahme am Ende eines Umlaufs auf einfache Art und Weise verglichen werden kann, um einen Messfehler festzustellen.

Vorteilhafterweise kann das Referenzmodell in seiner Form ringförmig sein. Dadurch verläuft die Vermessung entlang einer kreisförmigen Trajektorie. Eine solche Vermessung kann beispielsweise mittels eines automatisierten Drehtellers, auf dem das Re ^¬ ferenzobjekt angebracht ist, realisiert werden.

Vorteilhafterweise können die Modelle mehreren Zähnen eines Oberkiefers und/oder eines Unterkiefers entsprechen.

Dadurch kann das dentale Vermessungssystem unter realistischen Vermessungsbedingungen überprüft werden.

Das vorliegende Verfahren zur Überprüfung von Vermessungs ^¬ systemen ist insbesondere zur Qualitätskontrolle bei der Herstellung solcher Vermessungssysteme beim Hersteller geeignet. Das vorliegende Verfahren kann jedoch auch für eine Nachprüfung solcher Vermessungssysteme beim Konsumenten, beispielsweise in einer Zahnarztpraxis, verwendet werden. Dazu benötigt der Benutzer lediglich das oben beschriebene Referenzobjekt, das mittels des Vermessungssystems vermes ^¬ sen wird. Der Benutzer kann zur Durchführung des Verfahrens auch eine zusätzliche Software benötigen, die die Abwei ^¬ chung und den Messfehler bestimmt. Dadurch kann jedes Vermessungssystem auf einfache Art und Weise nachgerüstet wer- den, um das vorliegende Verfahren durchzuführen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt, die

Fig. 1 eine Skizze zur Verdeutlichung des vorliegenden Verfahrens, die Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Referenzo ekts umfassend einen Schneidezahn, die

Fig. 3 zeigt ein alternatives Referenzobjekt, die

Fig. 4 eine Skizze zur Verdeutlichung einer Alternative des vorliegenden Verfahrens mit einem herkömmlichen Artikulator, die

Fig. 5 eine Skizze des gesamte Vermessungssystems.

Ausführungsbeispiel

Die Fig. 1 zeigt eine Skizze zur Verdeutlichung des vorlie ^¬ genden Verfahrens zur Überprüfung eines Vermessungssystems 1, wie einer Dentalkamera. Die Dentalkamera 1 kann nach ei ^¬ nem beliebigen dreidimensionalen Vermessungssystem, beispielsweise nach einem Streifenprojektionsverfahren oder nach einem konfokalen Vermessungssystem funktionieren. Zur Durchführung des Verfahrens wird das Vermessungssystem 1 entlang einer Trajektorie 2 um ein Referenzobjekt 3 bewegt, wobei mehrere dreidimensionale Aufnahmen 4 aus unterschied ^¬ lichen Aufnahmerichtungen 5, die durch Pfeile anzeigt sind, aufgenommen werden. Das Vermessungssystem 1 umläuft dabei entlang der Trajektorie 2 mindestens einmal das Referenzob- jekt 3. Die Aufnahmebereiche 6 der Aufnahmen 4 sind im vor ^¬ liegenden Fall rechteckig und weisen Überlappungsbereiche 7 zum jeweils vorangehenden Aufnahmebereich auf, die schraffiert dargestellt sind. Es wird also zunächst eine erste Aufnahme mit einem ersten Aufnahmebereich 8 aufgenommen und nach einem Umlauf eine letzte Aufnahme dieses Umlaufs mit einem zweiten Aufnahmebereich 9 aufgenommen, wobei ein zu vergleichender O ektbereich 10 des Referenzob ekts 3, der schraffiert dargestellt ist, sowohl in der ersten Aufnahme 8 des Umlaufs als auch in der letzten Aufnahme 9 des Um ^¬ laufs enthalten ist. Jede der Aufnahmen 4 wird mindestens mit der vorangehenden Aufnahme registriert, wie durch die Pfeile 11 angedeutet ist. Falls die Aufnahmebereiche 6 nahe genug beieinander sind, kann jede Aufnahme zusätzlich zur Registrierung mit der vorangehenden Aufnahme mit der vorvorangehenden Aufnahme registriert werden. Die Registrierung verläuft also Aufnahme für Aufnahme bis alle einzelnen Auf ^¬ nahmen 4 zu einer Gesamtaufnahme des gesamten Referenzob ^¬ jekts zusammengesetzt sind. Falls die Registrierung

und/oder die Kalibrierung des Vermessungssystems fehlerhaft sind, ist jede der dreidimensionalen Aufnahmen 4 im Vergleich zu den tatsächlichen Abmessungen des Referenzobjekts 3 leicht verformt, sodass sich diese Verformung beim Zusam ^¬ mensetzen der einzelnen Aufnahmen 4 fortsetzt. Unter Verwendung dieser Abweichung zwischen der Gesamtaufnahme und den tatsächlichen Abmessungen des Referenzobjekts 3 wird anschließend der Messfehler bestimmt, der einen Kalibrie ^¬ rungsfehler und/oder einen Registrierungsfehler umfasst. Im vorliegenden Fall ist das Referenzobjekt ringförmig und ist aus mehreren aneinander gereihten Modellen von Zähnen 12 gebildet, wobei die obere Hälfte des Referenzmodells Zähne eines Oberkiefers und die untere Hälfte des Referenzmodells Zähne eines Unterkiefers umfasst. Das Referenzmodell kann auch andere dreidimensionale Modelle umfassen, die zur Re ^¬ gistrierung geeignet sind. Wesentlich ist dabei, dass die dreidimensionalen Modelle kein widerkehrendes Muster bilden und eindeutig identifizierbar sind. Die Vermessung kann auch über einen Umlauf hinaus erfolgen, sodass mehrere Ob ^¬ jektbereiche des Referenzobjekts 3 doppelt vermessen wer ^¬ den. In solch einem Fall kann einer dieser Objektbereiche für den Vergleich und die Bestimmung des Messfehlers herangezogen werden. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass für die Bestimmung des Messfehlers die tatsächlichen Abmessungen des Referenzo ekts nicht bekannt sein müssen. Die Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Referenzob ekts 3 umfassend einen Schneidezahn 12. Die Vermessung mittels der Dentalkamera 1 erfolgt in einem ersten Schritt aus einer ersten Aufnahmerichtung 20, die in etwa parallel zu einer Zahnachse 21 des Zahns 12 verläuft und anschließend in ei- nem zweiten Schritt das Referenzobjekt 3 aus einer zweiten Aufnahmerichtung 22 vermessen wird. Dadurch wird die dreidimensionale Form des Referenzobjekts 3 sowohl von oben aus der ersten Aufnahmerichtung 20 als auch von der Seite aus der zweiten Aufnahmerichtung 22 erfasst. Auf diese Weise wird das gesamte Referenzobjekt 3 Zahn für Zahn entlang ei ^¬ nes Umlaufs vermessen. Der Vorteil der zusätzlichen seitlichen Vermessung liegt darin, dass die Registrierung durch eine größere zu registrierende Oberfläche des Referenzob ^¬ jekts 3 verbessert wird. Die Fig. 3 zeigt ein im Vergleich zu Fig. 1 alternatives Referenzobjekt 3, das statt Zähnen dreidimensionale Modelle in Form von geometrischen Grundformen, wie Halbkugeln, Tetraedern oder Pyramiden, aufweist. Im Unterschied zu Fig. 1 sind die Aufnahmebereiche 6 so nahe beieinander angeordnet, dass jeder Aufnahmebereich sowohl mit dem vorangehenden Aufnahmebereich einen ersten Überlappungsbereich 31 aufweist, der mit einer breiten Schraffierung dargestellt ist, als auch einen zweiten Überlappungsbereich 32 mit dem Aufnahmebereich, der vor dem vorangehenden Aufnahmebereich an- geordnet ist, wobei der zweite Überlagerungsbereich 32 mit einer schmaleren Schraffierung dargestellt ist. Dadurch wird jeder Aufnahmebereich zunächst mit dem vorangehenden Aufnahmebereich registriert, wie durch einen ersten Pfeil 33 angedeutet, und anschließend zusätzlich mit dem Aufnah ^¬ mebereich registriert, der vor dem vorangehenden Aufnahmebereich angeordnet ist, was mit dem zweiten Pfeil 34 ange- deutet ist. Auf diese Weise wird die Registrierung beim Zu ^¬ sammensetzen der einzelnen Aufnahmen 4 zu einer Gesamtaufnahme des Referenzob ekts 3 verbessert.

Die Fig. 4 zeigt eine Skizze zur Verdeutlichung einer Alternative des vorliegenden Verfahrens, bei dem im Vergleich zu Fig. 1 statt eines kreisförmigen Referenzob ekts ein herkömmlicher Artikulator mit einem Oberkiefermodell 40 und einem Unterkiefermodell 41 als Referenzmodell 3 verwendet wird. Die Vermessung mittels der Dentalkamera 1 erfolgt entlang einer Trajektorie 2, die um den gesamten Artikula- tor verläuft und wieder am Ausgangspunkt endet. Der Artiku ^¬ lator 3 wird wie in Fig. 1 Aufnahme für Aufnahme entlang der gesamten Trajektorie 2 vermessen. Anschließend werden die Aufnahmen registriert und eine Gesamtaufnahme erzeugt, wobei die doppelt vermessenen Objektbereiche des Referenz- Objekts für den Vergleich um die Bestimmung des Messfehlers, wie oben zu Fig. 1 erläutert, herangezogen werden.

Die Fig. 5 zeigt zur Verdeutlichung des vorliegenden Verfahrens das gesamte Vermessungssystem 1 im Detail, umfas ^¬ send ein Handstück 50, das die einzelnen Aufnahmen 4 auf Fig. 1 aufnimmt, während es relativ zum Referenzobjekt be ^¬ wegt wird. Das Vermessungssystem umfasst weiterhin eine Bildanalyseeinheit 51, wie einen Computer, an den Bedie ^¬ nungselemente 52, wie die Tastatur und eine Maus ange ^¬ schlossen sind, sowie eine Anzeigevorrichtung 53, wie einen Monitor. Die Bilddaten zu den Aufnahmen 4 werden vom Handstück 50 an die Bildanalyseeinheit 51 übermittelt und dort Aufnahme für Aufnahme registriert, sodass die Gesamtaufnah- me 54 des Referenzo ekts 3 aus Fig. 1 erzeugt wird. Bei einer fehlerhaften Registrierung oder bei einer fehlerhaften Kalibrierung weicht die Form der Aufnahmen 4 aus Fig. 1 von der tatsächlichen Form des Referenzob ekts 3 ab. Die Abweichung setzt sich von Aufnahme zu Aufnahme der Regist ^¬ rierung fort, sodass eine erste Position eines doppelt ver ^¬ messenen Objektbereichs 10 im ersten Aufnahmebereich 8 am Anfang der Vermessung und zu einer Position des Objektbereichs 10 im zweiten Aufnahmebereich 9 nach einem Umlauf einen Abstand 55 aufweist. Unter Verwendung des Abstands 55 kann dann der Messfehler des Vermessungssystems 1 bestimmt werden, der einen Registrierungsfehler und einen Kalibrierungsfehler umfasst. Falls der Abstand 55 klein genug ist und innerhalb festgelegter Toleranzgrenzen liegt, ent- spricht das geprüfte Vermessungssystem den Qualitätsanforderungen. Falls der Abstand 55 diese Toleranzgrenzen überschreitet, ist eine nachträgliche Kalibrierung oder Verbes ^¬ serung des Registrierungsalgorithmus erforderlich.

Bezugs zeichen

1 Dentalkamera/Vermessungssystem

2 Trajektorie

3 Referenzo ekt

4 Aufnahmen

5 Aufnahmerichtung

6 Aufnahmebereiche

7 Überlappungsbereiche

8 erster Aufnahmebereich

9 letzer Aufnahmebereich

10 gemeinsamer Ob ektbereich

11 Pfeile

12 Zähne

20 erste Aufnahmerichtung

21 Zahnachse

22 zweite Aufnahmerichtung

31 erster Überlappungsbereich

32 zweiter Überlappungsbereich

33 erste Registrierung

34 zweite Registrierung

40 Oberkiefermodell

41 Unterkiefermodell

50 Handstück

51 Bildanalyseeinheit

52 Bedienungselement Anzeigevorrichtung Gesamtaufnahme Abstand