KR102481893B1 - Augmented reality-based dentistry practice system and augmented reality-based dentistry practice method using the system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템과, 및 이를 이용한 증강현실 기반의 치아 형태학 실습방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실습자가 치아모델을 조각 성형과정을 통해 형상 가공하여, 각 치아형태를 형태학적 이론 지식을 습득하면서, 해당 치아의 형태를 정확하게 조각 성형하도록 한 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템과, 및 이를 이용한 증강현실 기반의 치아 형태학 실습방법에 관한 것이다.The present invention relates to an augmented reality-based tooth morphology practice system and an augmented reality-based tooth morphology practice method using the same. It relates to an augmented reality-based tooth morphology practice system that accurately sculpts and molds the shape of a corresponding tooth while acquiring morphological theoretical knowledge, and an augmented reality-based tooth morphology practice method using the same.
최근, 제4차 산업혁명이 의료교육에 많은 영향을 미치고 있다. Recently, the 4th industrial revolution has a great impact on medical education.
치아형태학 실습은 복잡한 치아 형태학적 특성을 익히고 석고나 왁스로 이루어진 직육면의 몰드를 자로 치수를 재고 조각하는 방식으로 실습이 진행되어, 실습자에게 많은 집중력과 시간이 소요되므로 학습 몰입도와 흥미유발이 어려울 뿐만 아니라, 교육자나 관리자도 정확한 평가가 쉽지 않다.Dental morphology practice is conducted by learning complex tooth morphological characteristics, measuring and sculpting a rectangular mold made of gypsum or wax with a ruler, and it takes a lot of concentration and time for practitioners, so it is immersed in learning and arouses interest. Not only is it difficult, but it is also difficult for educators and administrators to accurately evaluate it.
따라서, 시대의 변화와 흐름에 맞는 발전된 교육의 필요성이 대두되고 있으며, 특히 첨단 IT기술 및 스마트 디바이스의 도입이 절실하다.Therefore, the need for advanced education in line with the changes and trends of the times is emerging, and the introduction of advanced IT technology and smart devices is particularly urgent.
최근 치아분야에 AR(증강현실) 오브젝트가 활용된 치과 디자인 기술이 제안되고 있다. Recently, dental design technology using AR (augmented reality) objects has been proposed in the field of teeth.
한국공개특허 10-2016-0143654의 증강현실 치과디자인방법 및 시스템은, 의료가 새로운 증강현실 환경을 구축할 것을 제안하고 있고, 치아형태학 교육에서 선행기술로서 공개특허 제2002-0030415호로 치아형태학 교육용 프리젠테이션 시스템이 제안된 바 있다.Korea Patent Publication No. 10-2016-0143654 augmented reality dental design method and system proposes to build a new augmented reality environment for medical care, and is a presentation for dental morphology education as a prior art in dental morphology education. A presentation system has been proposed.
이 기술은 치아의 이미지가 회전하도록 시점을 기준으로 해당 치아의 3차원 이미지 데이터를 재구성하여 출력하는 시스템을 통해, 가상 치아를 3차원 이미지로 디스플레이 하여 이미지를 회전시켜 볼 수 있도록 기술을 제공하고 있다. This technology provides a technology to rotate the image by displaying virtual teeth as a 3D image through a system that reconstructs and outputs the 3D image data of the tooth based on the viewpoint so that the image of the tooth rotates. .
그러나, 이 기술은 현실공간에서 가상의 객체들과의 상호작용을 통해 체험에 의한 교육 (Learning by Doing) 효과를 제공하여 학습에 대한 집중력 및 교육 효과 향상을 도모하는 효과를 거두기 어렵다.However, this technology provides a learning by doing effect through interaction with virtual objects in real space, so it is difficult to achieve the effect of promoting concentration on learning and improving the educational effect.
이러한 점을 해결하기 위해, 모바일을 이용한 치아 카빙 실습시스템 (특허 제 10-1973787호)이 제안된 바 있다.To solve this problem, a tooth carving practice system using a mobile device (Patent No. 10-1973787) has been proposed.
상기 기술은 실습자 모바일기기의 디스플레이부에 가상 왁스모형 영상을 디스플레이하고, 실습자 모바일기기의 연산처리부가 가상 왁스모형 영상 상에서 터치펜의 움직임 신호를 실습자 모바일기기의 디스플레이부로부터 수신하여, 터치펜의 움직임 신호를 조각도에 의한 조각 신호로 인식하여 가상 왁스모형을 치아형태로 가상 조각하도록 하여서, 실습결과물 영상인 가상 치아 왁스모형 영상을 디스플레이하는 시스템을 제공하고 있다.The above technology displays a virtual wax model image on the display unit of the practitioner's mobile device, and the operation processing unit of the practitioner's mobile device receives the motion signal of the touch pen on the virtual wax model image from the display unit of the practitioner's mobile device. A system for displaying a virtual tooth wax model image, which is an image of a practice result, is provided by recognizing the motion signal of the pen as a sculpting signal by a sculpting tool to virtually sculpt a virtual wax model in the form of a tooth.
이로 인해, 실습자는 가상으로 각 치아의 조각단계에 따른 조각실습을 행하고, 가상 실습 결과물인 가상 치아 왁스모형 영상과 실습설정 치아 영상을 비교, 평가할 수 있게 된다.Due to this, the practitioner can virtually practice sculpting according to the sculpting stage of each tooth, and compare and evaluate the virtual tooth wax model image, which is the result of the virtual practice, and the tooth image set for practice.
그러나, 상기 기술은 터치펜에 의한 가상실습이고 석고모형에는 부적합하다. 또, 실습과정 중에 실습자가 정확하게 조작을 하고 있는지 파악하기 어려울 뿐만 아니라, 교육자 내지 관리자들이 이를 평가할 수 있는 객관적인 기준이 제시되어 있지 않다.However, the above technique is a virtual practice using a touch pen and is not suitable for a plaster model. In addition, it is difficult to determine whether the practitioner is operating accurately during the practice process, and there is no objective standard for educators or managers to evaluate it.
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 실습자가 석고몰드을 조각 성형하여 치아모형을 형성함에 있어, 증강 현실을 접목하여 각 치아형태를 정확하게 이해하면서 치아의 형태를 정교하게 조각하도록 하여 학습 효과를 배가하고, 서포트 장치를 제안하여 실습 단말기와 조각 성형되는 석고몰드의 정형화된 배열 고정을 도모하여 치아모형의 조각 성형에 따른 정밀성과 편리성이 확보되도록 한 치아 가공 숙련도를 향상하는 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템과, 및 이를 이용한 증강현실 기반의 치아 형태학 실습방법을 제공함에 있다.The purpose of the present invention, which has been devised to solve the above problems, is that in forming a tooth model by sculpting a gypsum mold by a practitioner, by grafting augmented reality to accurately understand each tooth shape and to elaborately sculpt the shape of the tooth. Augmented reality that improves tooth processing proficiency by doubling the learning effect and proposing a support device to secure the precision and convenience of sculptural molding of the tooth model by promoting the fixation of the standardized arrangement of the practice terminal and the gypsum mold to be sculpted It is to provide a tooth morphology practice system based on tooth morphology, and an augmented reality-based tooth morphology practice method using the same.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.The above object is achieved by the following structure provided by the present invention.
본 발명에 따른 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템은,The augmented reality-based tooth morphology practice system according to the present invention,
입력모듈과; 석고몰드의 가공면을 촬영하는 카메라 모듈과; 메모리 모듈과; 화면 상에 영상을 출력하는 디스플레이 모듈과, 청각신호를 발생하는 스피커를 포함하는 출력모듈; 및 상기 메모리 모듈에 저장된 치아 형태학 실습어플을 실행하는 어플 실행모듈, 및 이들의 구동을 제어하는 제어모듈이 탑재된 실습 단말기와, 조각성형을 요하는 직육면의 석고몰드과, 실습 단말기를 정렬 거치하는 서포트 장치를 포함하여 구성되고,an input module; a camera module for photographing the processed surface of the gypsum mold; a memory module; An output module including a display module for outputting an image on a screen and a speaker for generating an auditory signal; And an application execution module for executing the tooth morphology practice application stored in the memory module, and a practice terminal equipped with a control module for controlling their driving, a rectangular surface plaster mold requiring sculptural molding, and a practice terminal. It is composed of a support device,
상기 어플 실행모듈은 실습어플을 실행하여, 상악궁과 하악궁이 조합된 치식영상과, 상기 치식영상에서 선택된 악궁에 배열된 표준치아 정렬영상을 제공하여, 표준치아 정렬영상에서 실습을 요하는 어느 하나의 표준치아를 최종 선택하는 표준치아 선택 프로세스 모드와; 상기 표준치아 선택 프로세스 모드에 의해 선택된 치아에 대하여, 증강현실 기반의 증강현실 영상을 제공하는 실습 학습 프로세스 모드를 포함하는 치아 형태학 실습정보를 제공하도록 구성된 것을 특징으로 한다.The application execution module executes the practice application to provide a dental image in which the upper and lower arches are combined and a standard tooth alignment image arranged in the arch selected from the dental image, which requires practice in the standard tooth alignment image. a standard tooth selection process mode in which one standard tooth is finally selected; It is characterized in that it is configured to provide tooth morphology practice information including a practice learning process mode for providing an augmented reality-based augmented reality image for the tooth selected by the standard tooth selection process mode.
바람직하게는, 상기 실습 학습 프로세스 모드는, 상기 제어모듈이 카메라 모듈을 활성화하여 서포트 장치에 정렬된 석고몰드의 가공면 영상을 실시간으로 수득하고, 상기 표준치아 선택 프로세스 모드에서 선택된 표준치아에 대한 표준치아 영상을 추출한 다음, 상기 카메라 모듈에 의해 수득되는 석고몰드의 가공면 영상과 추출된 표준치아 영상의 가공면을 오버랩한 증강현실 영상을 화면에 표시하도록 구성된다.Preferably, in the hands-on learning process mode, the control module activates a camera module to obtain an image of the processed surface of the gypsum mold aligned on the support device in real time, and the standard for the standard tooth selected in the standard tooth selection process mode. After extracting the tooth image, an augmented reality image obtained by overlapping the processed surface image of the gypsum mold obtained by the camera module and the processed surface of the extracted standard tooth image is displayed on the screen.
보다 바람직하게는, 상기 서포트 장치는 서포트 테이블과; 상기 서포트 테이블의 상부에 실습 단말기를 이격되게 거치하는 단말기 거치부; 및 상기 서포트 테이블에 형성되어 석고몰드를 정렬하여 고정하는 가동 홀더부를 포함하고,More preferably, the support device includes a support table; a terminal holding unit for holding practice terminals spaced apart from each other on the upper part of the support table; and a movable holder formed on the support table to align and fix the gypsum mold,
상기 가동 홀더부는, 석고몰드를 삽입하여 고정하는 포트를 갖는 석고홀더와; 상기 석고홀더를 힌지축 부재를 통해 상하 힌지구조로 설치하며, 회동축 부재를 통해 서포트 테이블에 수평 회동구조로 설치되는 홀더 브라켓을 포함하여 구성된다.The movable holder unit includes a gypsum holder having a port for inserting and fixing a gypsum mold; The gypsum holder is installed in a vertical hinge structure through a hinge shaft member, and includes a holder bracket installed in a horizontal rotation structure on the support table through a rotation shaft member.
한편, 본 발명에 따른 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 방법은,On the other hand, the augmented reality-based tooth morphology practice method according to the present invention,
서포트 장치에 실습 단말기와, 석고몰드를 정렬하여 배치하는 정렬 배치단계와; An alignment and arrangement step of arranging and arranging the practice terminal and the gypsum mold on the support device;
상기 실습 단말기에 치아 형태학 학습어플을 실행하여 표준치아 선택모드로 진입하는 실습어플 실행단계와; A practice application execution step of executing a tooth morphology learning application on the practice terminal to enter a standard tooth selection mode;
실습 단말기의 화면에 표식되는 치식영상에서 어느 하나의 악궁을 선택하고, 상기 선택된 악궁에 배열된 표준치아 배열영상에서 표준치아를 선택하는 표준치아 선택단계와; A standard tooth selection step of selecting a dental arch from the dental image displayed on the screen of the practice terminal and selecting a standard tooth from the standard tooth arrangement image arranged in the selected dental arch;
카메라 모듈을 활성화하여 거치장치에 정렬된 석고몰드의 가공면 영상을 실시간으로 수득하는 한편, 상기 선택된 표준치아의 표준치아 영상을 추출한 다음, 상기 카메라 모듈에 의해 수득되는 석고몰드의 가공면 영상과 추출된 표준치아 가이드 영상을 오버랩한 증강현실 영상을 화면에 표식하는 증강현실 영상 표식단계; 및 The camera module is activated to obtain an image of the processed surface of the gypsum mold arranged on the mounting device in real time, while the image of the selected standard tooth is extracted, and then the image of the processed surface of the gypsum mold obtained by the camera module is extracted. An augmented reality image marking step of marking an augmented reality image overlapping the standard tooth guide image on a screen; and
서포트 장치에 고정된 석고몰드 가공면을 단계적으로 변경하면서, 상기 석고몰드 가공면에 따른 증강현실 영상을 통해서 서포트장치에 정렬된 석고몰드의 각 가공면을 단계적으로 도안 및 조각하는 치아모형 조각단계를 포함하여 구성된다.While changing the processing surface of the gypsum mold fixed to the support device step by step, through the augmented reality image according to the processing surface of the gypsum mold, a tooth model carving step of designing and sculpting each processing surface of the gypsum mold aligned with the support device step by step consists of including
전술한 바와 같이 본 발명에서는, 증강 현실을 접목하여 각 치아형태를 정확하게 이해하면서 치아의 형태를 정교하게 조각하도록 하여 학습 효과를 배가하는 것이 가능하다.As described above, in the present invention, it is possible to double the learning effect by incorporating augmented reality to elaborately sculpt the shape of a tooth while accurately understanding each tooth shape.
그리고, 본 발명에 따른 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템은, 서포트 장치를 통해 석고몰드와 실습 단말기의 정형화된 정렬 배치가 가능하고, 특히 상기 서포트 장치에는 고정된 석고몰드를 요하는 각도와 방향으로 정렬하는 가동 홀더부가 부가되어서, 조각 성형을 요하는 석고몰드의 요하는 각도와 방향으로 정렬하여 고정하는 것이 가능하므로, 조각 성형에 따른 편리성과 정밀성이 확보될 수 있는 특이성을 갖는다.In addition, in the augmented reality-based tooth morphology practice system according to the present invention, a standardized alignment arrangement of a gypsum mold and a practice terminal is possible through a support device, and in particular, the support device has a fixed gypsum mold at an angle and direction required. Since a movable holder unit for aligning is added, it is possible to align and fix the gypsum mold at the required angle and direction, so that convenience and precision according to sculptural molding can be secured.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습방법의 각 단계를 보여주는 흐름도이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습 시스템을 구성하는 실습 단말기의 블록도이고,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습방법의 표준치아 선택단계에서 화면상에 표식되는 치식영상과 표준치아 배열영상을 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습방법의 증강현실 영상 표식단계에서, 화면상에 표식되는 증강현실 영상을 보여주는 것이고,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습방법의 증강현실 영상 표식단계에서, 조각단계 보기 옵션창에 의한 단계별 조각영상을 예시하여 보여주는 것이고,
도 6 내지 도 7은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습 시스템과 가동 홀더부의 세부 구성을 보여주는 것이고,
도 8은 상기 가동 홀더부의 단면 구성과, 석고몰드의 삽입상태를 보여주는 것이며,
도 9는 상기 가동 홀더부의 세부 작용상태를 보여주는 것이다.1 is a flowchart showing each step of the augmented reality-based tooth carving practice method proposed as a preferred embodiment in the present invention;
2 is a block diagram of a practice terminal constituting an augmented reality-based tooth carving practice system proposed as a preferred embodiment in the present invention;
Figure 3 shows a tooth image and a standard tooth arrangement image displayed on the screen in the standard tooth selection step of the augmented reality-based tooth sculpting practice method proposed in the present invention as a preferred embodiment,
Figure 4 shows an augmented reality image displayed on the screen in the augmented reality image marking step of the augmented reality-based tooth carving practice method proposed in the present invention as a preferred embodiment,
Figure 5 shows an example of a sculptural image step by step by the sculpting step view option window in the augmented reality image marking step of the augmented reality-based tooth sculpting practice method proposed in the present invention as a preferred embodiment,
6 to 7 show the detailed configuration of the augmented reality-based tooth sculpture practice system and the movable holder part proposed as a preferred embodiment of the present invention,
8 shows a cross-sectional configuration of the movable holder part and a state in which a gypsum mold is inserted;
9 shows a detailed action state of the movable holder part.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템과, 및 이를 이용한 증강현실 기반의 치아 형태학 실습방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an augmented reality-based tooth morphology practice system proposed as a preferred embodiment of the present invention and an augmented reality-based tooth morphology practice method using the same will be described in detail.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습방법의 각 단계를 보여주는 흐름도이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습 시스템을 구성하는 실습 단말기의 블록도이고, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습방법의 표준치아 선택단계에서 화면상에 표식되는 치식영상과 표준치아 배열영상을 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습방법의 증강현실 영상 표식단계에서, 화면상에 표식되는 증강현실 영상을 보여주는 것이고, 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습방법의 증강현실 영상 표식단계에서, 조각단계 보기 옵션창에 의한 단계별 조각영상을 예시하여 보여주는 것이고, 도 6 내지 도 7은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아조각 실습 시스템과 가동 홀더부의 세부 구성을 보여주는 것이고, 도 8은 상기 가동 홀더부의 단면 구성과, 석고몰드의 삽입상태를 보여주는 것이며, 도 9는 상기 가동 홀더부의 세부 작용상태를 보여주는 것이다.1 is a flowchart showing each step of the augmented reality-based tooth sculpting practice method proposed as a preferred embodiment in the present invention, and FIG. 2 is a tooth sculpting practice system based on augmented reality proposed as a preferred embodiment in the present invention. Fig. 3 is a block diagram of a practice terminal constituting a , and FIG. 3 shows a tooth image and a standard tooth arrangement image displayed on the screen in the standard tooth selection step of the augmented reality-based tooth sculpting practice method proposed in the present invention as a preferred embodiment. 4 shows an augmented reality image displayed on the screen in the augmented reality image marking step of the augmented reality-based tooth carving practice method proposed as a preferred embodiment in the present invention, and FIG. In the augmented reality image marking step of the augmented reality-based tooth sculpting practice method proposed as a preferred embodiment, the sculpting image for each step by the sculpting step view option window is exemplified and shown, and FIGS. It shows the detailed configuration of the augmented reality-based tooth sculpture practice system and the movable holder part proposed as an example, and FIG. 8 shows the cross-sectional configuration of the movable holder part and the insertion state of the gypsum mold, and FIG. 9 shows the movable holder part It shows detailed operation status.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템(1)은, 실습 단말기(10)와; 조각성형을 요하는 직육면의 석고몰드(200)과 실습 단말기(10)를 정렬 거치하는 서포트 장치(100)를 포함한다.The augmented reality-based tooth
상기 석고몰드(200)은, 조각 성형부(210)의 일측에 그립부(220)가 일체로 형성된 직육면 블록으로 구성되고, 상기 조각 성형부(210)에는 교합면 가공면(211a)과, 근심면 가공면(211b)과 원심면 가공면(211c)과 협면 가공면(211d) 및 설면 가공면(211e)을 포함하는 5개의 가공면들이 형성된다.The
그리고, 상기 실습 단말기(10)는 도 2와 같이 터치패드 등의 입력모듈(11)과; 석고몰드(200)의 가공면을 촬영하는 카메라 모듈(12)과; 메모리 모듈(13)과; 화면 상에 영상을 출력하는 디스플레이 모듈(14)과, 청각신호를 발생하는 스피커를 포함하는 출력모듈(15); 및 상기 메모리 모듈(13)에 저장된 치아 형태학 실습어플을 실행하는 어플 실행모듈(16), 및 이들의 구동을 제어하는 제어모듈(17)이 탑재된 범용의 스마트폰이나 타블렛 PC 등으로 이루어져, 증강현실 기반의 치아 형태학 실습정보를 실습자에게 제공한다.In addition, the
그리고, 상기 어플 실행모듈은 실습어플을 실행하여 치아 형태학 실습정보를 제공하며, 상기 실습어플에 의해 제공되는 치아 형태학 실습정보는 상악궁과 하악궁이 조합된 치식영상과, 상기 치식영상에서 선택된 악궁에 배열된 표준치아 정렬영상을 제공하여, 표준치아 정렬영상에서 실습을 요하는 어느 하나의 표준치아를 최종 선택하는 표준치아 선택 프로세스 모드와; 상기 표준치아 선택 프로세스 모드에 의해 선택된 치아에 대하여, 증강현실 기반의 치아 형태학 실습정보를 제공하는 실습 학습 프로세스 모드를 포함한다.In addition, the application execution module executes the practice application to provide tooth morphology practice information, and the tooth morphology practice information provided by the practice application includes a dental image in which the upper and lower arches are combined and a dental arch selected from the dental image. a standard tooth selection process mode in which a standard tooth alignment image is provided, and one standard tooth that requires practice is finally selected from the standard tooth alignment image; A practice learning process mode for providing augmented reality-based tooth morphology practice information for the tooth selected by the standard tooth selection process mode is included.
상기 표준치아 선택 프로세스 모드에서는, 실습자에 의해 표준치아 정렬영상에서 선택된 각 표준치아의 명칭과, 설명과, 특징을 포함하는 표준치아 학습정보가 표식되어, 실습자에게 실습을 요하는 표준치아의 학습정보를 제공한다.In the standard tooth selection process mode, the standard tooth learning information including the name, description, and characteristics of each standard tooth selected from the standard tooth alignment image by the practitioner is displayed, Provide learning information.
따라서, 실습자가 실습 단말기(10)를 통해 치아 형태학 실습어플을 실행하면 인트로를 거쳐 표준치아 선택 프로세스 모드가 실행되어 도 3과 같이 치식영상이 화면상에는 표식되고, 상기 치식영상에서 어느 하나의 악궁을 선택하면 선택된 악궁에 배열된 표준치아 배열영상이 화면에 표식된다.Therefore, when the practitioner executes the tooth morphology practice application through the
이후, 실습자가 상기 화면상에 표식된 표준치아 배열영상에서 치아모형의 성형을 요하는 어느 하나의 표준치아를 선택하면, 상기 선택된 표준치아를 기반으로 하는 실습 학습 프로세스 모드가 실행된다.Then, when the practitioner selects one standard tooth that requires tooth model molding from the standard tooth arrangement image displayed on the screen, a practice learning process mode based on the selected standard tooth is executed.
상기 표준치아 선택 프로세스 모드에서 전환된 실습 학습 프로세스 모드에서는, 도 5와 같이 실습자가 실습 단말기(10)를 통해 제공되는 석고몰드의 가공면 영상과, 표준치아 영상의 가이드면을 오버랩한 증강현실 영상을 육안으로 확인하면서, 증강현실 영상을 통해 제공되는 표준치아의 형상에 따라 서포트 장치(100)에 정렬된 석고몰드(200)의 가공면들을 순차적으로 조각성형하여, 석고몰드에 표준치아와 대응하는 치아모형을 조각 성형한다.In the practice learning process mode switched from the standard tooth selection process mode, as shown in FIG. 5, the image of the processed surface of the plaster mold provided by the practitioner through the
이를 상술하자면, 상기 실습 학습 프로세스 모드로 전환되면 제어모듈(17)은 카메라 모듈(12)을 활성화하여 서포트 장치(100)에 정렬된 석고몰드(200)의 가공면 영상을 실시간으로 수득하는 한편, 상기 선택된 표준치아의 표준치아 영상을 추출한 다음, 상기 카메라 모듈(12)에 의해 수득되는 석고몰드의 가공면 영상과 추출된 표준치아 영상의 가공면을 오버랩한 증강현실 영상을 화면에 표식한다.To describe this in detail, when switched to the hands-on learning process mode, the
이때, 상기 제어모듈(17)은 카메라 모듈(12)을 통해 수득된 실습영상의 잡영제거와, 선추출, 경계 그룹 생성 등의 이미지 프로세싱을 실시하여, 석고몰드와 배경을 구분하여 제공하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the
그리고, 상기 제어모듈(17)에 의해 추출되는 표준치아 영상은 교합면과 근심면과 원심면과 협면 및 설면을 포함하는 5면의 가이드면들을 갖는 입체영상으로 이루어져 표준치아의 입체적인 형상의 확인이 가능하고, 또 각 석고몰드의 가공면과 대응하는 가이드면을 화면상에 오버랩한 증강현실 영상을 표식한다.In addition, the standard tooth image extracted by the
그리고, 상기 실습 학습 프로세스 모드로 전환된 화면에는 각종의 옵션창을 갖는 옵션창부가 형성되어, 치아모형의 조각성형에 따른 편리성과 정교성을 제공하고, 또 상기 표준치아에 대한 이론적 학습정보를 제공한다.In addition, an option window having various option windows is formed on the screen converted to the practice learning process mode, providing convenience and sophistication according to sculptural molding of the tooth model, and also providing theoretical learning information about the standard tooth. .
본 실시예에서는 실습 학습 프로세스 모드로 전환된 화면상에 표식되는 옵션창부는, 증강현실 영상에 격자를 오버랩하여 형성하는 격자 표식 옵션창과; 표준치아 영상을 3D로 표식하는 3D 보기 옵션창과; 상기 증강현실 영상에서 부분 길이를 측정하는 길이값 측정 옵션창과; 상기 실습 학습에 따른 소요시간을 표시하는 스톱워치 옵션창과; 상기 석고모재 각 가공면 영상에 오버랩되는 표준치아 영상의 투영도를 설정하는 투영도 설정 옵션창과; 표준치아의 각 가이드면 영상을 2D로 제공하는 2D 도해 표식 옵션창과; 상기 선택된 표준치아의 실습 예제영상을 동영상 형태로 제공하는 실습영상 표식 옵션창; 및 상기 선택된 치아의 형태학 이론을 음성으로 안내하는 형태학 강좌 제공 옵션창, 화면 잠금 옵션창과, 카메라 모듈의 줌을 조절하는 줌 조절 옵션창 등이 형성된다.In this embodiment, the option window displayed on the screen switched to the practice learning process mode includes: a grid display option window formed by overlapping a grid on an augmented reality image; a 3D view option window for displaying a standard tooth image in 3D; a length value measurement option window for measuring a partial length in the augmented reality image; a stopwatch option window displaying the required time according to the practical learning; a projection setting option window for setting a projection of the image of the standard tooth overlapped with the image of each processing surface of the gypsum base material; a 2D graphic display option window providing 2D images of each guide surface of standard teeth; A practice image display option window that provides a practice example image of the selected standard tooth in the form of a video; and a morphology lecture provision option window for guiding the morphology theory of the selected tooth by voice, a screen lock option window, and a zoom control option window for adjusting the zoom of the camera module.
특히, 본 실시예에서는 도 5와 같이 상기 옵션창부에, 표준치아 가이드면의 단계별 조각영상을 단계별로 표식하는 조각단계 보기 옵션창을 마련하여, 실습자는 석고몰드의 가공면을 조각성형 과정에 조각단계 보기 옵션창을 통해 제공되는 단계별 조각영상을 확인하거나, 석고몰드 가공면 영상에 오버랩하여 조각성형되는 치아모형의 일치 여부를 육안으로 확인 가능하도록 한다.In particular, in this embodiment, as shown in FIG. 5, a sculpting step viewing option window is provided in the option window to display step-by-step sculpting images of the standard tooth guide surface step by step, so that the practitioner sculpts the processed surface of the gypsum mold in the sculptural molding process. You can check the step-by-step sculpting images provided through the step view option window, or overlap the image of the gypsum mold processing surface to visually check whether the dental model to be sculpted matches.
이와 같이 구성된 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템을 통한 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 방법을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 서포트 장치에 실습 단말기와, 석고몰드를 정렬하여 배치하는 정렬 배치단계와(S 10); 상기 실습 단말기에 치아 형태학 학습어플을 실행하여 표준치아 선택모드로 진입하는 실습어플 실행단계와(S 20); 실습 단말기의 화면에 표식되는 치식영상에서 어느 하나의 악궁을 선택하고, 상기 선택된 악궁에 배열된 표준치아 배열영상에서 표준치아를 선택하는 표준치아 선택단계와(S 30); 카메라 모듈을 활성화하여 거치장치에 정렬된 석고몰드의 가공면 영상을 실시간으로 수득하는 한편, 상기 선택된 표준치아의 표준치아 영상을 추출한 다음, 상기 카메라 모듈에 의해 수득되는 석고몰드의 가공면 영상과 추출된 표준치아 가이드 영상을 오버랩한 증강현실 영상을 화면에 표식하는 증강현실 영상 표식단계(S 40); 및 서포트 장치에 거치된 석고몰드 조각면을 단계적으로 변경하면서, 상기 석고몰드 조각면에 따른 증강현실 영상을 통해서 서포트장치에 정렬된 석고몰드의 각 가공면을 단계적으로 도안 및 조각하는 치아모형 조각단계(S 50)를 포함한다.Referring to the augmented reality-based tooth morphology practice method through the augmented reality-based tooth morphology practice system configured as described above with reference to FIGS. and (S 10); A practice application execution step of executing a tooth morphology learning application on the practice terminal to enter a standard tooth selection mode (S20); A standard tooth selection step of selecting a dental arch from the dental image displayed on the screen of the practice terminal and selecting a standard tooth from the standard tooth arrangement image arranged in the selected dental arch (S30); The camera module is activated to obtain an image of the processed surface of the gypsum mold arranged on the mounting device in real time, while the image of the selected standard tooth is extracted, and then the image of the processed surface of the gypsum mold obtained by the camera module is extracted. Augmented reality image marking step (S 40) of marking an augmented reality image overlapping the standard tooth guide image on the screen; and a tooth model carving step of step by step designing and carving each processed surface of the gypsum mold arranged on the support device through an augmented reality image according to the sculpted surface of the gypsum mold while changing the sculpted surface of the gypsum mold mounted on the support device step by step. (S 50).
한편, 본 발명에서는 상기 치아모형 가공부에 교합면 가공면과 근심면 가공면과 원심면 가공면과 협면 가공면 및 설면 가공면을 포함하는 5개의 가공면이 조각 성형부에 형성된 석고몰드(200)과, 실습 단말기(10)를 정형화되게 고정하는 서포트 장치(100)를 제안하여, 상기 석고몰드(200)과 실습 단말기(10)가 정렬하여 고정되도록 한다.On the other hand, in the present invention, the plaster mold (200 ) and a
본 발명에서 제안하고 있는 서포트 장치(100)는, 도 6 내지 도 9에서 보는 바와 같이 서포트 테이블(110)과; 상기 서포트 테이블(110)의 상부에 실습 단말기(10)를 이격되게 거치하는 단말기 거치부(120); 및 상기 서포트 테이블(110)에 형성되어 석고몰드(200)를 정렬하여 고정하는 가동 홀더부(130)를 포함한다.The
상기 단말기 거치부(120)는, 상기 서포트 테이블(110)에 기립하여 형성되는 한 쌍의 지지암(121)과; 상기 지지암(121) 사이에 배치되는 단말기 거치대(122)를 포함하여, 상기 서포트 테이블(110)의 상부에 실습 단말기(10)를 배치하여 카메라 모듈(12)이 서포트 테이블(110)에 설치된 가동 홀더부(130)를 향하도록 한다.The
그리고, 상기 가동 홀더부(130)는 석고몰드(200)를 길이방향으로 삽입하여 고정하는 포트(131a)를 갖는 중공의 석고홀더(131)와; 상기 석고홀더(131)를 힌지축 부재(132a)를 통해 상하 힌지구조로 설치하며, 회동축 부재(132b)를 통해 서포트 테이블(110)에 수평 회동구조로 설치되는 홀더 브라켓(132)과; 상기 중공의 석고홀더(131)에 상하 등각 회전력을 제공하는 제 1 등각 구동유닛(134)과, 상기 홀더 브라켓(132)에 수평 등각 회전력을 제공하는 제 2 등각 구동유닛(135); 및 상기 제 1 등각 구동유닛(134)과 제 2 등각 구동유닛(135)의 구동을 제어하는 구동 제어부(136)를 포함한다.The
바람직하게는, 상기 홀더 브라켓(132)은 상하 개방된 "ㄷ"자형의 평면을 갖는 성형체로 구성되어, 힌지축 부재(132a)를 통해 석고홀더(131)를 상하 힌지구조로 고정한다.Preferably, the
그리고, 도 7 내지 도 8에서 보는 바와 같이 상기 석고홀더(131)에 형성된 포트(131a)의 내측면에는 판스프링으로 이루어진 탄성 지지편(131b)이 형성되어, 상기 포트(131a)에 삽입되는 석고몰드(200)는 탄성 지지편(131b)에 의해 측벽을 탄성 압박하여 고정되도록 한다.And, as shown in FIGS. 7 to 8, an
또한, 상기 석고몰드(131)가 삽입되는 포트(131a)의 바닥면에는 체결량에 따라 포트(131a)에 삽입되는 석고몰드(200)의 삽입깊이를 조절하는 삽입깊이 조절볼트(131c)가 형성되어, 상기 석고홀더(131)의 일측으로 돌출되는 조각 성형부(210)의 돌출 높이의 설정이 가능하도록 한다.In addition, an insertion
따라서, 도 9에서 보는 바와 같이 상기 제 1 등각 구동유닛(134)의 정역 회전에 의해서는 석고홀더(131)는 힌지축 부재(132a)를 중심으로 상하로 등각 회전하여 직립되거나 수평으로 눕혀지며, 상기 석고홀더(131)가 직립되게 세워지면 교합면이 조각되는 석고몰드의 교합면 가공면 상부를 향하여 실습 단말기(10)와 마주하고, 또 석고홀더(131)가 수평으로 눕혀져 원심면, 협면, 근심면, 설면 등을 형성하는 석고몰드의 측면 가공면이 상부를 향하여 실습 단말기(10)와 마주한 상태로 노출된다.Therefore, as shown in FIG. 9, by the normal and reverse rotation of the first equal
그리고, 상기 석고홀더(131)가 수평으로 눕혀진 상태에서 제 2 등각 구동유닛(135)이 등각 회전하여 석고홀더(131) 및 석고홀더(131)에 고정된 석고몰드(200)가 90°의 각도로 등각 회전하면, 상기 석고홀드(131)에 고정된 석고몰드(200)의 원심면 가공면, 협면 가공면, 근심면 가공면, 설면 가공면 등을 형성하는 석고몰드(200)의 가공면들은 상부를 향하여 순차적으로 실습 단말기(10)와 마주한 상태로 노출된다.In addition, in a state where the
따라서, 상기 가동 홀더부(130)는 조각성형을 요하는 석고몰드(200)를 수직으로 직립하여 교합면 가공면을 노출되게 배열하거나, 조각성형을 요하는 석고몰드(200)를 눕혀진 상태에서 수평으로 등각 회전하면서 원심면 가공면과, 협면 가공면과, 근심면 가공면, 설면 가공면을 정형화되게 노출되게 배열하게 된다.Therefore, the
특히, 본 발명에서는 상기 제 1 등각유닛(134)과 제 2 등각유닛(135)을, 실습 단말기(10)와 근거리 통신 등을 통해 상호 연동하여서, 선택된 표준치아의 가이드면 영상에 따라 가동 홀더부(130)는 석고몰드를 수직, 또는 수평 회전하여 상기 표준치아의 가이드면과 매칭되는 석고몰드(200)의 가공면을 배열하여서, 치아모형의 조각 성형시에는 조각면의 신속하고 정형화된 변경이 가능하도록 한다.In particular, in the present invention, the first
1. 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템
10. 실습 단말기 11. 입력 모듈
12. 카메라 모듈 13. 메모리 모듈
14. 디스플레이 모듈 15. 출력모듈
16. 어플 실행모듈 17. 제어모듈
100. 서포트 장치 110. 서포트 테이블
120. 단말기 거치부 121. 지지암
122. 단말기 거치대
130. 가동 홀더부 131. 석고홀더
131a. 포트 131b. 탄성 지지편
131c. 삽입깊이 조절볼트
132. 홀더 브라켓
132a. 힌지축 부재 132b. 회동축 부재
134. 제 1 등각 구동유닛 135. 제 2 등각 구동유닛
136. 구동 제어부
200. 석고몰드 210. 조각 성형부
211a. 교합 가공면 211b. 근심면 가공면
211c. 원심면 가공면 211d. 협면 가공면
211e. 설면 가공면
220. 그립부1. Dental morphology practice system based on augmented reality
10.
12.
14.
16.
100.
120. Terminal holding
122. Terminal holder
130.
131a.
131c. Insertion Depth Adjustment Bolt
132. Holder Bracket
132a.
134. First
136. Drive control
200.
211a.
211c. Centrifugal
211e. snow processing surface
220. Grip part
Claims (4)
상기 어플 실행모듈은 실습어플을 실행하여, 상악궁과 하악궁이 조합된 치식영상과, 상기 치식영상에서 선택된 악궁에 배열된 표준치아 정렬영상을 제공하여, 표준치아 정렬영상에서 실습을 요하는 어느 하나의 표준치아를 최종 선택하는 표준치아 선택 프로세스 모드와; 상기 표준치아 선택 프로세스 모드에 의해 선택된 치아에 대하여, 증강현실 기반의 증강현실 영상을 제공하는 실습 학습 프로세스 모드를 포함하는 치아 형태학 실습정보를 제공하도록 구성되고,
상기 서포트 장치는 서포트 테이블과; 상기 서포트 테이블의 상부에 실습 단말기를 이격되게 거치하는 단말기 거치부; 및 상기 서포트 테이블에 형성되어 석고몰드를 정렬하여 고정하는 가동 홀더부를 포함하고,
상기 가동 홀더부는, 석고몰드를 삽입하여 고정하는 포트를 갖는 석고홀더와; 상기 석고홀더를 힌지축 부재를 통해 상하 힌지구조로 설치하며, 회동축 부재를 통해 서포트 테이블에 수평 회동구조로 설치되는 홀더 브라켓을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 증강현실 기반의 치아 형태학 실습 시스템.an input module; a camera module for photographing the processed surface of the gypsum mold; a memory module; An output module including a display module for outputting an image on a screen and a speaker for generating an auditory signal; And an application execution module for executing the tooth morphology practice application stored in the memory module, and a practice terminal equipped with a control module for controlling their driving, a rectangular surface plaster mold requiring sculptural molding, and a practice terminal. It is composed of a support device,
The application execution module executes the practice application to provide a dental image in which the upper and lower arches are combined and a standard tooth alignment image arranged in the arch selected from the dental image, which requires practice in the standard tooth alignment image. a standard tooth selection process mode in which one standard tooth is finally selected; With respect to the tooth selected by the standard tooth selection process mode, it is configured to provide tooth morphology practice information including a practice learning process mode that provides an augmented reality-based augmented reality image,
The support device includes a support table; a terminal holding unit for holding practice terminals spaced apart from each other on the upper part of the support table; and a movable holder formed on the support table to align and fix the gypsum mold,
The movable holder unit includes a gypsum holder having a port for inserting and fixing a gypsum mold; The gypsum holder is installed in a vertical hinge structure through a hinge axis member, and a holder bracket installed in a horizontal rotation structure on a support table through a pivot member. Augmented reality-based tooth morphology practice system.
The method of claim 1, wherein in the hands-on learning process mode, the control module activates a camera module to obtain an image of the processed surface of the gypsum mold aligned on the support device in real time, and the standard tooth selected in the standard tooth selection process mode After extracting the standard tooth image for the image, augmented reality based on augmented reality, characterized in that configured to display on the screen an augmented reality image overlapping the processed surface image of the gypsum mold obtained by the camera module and the processed surface of the extracted standard tooth image. Dental morphology practice system.
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2022
- 2022-02-17 KR KR1020220020588A patent/KR102481893B1/en active IP Right Grant
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