La triangolazione attiva è il principio di misurazione 3D più fondamentale e ampiamente utilizzato negli scanner intraorali. Le tecnologie di scansione a luce strutturata e a linee laser sono essenzialmente varianti della triangolazione.
Principio fondamentale
La triangolazione ha origine dal classico metodo trigonometrico. Il sistema è costituito da una sorgente luminosa (proiettore o laser) e una telecamera separati da una distanza fissa nota (lunghezza della linea di base bbb) e da un angolo. La sorgente luminosa proietta sull'oggetto un motivo noto (frange, punti o una linea laser). La fotocamera cattura il modello da un punto di vista diverso. Le variazioni di profondità sulla superficie dell'oggetto provocano lo spostamento del motivo nell'immagine della telecamera (parallasse). Utilizzando il principio dei triangoli simili, la profondità Z di ciascun punto può essere calcolata dalla linea di base nota, dall'angolo di proiezione e dalla posizione dell'immagine.
Una formula di profondità semplificata è:
Z=(b * f) / d
dove bbb è la lunghezza della linea di base, fff è la lunghezza focale della fotocamera e ddd è lo spostamento della parallasse. Una linea di base più lunga migliora la precisione ma aumenta le dimensioni del dispositivo. L'inserimento dei sistemi di proiezione e di imaging nella punta di scansione estremamente compatta di uno scanner intraorale rimane una sfida ingegneristica di miniaturizzazione significativa.
Triangolazione della luce strutturata
Viene proiettata una frangia sinusoidale o un modello di codice grigio-. Una singola immagine cattura informazioni sulla profondità attraverso l'intero campo visivo, offrendo nuvole di punti dense e ad alta velocità. I marchi rappresentativi includono 3Shape, Shining 3D e Aident.
Triangolazione della scansione della linea laser
Viene proiettata una singola linea laser. La telecamera registra la deformazione della linea sulla superficie del dente. I dati tri-vengono acquisiti riga per riga spostando il laser o la testa di scansione. I sistemi rappresentativi includono Planmeca (luce blu) e i primi sistemi E4D (luce rossa).
Fattori che influenzano la precisione della triangolazione
Lunghezza della linea di base: linee di base più lunghe migliorano la precisione ma sono vincolate dalla dimensione della punta della scansione-.
Risoluzione angolare: Determinato dalla risoluzione della fotocamera e dalla qualità dell'obiettivo.
Algoritmi sub-pixel: la localizzazione delle funzionalità può raggiungere un-decimo di pixel.
Proprietà ottiche della superficie: Le superfici traslucide o altamente riflettenti interferiscono con il riconoscimento dei motivi.
Interferenza della luce ambientale: la luce diffusa riduce il rapporto segnale-rispetto-rumore.
La triangolazione attiva è matura, ha costi-controllabili e offre eccellenti prestazioni-in tempo reale. È il principio fondamentale adottato dalla stragrande maggioranza degli attuali scanner intraorali. I suoi limiti principali sono la sensibilità alle caratteristiche ottiche della superficie e l'accumulo di errori durante l'unione di un ampio-campo-di-visione.
Presso Aident Technology, la serie di scanner intraorali AI-30 è basata su una triangolazione avanzata della luce strutturata-combinata con imaging ad alta-velocità ed elaborazione intelligente. Offre una precisione dell'intera arcata pari o superiore a 30 fotogrammi al secondo, una precisione dell'intera arcata inferiore o uguale a 10 μm, una scansione a colori reali senza polvere e un'affidabile ricostruzione 3D in tempo reale progettata per flussi di lavoro digitali efficienti clinici e di laboratorio.
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