一种刷牙姿态检测与评价系统的制作方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明主要涉及智能设备技术，尤其涉及智能牙刷刷牙姿态检测与评价方法。
【背景技术】
[0003] 随着社会进步，身体健康越来越被更多人重视，但由于城市生活的快节奏以及不 良的生活习惯，人们总是常常因为懒惰而忽视刷牙，这表现在忘记刷牙、刷牙时间不够、刷 牙动作不规范，从而导致口腔压齿不清洁，造成很多口腔疾病。通常都是发生口腔疾病才开 始注重，但仅通过医生的宣传降解口腔清洁动作规范还是远远不够的，因为难以使普通人 弓丨起兴趣，因此仍然存在刷牙不规范，难以坚持下去的问题。
[0004] 刷牙是使用牙刷去除牙菌斑、软垢和食物残渣，保持口腔清洁的重要自我口腔保 健方法，也是人们自我清除菌斑，预防牙周病发生、发展和复发的最主要手段。保持正确的 刷牙方法和习惯，可以最大程度的帮助控制牙菌斑，维护口腔健康或延长修复体的使用寿 命。但很多人的刷牙方法不正确，表现在，刷牙动作不正确、覆盖面不全、刷牙时间不够等。
[0005] 本发明公开了一种刷牙姿态的检测和评价系统。此系统包括数据采集模块，数据 接收模块、姿态检测模块、数据评价模块。通过这些模块可以检测出刷牙姿态以及牙刷在牙 齿上的区域、刷牙时间、震动次数，利用这些信息可以检测和评价用户刷牙动作的正确性， 并向用户提供牙齿方面的保健建议等。
【发明内容】
[0006] 发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足而提供了一种刷牙姿态检测与评 价系统，可以检测和评价用户刷牙动作的正确性，并向用户提供牙齿方面的保健建议等。
[0007] 技术方案：为了实现发明目的，本发明采用以下技术方案：一种刷牙姿态检测与 评价系统，包括设在牙刷内部的数据采集模块、数据接收模块、姿态检测模块、数据评价模 块和评价结果输出模块，其中：所述数据采集模块包括加速器、陀螺仪和磁力计，并在刷牙 过程中根据预设频率采集数据；所述数据接收模块用于接收数据采集模块采集的数据，并 生成固定的数据格式后，通过单个发送或批量发送的方式传递给姿态检测模块； 所述姿态检测模块包括牙刷姿态解析模块、初始位置判断模块、刷牙动作解析模块、刷 牙区域解析模块、时间统计模块和震动次数统计模块，其中： 所述牙刷姿态解析模块根据加速器采集的数据计算牙刷的滚动角，并将该滚动角映射 成牙刷的姿态，该牙刷的姿态包括刷头朝上、刷头朝下、刷头朝左、刷头朝右； 所述初始位置判断模块根据加速器采集的模块算出滚动角和俯仰角，从而判断牙刷是 否在牙齿上规定的初始位置上； 所述刷牙动作解析模块则通过加速器计算刷牙动作，该刷牙动作包括左右刷牙、上下 刷牙和静止； 所述刷牙区域解析模块，根据牙刷的初始位置计算获得牙刷相对于牙齿的偏航角，并 结合牙刷姿态判断出牙刷处于牙齿上的区域； 所述时间统计模块，则根据刷牙区域解析模块的解析结果统计牙刷在每个刷牙区域上 的停留时间，从而获得用户刷牙的总时长和各区域的分时长； 所述震动次数统计模块，则统计牙刷在每个区域的震动次数； 所述数据评价模块，将姿态检测模块的输出结果与标准刷牙动作模型比较，从而评价 用户的刷牙动作正确性，评价指标包括刷牙区域覆盖度、刷牙总时长、各区域刷牙分时长、 各区域牙刷震动次数。
【主权项】
1. 一种刷牙姿态检测与评价系统，其特征在于：包括设在牙刷内部的数据采集模块、 数据接收模块、姿态检测模块、数据评价模块和评价结果输出模块，其中：所述数据采集模 块包括加速器、陀螺仪和磁力计，并在刷牙过程中根据预设频率采集数据；所述数据接收模 块用于接收数据采集模块采集的数据，并生成固定的数据格式后，通过单个发送或批量发 送的方式传递给姿态检测模块； 所述姿态检测模块包括牙刷姿态解析模块、初始位置判断模块、刷牙动作解析模块、刷 牙区域解析模块、时间统计模块和震动次数统计模块，其中： 所述牙刷姿态解析模块根据加速器采集的数据计算牙刷的滚动角，并将该滚动角映射 成牙刷的姿态，该牙刷的姿态包括刷头朝上、刷头朝下、刷头朝左、刷头朝右； 所述初始位置判断模块根据加速器采集的模块算出滚动角和俯仰角，从而判断牙刷是 否在牙齿上规定的初始位置上； 所述刷牙动作解析模块则通过加速器计算刷牙动作，该刷牙动作包括左右刷牙、上下 刷牙和静止； 所述刷牙区域解析模块，根据牙刷的初始位置计算获得牙刷相对于牙齿的偏航角，并 结合牙刷姿态判断出牙刷处于牙齿上的区域； 所述时间统计模块，则根据刷牙区域解析模块的解析结果统计牙刷在每个刷牙区域上 的停留时间，从而获得用户刷牙的总时长和各区域的分时长； 所述震动次数统计模块，则统计牙刷在每个区域的震动次数； 所述数据评价模块，将姿态检测模块的输出结果与标准刷牙动作模型比较，从而评价 用户的刷牙动作正确性，评价指标包括刷牙区域覆盖度、刷牙总时长、各区域刷牙分时长、 各区域牙刷震动次数。
2. 根据权利要求1所述刷牙姿态检测与评价系统，其特征在于：所述数据接收模块采 用单个数据发送时，生成数据格式如下：
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3. 根据权利要求1所述刷牙姿态检测与评价系统，其特征在于：所述数据接收模块采 用批量数据发送时，生成数据格式如下：
4. 根据权利要求1所述刷牙姿态检测与评价系统，其特征在于：所述刷牙区域解析模 块判断牙刷处于牙齿的区域的方法，包括以下两种情形： (1)当牙刷处于规定的初始位置时，将压齿分为13个区域，使用9轴传感器得到加速 器、陀螺仪和磁力计的数据，并根据传感器融合算法得到欧拉角；接着根据欧拉角中的偏航 角判断刷头的朝向，同时根据欧拉角中的滚动角判断刷头所处区域，且在刷牙过程中还通 过高斯牛顿方法对欧拉角数值进行自动矫正； (2)当牙刷不处于规定的初始位置时，将压齿分为4个区域，仅用滚动角并结合刷毛朝 向判断刷头处于牙齿上的区域。
【专利摘要】本发明公开了一种刷牙姿态检测与评价系统，包括设在牙刷内部的数据采集模块、数据接收模块、姿态检测模块、数据评价模块和评价结果输出模块，通过这些模块可以检测出刷牙姿态以及牙刷在牙齿上的区域、刷牙时间、震动次数，利用这些信息可以检测和评价用户刷牙动作的正确性，并向用户提供牙齿方面的保健建议等，从而实现培养使用者正确的刷牙习惯，达到智能生活的目的。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104765952
【申请号】CN201510107784
【发明人】成迪寒, 胡斌, 赵昊翔, 喻强
【申请人】成迪寒, 胡斌, 赵昊翔, 喻强
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月11日