本發(fā)明主要涉及智能設(shè)備技術(shù)，尤其涉及兒童智能刷牙引導(dǎo)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著社會(huì)進(jìn)步，身體健康越來(lái)越被更多人重視，但由于城市生活的快節(jié)奏以及不良的生活習(xí)慣，人們總是常常因?yàn)閼卸瓒鲆曀⒀溃@表現(xiàn)在忘記刷牙、刷牙時(shí)間不夠、刷牙動(dòng)作不規(guī)范，從而導(dǎo)致口腔壓齒不清潔，造成很多口腔疾病。通常都是發(fā)生口腔疾病才開(kāi)始注重，但僅通過(guò)醫(yī)生的宣傳降解口腔清潔動(dòng)作規(guī)范還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)殡y以使普通人引起興趣，因此仍然存在刷牙不規(guī)范，難以堅(jiān)持下去的問(wèn)題。刷牙是使用牙刷去除牙菌斑、軟垢和食物殘?jiān)?，保持口腔清潔的重要自我口腔保健方法，也是人們自我清除菌斑，預(yù)防牙周病發(fā)生、發(fā)展和復(fù)發(fā)的最主要手段。保持正確的刷牙方法和習(xí)慣，可以最大程度的幫助控制牙菌斑，維護(hù)口腔健康或延長(zhǎng)修復(fù)體的使用壽命。但很多人的刷牙方法不正確，表現(xiàn)在，刷牙動(dòng)作不正確、覆蓋面不全、刷牙時(shí)間不夠等。而且更重要的是，現(xiàn)在市場(chǎng)上類似產(chǎn)品都使用了陀螺儀或者磁力計(jì)，這樣會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題。第一，磁力計(jì)會(huì)收到地球磁場(chǎng)干擾，在使用牙刷前要對(duì)牙刷進(jìn)行校正，不符合牙刷的使用場(chǎng)景。第二，陀螺儀會(huì)有漂移的問(wèn)題，導(dǎo)致牙齒區(qū)域判斷不準(zhǔn)確。由于智能牙刷內(nèi)在的計(jì)算誤差導(dǎo)致用戶的刷牙狀態(tài)的誤判，從而無(wú)法引導(dǎo)使用者正確刷牙，甚至誤導(dǎo)使用者造成錯(cuò)誤的刷牙習(xí)慣。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種兒童刷牙智能訓(xùn)練系統(tǒng)，可以檢測(cè)和評(píng)價(jià)用戶刷牙動(dòng)作的正確性，并向用戶提供牙齒方面的保健建議等，通過(guò)游戲交互方式引導(dǎo)兒童正確的刷牙姿勢(shì)和良好的刷牙習(xí)慣，提高了兒童刷牙的娛樂(lè)性和積極性，提供了一種未來(lái)家居智能生活模式，更重要的是本發(fā)明只使用加速器傳感器并優(yōu)化數(shù)學(xué)計(jì)算模型，配合引導(dǎo)式的訓(xùn)練系統(tǒng)，從而降低了計(jì)算誤差，以達(dá)到幫助用戶建立良好刷牙習(xí)慣的目的。技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種智能兒童刷牙引導(dǎo)系統(tǒng)，包括智能牙刷硬件、移動(dòng)智能終端、智能刷牙引導(dǎo)模塊和遠(yuǎn)程云服務(wù)后臺(tái)，其中：所述智能牙刷硬件，包括牙刷本體，以及設(shè)在牙刷本體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)傳感器模塊、處理器模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊，其中所述運(yùn)動(dòng)傳感器模塊僅包括加速器，并根據(jù)預(yù)設(shè)頻率對(duì)牙刷本體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)采集加速度數(shù)據(jù)，并將加速度數(shù)據(jù)傳送至處理器模塊；所述處理器模塊對(duì)牙刷本體的動(dòng)作進(jìn)行編碼并通過(guò)無(wú)線通信模塊傳送至移動(dòng)智能終端；所述移動(dòng)智能終端，接收并保存智能牙刷硬件發(fā)送的數(shù)據(jù)并通過(guò)智能刷牙引導(dǎo)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理；所述智能刷牙引導(dǎo)模塊包括牙刷姿態(tài)與評(píng)價(jià)模塊、智能補(bǔ)強(qiáng)模塊、智能引導(dǎo)模塊，其中：所述牙刷姿態(tài)與評(píng)價(jià)模塊包括牙刷姿態(tài)解析模塊、初始位置模塊、刷牙動(dòng)作解析模塊、刷牙區(qū)域解析模塊、時(shí)間統(tǒng)計(jì)模塊、振動(dòng)次數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊和數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)模塊，所述牙刷姿態(tài)與評(píng)價(jià)模塊的實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：(1)首先，設(shè)置低通濾波的截止頻率為2Hz(去除重力對(duì)加速器的影響)，并以牙刷本體的中心建立三維坐標(biāo)系，通過(guò)加速器獲取牙刷本體在x,y,z方向上的加速度分量(ax,ay,az)，并通過(guò)公式(1)和(2)分別計(jì)算牙刷本體的俯仰角θp和滾動(dòng)叫θr：其中ax、ay、az為加速器采集的x,y,z三個(gè)方向上的原始數(shù)據(jù)；C為加速器旋轉(zhuǎn)靈敏誤差補(bǔ)償系數(shù)，C的取值范圍為0＜C≤0.0550；(2)然后將牙刷本體的滾動(dòng)角θr與牙刷姿態(tài)進(jìn)行關(guān)系映射，映射關(guān)系如下：(3)接著在確定牙刷本體的姿態(tài)后，通過(guò)俯仰角θp與牙刷的所處位置進(jìn)行映射，映射關(guān)系如下：(4)與此同時(shí)，所述時(shí)間統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)牙刷本體再每個(gè)刷牙區(qū)域上的停留時(shí)間，從而獲得用于刷牙的總時(shí)長(zhǎng)和各區(qū)域的分時(shí)長(zhǎng)；所述震動(dòng)次數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)用戶牙刷在每個(gè)區(qū)域的震動(dòng)次數(shù)；(5)最后，所述牙刷姿態(tài)與評(píng)價(jià)模塊將牙刷姿態(tài)模塊的輸出結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)刷牙動(dòng)作模型比較，從而評(píng)價(jià)用戶的刷牙動(dòng)作正確性，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括刷牙區(qū)域覆蓋度、刷牙總時(shí)長(zhǎng)、各區(qū)域刷牙分時(shí)長(zhǎng)、牙刷姿態(tài)規(guī)范、各區(qū)域牙刷震動(dòng)次數(shù)。進(jìn)一步的，所述初始位置模規(guī)定初始位置為牙齒外側(cè)，此時(shí)牙刷的滾動(dòng)角的數(shù)值范圍應(yīng)符合-135°≤θr＜-45°。進(jìn)一步的，加速器旋轉(zhuǎn)靈敏誤差補(bǔ)償系數(shù)C的取值范圍為0.0120＜C≤0.0255。進(jìn)一步的，所述刷牙動(dòng)作解析模塊，通過(guò)加速器來(lái)判斷刷牙動(dòng)作，該刷牙動(dòng)作包括左右刷牙、上下刷牙和牙刷是否靜止。進(jìn)一步的，所述刷牙區(qū)域解析模塊，通過(guò)牙刷的姿態(tài)，判斷牙刷在口腔中所處的區(qū)域。進(jìn)一步的，所述刷牙區(qū)域分為9個(gè)區(qū)域，分別為上咀嚼面、下咀嚼面、左外側(cè)、右外側(cè)、左內(nèi)側(cè)、右內(nèi)側(cè)、中間外側(cè)、中上內(nèi)側(cè)、中下內(nèi)側(cè)。進(jìn)一步的，所述智能補(bǔ)強(qiáng)模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊和刷牙弱項(xiàng)分析模塊，其中：所述數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)從智能牙刷接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理形成時(shí)間維度上的刷牙狀態(tài)數(shù)據(jù)，該刷牙狀態(tài)數(shù)據(jù)包括刷牙區(qū)域值、區(qū)域正確時(shí)間值和動(dòng)作正確時(shí)間值；所述刷牙弱項(xiàng)分析模塊，分別采用均值分析和方差分析對(duì)刷牙狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，得到單位時(shí)間內(nèi)區(qū)域正確時(shí)間的均值和動(dòng)作正確時(shí)間的均值，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較得到差值；所述智能引導(dǎo)模塊，根據(jù)差值的大小進(jìn)行顯性補(bǔ)強(qiáng)或隱性補(bǔ)強(qiáng)，所述顯性補(bǔ)強(qiáng)是通過(guò)畫(huà)面或語(yǔ)音顯示提醒用戶，所述隱性補(bǔ)強(qiáng)是直接在刷牙引導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)值中隱式的增加或縮短時(shí)間；所述智能引導(dǎo)模塊每隔N次完整刷牙動(dòng)作后，根據(jù)指定的補(bǔ)強(qiáng)策略進(jìn)行實(shí)際補(bǔ)強(qiáng)操作，使得后續(xù)n次刷牙中參照的標(biāo)準(zhǔn)值為經(jīng)過(guò)補(bǔ)強(qiáng)后的標(biāo)準(zhǔn)值，待補(bǔ)強(qiáng)操作執(zhí)行過(guò)后，進(jìn)入下一輪的弱項(xiàng)分析和補(bǔ)強(qiáng)操作。有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明僅通過(guò)加速器并進(jìn)行加速器誤差補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對(duì)牙刷的刷牙區(qū)域、刷牙動(dòng)作和牙刷姿態(tài)的精確解析，避免了磁力計(jì)和陀螺儀受重力和偏移量的誤差影響，能更精確的提供使用者的刷牙數(shù)據(jù)，從而確保培養(yǎng)兒童正確的刷牙習(xí)慣。另外，通過(guò)模塊可以檢測(cè)出刷牙姿態(tài)以及牙刷在牙齒上的區(qū)域、刷牙時(shí)間、震動(dòng)次數(shù)，利用這些信息可以檢測(cè)和評(píng)價(jià)用戶刷牙動(dòng)作的正確性，并向用戶提供牙齒方面的保健建議等，從而能提高使用者正確的刷牙方法和習(xí)慣，保持口腔清潔，預(yù)防牙周病發(fā)生；只使用加速器傳感器并優(yōu)化數(shù)學(xué)計(jì)算模型，配合引導(dǎo)式的訓(xùn)練系統(tǒng)，從而降低了計(jì)算誤差，以達(dá)到幫助用戶建立良好刷牙習(xí)慣的目的，避免了市場(chǎng)上類似產(chǎn)品都使用陀螺儀或者磁力計(jì)計(jì)算牙刷姿態(tài)和位置時(shí)由于重力和陀螺儀漂移造成的計(jì)算誤差，能更好的引導(dǎo)使用者正確的刷牙動(dòng)作。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明所述智能兒童刷牙引導(dǎo)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述智能訓(xùn)練牙刷本體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述智能兒童刷牙引導(dǎo)系統(tǒng)中應(yīng)用APP的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所述智能兒童刷牙引導(dǎo)系統(tǒng)中牙刷姿態(tài)與評(píng)價(jià)模塊的工作原理示意圖。圖5為本發(fā)明所述智能兒童刷牙引導(dǎo)系統(tǒng)中刷牙智能補(bǔ)強(qiáng)方法的系統(tǒng)框圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍不局限于實(shí)施例表示的范圍，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上類似產(chǎn)品都使用了陀螺儀或者磁力計(jì)，這樣會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題。第一，磁力計(jì)會(huì)收到地球磁場(chǎng)干擾，在使用牙刷前要對(duì)牙刷進(jìn)行校正，不符合牙刷的使用場(chǎng)景。第二，陀螺儀會(huì)有漂移的問(wèn)題，導(dǎo)致牙齒區(qū)域判斷不準(zhǔn)確。本發(fā)明提供了一種只使用加速器的解決方案，配合引導(dǎo)式的訓(xùn)練系統(tǒng)，以達(dá)到幫助用戶建立良好刷牙習(xí)慣的目的。本發(fā)明主要包括智能訓(xùn)練牙刷硬件、安裝在移動(dòng)智能終端上的應(yīng)用軟件系統(tǒng)、云服務(wù)三大部分，所述智能訓(xùn)練牙刷硬件包括牙刷本體，以及牙刷本體上的運(yùn)動(dòng)傳感器模塊、處理器模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊。所述的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，安裝在移動(dòng)智能終端上(包括平板電腦、智能手機(jī))，功能包括數(shù)據(jù)收發(fā)、刷牙姿態(tài)檢測(cè)及評(píng)價(jià)、刷牙動(dòng)作引導(dǎo)、智能補(bǔ)強(qiáng)、數(shù)據(jù)上傳云端等。所述的云服務(wù)部署在互聯(lián)網(wǎng)公有云上，提供歷史記錄存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、分享排名等功能。本發(fā)明通過(guò)游戲交互方式引導(dǎo)兒童正確的刷牙姿勢(shì)和良好的刷牙習(xí)慣，提高了兒童刷牙的娛樂(lè)性和積極性，提供了一種未來(lái)家居智能生活模式。用戶在使用時(shí)，首先打開(kāi)移動(dòng)智能終端上的應(yīng)用軟件，配合使用智能訓(xùn)練牙刷，跟隨應(yīng)用軟件中的引導(dǎo)式刷牙示范，進(jìn)行實(shí)際的刷牙動(dòng)作，應(yīng)用軟件中通過(guò)動(dòng)作檢測(cè)和評(píng)價(jià)，給出實(shí)時(shí)反饋，提示動(dòng)作正確性，從而幫助用戶建立良好的習(xí)慣，并可糾正錯(cuò)誤的刷牙習(xí)慣。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：1.智能訓(xùn)練牙刷硬件智能訓(xùn)練牙刷硬件包括牙刷本體，以及牙刷本體上的運(yùn)動(dòng)傳感器模塊、處理器模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊。其中運(yùn)動(dòng)傳感器模塊捕獲用戶使用智能訓(xùn)練牙刷的動(dòng)作，并傳送至處理器模塊；運(yùn)動(dòng)傳感器模塊包括加速器傳感器，捕獲用戶使用智能訓(xùn)練牙刷的動(dòng)作數(shù)據(jù)。處理器模塊對(duì)牙刷本體的動(dòng)作編碼成數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線通信模塊；無(wú)線通信模塊則將編碼數(shù)據(jù)傳送至對(duì)應(yīng)的智能終端。數(shù)據(jù)傳送分為兩個(gè)階段。第一階段，當(dāng)智能訓(xùn)練牙刷與智能終端進(jìn)行連接時(shí)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容包含智能訓(xùn)練牙刷的硬件編號(hào)和固件版本信息。第二階段，當(dāng)用戶使用智能訓(xùn)練牙刷開(kāi)始刷牙時(shí)，智能訓(xùn)練牙刷會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣頻率，不斷獲取加速器傳感器采樣數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為：對(duì)于單個(gè)發(fā)送，數(shù)據(jù)格式為，數(shù)據(jù)類型X軸數(shù)據(jù)Y軸數(shù)據(jù)Z軸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型為加速器、陀螺儀或者磁力計(jì)等運(yùn)動(dòng)傳感器。對(duì)于批量發(fā)送，根據(jù)所選用的傳感器，一次性采樣多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)并一次發(fā)送，數(shù)據(jù)格式為，2.應(yīng)用軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件運(yùn)行在移動(dòng)智能終端上(包括平板電腦、智能手機(jī)等)，包括數(shù)據(jù)接收模塊、游戲模塊(引導(dǎo)式游戲APP)、和刷牙姿態(tài)檢測(cè)與評(píng)價(jià)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及同步模塊。該系統(tǒng)的處理流程如下：(1)用戶使用智能訓(xùn)練牙刷進(jìn)行刷牙，產(chǎn)生刷牙動(dòng)作，并將動(dòng)作數(shù)據(jù)傳輸至應(yīng)用軟件系統(tǒng)。(2)智能終端應(yīng)用軟件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊負(fù)責(zé)接收智能訓(xùn)練牙刷傳送來(lái)的動(dòng)作數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)保存到本地。(3)應(yīng)用系統(tǒng)中的刷牙姿態(tài)檢測(cè)與評(píng)價(jià)模塊內(nèi)置刷牙動(dòng)作分析引擎，該引擎能夠?qū)⒂脩舻乃⒀绖?dòng)作與最佳刷牙動(dòng)作進(jìn)行匹配，并給出評(píng)價(jià)。(4)應(yīng)用系統(tǒng)中的引導(dǎo)式游戲APP負(fù)責(zé)與用戶刷牙動(dòng)作進(jìn)行交互，游戲APP按照BASS刷牙方法，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按照不同的區(qū)域和動(dòng)作，生成引導(dǎo)動(dòng)作，當(dāng)用戶的刷牙動(dòng)作與游戲APP中的引導(dǎo)動(dòng)作一致時(shí)，可以觸發(fā)游戲某個(gè)事件的發(fā)生(比如消滅當(dāng)前位置蛀蟲(chóng)等)。當(dāng)該游戲APP判斷用戶某個(gè)區(qū)域的刷牙時(shí)間已經(jīng)足夠時(shí)，將產(chǎn)生相應(yīng)的游戲事件從而引導(dǎo)用戶進(jìn)行下一步的刷牙動(dòng)作。2.1數(shù)據(jù)收發(fā)模塊該模塊接收智能訓(xùn)練牙刷上的加速度傳感器數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線傳輸方式，按照一定的頻率，用戶在使用牙刷過(guò)程中，產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，被實(shí)時(shí)傳輸?shù)綉?yīng)用軟件系統(tǒng)。另一方面，將刷牙記錄、評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)送到云服務(wù)端，供用戶查詢、分析。2.2游戲模塊游戲模塊為引導(dǎo)式，通過(guò)卡通畫(huà)面，將刷牙分解為9個(gè)區(qū)域，分別是左外側(cè)、門(mén)牙外側(cè)、右外側(cè)、左上咀嚼面+左上內(nèi)側(cè)、左下咀嚼面+左下內(nèi)側(cè)、門(mén)牙內(nèi)側(cè)(上)、門(mén)牙內(nèi)側(cè)(下)、右上咀嚼面+右上內(nèi)側(cè)、右下咀嚼面+右下內(nèi)側(cè)。通過(guò)示范動(dòng)作引導(dǎo)用戶采用正確的刷牙姿勢(shì)，用戶跟隨畫(huà)面中的刷牙動(dòng)作，配合使用智能訓(xùn)練牙刷，實(shí)施刷牙動(dòng)作，此時(shí)刷牙姿態(tài)檢測(cè)與評(píng)價(jià)模塊自動(dòng)判斷用戶刷牙動(dòng)作的正確性，將結(jié)果返回給游戲模塊，游戲模塊在畫(huà)面中給出相應(yīng)的提示。2.3刷牙姿態(tài)檢測(cè)與評(píng)價(jià)模塊2.3.1牙刷姿態(tài)解析模塊：(1)首先，設(shè)置低通濾波的截止頻率為2Hz(去除重力對(duì)加速器的影響)，并以牙刷本體的中心建立三維坐標(biāo)系，通過(guò)加速器獲取牙刷本體在x,y,z方向上的加速度分量(ax,ay,az)，并通過(guò)公式(1)和(2)分別計(jì)算牙刷本體的俯仰角pitch和滾動(dòng)叫roll，其中ax、ay、az為加速器采集的x,y,z三個(gè)方向上的原始數(shù)據(jù)；C為加速器旋轉(zhuǎn)靈敏誤差補(bǔ)償系數(shù)，并取值為0.0152。本實(shí)施例中加速傳感器的采壓電式加速器，由于使用者刷牙時(shí)除了沿軸線還會(huì)存在瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)偏移，而壓電式加速器對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)敏感會(huì)產(chǎn)生誤差響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)其在z軸方向的影響，因此可以忽略。(2)然后牙刷本體的滾動(dòng)角θr與牙刷姿態(tài)進(jìn)行關(guān)系映射，映射關(guān)系如下：θr的數(shù)值范圍牙刷本體姿態(tài)-45°≤θr＜45°刷頭朝上45°≤θr＜135°刷頭朝右θr≥135°或θr＜-135°刷頭朝下-135°≤θr＜-45°刷頭朝左刷牙動(dòng)作解析模塊則通過(guò)加速器來(lái)判斷刷牙的動(dòng)作，該動(dòng)作包括左右刷牙、上下刷牙以及牙刷是否靜止。接著在確定牙刷本體的姿態(tài)后，通過(guò)俯仰角θp與牙刷的所處位置進(jìn)行映射，映射關(guān)系如下：刷牙區(qū)域解析模塊通過(guò)牙刷的姿態(tài)，可判斷牙刷在口腔中的區(qū)域。根據(jù)牙刷姿態(tài)(刷頭朝上、朝下、朝左或者朝右)可以精確區(qū)分出牙齒外側(cè)左右，牙齒內(nèi)側(cè)左右，以及上下咀嚼面。在引導(dǎo)游戲APP中，可以將咀嚼面和內(nèi)側(cè)合并成一個(gè)區(qū)域，這樣可以通過(guò)區(qū)分內(nèi)側(cè)左右間接區(qū)分咀嚼面左右。(4)與此同時(shí)，所述時(shí)間統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)牙刷本體再每個(gè)刷牙區(qū)域上的停留時(shí)間，從而獲得用于刷牙的總時(shí)長(zhǎng)和各區(qū)域的分時(shí)長(zhǎng)；所述震動(dòng)次數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)用戶牙刷在每個(gè)區(qū)域的震動(dòng)次數(shù)；(5)最后，所述牙刷姿態(tài)與評(píng)價(jià)模塊將牙刷姿態(tài)模塊的輸出結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)刷牙動(dòng)作模型比較，從而評(píng)價(jià)用戶的刷牙動(dòng)作正確性，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括刷牙區(qū)域覆蓋度、刷牙總時(shí)長(zhǎng)、各區(qū)域刷牙分時(shí)長(zhǎng)、牙刷姿態(tài)規(guī)范、各區(qū)域牙刷震動(dòng)次數(shù)。本發(fā)明中，刷牙動(dòng)作的解析釋根據(jù)牙刷是否靜止判斷。牙刷是否靜止可以通過(guò)加速器3個(gè)方向軸的輸出做加權(quán)平均，如果小于預(yù)設(shè)閥值的話說(shuō)明是靜止。牙刷左右移動(dòng)或者上下移動(dòng)可以通過(guò)加速器x軸和y軸的輸出進(jìn)行判斷，如果x軸的輸出大于某個(gè)閥值說(shuō)明是左右移動(dòng)，如果y軸的輸入大于某個(gè)閥值說(shuō)明是上下移動(dòng)。將滾動(dòng)角映射成牙刷的姿態(tài)，最終得出的牙刷姿態(tài)分為四種，分別是刷頭朝上、朝下、朝左和朝右。角度范圍根據(jù)用戶體驗(yàn)和難度設(shè)置可擴(kuò)大(判斷放松)或者縮小(判斷加強(qiáng))。根據(jù)牙刷姿態(tài)(刷頭朝上、朝下、朝左或者朝右)可以精確區(qū)分出牙齒外側(cè)左右，牙齒內(nèi)側(cè)左右，以及上下咀嚼面。在引導(dǎo)游戲APP中，可以將咀嚼面和內(nèi)側(cè)合并成一個(gè)區(qū)域，這樣可以通過(guò)區(qū)分內(nèi)側(cè)左右間接區(qū)分咀嚼面左右。俯仰角可以在某些牙齒區(qū)域判斷用戶的刷牙姿勢(shì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。比如當(dāng)刷左下咀嚼面時(shí)，可以規(guī)定當(dāng)俯仰角在－30°到15°之間時(shí)，刷牙姿勢(shì)是規(guī)范的。時(shí)間統(tǒng)計(jì)模塊：結(jié)合模塊的解析結(jié)果和時(shí)間戳數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計(jì)牙刷在每個(gè)刷牙區(qū)域上的停留時(shí)間，從而計(jì)算出用戶的刷牙總時(shí)長(zhǎng)和各區(qū)域的分時(shí)長(zhǎng)。震動(dòng)次數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊：根據(jù)模塊的解析結(jié)果，可以統(tǒng)計(jì)出牙刷在每個(gè)區(qū)域上的震動(dòng)次數(shù)。數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)模塊：根據(jù)姿態(tài)模塊的輸出結(jié)果，評(píng)價(jià)用戶的刷牙動(dòng)作正確性。評(píng)價(jià)指標(biāo)包括刷牙區(qū)域覆蓋度、刷牙總時(shí)長(zhǎng)、各區(qū)域刷牙時(shí)長(zhǎng)、各區(qū)域牙刷震動(dòng)次數(shù)。評(píng)價(jià)模塊首先設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的刷牙動(dòng)作模型，該標(biāo)準(zhǔn)模型中，規(guī)定各指標(biāo)的滿分標(biāo)準(zhǔn)，例如牙齒區(qū)域完全覆蓋為滿分，刷牙總時(shí)長(zhǎng)指標(biāo)達(dá)到3分鐘為滿分，等等，各指標(biāo)得分按照比率方式計(jì)算。在計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)得分后，采用加權(quán)評(píng)分方式，計(jì)算總得分，給出總體評(píng)價(jià)。刷牙姿態(tài)檢測(cè)與評(píng)價(jià)模塊是應(yīng)用軟件系統(tǒng)的核心，包括牙刷姿態(tài)解析模塊、初始位置判斷模塊、刷牙動(dòng)作解析模塊、刷牙區(qū)域解析模塊、時(shí)間統(tǒng)計(jì)模塊和震動(dòng)次數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)模塊，其中：初始位置判斷模塊：該模塊使用加速器數(shù)據(jù)算出滾動(dòng)角和俯仰角，從而判斷牙刷是否在牙齒上規(guī)定的初始位置。比如可以規(guī)定牙刷開(kāi)始時(shí)需要放在門(mén)牙上。而刷牙動(dòng)作解析模塊：通過(guò)加速器來(lái)判斷刷牙的動(dòng)作，該動(dòng)作包括左右刷牙、上下刷牙以及牙刷是否靜止。刷牙區(qū)域解析模塊：通過(guò)牙刷的姿態(tài)和初始位置，可判斷牙刷在口腔中的區(qū)域。判斷出牙刷處于規(guī)定的初始位置，有了初始位置就可以得到牙刷相對(duì)于牙齒的偏航角，從而結(jié)合模塊的牙刷姿態(tài)可以判斷出牙刷在牙齒上的9個(gè)區(qū)域，分別為上咀嚼面、下咀嚼面、左外側(cè)、右外側(cè)、左內(nèi)側(cè)、右內(nèi)側(cè)、中間外側(cè)、中上內(nèi)側(cè)、中下內(nèi)側(cè)。第二種情況是判斷出牙刷不處于規(guī)定的初始位置，這種情況下只有滾動(dòng)角和俯仰角，從而只能通過(guò)牙刷姿態(tài)將牙齒粗略的分成4個(gè)區(qū)域(上左，上中，上右合成刷頭朝上區(qū)域，下左，下中，下右合成刷頭朝下區(qū)域，左外，右內(nèi)，門(mén)牙合成刷頭朝右區(qū)域，左內(nèi)，右外合成刷頭朝左區(qū)域)。時(shí)間統(tǒng)計(jì)模塊：結(jié)合刷牙區(qū)域解析模塊的解析結(jié)果和時(shí)間戳數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計(jì)牙刷在每個(gè)刷牙區(qū)域上的停留時(shí)間，從而計(jì)算出用戶的刷牙總時(shí)長(zhǎng)和各區(qū)域的分時(shí)長(zhǎng)。震動(dòng)次數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊：根據(jù)刷牙區(qū)域解析模塊的解析結(jié)果，可以統(tǒng)計(jì)出牙刷在每個(gè)區(qū)域上的震動(dòng)次數(shù)。數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)模塊：根據(jù)姿態(tài)模塊的輸出結(jié)果，評(píng)價(jià)用戶的刷牙動(dòng)作正確性。評(píng)價(jià)指標(biāo)包括刷牙區(qū)域覆蓋度、刷牙總時(shí)長(zhǎng)、各區(qū)域刷牙時(shí)長(zhǎng)、各區(qū)域牙刷震動(dòng)次數(shù)。評(píng)價(jià)模塊首先設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的刷牙動(dòng)作模型，該標(biāo)準(zhǔn)模型中，規(guī)定各指標(biāo)的滿分標(biāo)準(zhǔn)，例如覆蓋面指標(biāo)達(dá)到13個(gè)為滿分，刷牙總時(shí)長(zhǎng)指標(biāo)達(dá)到3分鐘為滿分，等等，各指標(biāo)得分按照比率方式計(jì)算。在計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)得分后，采用加權(quán)評(píng)分方式，計(jì)算總得分，給出總體評(píng)價(jià)。所述智能補(bǔ)強(qiáng)模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊和刷牙弱項(xiàng)分析模塊智能補(bǔ)強(qiáng)模塊智能補(bǔ)強(qiáng)模塊中的刷牙弱項(xiàng)分析模塊的數(shù)據(jù)輸入是刷牙區(qū)域、區(qū)域正確時(shí)間、動(dòng)作正確時(shí)間的數(shù)據(jù)記錄，達(dá)到可以進(jìn)行弱項(xiàng)分析的數(shù)據(jù)記錄條數(shù)是N，指的是，當(dāng)刷牙次數(shù)累計(jì)到N次時(shí)，可以進(jìn)行1次弱項(xiàng)分析。智能補(bǔ)強(qiáng)模塊中的刷牙弱項(xiàng)分析主要采用均值分析和方差分析兩種統(tǒng)計(jì)方法，分析指標(biāo)是2個(gè)，分別是區(qū)域正確時(shí)間和動(dòng)作正確時(shí)間。在13個(gè)刷牙區(qū)域中，每個(gè)刷牙區(qū)域的時(shí)間滿分值為T(mén)1，要求達(dá)標(biāo)值為T(mén)2＝T1-2，同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)采樣周期誤差因素，每個(gè)區(qū)域的動(dòng)作正確時(shí)間滿分值為T(mén)1-1秒鐘，要求達(dá)標(biāo)值為T(mén)2-1秒鐘。以區(qū)域左外側(cè)(上)為例,假設(shè)N次采樣的刷牙區(qū)域正確時(shí)間均值為avg(t1)，如果avg(t1)<T1-1s即該區(qū)域的平均刷牙時(shí)間小于8秒鐘，則可判斷該區(qū)域刷牙時(shí)間不足，需要補(bǔ)強(qiáng)。同樣的，假設(shè)N次采樣的刷牙動(dòng)作正確時(shí)間均值為avg(t2)，如果avg(t2)<T2-1s即該區(qū)域的平均動(dòng)作正確時(shí)間小于7秒鐘，則可判斷該區(qū)域的動(dòng)作正確時(shí)間不足，需要補(bǔ)強(qiáng)。智能引導(dǎo)模塊本發(fā)明的智能引導(dǎo)模塊以游戲形式為引導(dǎo)式，通過(guò)卡通畫(huà)面，將刷牙分解為13個(gè)區(qū)域，通過(guò)示范動(dòng)作引導(dǎo)用戶采用正確的刷牙姿勢(shì)，用戶跟隨畫(huà)面中的刷牙動(dòng)作，配合使用智能訓(xùn)練牙刷，實(shí)施刷牙動(dòng)作，此時(shí)刷牙姿態(tài)檢測(cè)與評(píng)價(jià)模塊自動(dòng)判斷用戶刷牙動(dòng)作的正確性，將結(jié)果返回給游戲模塊，游戲模塊在畫(huà)面中給出相應(yīng)的提示。智能引導(dǎo)模塊中的補(bǔ)強(qiáng)策略制定模塊，是針對(duì)弱項(xiàng)分析模塊的輸出結(jié)果，對(duì)相應(yīng)的弱項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)策略制定。補(bǔ)強(qiáng)策略分為顯性補(bǔ)強(qiáng)和隱形補(bǔ)強(qiáng)，顯性補(bǔ)強(qiáng)指的是通過(guò)畫(huà)面或語(yǔ)音顯示提醒用戶需要加強(qiáng)該牙齒區(qū)域的護(hù)理，同時(shí)增加該區(qū)域刷牙時(shí)間。隱式補(bǔ)強(qiáng)指的是在智能訓(xùn)練牙刷引導(dǎo)過(guò)程中，通過(guò)隱式增加時(shí)間的方式，不提示用戶，增加數(shù)秒鐘時(shí)間，用戶感覺(jué)不明顯。如果某個(gè)區(qū)域的刷牙時(shí)間均值與達(dá)標(biāo)值相差4秒鐘以上(含4秒鐘)，則采用顯示補(bǔ)強(qiáng)方式。如果相差4秒鐘之內(nèi)，則采用隱式補(bǔ)強(qiáng)方式，補(bǔ)強(qiáng)時(shí)間為均值與達(dá)標(biāo)值的差值。如果某個(gè)區(qū)域的動(dòng)作正確時(shí)間均值與達(dá)標(biāo)值相差3秒鐘以上(含3秒鐘)，則采用顯示補(bǔ)強(qiáng)方式。如果相差3秒鐘之內(nèi)，則采用隱式補(bǔ)強(qiáng)方式，補(bǔ)強(qiáng)時(shí)間為均值與達(dá)標(biāo)值的差值。區(qū)域正確時(shí)間補(bǔ)強(qiáng)和動(dòng)作正確時(shí)間補(bǔ)強(qiáng)，兩者不疊加，取兩者之中較大者。在補(bǔ)強(qiáng)方式上，如果兩者存在一個(gè)顯式補(bǔ)強(qiáng)，則采用顯式增強(qiáng)，否則采用隱式增強(qiáng)。智能引導(dǎo)模塊中的補(bǔ)強(qiáng)策略執(zhí)行模塊，當(dāng)刷牙次數(shù)每達(dá)到N次時(shí)，進(jìn)行完一次弱項(xiàng)分析和補(bǔ)強(qiáng)策略制定后，根據(jù)制定的策略，進(jìn)行實(shí)際的補(bǔ)強(qiáng)操作。在下次刷牙過(guò)程中，引導(dǎo)程序根據(jù)每個(gè)區(qū)域的補(bǔ)強(qiáng)策略，執(zhí)行補(bǔ)強(qiáng)操作，補(bǔ)強(qiáng)操作持續(xù)6次，補(bǔ)強(qiáng)期間不再進(jìn)行弱項(xiàng)分析，6次結(jié)束后，每個(gè)區(qū)域均恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)刷牙時(shí)間。進(jìn)入下一輪弱項(xiàng)分析及補(bǔ)強(qiáng)操作，如此循環(huán)。2.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及同步模塊用戶在刷牙時(shí)通過(guò)一定頻率采集數(shù)據(jù)，除傳感器數(shù)據(jù)外，刷牙時(shí)間數(shù)據(jù)同時(shí)也被采集。采集的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，并通過(guò)軟件處理后，形成對(duì)刷牙區(qū)域、刷牙動(dòng)作的判斷，并轉(zhuǎn)化為時(shí)間維度，最后形成的數(shù)據(jù)包括刷牙區(qū)域、區(qū)域正確時(shí)間、動(dòng)作正確時(shí)間。區(qū)域正確時(shí)間指的是，用戶在該區(qū)域刷牙的持續(xù)時(shí)間，但動(dòng)作不一定正確。動(dòng)作正確時(shí)間，指的是用戶在正確的區(qū)域刷牙，并且動(dòng)作正確的持續(xù)時(shí)間。動(dòng)作正確時(shí)間一定是不大于區(qū)域正確時(shí)間。采集的數(shù)據(jù)格式如下表所示：刷牙區(qū)域區(qū)域正確時(shí)間動(dòng)作正確時(shí)間左外側(cè)T1_左外側(cè)T2_左外側(cè)門(mén)牙外側(cè)T1_門(mén)牙外側(cè)T2_門(mén)牙外側(cè)右外側(cè)T1_右外側(cè)T2_右外側(cè)左上咀嚼面+左上內(nèi)側(cè)T1_左上咀嚼面+左上內(nèi)側(cè)T2_左上咀嚼面+左上內(nèi)側(cè)左下咀嚼面+左下內(nèi)側(cè)T1_左下咀嚼面+左下內(nèi)側(cè)T2_左下咀嚼面+左下內(nèi)側(cè)門(mén)牙內(nèi)側(cè)(上)T1_門(mén)牙內(nèi)側(cè)(上)T2_門(mén)牙內(nèi)側(cè)(上)門(mén)牙內(nèi)側(cè)(下)T1_門(mén)牙內(nèi)側(cè)(下)T2_門(mén)牙內(nèi)側(cè)(下)右上咀嚼面+右上內(nèi)側(cè)T1_右上咀嚼面+右上內(nèi)側(cè)T2_右上咀嚼面+右上內(nèi)側(cè)右下咀嚼面+右下內(nèi)側(cè)T1_右下咀嚼面+右下內(nèi)側(cè)T2_右下咀嚼面+右下內(nèi)側(cè)以下是一個(gè)可能的數(shù)據(jù)記錄片段如下表所示：刷牙區(qū)域區(qū)域正確時(shí)間動(dòng)作正確時(shí)間左外側(cè)9秒7秒門(mén)牙外側(cè)10秒10秒右外側(cè)10秒9秒左上咀嚼面+左上內(nèi)側(cè)10秒10秒左下咀嚼面+左下內(nèi)側(cè)10秒10秒門(mén)牙內(nèi)側(cè)(上)10秒10秒門(mén)牙內(nèi)側(cè)(下)8秒6秒右上咀嚼面+右上內(nèi)側(cè)5秒2秒右下咀嚼面+右下內(nèi)側(cè)10秒10秒舉例來(lái)說(shuō)，上表中的第1行數(shù)據(jù)，指的是在左外側(cè)這個(gè)區(qū)域上，用戶刷牙用了9秒鐘，而動(dòng)作正確的時(shí)間是7秒鐘。第二行數(shù)據(jù)顯示刷牙區(qū)域在門(mén)牙外側(cè)，正確區(qū)域時(shí)間為10秒鐘，動(dòng)作正確時(shí)間為10秒鐘。上表中的數(shù)據(jù)，在每次刷牙結(jié)束后，均被記錄下來(lái)，并通過(guò)調(diào)用云服務(wù)接口，將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到云端。3.云服務(wù)云服務(wù)部署在互聯(lián)網(wǎng)公有云上，提供歷史記錄存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、分享排名等功能。云服務(wù)包含兩個(gè)模塊，分別是數(shù)據(jù)接口模塊、服務(wù)模塊。數(shù)據(jù)接口模塊接收來(lái)自與移動(dòng)智能終端傳輸?shù)乃⒀烙涗洈?shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在服務(wù)端，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括用戶名、刷牙日期、刷牙各區(qū)域得分。服務(wù)模塊，為用戶提供各種刷牙數(shù)據(jù)查詢、分析、分享服務(wù)，包括歷史記錄查詢、曲線展示、趨勢(shì)分析、弱項(xiàng)分析，查看排名、分享、推送牙齒保健知識(shí)等。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3