BR112020012480B1 - Método para estimativa de uma pose de um dispositivo de higiene oral e sistema de rastreamento de movimento - Google Patents
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Abstract
Um método para prever uma pose de um dispositivo de higiene oral incluindo um padrão e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais em relação a um local que inclui (i) receber dados de imagem reproduzíveis como uma imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral; (ii) analisar os dados de imagem para identificar uma região de interesse dentro da imagem; (iii) identificar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores, todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; (iv) obter uma primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral; (v) validar a primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral; e (vi) obter uma segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral com base na primeira pose tridimensional proposta validada.
Description
[0001] A presente divulgação refere-se genericamente a rastreamento de movimento e, mais particularmente, a sistemas e métodos para prever uma pose de um dispositivo de higiene oral relativos a um local.
[0002] Sistemas de rastreamento de movimento são frequentemente usados em uma variedade de aplicações, incluindo, por exemplo, no campo médico, nas indústrias de filmes e videogame, e similares. Permanece, no entanto, uma necessidade contínua de novos sistemas e métodos que são necessários para rastrear precisamente o movimento de um objeto em todas as direções usando um dispositivo, como um smartphone, com potência processando limitada. A presente divulgação aborda estes e outros problemas.
[0003] De acordo com algumas implementações da presente divulgação, apresenta-se um método para prever uma pose de um dispositivo de higiene oral incluindo um padrão e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais em relação a um local, o método incluindo receber dados de imagem reproduzíveis como uma imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral. O método inclui também analisar, usando um ou mais processadores, os dados de imagem para identificar uma região de interesse dentro da imagem, a região de interesse incluindo pelo menos uma porção do padrão da mesma, identificar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores, todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse, e obter uma primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral. O método inclui ainda validar a primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral, e obter uma segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral com base na primeira pose tridimensional proposta validada.
[0004] De acordo com outras implementações da presente divulgação, um método para prever uma pose de um dispositivo de higiene oral incluindo um padrão e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais em relação a um local inclui: (a) receber dados de imagem reproduzíveis como uma imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral; (b) analisar, usando um ou mais processadores, os dados de imagem para identificar uma região de interesse dentro da imagem, a região de interesse incluindo, pelo menos, uma porção do padrão da mesma; (c) em resposta à identificação da região de interesse, segmentar, usando, pelo menos, um dos um ou mais processadores, a região de interesse em uma pluralidade de sub-regiões, cada uma da pluralidade de sub- regiões sendo definida por uma pluralidade de pixels tendo uma cor em comum; (d) identificar, usando, pelo menos, um dos um ou mais processadores, todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; (e) criar uma pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos; (f) selecionar um primeiro da pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos; (g) selecionar um primeiro de uma pluralidade de conjuntos distintos de marcadores modelo associados a um modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral; (h) avaliar o conjunto selecionado de marcadores visuais candidatos e o conjunto selecionado de marcadores modelo usando um algoritmo de perspectiva com três pontos para obter uma pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral; (i) com base na pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral, prever uma posição dentro da região de interesse para um número predeterminado de marcadores visuais candidatos; (j) comparar as posições previstas para o número predeterminado de marcadores visuais candidatos com as posições reais de todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; (k) em resposta a uma determinação que, pelo menos, uma porção substancial das posições previstas correspondem às posições reais, validar a pose tridimensional proposta; e (l) em resposta a uma determinação de que menos do que a porção substancial das posições previstas correspondem às posições reais, repetir as etapas (f) - (k).
[0005] De acordo com outras implementações da presente divulgação, um sistema de rastreamento de movimento inclui um dispositivo de higiene oral, um elemento de rastreamento, uma câmera, um ou mais processadores e um dispositivo de memória. O dispositivo de higiene oral inclui uma cabeça e um cabo. O elemento de rastreamento é acoplado ao dispositivo de higiene oral e inclui um padrão e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais. O dispositivo de memória armazena instruções que, quando executadas por, pelo menos, um dos um ou mais processadores, faz o sistema de rastreamento de movimento: capturar, usando a câmera, uma imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral; analisar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores, a imagem para identificar uma região de interesse dentro da imagem, a região de interesse incluindo, pelo menos, uma porção do padrão do elemento de rastreamento da mesma; identificar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores, todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; criar uma pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos; selecionar um primeiro da pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos; selecionar um primeiro de uma pluralidade de conjuntos distintos de marcadores modelo associados a um modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral armazenado no dispositivo de memória; avaliar o conjunto selecionado de marcadores visuais candidatos e o conjunto selecionado de marcadores modelo usando um algoritmo de perspectiva com três pontos para obter uma pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral; com base na pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral, prever uma posição dentro da região de interesse para um número predeterminado de marcadores visuais candidatos; comparar as posições previstas para o número predeterminado de marcadores visuais candidatos com as posições reais de todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; e, em resposta a uma determinação de que, pelo menos, uma porção substancial das posições previstas correspondem às posições reais, validar a pose tridimensional proposta.
[0006] De acordo com outras implementações da presente divulgação, um elemento de rastreamento de movimento configurado para ser acoplado a um dispositivo de higiene oral que inclui um corpo, um padrão sobre uma superfície externa do corpo e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais na superfície externa do corpo.
[0007] O resumo acima da presente divulgação não é destinado para representar cada modalidade, ou cada aspecto, da presente divulgação. Recursos e benefícios adicionais da presente divulgação são evidentes a partir da descrição detalhada e das figuras indicadas abaixo.
[0008] A FIG. 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de rastreamento de movimento de acordo com algumas implementações da presente divulgação;
[0009] A FIG. 2A é uma vista em perspectiva de um elemento de rastreamento e um dispositivo de higiene oral de acordo com algumas implementações da presente divulgação;
[0010] A FIG. 2B é uma vista frontal do elemento de rastreamento da FIG. 2A;
[0011] A FIG. 2C é uma vista posterior do elemento de rastreamento da FIG. 2A;
[0012] A FIG. 3 é um fluxograma para um método para prever uma pose de um dispositivo de higiene oral em relação a um local de acordo com algumas implementações da presente divulgação; e
[0013] A FIG. 4 é um fluxograma ilustrando uma etapa de obtenção de uma primeira pose tridimensional proposta e uma etapa de validação da primeira pose tridimensional proposta.
[0014] Embora a divulgação seja susceptível a várias modificações e formas alternativas, modalidades específicas são mostradas a título de exemplo nos desenhos e são descritas em detalhes neste documento. Deve ser entendido, entretanto, que a divulgação não está destinada a ser limitada às formas divulgadas específicas. Pelo contrário, a divulgação cobre todas as modificações, equivalentes e alternativas que estiverem dentro do espírito e escopo da divulgação.
[0015] Referindo-se à FIG. 1, um sistema de rastreamento de movimento 100 inclui um dispositivo de higiene oral 110, um elemento de rastreamento 120, uma câmera 130, um processador 140, e um dispositivo de memória 150. O sistema de rastreamento de movimento 100 é geralmente usado para estimar uma pose do dispositivo de higiene oral 110 em um espaço tridimensional em relação a um local, como, por exemplo, a câmera 130.
[0016] O dispositivo de higiene oral 110 inclui uma cabeça 112 e um cabo 114. A cabeça 112 é acoplada a uma primeira extremidade do cabo 114 e inclui uma pluralidade de cerdas para escovar dos dentes. A cabeça 112 e o cabo 114 podem ser unitários ou monolítico ou, alternativamente, a cabeça 112 pode ser acoplada de forma removível ao cabo 114 de forma que o cabo 114 seja intercambiável (por exemplo, com uma substituição de cabeça). O cabo 114 tem uma forma geralmente formato cilíndrico, mas mais geralmente pode ter qualquer tamanho e formato adequado. O cabo 114 pode incluir uma pega ergonômica para auxiliar um usuário a segurar o cabo 114. O dispositivo de higiene oral 110 pode incluir um motor elétrico (não mostrado) para vibrar e/ou oscilar ou fornecer movimento de outra forma para a cabeça 112 para auxiliar a escovação dos dentes. Mais geralmente, o dispositivo de higiene oral 110 pode ser qualquer escova dental manual ou escova dental elétrica.
[0017] O elemento de rastreamento 120 pode ser acoplado de forma removível (diretamente ou indiretamente), fixamente ou rigidamente acoplado (diretamente ou indiretamente), ou formado integralmente com o cabo 114 do dispositivo de higiene oral 110. Além disso, o elemento de rastreamento 120 pode ser acoplado ao cabo 114 das dispositivo de higiene oral 110 de forma que um eixo do elemento de rastreamento 120 corresponde ao ou está coaxial a um eixo do cabo 114. O elemento de rastreamento 120 inclui um padrão 122 e uma pluralidade de marcadores visuais 124. O elemento de rastreamento 120 é geralmente feito de um material flexível. Por exemplo, o elemento de rastreamento 120 podem ser feitas de uma não-condutores material tal como, por exemplo, uma borracha ou material elastômero, um polímero material, ou qualquer outra combinação.
[0018] A câmera 130 é uma câmera digital que geralmente é usado para capturar imagens estáticas, imagens de vídeo, ou ambos, de, pelo menos, uma porção de dispositivo de higiene oral 110 e o elemento de rastreamento 120. Tipicamente, o dispositivo de higiene oral 110 é posicionado entre o usuário 101 e a câmera 130 de forma que o campo de visão da câmera 130 engloba pelo menos uma porção do dispositivo de higiene oral 110 e pelo menos uma porção do elemento de rastreamento 120.
[0019] O processador 140 é comunicativamente acoplado à câmera 130 e ao dispositivo de memória 150. O processador 140 executa as instruções (por exemplo, um aplicativo associado) armazenadas no dispositivo de memória 150 para controlar os vários componentes do sistema 100 ao qual ela é comunicativamente acoplada.
[0020] Em algumas implementações, o sistema 100 inclui ainda um compartimento 160. Em tais implementações, a câmera 130, o processador 140, o dispositivo de memória 150, ou qualquer outra combinação podem ser integrados ao compartimento 160. Por exemplo, o compartimento 160 pode ser um smartphone. Alternativamente, alguns ou todos os vários componentes podem ser dissociados um do outro, e alguns podem ser incluídos em uma estação base (não mostrada) para o dispositivo de higiene oral 110.
[0021] Referindo-se às FIGS. 2A-2C, um dispositivo de higiene oral 210 que é o mesmo ou semelhante ao dispositivo de higiene oral 110 é acoplado a um elemento de rastreamento 220 que é o mesmo ou semelhante ao elemento de rastreamento 120 descrito acima.
[0022] O dispositivo de higiene oral 210 inclui uma cabeça (não mostrada) e um cabo 214. A cabeça é acoplada a uma primeira extremidade do cabo 214 e o elemento de rastreamento 220 é acoplado a uma segunda extremidade do cabo 214 que está oposta a cabeça.
[0023] O elemento de rastreamento 220 inclui uma porção superior 222, uma porção inferior 226, um padrão 230, um primeiro grupo de marcadores visuais 241, um segundo grupo de marcadores visuais 242, e um terceiro grupo de marcadores visuais 243. A porção superior 222 tem uma configuração geralmente cilíndrica e inclui uma cavidade 224. A cavidade 224 é dimensionada e moldada para receber o cabo 214 do dispositivo de higiene oral 210 na mesma para acoplar de forma removível o elemento de rastreamento 220 ao cabo 214 usando um fixador ou ajuste por interferência. A porção superior 222 pode, por exemplo, ser formadas a partir de um material elastomérico na forma de uma luva e ser configurada e arranjada para receber e conformar-se à segunda extremidade do cabo 214. Alternativamente, o elemento de rastreamento 220 pode ser acoplado ao cabo 214 usando outros mecanismos, como, por exemplo, uma conexão rosqueada, uma conexão adesiva, um prendedor de gancho e laço, um sistema de abas e aberturas, uma conexão de pressão ou ajuste de interferência, uma conexão de encaixe rápido, uma conexão de encaixe forçado, uma conexão de trava de torção ou semelhante, ou qualquer combinação dos mesmos. Alternativamente, em algumas implementações, o elemento de rastreamento 220 inclui um recurso de fixação macho e a segunda extremidade do cabo 214 pode incluir uma cavidade que é semelhante à cavidade 224 e é dimensionada e moldada para receber pelo menos uma porção do recurso de fixação macho na mesma. Em tais implementações, o elemento de rastreamento 220 recurso de fixação macho e a cavidade do cabo 214 podem ser acoplados usando qualquer um dos mecanismos de fixação descritos acima. Vantajosamente, nesta configuração, o elemento de rastreamento 220 pode ser removido do dispositivo de higiene oral 210 se o usuário não deseja usar o elemento de rastreamento 220 durante uma determinada sessão de escovação. Além disso, o elemento de rastreamento 220 pode ser removido do dispositivo de higiene oral 210 e acoplado a um segundo dispositivo de higiene oral tais como, por exemplo, quando o usuário substitui o dispositivo de higiene oral 210 no final de sua vida útil ou na eventualidade outro usuário desejar usar o elemento de rastreamento 220 em outro dispositivo de higiene oral. Alternativamente, o elemento de rastreamento 220 e o cabo 214 pode ser unitário e/ou monolítico.
[0024] Como mostrado nas FIGS. 2A-2C, a porção inferior 226 do elemento de rastreamento 220 pode ter uma configuração geralmente em formato esférico, embora outros tamanhos e formatos sejam possíveis. Conforme mostrado, o padrão 230 formado sobre uma superfície externa dos mesmos e está nivelada com a superfície externa da porção inferior 226 e inclui um fundo 232 e uma pluralidade de indicadores 234.
[0025] Como mostrado, cada um da pluralidade de indicadores 234 tem uma forma amorfa que geralmente é do tipo circular ou oval. A forma da pluralidade de indicadores 234 mostrada na FIG. 2A-2C é preferível porque esta forma minimiza a desfocagem associada ao movimento do dispositivo de higiene oral 210 e do elemento de rastreamento 220 ao capturar uma imagem do mesmo. Alternativamente, um ou mais dos indicadores da pluralidade de indicadores 234 podem ter uma forma geralmente triangular, uma forma geralmente retangular, uma forma poligonal ou qualquer combinação dos mesmos. Embora cada um da pluralidade de indicadores 234 seja mostrado como tendo a mesma forma e tamanho, cada um da pluralidade de indicadores 234 pode ter um tamanho diferente ou substancialmente o mesmo tamanho (por exemplo, diâmetro).
[0026] Cada um da pluralidade de indicadores 234 tem uma primeira cor e o fundo 232 tem uma segunda cor que é diferente da primeira cor. Em um exemplo, o fundo 232 é uma cor laranja e cada uma da pluralidade de indicadores 234 são a cor preta. Alternativamente, o fundo 232 pode ser uma cor preta e cada um da pluralidade de indicadores 234 pode ser geralmente uma cor laranja, embora outras cores para o fundo 232 e a pluralidade de indicadores 234 sejam possíveis (por exemplo, vermelho, verde, azul, amarelo , laranja, roxo etc.). Em geral, um alto contraste entre a cor do fundo 232 e cada um da pluralidade de indicadores 234 é preferível, de modo a definir claramente cada uma da pluralidade de indicadores 234. A pluralidade de indicadores 234 que definem o padrão 230 no elemento de rastreamento 220 pode ter entre cerca de dez indicadores e cerca de cem indicadores, entre cerca de vinte indicadores e cerca de sessenta indicadores, entre cerca de trinta e cinco e cerca de quarenta e cinco indicadores, ou qualquer adequado número de indicadores.
[0027] A pluralidade de indicadores 234 e o plano de fundo 232 do padrão 230 podem ser formados usando uma variedade de mecanismos. Por exemplo, pelo menos parte da pluralidade de indicadores 234 e / ou o plano de fundo 232 do padrão 230 podem ser impressos ou gravados em relevo na superfície externa do elemento de rastreamento 220. Alternativamente, pelo menos uma parte da pluralidade de indicadores 234 e / ou o fundo 232 pode ser integral com a porção inferior 226.
[0028] Com referência às FIGS. 2A-2C, o primeiro grupo de marcadores visuais 241, o segundo grupo de marcadores visuais 242 e o terceiro grupo de marcadores visuais 243 são acoplados à superfície externa da porção inferior 226 e se projetam a partir dela. Como mostrado, cada marcador visual nos grupos de marcadores visuais 241, 242, 243 tem uma forma geralmente ovoide, em forma de domo ou semiesférica. Os primeiro, segundo e terceiro grupos de marcadores visuais 241, 242, 243 podem ser acoplados à superfície exterior da porção inferior 226 usando uma conexão adesiva, por exemplo, ou mais geralmente qualquer outro mecanismo adequado. Alternativamente, cada um dos marcadores visuais pode ser unitário e / ou monolítico com a porção inferior 226 do elemento de rastreamento 220.
[0029] Com referência às FIGS. 2B e 2C, o primeiro grupo de marcadores visuais 241 inclui um primeiro marcador visual 241a, um segundo marcador visual 241b, um terceiro marcador visual 241c e um quarto marcador visual 241d. O cabo 214 tem uma superfície frontal 214a e uma superfície posterior 214b. Os elementos de limpeza (por exemplo, cerdas) na cabeça (não mostrado) se estendem da superfície frontal 214a do cabo 214. Para ilustrar todos os marcadores visuais, a FIG. 2B é uma vista frontal do dispositivo de higiene oral 210 (isto é, inclui a superfície frontal 214a) e a FIG. 2C é uma vista posterior do dispositivo de higiene oral 210 (isto é, inclui a superfície posterior 214b).
[0030] Em algumas implementações, o primeiro grupo de marcadores visuais 241 se estende ao longo de um primeiro comprimento circunferencial da porção inferior 226 que fica próxima à porção superior 222 e ao cabo 214. Como mostrado, cada um dos marcadores visuais no primeiro grupo de marcadores visuais 241 são uniformemente espaçados um do outro ao longo do primeiro comprimento circunferencial.
[0031] O segundo grupo de marcadores visuais 242 inclui um primeiro marcador visual 242a, um segundo marcador visual 242b, um terceiro marcador visual 242c e um quarto marcador visual 242d. O segundo grupo de marcadores visuais 242 se estende ao longo de um segundo comprimento circunferencial da porção inferior 226 que é espaçado do primeiro comprimento circunferencial. Como mostrado, cada um dos marcadores visuais no segundo grupo de marcadores visuais 242 são uniformemente espaçados um do outro ao longo do primeiro comprimento circunferencial, mas deslocados circunferencialmente dos marcadores visuais no primeiro grupo de marcadores visuais 241. Especificamente, o primeiro marcador visual 242a é posicionado entre o primeiro marcador visual 241a e o segundo marcador visual 241b do primeiro grupo de marcadores visuais 241 (FIG. 2B), o segundo marcador visual 242b é posicionado entre o segundo marcador visual 241b e o terceiro marcador visual 241c do primeiro grupo de marcadores visuais 241 (FIG. 2B), o terceiro marcador visual 242c é posicionado entre o terceiro marcador visual 241c e o quarto marcador visual 241d do primeiro grupo de marcadores visuais 241 (FIG. 2C) e o quarto marcador visual 242d está posicionado entre o quarto marcador visual 241d e o primeiro marcador visual 241a do primeiro grupo de marcadores visuais 241 (FIG. 2D).
[0032] O terceiro grupo de marcadores visuais 243 inclui um primeiro marcador visual 243a, um segundo marcador visual 243b, um terceiro marcador visual 243c e um quarto marcador visual 243d. O terceiro grupo de marcadores visuais 243 se estende ao longo de um terceiro comprimento circunferencial da porção inferior 226 que é espaçado do segundo comprimento circunferencial e distal à porção superior 222 e ao cabo 214. O primeiro comprimento circunferencial, o segundo comprimento circunferencial e o terceiro comprimento circunferencial são uniformemente espaçados um do outro, de modo que o primeiro grupo de marcadores visuais 241, o segundo grupo de marcadores visuais 242 e o terceiro grupo de marcadores visuais 243 sejam uniformemente espaçados um do outro.
[0033] O terceiro grupo de marcadores visuais 243 inclui um primeiro marcador visual 243a, um segundo marcador visual 243b, um terceiro marcador visual 243c e um quarto marcador visual 243d. O primeiro marcador visual 243a está alinhado com o primeiro marcador visual 241a do primeiro grupo de marcadores visuais 241, de modo que o primeiro marcador visual 243a seja posicionado entre o quarto marcador visual 242d e o primeiro marcador visual 242a do segundo grupo de marcadores visuais 242. O segundo marcador visual 243b está alinhado com o segundo marcador visual 241b do primeiro grupo de marcadores visuais 241, de modo que o segundo marcador visual 243b seja posicionado entre o primeiro marcador visual 242a e o segundo marcador visual 242b do segundo grupo de marcadores visuais 242. O terceiro marcador visual 243c está alinhado com o terceiro marcador visual 241c do primeiro grupo de marcadores visuais 241, de modo que o terceiro marcador visual 243c esteja posicionado entre o segundo marcador visual 242b e o terceiro marcador visual 242c do segundo grupo de marcadores visuais 242. O quarto marcador visual 243d está alinhado com o quarto marcador visual 241d do primeiro grupo de marcadores visuais 241, de modo que o quarto marcador visual 243d é posicionado entre o terceiro marcador visual 242c e o quarto marcador visual 242d do segundo grupo de marcadores visuais 242.
[0034] Cada um dos marcadores visuais dentro do primeiro grupo de marcadores visuais 241, o segundo grupo de marcadores visuais 242 e o terceiro grupo de marcadores visuais 243 tem uma cor distinta. Por exemplo, no primeiro grupo de marcadores visuais 241, o primeiro marcador visual 241a tem uma primeira cor, o segundo marcador visual 241b tem uma segunda cor, o terceiro marcador visual 241c tem uma terceira cor e o quarto marcador visual 241d tem uma quarta cor. A primeira cor, a segunda cor, a terceira cor e a quarta cor são todas diferentes entre si. Preferencialmente, a primeira cor, a segunda cor, a terceira cor e a quarta cor são cores separadas e distintas que são espaçadas ao longo do espectro de cores. Por exemplo, cada cor pode ser espaçada das outras cores por entre cerca de um comprimento de onda de 150 nm a um comprimento de onda de 15 nm no espectro colorido, cerca de um comprimento de onda de 100 nm no espectro colorido a cerca de um comprimento de onda de 25 nm no espectro colorido, ou cerca de um comprimento de onda de 75 nm no espectro colorido a cerca de um comprimento de onda de 50 nm no espectro colorido, ou similares. Por exemplo, a primeira cor, segunda cor, terceira cor, e quarta cor pode ser uma cor azul, uma cor verde, cor roxa, uma cor amarela, uma cor vermelha, ou uma cor laranja, que são espalhadas substancialmente igualmente pelo espectro de cores.
[0035] Em um exemplo, referindo-se ao primeiro grupo de marcadores visuais 241, o primeiro marcador visual 241a é uma cor roxa, o segundo marcador visual 241b é uma cor azul, o terceiro marcador visual 241c é uma cor amarela e o quarto marcador visual 241d é uma cor verde. Referindo-se ao segundo grupo de marcadores visuais 242, o primeiro marcador visual 242a é uma cor amarela, o segundo marcador visual 242b é uma cor verde, o terceiro marcador visual 241c é uma cor azul e o quarto marcador visual 241d é uma cor roxa. Referindo-se ao terceiro grupo de marcadores visuais 243, o primeiro marcador visual 243a é uma cor verde, o segundo marcador visual 243b é uma cor roxa, o terceiro marcador visual 243c é uma cor azul e o quarto marcador visual 243d é uma cor amarela. Nessa configuração, cada uma das quatro cores (azul, verde, roxo e amarelo) é distribuída uniformemente e espaçadas entre si entre os grupos de marcadores visuais. Por exemplo, um marcador visual amarelo não é diretamente adjacente a outro marcador visual amarelo e um marcador visual azul não é diretamente adjacente a outro marcador visual azul.
[0036] Neste exemplo descrito acima, existem três marcadores visuais roxos, três marcadores visuais azuis, três marcadores visuais amarelos e três marcadores visuais verdes (isto é, marcadores com quatro cores diferentes). Embora cada um do primeiro grupo de marcadores visuais 241, o segundo grupo de marcadores visuais 242 e o terceiro grupo de marcadores visuais 243 seja mostrado como incluindo quatro marcadores visuais, mais geralmente, o acessório 220 pode incluir qualquer número de grupos de marcadores visuais incluindo pelo menos um marcador visual. Por exemplo, o anexo 220 pode incluir um primeiro grupo de marcadores visuais, um segundo grupo de marcadores visuais, um terceiro grupo de marcadores visuais e um quarto grupo de marcadores visuais, com cada grupo contendo pelo menos um marcador visual. Além disso, o pelo menos um marcador visual em cada grupo tem uma cor diferente dos marcadores visuais nos outros grupos. Além disso, embora o acessório 220 (FIGS. 2A-2B) seja mostrado como incluindo doze marcadores visuais combinados entre o primeiro grupo 241, o segundo grupo 242 e o terceiro grupo 243, deve ser entendido que o acessório 220 pode incluir qualquer número de marcadores visuais (por exemplo, quatro marcadores visuais, seis marcadores visuais, dez marcadores visuais, vinte marcadores visuais, cinquenta marcadores visuais etc.) com quatro ou mais cores diferentes (por exemplo, quatro cores diferentes, seis cores diferentes, dez cores diferentes, vinte cores diferentes, etc.). Como será discutido mais detalhadamente neste documento, tendo quatro ou mais marcadores visuais tendo diferentes cores é preferível com precisão e eficiência rastrear movimento do elemento de rastreamento 220. Além disso, enquanto o primeiro grupo de marcadores visuais 241, o segundo grupo de marcadores visuais 242 e o terceiro grupo de marcadores visuais 243 estão posicionados ao longo de um comprimento circunferencial da porção inferior 226 e estão uniformemente espaçados um do outro, os marcadores visuais pode ser posicionado um em relação ao outro em qualquer arranjo apropriado (por exemplo, aleatoriamente) na superfície externa da porção inferior 226.
[0037] Referindo-se à FIG. 3, um método 300 para prever uma pose do dispositivo de higiene oral 210 em relação a um local inclui, por exemplo, uma primeira etapa 310, uma segunda etapa 320, uma terceira etapa 330, uma quarta etapa 340, um quinto etapa 350, e um sexto etapa 360.
[0038] A primeira etapa 310 inclui receber dados de imagem, desde uma câmera que está o mesmo ou semelhante à câmera 130 (FIG. 1) descrito acima, que é reprodutível como uma imagem de ao menos uma porção de dispositivo de higiene oral 210 e pelo menos uma porção do elemento de rastreamento 220. Por exemplo, os dados de imagem podem ser um quadro de uma imagem de vídeo capturadas pela câmera. Conforme descrito acima, a câmera está posicionada em relação ao usuário (por exemplo, usuário 101) tais que o dispositivo de higiene oral 210 e o elemento de rastreamento 220 são posicionados entre a câmera e o usuário. Como o campo de visão da câmera abrange o dispositivo de higiene oral 210, o elemento de rastreamento 220 e pelo menos uma parte do usuário, o vídeo capturado ou a imagem parada inclui pelo menos uma porção dos três e o fundo por trás do usuário que está dentro do campo de visão da câmera.
[0039] A segunda etapa 320 inclui analisar os dados de imagem da primeira etapa 310 para identificar uma região de interesse dentro da imagem. Geralmente, a região de interesse é uma área da imagem recebida durante a primeira etapa 310 que inclui o elemento de rastreamento 220. Conforme descrito acima, a imagem captada durante a primeira etapa 310 inclui pelo menos uma porção do usuário e um fundo atrás do usuário. Limitando a região de interesse para uma área circundante do elemento de rastreamento 220, os requisitos de processamento para as etapas subsequentes do método 300 podem ser reduzidos.
[0040] Para analisar os dados de imagem e identificar a região de interesse, um ou mais processadores que são os mesmas ou similares ao processador 140 (FIG. 1) descrito acima são usados para identificar o padrão 230 do elemento de rastreamento 220 (FIG. 2A) usando uma pluralidade de filtros. A pluralidade de filtros inclui um filtro de movimento, um filtro de cor, e um filtro de formato. O filtro de movimento detecta ou identifica movimento dentro da imagem. Geralmente, o filtro de movimento detecta movimento ao distinguir as áreas de movimento na imagem comparado às áreas estacionárias da imagem. O filtro de movimento aproveita o fato de que o padrão 230 provavelmente será movido devido ao movimento correspondente do dispositivo de higiene oral 210 e o elemento de rastreamento 220 para estreitar a áreas potenciais da imagem que poderia ser a região de interesse (ou seja, conter pelo menos uma porção do padrão 230) eliminando o fundo estacionário da imagem. O filtro de e o filtro de formato identificam o contraste de cor entre o fundo 232 e a pluralidade de indicadores 234 e a forma de cada um da pluralidade de indicadores 234. Tendo detectado uma área da imagem contendo o padrão 230, a região de interesse é definida como essa área e exclui o restante da imagem.
[0041] Identificar a região de interesse em uma imagem de alta resolução ou alta definição requer um tempo substancial de processamento / computação. Para reduzir os requisitos de processamento para identificar a região de interesse, a imagem analisada durante a segunda etapa 320 é de preferência uma imagem de baixa resolução. A região de interesse pode ser aumentada para uma imagem de resolução mais alta para o restante das etapas do método 300.
[0042] Em algumas implementações, o padrão 230 do elemento de rastreamento 220 podem ser filtrados ou detectado para identificar a região de interesse usando um algoritmo de aprendizado de máquina ou um algoritmo de inteligência artificial. Os algoritmos de aprendizado de máquina podem tomam uma variedade de formas. Por exemplo, o método 300 pode utilizar ferramentas mais básica de aprendizado de máquina como uma árvore de decisão ("DT") ou uma rede neural artificial ("ANN"). Os programas DT são geralmente utilizados por causa da sua simplicidade e facilidade de entendimento. As DT são gráficos de classificação que correspondem aos dados inseridos paras as perguntas feitas a cada etapa consecutiva em uma árvore de decisão. O programa DT se move pela "ramificações" da árvore com base nas respostas às perguntas. Por exemplo, uma primeira ramificação pode perguntar se uma porção da imagem está se movendo. Se sim, uma segunda ramificação pode perguntar se a porção da imagem inclui o padrão 230. Em outros exemplos, algoritmos de aprendizagem profunda ou outros algoritmos de aprendizado de máquina mais sofisticados podem ser usado, tais como, por exemplo, uma rede neural convolucional.
[0043] Os algoritmos de aprendizado de máquina (por exemplo, um Haar Cascade) requerem dados de treinamento para identificar as características de interesse que eles são projetados para detectar. Por exemplo, vários métodos podem ser utilizados para formar os modelos de aprendizado de máquina, incluindo a aplicação de pesos iniciais atribuídos aleatoriamente para a rede e aplicação de descida gradiente usando propagação de retorno para algoritmos de aprendizado profundo. Em outros exemplos, uma rede neural com uma ou duas camadas ocultas pode ser usada sem treinamento usando essa técnica. Em alguns exemplos, os algoritmos de aprendizado de máquina serão treinados usando dados rotulados, ou dados que representam determinados recursos, ações ou características específicas, incluindo uma cor ou forma específica.
[0044] A terceira etapa 330 inclui a identificação de marcadores visuais candidatos na região de interesse identificada durante a segunda etapa 320. Geralmente, os marcadores visuais candidatos são sub-regiões da região de interesse que podem ser um marcador visual real (por exemplo, um dos marcadores visuais dos grupos de marcadores visuais 241, 242 ou 243 nas FIGS. 2A-2C) nas elemento de rastreamento 220. Para identificar marcadores visuais candidatos, a região de interesse é segmentada em uma pluralidade de sub- regiões usando um algoritmo de segmentação de cores. Cada sub-região é definida por uma pluralidade de pixels da região de interesse que possuem uma cor comum.
[0045] Geralmente, o algoritmo de segmentação de cores assume que os objetos são coloridos de forma distinta e procura identificar diferenças grosseiras de cores entre os pixels adjacentes em uma imagem. O algoritmo de segmentação de cores usa o espaço de cores L*a*b, que define as cores em termos de luminosidade ("L"), onde a cor cai ao longo do eixo vermelho-verde ("*a") e onde a cor cai ao longo o eixo azul- amarelo ("*b"). Como resultado, se necessário, a região de interesse identificada na segunda etapa 320 é convertida de um espaço de cores RGB para o espaço de cores L*a*b para executar o algoritmo de segmentação de cores. Usando um valor limite, o algoritmo de segmentação de cores separa pixels adjacentes com cores distintas um do outro para formar uma pluralidade de sub-regiões. A cor média no espaço de cores L * a * b de cada uma das várias sub-regiões é então calculada.
[0046] Como discutido acima, a cor dos marcadores visuais no primeiro grupo 241, no segundo grupo 242 e no terceiro grupo 243 é preferencialmente um de azul, verde, roxo, amarelo, vermelho ou laranja. Assim, uma sub-região da região de interesse com uma cor azul, verde, roxa ou amarela pode ser um marcador visual candidato. Enquanto a região de interesse estiver limitada a uma área englobando o elemento de rastreamento 220, a região de interesse pode ainda incluir uma porção do usuário ou o fundo trás do usuário, qual pode criar falsas positivas para um candidato marcador visual. Por exemplo, o usuário pode estar vestindo roupas que tem uma ou mais que as mesmas cores ou cores similares aos marcadores visuais.
[0047] Para aumentar a precisão de identificação de marcadores visuais candidatos, a terceira etapa 330 também inclui um filtro de formato e um filtro de tamanho. Os marcadores visuais do primeiro grupo de marcadores visuais 241, o segundo grupo de marcadores visuais 242, e o terceiro grupo de marcadores visuais 243 (FIGS. 2A-2C) geralmente têm um formato similar a um domo ou hemisférico. Quando visualizado em uma imagem bidimensional, como a região de interesse, esses marcadores visuais geralmente têm um formato circular. O filtro de formato e o filtro de tamanho são usados para detectar o geralmente formato circular dos marcadores visuais dentro da região de interesse. Esses filtros ajudam a discriminar entre um marcador visual e, por exemplo, a roupa do usuário.
[0048] A quarta etapa 340 inclui obter uma primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral 210. Geralmente, a primeira pose tridimensional proposta inclui a posição e orientação (rotação e translação) do dispositivo de higiene oral 210 em relação à câmera. Como será discutido em mais detalhes neste documento, em algumas implementações, a quarta etapa 340 não será inicializada até que pelo menos quatro marcadores visuais candidatos sejam identificados durante a terceira etapa 330. Se menos de quatro marcadores visuais candidatos forem identificados durante a terceira etapa 330, o método 300 é repetido até que pelo menos quatro marcadores visuais candidatos sejam identificados.
[0049] Com referência à FIG. 4, a quarta etapa 340 inclui uma primeira subpasta 342, uma segunda subpasta 348, uma terceira subpasta 348 e uma quarta subpasta 348.
[0050] A primeira subetapa 342 inclui agrupar os marcadores visuais candidatos identificados durante a terceiro etapa 330 (FIG. 3) em conjuntos discretos de marcadores visuais candidatos. Preferencialmente, cada um dos conjuntos discretos de marcadores visuais candidatos inclui quatro marcadores visuais candidatos.
[0051] Similarmente, a segunda subetapa 348 inclui modelo de agrupamento marcadores a partir um modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral 210 e o elemento de rastreamento 220 em etapas discretas. O modelo tridimensional é armazenado em um dispositivo de memória que é igual ou semelhante ao dispositivo de memória 150 descrito acima (FIG. 1). O modelo tridimensional é uma representação do próprio dispositivo de higiene oral 210 e do elemento de rastreamento 220. Especificamente, o modelo tridimensional inclui representações do primeiro grupo de marcadores visuais 241, o segundo grupo de marcadores visuais 242 e o terceiro grupo de marcadores visuais 243. O número de marcadores de modelo em cada um dos conjuntos discretos de marcadores de modelo é igual ao número de marcadores visuais candidatos no primeiro conjunto discreto de marcadores visuais candidatos agrupados durante a primeira etapa 342 (por exemplo, quatro marcadores visuais candidatos e quatro marcadores de modelo).
[0052] A terceira subetapa 348 inclui a seleção de um primeiro conjunto discreto de marcadores visuais candidatos e um primeiro conjunto discreto de marcadores de modelo. O primeiro conjunto discreto de marcadores visuais candidatos inclui quatro marcadores visuais e o primeiro conjunto discreto de marcadores de modelo inclui quatro marcadores de modelo.
[0053] A quarta subetapa 348 inclui a introdução do primeiro conjunto discreto de marcadores visuais candidatos e o primeiro conjunto discreto de marcadores de modelo selecionados durante a terceira subetapa 348 em um algoritmo de perspectiva de três pontos ("P3P"). O algoritmo P3P é baseado na lei dos cossenos e é usado para estimar uma pose de objeto (rotação e translação) em relação ao posicionamento da câmera.
[0054] Geralmente, o algoritmo P3P compara pontos bidimensionais retirados de uma imagem com pontos tridimensionais retirados de um modelo tridimensional. Para resolver o sistema de equações P3P, são fornecidos quatro pontos bidimensionais definidos em um sistema de coordenadas da imagem e quatro pontos tridimensionais definidos em um sistema de coordenadas do modelo tridimensional. Três conjuntos de pontos, cada um incluindo um ponto bidimensional e um ponto tridimensional, são usados para resolver o sistema de equações P3P e determinar até quatro conjuntos possíveis de distâncias entre os pontos bidimensionais e o centro óptico da câmera. Esses quatro conjuntos de distâncias são convertidos em quatro configurações de pose. O quarto conjunto de pontos 2D/3D é então usado para selecionar a melhor ou mais correta configuração de pose em relação às quatro propostas. Há vários métodos para resolver o sistema de equação P3P e obter uma pose tridimensional prevista. Por exemplo, este tal método é explicado em Laurent Kneip et. al, A Novel Parametrization of the Perspective-Three-Point Problem for a Direct Computation of Absolute Camera Position and Orientation, The IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), junho de 2011), o qual é incorporado por referência neste documento em sua totalidade.
[0055] Inserindo o primeiro conjunto discreto de marcadores visuais candidatos e o primeiro conjunto discreto de marcadores modelo no algoritmo P3P e solucionando o sistema de equação proporciona uma primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral 210. A primeira pose tridimensional proposta inclui uma posição rotacional e uma translacional do dispositivo de higiene oral 210 que alvarás a posição do dispositivo de higiene oral 210 em relação a câmera para ser determinada. Conforme discutido acima, em algumas implementações, a quarta etapa 340 não inicializará até quatro marcadores visuais candidatos são identificados durante a terceira etapa 330. Isso é porque resolvendo o P3P algoritmo requer quatro marcadores visuais candidatos e quatro marcadores modelo. Se menos de quatro marcadores visuais candidatos são identificados na terceira etapa 330, o sistema de equação do algoritmo P3P geralmente não pode ser resolvido sem mais dados.
[0056] A quinta etapa 350 (FIG. 3) inclui validando a primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral 210 determinada durante a quarta etapa 340. É possível que o primeiro conjunto discreto de marcadores visuais candidatos e o primeiro conjunto discreto de marcadores modelo selecionado na subetapa 348 proporciona uma pose tridimensional proposta está incorreta (por exemplo, uma pose que não esteja fisicamente possível). Assim, a quinta etapa 350 é geralmente usada para validar ou rejeitar a pose tridimensional proposta obtidos durante a quarta etapa 340.
[0057] Referindo-se à FIG. 4, a quinta etapa 350 inclui uma primeira subetapa 352, uma segunda subetapa 354, uma terceira subetapa 356, e uma quarta subetapa 358. A primeira subetapa 352 inclui prever as posições dos marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse. Baseado na primeira pose tridimensional proposta calculada durante a quarta etapa 340, e as posições conhecidas dos marcadores visuais a partir do modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral 210 e o elemento de rastreamento 220, a posição dos marcadores visuais dentro da região de interesse pode ser prevista. Em outras palavras, as posições previstas indicam onde marcadores visuais candidatos devem ser localizados nas regiões de interesse se a primeira pose tridimensional proposta está correta, e onde marcadores visuais candidatos não devem ser localizado. Por exemplo, ele pode ser previram que seis marcadores visuais serão visíveis na região de interesse se o dispositivo de higiene oral 210 tem a mesma pose como a primeira pose tridimensional proposta. A posição desses seis marcadores visuais em relação à outra na região de interesse é determinado a partir do modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral.
[0058] A segunda subetapa 354 inclui comparando os marcadores visuais candidatos identificados na região de interesse com as posições previstas dos marcadores visuais. Mais especificamente, o número e a posição dos marcadores visuais candidatos são comparados com o número previsto e a posição prevista dos marcadores visuais (primeira subetapa 354 da quinta etapa 350). Se for determinado que as posições de um número predeterminado dos marcadores visuais candidatos correspondem às posições previstas, a primeira pose tridimensional proposta é validada (subetapa 356). Se menos do que o número predeterminado de marcadores candidatos corresponder às posições previstas, a primeira pose tridimensional proposta será rejeitada (subetapa 358).
[0059] Para ilustrar a título de exemplo, a primeira subetapa 352 prevê que seis marcadores visuais candidatos serão visíveis na região de interesse e prevê a posição de cada um desses seis marcadores visuais candidatos em relação um ao outro. A terceira etapa 330 identificou dez marcadores visuais candidatos na região de interesse. Se, por exemplo, um marcador visual candidato corresponder a cinco dos seis marcadores visuais previstos, a primeira pose tridimensional proposta será validada (subetapa 356) e a quinta etapa 350 será concluída. Os outros quatro marcadores visuais candidatos são simplesmente considerados ruído ou imprecisos. Alternativamente, se houver trinta marcadores visuais candidatos identificados durante a terceira etapa 330 e, por exemplo, vinte e cinco dos trinta não corresponderem a uma posição prevista, a pose tridimensional proposta poderá ser rejeitada.
[0060] O número predeterminado de correspondências necessárias para validar uma pose tridimensional proposta pode ser expresso como uma porcentagem e pode ser pelo menos cerca de 50% das posições previstas dos marcadores visuais correspondem às posições dos marcadores visuais candidatos, pelo menos cerca de 60% das posições previstas dos marcadores visuais correspondem às posições dos marcadores visuais candidatos, pelo menos cerca de 70% das posições previstas dos marcadores visuais correspondem à posição dos marcadores visuais candidatos, pelo menos cerca de 80% das posições previstas dos marcadores visuais correspondem às posições dos marcadores visuais candidatos, pelo menos cerca de 90% das posições previstas dos marcadores visuais correspondem às posições dos marcadores visuais candidatos ou 100% das posições previstas dos marcadores visuais correspondem às posições dos marcadores visuais candidatos). Em algumas implementações, o número predeterminado é um número estatisticamente significativo, de modo que pode ser determinado que a primeira pose tridimensional proposta esteja correta com uma certeza estatística adequada (por exemplo, 95% de certeza estatística, 85% de certeza estatística, 75% de certeza estatística, etc.).
[0061] Se a primeira pose tridimensional proposta é rejeitada (subetapa 358), a segunda subetapa 348 (FIG. 4) da quarta etapa 340 é repetida. Durante a repetição da subetapa 348, um segundo conjunto discreto de marcadores visuais candidatos e um segundo conjunto discreto de marcadores modelo são selecionados. Pelo menos um dos segundos conjuntos discreto de marcadores visuais candidatos e o segundo conjunto discreto de marcadores modelo inclui um conjunto de marcadores visuais candidatos ou marcadores modelo que é diferente do primeiro conjunto discreto de marcadores visuais candidatos e/ou o segundo conjunto discreto de marcadores modelo. Esses conjuntos são então introduzidos no algoritmo P3P na subetapa 348 para obter uma segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral 210. A segunda pose tridimensional proposta é então validada ou rejeitada durante a quinta etapa 350. Etapas 348 até 354 são repetidas até uma pose tridimensional proposta ser validada (subetapa 356).
[0062] Durante a repetição das etapas descritas acima para validar uma pose tridimensional proposta, numerosos conjuntos discretos de marcadores visuais candidatos e conjuntos discretos de marcadores modelo podem ser introduzidos no algoritmo P3P até que uma pose proposta seja validada. Porque há doze marcadores visuais coletivamente entre o primeiro grupo de marcadores visuais 241 no exemplo mostrado nas FIGS. 2A-2C, no segundo grupo de marcadores visuais 242, e no terceiro grupo de marcadores visuais 243 (FIGS. 2A-2C), existem 469 combinações possíveis de quatro marcadores visuais se a cor dos marcadores visuais for desconsiderada. Em outras palavras, existem 469 possíveis conjuntos discretos de quatro marcadores modelo. Se, por exemplo, houver dezesseis marcadores visuais candidatos identificados na região de interesse (durante a etapa 330), desconsiderando a cor, existem 1.820 combinações de quatro marcadores visuais candidatos (ou seja, 1.820 possíveis conjuntos discretos de marcadores visuais candidatos). Isso significa que há potencialmente mais de 900.000 poses tridimensionais propostas que podem ser determinadas antes que uma seja validada, exigindo um tempo substancial de processamento/computação. No entanto, como descrito acima, cada um do primeiro grupo de marcadores visuais 241, o segundo grupo de marcadores visuais 242 e o terceiro grupo de marcadores visuais 243 inclui quatro marcadores visuais e cada um dos quatro marcadores visuais em cada grupo tem uma diferente cor. O agrupamento de marcadores visuais candidatos e marcadores de modelo pode então ser ainda mais condicionado, de modo que cada grupo não apenas seja limitado a quatro marcadores visuais, mas cada marcador visual no grupo de quatro tenha uma cor diferente. Dessa maneira, o número de combinações possíveis que podem precisar ser inseridas no algoritmo P3P (subetapa 348) antes de validar uma pose tridimensional proposta (subetapa 356) é reduzido, por exemplo, das centenas de milhares a várias centenas. Isso reduz os requisitos de processamento/computação, de modo que o método possa ser implementado, por exemplo, em um smartphone com poder de processamento limitado.
[0063] A sexta etapa 360 inclui obter uma segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral 210 com base na primeira pose tridimensional proposta validada do dispositivo de higiene oral 210. A segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral 210 é calculada de maneira semelhante à primeira pose tridimensional proposta durante a quinta etapa 350. Como discutido acima, durante a primeira subetapa 352 da quinta etapa 350, são previstas as posições de cada um dos marcadores visuais na região de interesse. Como também discutido acima, pode haver um número maior de marcadores visuais candidatos identificados durante a terceira etapa 330 do que a quantidade de marcadores visuais previstos devido a ruído do fundo ou imprecisão envolvida no algoritmo de segmentação de cores. Para obter uma estimativa de pose mais refinada, a sexta etapa 360 seleciona apenas os marcadores visuais candidatos ("marcadores visuais candidatos corretos") que correspondem aos marcadores visuais previstos, ignorando os marcadores visuais candidatos que estão incorretos com base nas posições previstas. Esses marcadores visuais candidatos corretos são então comparados com marcadores de modelo do modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral 210 usando um algoritmo iterativo de estimativa de pose e regressões lineares para obter uma segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral 210. A segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral 210 é geralmente mais precisa do que a primeira pose tridimensional proposta (quarta etapa 340), mas requer mais tempo de processamento / computação para determinar.
[0064] Com referência à FIG. 3, após a conclusão da sexta etapa 360, o método 300 pode ser repetido uma ou mais vezes. Em uma segunda iteração do método 300, a primeira etapa 310 é repetida e inclui o recebimento de dados de imagem que são reproduzíveis como uma segunda imagem de pelo menos uma porção do dispositivo de higiene oral 210 e o elemento de rastreamento 220. Por exemplo, a segunda imagem pode ser um segundo quadro de uma imagem de vídeo que é capturada posteriormente à imagem usada durante a iteração inicial do método 300.
[0065] A segunda etapa 320 é então repetida para identificar uma segunda região de interesse na segunda imagem recebida durante a primeira etapa 310. No entanto, na segunda iteração do método 300, a detecção do padrão 230 do elemento de rastreamento 220 para identificar a região de interesse é ignorada. Em vez disso, a segunda região de interesse é selecionada usando a segunda estimativa de pose tridimensional (sexta etapa 360) e a segunda região de interesse é definida como uma área da segunda imagem na qual pelo menos uma porção do elemento de rastreamento 220 está posicionada. Como a segunda etapa 320 na segunda iteração do método 300 não requer detecção do padrão 230 usando uma pluralidade de filtros, o tempo de processamento/computação necessário para concluir a segunda etapa 320 é reduzido.
[0066] A terceira etapa 330 é então repetida para identificar todos os marcadores visuais candidatos na segunda região de interesse usando o algoritmo de segmentação de cores descrito acima. Tipicamente, o dispositivo de higiene oral 210 será usado em um banheiro que pode ter iluminação brilhante ou intensa, que pode ser amplificada ainda mais por reflexos no espelho do banheiro. Além disso, o movimento do dispositivo de higiene oral 210 pode fazer com que as condições de iluminação na região de interesse mudem com base na posição do dispositivo de higiene oral em relação a uma fonte de luz (por exemplo, o usuário pode projetar uma sombra em uma porção da higiene oral dispositivo 210 em uma pose específica). As condições de iluminação e/ou movimento do dispositivo de higiene oral 210 podem afetar a quantidade de luz refletida nos marcadores visuais do elemento de rastreamento 220. Por exemplo, pode ser difícil discernir uma cor azul de um roxo em condições de iluminação intensa ou intensa ou em condições de iluminação escura. Usando a segunda estimativa de pose tridimensional obtida durante a sexta etapa 360, o limite para distinguir cores no algoritmo de segmentação de cores pode ser ajustado com base na estimativa de pose tridimensional obtida na sexta etapa 360 da primeira iteração do método 300. Esse limite é então atualizado cada vez que a terceira etapa 330 é concluída quando o método 300 é repetido.
[0067] A quarta etapa 340, a quinta etapa 350 e a sexta etapa 360 são então repetidas da mesma maneira ou semelhante à descrita acima para obter outra segunda estimativa de pose tridimensional do dispositivo de higiene oral 210.
[0068] As etapas 310 a 360 podem então ser repetidas várias vezes (por exemplo, dez vezes, cinquenta vezes, cem vezes, mil vezes, etc.) após a segunda iteração descrita acima, para rastrear o movimento do dispositivo de higiene oral 210. A sexta etapa 360 produzirá uma série de poses tridimensionais estimadas do dispositivo de higiene oral 210 conforme o método 300 é repetido, que pode ser usado para rastrear o movimento do dispositivo de higiene oral 210 ao longo do tempo. Esta repetição do método 300 pode ser usada para rastrear o movimento do dispositivo de higiene oral 210 durante, por exemplo, uma sessão de escovação na qual um usuário está escovando os dentes. Dados relevantes para a qualidade da escovação por um usuário ou para a saúde dental geral dos dentes do usuário podem ser coletados e analisados com base nos dados de movimento. Por exemplo, um tipo de golpe de pincel (por exemplo, um golpe de um lado para o outro, um golpe angular ou um golpe circular) pode ser determinado.
[0069] Em algumas implementações, o sistema 100 também pode ser utilizado para determinar a posição e orientação de uma face de um usuário. Por exemplo, usando a câmera 104, o sistema 100 recebe uma imagem de pelo menos uma porção da face do usuário. Usando o processador 140 e a memória 150 e um algoritmo de reconhecimento facial, a posição e a orientação da face podem ser determinadas. Por exemplo, o sistema 100 pode determinar a posição dos olhos, boca ou nariz do usuário (ou qualquer combinação dos mesmos) usando, por exemplo, uma pluralidade de filtros, algoritmos de aprendizado de máquina ou similares. Em um exemplo, a posição da boca do usuário pode ser estimada com base na posição dos olhos do usuário e em uma distância entre os olhos e a boca do usuário.
[0070] Ao determinar a posição e a orientação da face do usuário, a posição do dispositivo de higiene oral 210 pode ser determinada não apenas em relação à câmera, mas à boca do usuário. Assim, a posição do dispositivo de higiene oral em relação aos dentes do usuário e assim determinar e se um usuário escovou uma determinada seção de dentes pode ser determinada.
[0071] Em algumas implementações, o método 300 inclui ainda uma etapa de calibração inicial para determinar a posição de rotação do elemento de rastreamento 220 em relação ao dispositivo de higiene oral 210. Por exemplo, usando as técnicas descritas acima, a etapa de calibração pode determinar inicialmente a posição de rotação do elemento de rastreamento 220 no dispositivo de higiene oral 210 e comunicar essa posição para ajustar o modelo tridimensional de modo que a posição de rotação do elemento de rastreamento 220 no modelo tridimensional corresponde à posição de rotação no próprio dispositivo de higiene oral 210. Em outras implementações, o método 300 é independente do modo como o elemento de rastreamento 220 é acoplado ao cabo 214 do dispositivo de higiene oral 210.
[0072] Vantajosamente, o elemento de rastreamento 220 pode ser usado para rastrear o movimento do dispositivo de higiene oral 210 usando o método 300 (ou outros métodos similares) sem exigir eletrônicos ou sensores (por exemplo, um acelerômetro) no elemento de rastreamento 220. Embora o elemento de rastreamento 220 possa incluir tais sensores em algumas implementações para auxiliar no movimento de rastreamento do dispositivo de higiene oral 210, tais sensores podem, por exemplo, aumentar o custo do elemento de rastreamento 220, exigir que o elemento de rastreamento 220 seja carregado periodicamente antes usar ou aumentar o peso do elemento de rastreamento 220 e, assim, interferir na escovação de um usuário (por exemplo, uma criança), dado o peso adicionado no final do dispositivo de higiene oral 210.
[0073] Enquanto o sistema 100 e método 300 ter sido ilustrado e descrito neste documento como sendo usados para rastrear o movimento do dispositivo de higiene oral (por exemplo, dispositivo de higiene oral 210), o sistema 100 e método 300 pode ser usado para rastrear a movimento de qualquer outro objeto acoplado ao elemento de rastreamento 220. Por exemplo, um elemento de rastreamento que é igual ou semelhante ao elemento de rastreamento 220 pode ser acoplado a uma extremidade de um objeto com uma forma semelhante ao dispositivo de higiene oral 210, como, por exemplo, um taco de beisebol, um taco de hóquei, taco de golfe ou algo parecido. Além disso, um elemento de rastreamento que é semelhante ao elemento de rastreamento 220 pode mais geralmente ser anexada a um objeto com qualquer outro formato para rastrear o movimento do objeto.
[0074] Embora a divulgação seja susceptível a várias modificações e formas alternativas, modalidades específicos e métodos das mesmas são mostrados a título de exemplo nos desenhos e são descritas em detalhes neste documento. Deve- se entender, no entanto, que não se destina a limitar a divulgação às formas ou métodos específicos divulgados, mas, pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas que se enquadram no espírito e no escopo da divulgação.
[0075] Embora a descrição acima e as reivindicações anexas divulguem um número de modalidades, outros aspectos alternativos da presente divulgação são divulgados nas seguintes modalidades adicionais.
[0076] Modalidade 1. Um método para prever uma pose de um dispositivo de higiene oral em relação a um local que, o dispositivo de higiene oral incluindo um padrão e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais, o método compreendendo: receber dados de imagem reproduzíveis como uma imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral; analisar, usando um ou mais processadores, os dados de imagem para identificar uma região de interesse dentro da imagem, a região de interesse incluindo, pelo menos, uma porção do padrão da mesma; identificar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores, todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; obter uma primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral; validar a primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral; obter uma segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral com base na primeira pose tridimensional proposta validada.
[0077] Modalidade 2. O método da modalidade 1, em que, em resposta à identificação da região de interesse, segmenta, usando pelo menos um dos um ou mais processadores, a região de interesse em uma pluralidade de sub-regiões, cada uma da pluralidade de sub-regiões sendo definida por uma pluralidade de pixels tendo uma cor em comum.
[0078] Modalidade 3. O método de acordo com qualquer uma das modalidades 1 e 2, em que a obtenção da primeira pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral inclui: criar uma pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores visuais candidatos; selecionar um primeiro da pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores visuais candidatos; selecionar um primeira de uma pluralidade de conjuntos distintos de marcadores modelo associados a um modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral; e avaliar um conjunto dos marcadores visuais candidatos e um conjunto de marcadores modelo a partir de um modelo tridimensional associado ao dispositivo de higiene oral usando um algoritmo de perspectiva com três pontos para obter a pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral.
[0079] Modalidade 4. O método de acordo com qualquer uma das modalidades 1-3, em que a validação da primeira pose tridimensional proposta inclui: com base na pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral, prever uma posição dentro da região de interesse para um número predeterminado de marcadores visuais candidatos; e comparar as posições previstas para o número predeterminado de marcadores visuais candidatos com as posições reais de todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; e determinar que, pelo menos, uma porção substancial das posições previstas correspondem às posições reais.
[0080] Modalidade 5. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1-4, em que a análise dos primeiros dados de imagem inclui o uso de um ou mais filtros, os um ou mais filtros incluindo um filtro de movimento, um filtro de cor, um filtro de formato ou qualquer outra combinação.
[0081] Modalidade 6. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1-5, em que a identificação de todos os marcadores visuais candidatos é baseada em um formato e uma cor de cada uma da pluralidade de sub-regiões.
[0082] Modalidade 7. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1-6, em que cada um da pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos inclui, pelo menos, quatro marcadores visuais candidatos e cada um da pluralidade de conjuntos distintos de marcadores modelo inclui, pelo menos, quatro marcadores modelo.
[0083] Modalidade 8. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1-7, compreendendo ainda: receber um segundo conjunto de dados de imagem reproduzíveis como uma segunda imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral; identificar uma segunda região de interesse dentro da segunda imagem com base na pose tridimensional validada do dispositivo de higiene oral.
[0084] Modalidade 9. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1-8, compreendendo ainda: ajustar, com base na pose tridimensional validada do dispositivo de higiene oral, um limite para segmentar a segunda região de interesse para auxiliar na identificação de pixels com cores diferentes na segunda região de interesse.
[0085] Modalidade 10. Um método para prever uma pose de um dispositivo de higiene oral em relação a um local, o dispositivo de higiene oral incluindo um padrão e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais, o método compreendendo: (a) receber dados de imagem reproduzíveis como uma imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral; (b) analisar, utilizando um ou mais processadores, os dados de imagem para identificar uma região de interesse dentro da imagem, a região de interesse incluindo, pelo menos, uma porção do padrão da mesma; (c) em resposta à identificação da região de interesse, segmentar, usando, pelo menos, um dos um ou mais processadores, a região de interesse em uma pluralidade de sub-regiões, cada uma da pluralidade de sub-regiões sendo definida por uma pluralidade de pixels tendo uma cor em comum; (d) identificar, usando, pelo menos, um dos um ou mais processadores, todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; (e) criar uma pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos; (f) selecionar um primeiro da pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos; (g) selecionar um primeiro de uma pluralidade de conjuntos distintos de marcadores modelo associados a um modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral; (h) avaliar o conjunto selecionado de marcadores visuais candidatos e o conjunto selecionado de marcadores modelo usando um algoritmo de perspectiva com três pontos para obter uma pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral; (i) com base na pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral, prever uma posição dentro da região de interesse para um número predeterminado de marcadores visuais candidatos; (j) comparar as posições previstas para o número predeterminado de marcadores visuais candidatos com as posições reais de todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; (k) em resposta a uma determinação que, pelo menos, uma porção substancial das posições previstas correspondem às posições reais, validar a pose tridimensional proposta; e (l) em resposta a uma determinação de que menos do que a porção substancial das posições previstas correspondem às posições reais, repetir as etapas (f) — (k).
[0086] Modalidade 11. Método, de acordo com qualquer uma da modalidade 10, em que inclui ainda, em resposta a pose tridimensional proposta sendo validada, comparar todos os marcadores visuais candidatos e todos os marcadores modelo usando um algoritmo para obter uma segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral.
[0087] Modalidade 12. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 10 e 11, em que a análise dos primeiros dados de imagem inclui o uso de um ou mais filtros, os um ou mais filtros incluindo um filtro de movimento, um filtro de cor, um filtro de formato ou qualquer outra combinação.
[0088] Modalidade 13. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 10-12, em que a identificação de todos os marcadores visuais candidatos é baseada em um formato e uma cor de cada uma da pluralidade de sub-regiões.
[0089] Modalidade 14. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 10-13, em que cada um da pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos inclui, pelo menos, quatro marcadores visuais candidatos e cada um da pluralidade de conjuntos distintos de marcadores modelo inclui, pelo menos, quatro marcadores modelo.
[0090] Modalidade 15. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 10-14, compreendendo ainda: receber um segundo conjunto de dados de imagem reproduzíveis como uma segunda imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral; identificar uma segunda região de interesse dentro da segunda imagem com base na pose tridimensional validada do dispositivo de higiene oral.
[0091] Modalidade 16. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 15, compreendendo ainda: ajustar, com base na pose tridimensional validada do dispositivo de higiene oral, um limite para segmentar a segunda região de interesse para auxiliar na identificação de pixels com cores diferentes na segunda região de interesse.
[0092] Modalidade 17. Um sistema de rastreamento de movimento compreendendo: um dispositivo de higiene oral incluindo uma cabeça e um cabo; um elemento de rastreamento acoplado ao dispositivo de higiene oral incluindo um padrão e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais; uma câmera; um ou mais processadores; e um dispositivo de memória armazenando instruções que, quando executadas por, pelo menos, um dos um ou mais processadores, faz o sistema de rastreamento de movimento capturar, usando a câmera, uma imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral; analisar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores, a imagem para identificar uma região de interesse dentro da imagem, a região de interesse incluindo, pelo menos, uma porção do padrão do elemento de rastreamento da mesma; identificar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores, todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; criar uma pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos; selecionar um primeiro da pluralidade de conjuntos distintos de marcadores visuais candidatos; selecionar um primeiro de uma pluralidade de conjuntos distintos de marcadores modelo associados a um modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral armazenado no dispositivo de memória; avaliar o conjunto selecionado de marcadores visuais candidatos e o conjunto selecionado de marcadores modelo usando um algoritmo de perspectiva com três pontos para obter uma pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral; com base na pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral, prever uma posição dentro da região de interesse para um número predeterminado de marcadores visuais candidatos; comparar as posições previstas para o número predeterminado de marcadores visuais candidatos com as posições reais de todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; e, em resposta a uma determinação de que, pelo menos, uma porção substancial das posições previstas correspondem às posições reais, validar a pose tridimensional proposta.
[0093] Modalidade 18. O sistema, de acordo com qualquer uma da modalidade 17, em que o elemento de rastreamento inclui uma cavidade para receber uma porção do cabo do dispositivo de higiene oral do mesmo.
[0094] Modalidade 19. O sistema, de acordo com qualquer uma das modalidades 17 e 18, em que o padrão do elemento de rastreamento é recoberto com uma superfície externa do elemento de rastreamento e a pluralidade de grupos de marcadores visuais se projetam da superfície externa do elemento de rastreamento.
[0095] Modalidade 20. O sistema, de acordo com qualquer uma da modalidade 19, em que os marcadores visuais de cada um da pluralidade de grupos de marcadores visuais, geralmente, têm um formato similar a um domo.
[0096] Modalidade 21. O sistema, de acordo com qualquer uma das modalidades 17-20, em que o padrão do elemento de rastreamento inclui um fundo tendo uma primeira cor e uma pluralidade de indicadores sobreposta no fundo, a pluralidade de indicadores tendo uma segunda cor que é diferente da primeira cor.
[0097] Modalidade 22. O sistema, de acordo com qualquer uma das modalidades 17-21, em que um primeiro grupo da pluralidade de grupos de marcadores visuais inclui um primeiro marcador visual tendo uma primeira cor, um segundo marcador visual tendo uma segunda cor, um terceiro marcador visual tendo uma terceira cor, e um quarto marcador visual tendo uma quarta cor.
[0098] Modalidade 23. O sistema, de acordo com qualquer uma das modalidades 17-22, em que um primeiro grupo da pluralidade de grupos de marcadores visuais inclui um primeiro marcador visual tendo uma primeira cor, um segundo marcador visual tendo a primeira cor, um terceiro marcador visual tendo a primeira cor, e um quarto marcador visual tendo a primeira cor.
[0099] Modalidade 24. O sistema, de acordo com qualquer uma das modalidades 17-23, em que compreende ainda um dispositivo móvel incluindo um compartimento, em que a câmera, os um ou mais processadores, o dispositivo de memória ou qualquer outra combinação, são pelo menos parcialmente dispostos dentro do compartimento do dispositivo móvel.
[0100] Modalidade 25. Um elemento de rastreamento de movimento configurado para ser acoplado a um dispositivo de higiene oral, o elemento de rastreamento de movimento compreendendo um corpo, um padrão sobre uma superfície externa do corpo, uma pluralidade de grupos de marcadores visuais na superfície externa do corpo.
[0101] Modalidade 26. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com a modalidade 25, em que o corpo inclui uma primeira porção e uma segunda porção.
[0102] Modalidade 27. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com qualquer uma das modalidades 25 e 26, em que a primeira porção do corpo está configurada para ser acoplada ao dispositivo de higiene oral.
[0103] Modalidade 28. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com qualquer uma das modalidades 25-27, em que a segunda porção do corpo tem, geralmente, um formato esférico.
[0104] Modalidade 29. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com qualquer uma das modalidades 25-28, em que a pluralidade de grupos de marcadores visuais se projeta da superfície externa do corpo.
[0105] Modalidade 30. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com qualquer uma das modalidades 25-29, em que o padrão é impresso na superfície externa do corpo.
[0106] Modalidade 31. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com qualquer uma das modalidades 25-30, em que o padrão impresso inclui uma pluralidade de indicadores e um fundo.
[0107] Modalidade 32. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com qualquer uma das modalidades 25-31, em que o fundo tem uma primeira cor e a pluralidade de indicadores tem uma segunda cor que é diferente da primeira cor.
[0108] Modalidade 33. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com qualquer uma das modalidades 25-32, em que a pluralidade de grupos de marcadores visuais inclui, pelo menos, um primeiro grupo de marcadores visuais, um segundo grupo de marcadores visuais, um terceiro grupo de marcadores visuais, e um quarto grupo de marcadores visuais, um ou mais marcadores visuais do primeiro grupo de marcadores visuais tendo uma primeira cor, um ou mais marcadores visuais do segundo grupo de marcadores visuais tendo uma segunda cor, um ou mais marcadores visuais do terceiro grupo de marcadores visuais tendo uma terceira cor, e um ou mais marcadores visuais do quarto grupo de marcadores visuais tendo uma quarta cor.
[0109] Modalidade 34. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com qualquer uma das modalidades 25-33, em que a primeira cor, a segunda cor, a terceira cor e a quarta cor são diferentes e distintas entre si.
[0110] Modalidade 35. O elemento de rastreamento de movimento, de acordo com qualquer uma das modalidades 25-34, em que cada uma dentre a primeira cor, a segunda cor, a terceira cor e a quarta cor é azul, verde, roxo, amarelo, vermelho, laranja ou qualquer outra combinação.
Claims (15)
1.Método para estimativa de uma pose de um dispositivo de higiene oral (110,210) em relação a um local, o dispositivo de higiene oral (110,210) incluindo um padrão (122,230) e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais (124,241-243), o método caracterizado pelo fato de que compreende: a) receber os dados de imagem reproduzíveis como uma imagem de, pelo menos, uma porção de dispositivo de higiene oral (110,210); b) analisar, utilizando um ou mais processadores (140), os dados de imagem para identificar uma região de interesse dentro da imagem, a região de interesse incluindo, pelo menos, uma porção do padrão (122,230) da mesma; c) em resposta à identificação da região de interesse, é para segmentar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores (140), a região de interesse em uma pluralidade de sub-regiões, cada uma da pluralidade de sub-regiões sendo definida por uma pluralidade de pixels tendo uma cor em comum; d) identificar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores (140), todos os marcadores visuais candidatos a partir da pluralidade de grupos de marcadores visuais (124,241-243) dentro da região de interesse; e) criar uma pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores visuais candidatos; f) selecionar um primeiro da pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores visuais candidatos; g) selecionar um primeiro de uma pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores modelo associados a um modelo tridimensional de dispositivo de higiene oral (110,210); h) avaliar o conjunto selecionado de marcadores visuais candidatos e um conjunto selecionado de marcadores modelo usando um algoritmo de perspectiva com três pontos para obter uma pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral (110,210); i) com base na pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral (110,210), prever uma posição dentro da região de interesse para um número predeterminado de marcadores visuais candidatos; j) comparar as posições previstas para o número predeterminado de marcadores visuais candidatos com as posições reais de todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; k) em resposta a uma determinação de que, pelo menos, uma porção substancial das posições previstas corresponda às posições reais, validar a pose tridimensional proposta; e l) em resposta a uma determinação de que menos de uma porção substancial das posições previstas corresponde às posições reais, repetir as etapas de f) – k).
2.Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda, em resposta a pose tridimensional proposta sendo validada, comparar todos os marcadores visuais candidatos e todos os marcadores modelo usando um algoritmo para obter uma segunda pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral (110, 210).
3.Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que analisar os primeiros dados de imagem inclui o uso de um ou mais filtros, o um ou mais filtros incluindo um filtro de movimento, um filtro de cor, um filtro de formato ou qualquer combinação dos mesmos.
4.Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que identificar todos os marcadores visuais candidatos é baseado em um formato e uma cor de cada uma da pluralidade de sub-regiões.
5.Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma da pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores visuais candidatos inclui pelo menos quatro marcadores visuais candidatos e cada uma da pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores modelo inclui pelo menos quatro marcadores modelo.
6.Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: receber um segundo conjunto de dados de imagem reproduzíveis como uma segunda imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral (110, 210); identificar uma segunda região de interesse dentro da segunda imagem com base na pose tridimensional validada do dispositivo de higiene oral (110, 210).
7.Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: ajustar, com base na pose tridimensional validada do dispositivo de higiene oral (110, 210), um limite para segmentar a segunda região de interesse para auxiliar na identificação de pixels com cores diferentes na segunda região de interesse.
8.Sistema de rastreamento de movimento (100), caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de higiene oral (110, 210) incluindo uma cabeça (112) e um cabo (114, 214); um elemento de rastreamento (120, 220) acoplado ao dispositivo de higiene oral (110, 210) incluindo um padrão (122, 230) e uma pluralidade de grupos de marcadores visuais (124, 241-243); uma câmera (130); um ou mais processadores (140); e um dispositivo de memória (150) armazenando instruções que, quando executadas por, pelo menos, um dos um ou mais processadores (140), faz o sistema de rastreamento de movimento (100), capturar, utilizando a câmera (130), uma imagem de, pelo menos, uma porção do dispositivo de higiene oral (110, 210); analisar, utilizando, pelo menos, um de um ou mais processadores (140), a imagem para identificar uma região de interesse dentro da imagem, a região de interesse incluindo, pelo menos, uma porção do padrão (122, 230) do elemento de rastreamento (120, 220) contido na mesma; identificar, usando pelo menos um dos um ou mais processadores (140), todos os marcadores visuais candidatos a partir da pluralidade de grupos de marcadores visuais (124, 241-243) dentro da região de interesse; criar uma pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores visuais candidatos; selecionar um primeiro da pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores visuais candidatos; selecionar um primeiro de uma pluralidade de conjuntos distintos dos marcadores modelo associados a um modelo tridimensional do dispositivo de higiene oral (110, 210) armazenado no dispositivo de memória (150); avaliar o conjunto selecionado de marcadores visuais candidatos e um conjunto selecionado de marcadores modelo usando um algoritmo de perspectiva com três pontos para obter uma pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral (110, 210); com base na pose tridimensional proposta do dispositivo de higiene oral (110, 210), prever uma posição dentro da região de interesse para um número predeterminado de marcadores visuais candidatos; comparar as posições previstas para o número predeterminado de marcadores visuais candidatos com as posições reais de todos os marcadores visuais candidatos dentro da região de interesse; e em resposta a uma determinação de que, pelo menos, uma porção substancial das posições previstas correspondem às posições reais, validar a pose tridimensional proposta.
9.Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o elemento de rastreamento (120, 220)inclui uma cavidade (224) para receber uma porção do cabo (114, 214) do dispositivo de higiene oral (110, 210) no mesmo.
10.Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o padrão (230) do elemento de rastreamento (220) está nivelado com uma superfície externa do elemento de rastreamento (220); e a pluralidade de grupos de marcadores visuais (241-243) se projeta da superfície externa do elemento de rastreamento (220).
11.Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os marcadores visuais de cada uma da pluralidade de grupos de marcadores visuais (241-243) têm uma forma geralmente semiesférica.
12.Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o padrão (230) do elemento de rastreamento (220) inclui um fundo (232) com uma primeira cor e uma pluralidade de indicadores (234) sobrepostos no fundo (232), a pluralidade de indicadores (234) tendo uma segunda cor que é diferente da primeira cor.
13.Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro grupo (241;242;243) da pluralidade de grupos de marcadores visuais (241-243) inclui um primeiro marcador visual (241a ;242a ;243a) tendo uma primeira cor, um segundo marcador visual (241b; 242b; 243b) tendo uma segunda cor, um terceiro marcador visual (241c; 242c; 243c) tendo uma terceira cor, e um quarto marcador visual (241d; 242d; 243d) tendo uma quarta cor.
14.Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que um primeiro grupo da pluralidade de grupos de marcadores visuais (241-243) inclui um primeiro marcador visual tendo uma primeira cor, um segundo marcador visual tendo a primeira cor, um terceiro marcador visual tendo a primeira cor e um quarto marcador visual tendo a primeira cor.
15.Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo móvel que inclui um compartimento, em que a câmera (130), um ou mais processadores (140), o dispositivo de memória (150), ou qualquer combinação dos mesmos, estão pelo menos parcialmente dispostos dentro do compartimento do dispositivo móvel.
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