CN105590007B

CN105590007B - 刷牙姿态的分析方法及分析系统

Info

Publication number: CN105590007B
Application number: CN201610106330.8A
Authority: CN
Inventors: 文砚君
Original assignee: Frederick (shanghai) Technology Co Ltd
Current assignee: Frederick (shanghai) Technology Co Ltd
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2019-01-11
Anticipated expiration: 2036-02-26
Also published as: CN105590007A

Abstract

一种刷牙姿态的分析方法，包括接收由无线网络传输的刷牙数据，所述刷牙数据包括时间戳、角速度、欧拉角和压力值；根据刷牙数据进行解析后划分为若干个口腔区域以及分别统计得到各口腔区域的统计数据，包括刷牙次数、刷牙力度和刷牙角度；根据统计数据对刷牙动作进行计算分析，得出若干评价指数，包括时间得分、角度得分和受伤得分；输出评价指数和保存数据。一种刷牙姿态的分析系统，包括数据接收模块、解析建模模块、计算模块和结果输出模块。本发明能检测、评价用户的刷牙动作并且对用户的刷牙方法起到一定的指导作用。

Description

刷牙姿态的分析方法及分析系统

技术领域

本发明涉及智能设备技术，尤其涉及一种刷牙姿态的分析方法及分析系统。

背景技术

随着社会进步，人们越来越重视身体健康，但由于城市生活的快节奏以及不良的生活习惯，人们总是常常因为懒惰而忽视刷牙，这表现在忘记刷牙、刷牙时间不够、刷牙动作不规范，从而导致口腔牙齿不清洁造成很多口腔疾病，或者由于刷牙用力过度造成牙齿不同程度的损伤。人们平时都不会注意正确刷牙的重要性，通常都是在发生口腔问题后才开始注重。但是单纯通过医生的宣传讲解口腔清洁动作规范还是不够的，因为在已经形成习惯的基础上，需要很长的时间才能完全纠正刷牙动作，或者在日常刷牙的时候没有医生的正确指导，也难以很好地纠正动作，因此仍然存在刷牙不规范，难以坚持下去的问题。

刷牙是使用牙刷去除牙菌斑、软垢和食物残渣，保持口腔清洁的重要自我口腔保健方法，也是人们自我清除菌斑，预防牙周病发生、发展和复发的最主要手段。保持正确的刷牙方法和习惯，可以最大程度的帮助控制牙菌斑，维护口腔健康或延长修复体的使用寿命。但很多人的刷牙方法不正确，表现在，刷牙角度不正确、覆盖面不全、用力不当、刷牙时间过短等。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种能检测、评价用户的刷牙动作并且对用户的刷牙方法起到一定的指导作用的刷牙姿态的分析方法及分析系统。

本发明的技术方案是：提供一种刷牙姿态的分析方法，包括：

接收由无线网络传输的刷牙数据，所述刷牙数据由牙刷的检测系统检测得到，所述刷牙数据包括时间戳、角速度、欧拉角和压力值；

根据刷牙数据进行解析后划分为若干个口腔区域以及分别统计得到各口腔区域的统计数据，包括刷牙次数、刷牙力度和刷牙角度；

根据统计数据对刷牙动作进行计算分析，得出若干评价指数，包括时间得分、角度得分和受伤得分；

输出评价指数和保存数据。

进一步地，输出所述评价指数的同时，对超过预定值的评价指数进行警告。

进一步地，将刷牙数据进行解析的步骤包括：

根据所述刷牙数据计算出的方位角区分左侧牙齿和右侧牙齿；

根据所述刷牙数据计算出的翻滚角区分牙齿表面的各个面，包括外面、内面和咬合面；

根据所述刷牙数据计算出的俯仰角区分牙刷相对于牙齿的运动角度。

进一步地，评价指数还包括美白指数、接吻指数和亲吻指数，对刷牙数据的计算分析步骤包括：

计算时间得分（S1），计算公式为：S1(i)=whiteCount[i]*1.0/average*10.0（whiteCount=每个刷牙区域的刷牙次数，average=标准刷牙次数），其中S1(i)≥10时，记为10，再按照计算公式S1={∑S1(i)}*rate（rate=0.05*N/136，N为刷牙总次数）计算得到时间得分（S1）；

计算角度得分(S2)，当45°≤roll≤60°时，S(ij)=1，当roll<45°或roll>60°时，S(ij)=1-∣roll-45°∣/45°(roll为每一时间单位中牙刷与牙齿的夹角)，S2(i)= {∑S(ij)}/average*10.0，其中S2(i)≥10时，记为10，再按照计算公式S2={∑S2(i)}*rate（rate=0.05*N/136，N为刷牙总次数）计算得到角度得分（S2）；

计算受伤得分(S3) ，当whiteCount (i)>（N/A）时（whiteCount=每个刷牙区域的刷牙次数，N=刷牙总次数，A=口腔区域的个数），S3(i)=1，或者当p>p*时（p=刷牙时牙齿受到的压力值，p*为标准压力值），S3(i)=1，记A个刷牙区域的总受伤部位数为M，则：

M=0时，无伤害，S3=0，

1≤M≤3时，一级伤害，S3=1，

4≤M≤6时，二级伤害，S3=2，

7≤M≤9时，三级伤害，S3=3，

10≤M<A时，四级伤害，S3=4，

M=A时，五级伤害；S3=5；

计算美白指数（S4），计算公式为：S4=S1*0.5+S2*0.5；

计算接吻指数（S5），计算公式为：S5=S1*0.7+S2*0.3；

计算亲吻指数（S6），计算公式为：S6=S4-S3。

进一步地，接收的刷牙数据包括实时刷牙数据和历史刷牙数据，并且实时刷牙数据优先于历史刷牙数据。

一种刷牙姿态的分析系统，包括：

数据接收模块，用于接收由无线网络传输的刷牙数据，所述刷牙数据由牙刷的检测系统检测得到，所述刷牙数据包括时间戳、角速度、欧拉角和压力值；

解析建模模块，用于将刷牙数据进行解析后划分为若干个口腔区域，并分别统计得到各口腔区域的统计数据，包括刷牙次数、刷牙力度和刷牙角度；

计算模块，用于根据统计数据对刷牙动作进行计算分析，得出若干评价指数，包括时间得分、角度得分和受伤得分；

结果输出模块，用于输出评价指数和保存数据至移动终端或牙刷显示装置。

进一步地，还包括警告模块，用于对超过预定值的评价指数进行警告。

进一步地，解析建模模块包括：

方位解析模块，用于根据所述刷牙数据计算出的方位角区分左侧牙齿和右侧牙齿；

翻滚解析模块，用于根据所述刷牙数据计算出的翻滚角区分牙齿表面的各个面，包括外面、内面和咬合面；

俯仰解析模块，用于根据所述刷牙数据计算出的俯仰角区分牙刷相对于牙齿的运动角度。

进一步地，所述评价指数还包括美白指数、接吻指数和亲吻指数。

本发明将收集的刷牙动作刷牙数据进行解析、建模并计算得到相关的评价指数，能够直观地反映出刷牙姿态是否正确，用户利用这些信息可以获取刷牙情况，由于人们对评价指数的高低较为敏感，能够引起用户重视自己的刷牙方式，从而更好地保护口腔健康。通过将口腔细分为若干个区域能够更加清楚地了解到用户在某个口腔区域的刷牙情况，即牙刷在各口腔区域的牙齿上的刷牙时间、用力情况以及角度情况等，并能够针对性地指导用户纠正动作并向用户提供牙齿方面的保健建议等。

附图说明

图1为本发明的整体方法框图。

图2为图1中的接收历史刷牙数据的方法框图。

图3为图1中的接收实时刷牙数据的方法框图。

图4为图1中的数据解析建模和计算分析的方法框图。

图5为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

请参见图1，图1揭示的是一种刷牙姿态的分析方法，包括：

将移动终端与牙刷进行连接。可以通过蓝牙、WIFI或Zigbee等无线传输的方式进行连接。本实施例仅以蓝牙传输进行说明(如图2)。

步骤101、开始

步骤102、移动终端初始化蓝牙，在本实施例中移动终端为手机，也可以是IPAD或手提电脑等；

步骤103、移动终端搜索周边BLE蓝牙；

步骤104、判断所发现设备名称是否以Mov开头，若是，则进行步骤105，若否，则返回步骤103；

步骤105、添加搜到的设备信息到连接候选列表；

步骤106、候选列表中有N个设备，本地已有M个；

步骤107、判断M与N是否有交集，若是，则进行步骤108，若否，则进行步骤109；

步骤108、尝试连接交集X第i设备，下一步进行步骤110；

步骤109、将集合X设为M，尝试连接第i设备，下一步进行步骤110；

步骤110、判断i是否等于X，若是，则进行步骤119，若否，则进行步骤111；

步骤119、连接失败，下一步为步骤120；

步骤120、结束；

步骤111、判断是否连接成功，若是，则进行步骤112，若否，进行步骤115；

步骤115、尝试连接第（i+1）设备，下一步返回步骤110；

步骤112、判断是否已配对，若是，则进行步骤113，若否，进行步骤114；

步骤113、同步设备时间；

步骤114、等待用户长按关机键，下一步返回步骤115，或者到步骤116；

步骤116、判断是否配对超时，若是，则返回步骤115，若否，则进行步骤117；

步骤117、判断是否收到配对回复，若是，则进行步骤118，若否，返回步骤116；

步骤118、配对成功，进行步骤113。

移动终端打开数据接收的开关，接收由无线网络传输的刷牙数据，所述刷牙数据由牙刷的检测系统检测得到，所述刷牙数据包括时间戳、角速度、欧拉角和压力值。所述刷牙数据分为实时刷牙数据和历史刷牙数据，并且实时刷牙数据优先于历史刷牙数据。具体步骤如下：

步骤210、判断实时数据开关是否打开，若是，则进行步骤220，若否，则进行步骤230，在步骤210前是步骤113；

数据开关打开后，系统处于等待实时数据的状态，若牙刷上事件触发实时数据，则进入下一步；

步骤220、判断是否有实时数据上传，若是，则进行步骤250，若否，则进行步骤230；

步骤230、同步刷牙历史数据，下一步是步骤240；

步骤240、将刷牙数据按照不同的刷牙次数缓存，下一步是步骤300；

步骤250、接收实时数据，下一步是步骤300；

步骤300、数据解析。根据刷牙数据进行解析后划分为若干个口腔区域以及分别统计得到各口腔区域的统计数据，包括刷牙次数、刷牙力度和刷牙角度。其中，口腔区域可分为至少4个区域，在本实施例中分为12个区域，因为口腔区域细分得越多，对刷牙情况检测计算到的评价指数越精确，但是区域分得太多会加大计算量，因此最佳的选择是12个区域。

步骤400、根据统计数据对刷牙动作进行计算分析，得出若干评价指数，包括美白指数、角度得分和受伤得分，下一步是步骤501。

输出评价指数和保存数据。具体步骤包括：

步骤501、只保留一天刷牙中最新的一次刷牙结果到移动终端本地；

步骤502、同步数据到服务器；

步骤503、判断同步到服务器是否成功，若是，则进行步骤504，若否，则返回步骤502；

步骤504、删除同步到服务器的本地缓存；

步骤120、结束。

在进行步骤500的同时，还可以对超过预定值的评价指数进行警告。

请参见图2，图2为同步历史刷牙数据的方法框图，具体步骤包括：

步骤231、开始；

步骤232、设备连接配对并时间同步完成；

步骤233、发送数据同步指令；

步骤234、接收数据帧；

步骤235、判断是否为控制帧，若是，则进行步骤236，若否，则进行步骤300；

步骤236、判断是否为后续控制帧，若是，则进行步骤237，若否，则进行步骤239；

步骤237、完成一个数据包接收，创建下一数据包缓冲，下一步返回步骤234；

步骤300、从数据帧中解析出刷牙运动数据信息包括实时的三轴速度、时间戳和运动模式等信息，所述运动模式包括刷牙力度等信息，计算出翻滚角、俯仰角、方位角，保存到缓冲里，下一步返回至步骤234；

步骤239、判断是否为意外中止帧，若是，则进行步骤400，若否，则进行步骤238；设置意外中止帧的目的在于实时刷牙数据的传输需要优先于历史刷牙数据，若在传输历史刷牙数据的同时也检测到实时刷牙数据，则会中止传输历史刷牙数据，优先传输实时刷牙数据；

步骤400、根据所缓存的刷牙数据包中的数据计算各项评价指数；

步骤238、判断是否为包结束帧，若是，则进行步骤400；

在步骤400后，还包括步骤500，保存数据；

步骤2301、结束。

如图3，同步实时刷牙数据的方法和同时历史刷牙数据的方法相似，具体步骤如下：

步骤251、开始；

步骤252、设备连接配对并时间同步完成；

步骤233、有实时数据接入；

步骤254、接收数据帧；

步骤255、判断是否为包结束帧，若是，则进行步骤400；若否，则进行步骤300；

步骤300、从数据帧中解析出刷牙运动数据信息包括实时的三轴速度、运动模式和时间戳等信息，计算出翻滚角、俯仰角、方位角，保存到缓冲里，下一步返回至步骤254；

步骤400、根据所缓存的刷牙数据包中的数据计算各项评价指数，下一步为步骤500；

步骤500，保存数据；

步骤256、结束。

请参见图4，图4为图1中的数据解析建模和计算分析的方法框图。具体步骤如下：

步骤401、开始；

步骤402、使用统计学原理，对于一次刷牙数据的全部数据的方位角进行统计，分析出牙齿的相对空间位置记为0-180度；

步骤403、根据方位角区分左侧牙齿和右侧牙齿；

步骤404、根据翻滚角区分牙齿表面的各个面，包括外面、内面和咬合面，咬合面分为上下两面；

步骤405、根据俯仰角区分牙刷相对于牙齿的运动角度；

步骤406、统计出牙齿12个区域中每个区域的刷牙次数；

步骤407、统计出牙齿12个区域中每个区域的刷牙力度；

步骤408、统计出牙齿12个区域中每个区域的刷牙角度达标次数；

步骤409、统计出总刷牙次数N;

步骤410，计算时间得分（S1），计算公式为：S1(i)=whiteCount[i]*1.0/average*10.0（ whiteCount=每个刷牙区域的刷牙次数，average=标准刷牙次数），其中S1(i)≥10时，记为10，再按照计算公式S1={∑S1(i)}*rate（rate=0.05*N/136，N为刷牙总次数）计算得到时间得分（S1）；

步骤411、计算角度得分(S2)，当45°≤roll≤60°时，S(ij)=1，当roll<45°或roll>60°时，S(ij)=1-∣roll-45°∣/45°(roll为每一时间单位中牙刷与牙齿的夹角)，S2(i)= {∑S(ij)} /average*10.0，其中S2(i)≥10时，记为10，再按照计算公式S2={∑S2(i)}*rate（rate=0.05*N/136，N为刷牙总次数）计算得到角度得分（S2）；

步骤412、计算受伤得分(S3)，当whiteCount (i)>（N/A）时（whiteCount=每个刷牙区域的刷牙次数，N=刷牙总次数，A=口腔区域的个数，在本实施例中A=12），S3(i)=1，或者当p>p*时（p=刷牙时牙齿受到的压力值，p*为标准压力值），S3(i)=1，记A个刷牙区域的总受伤部位数为M，则：

M=0时，无伤害，S3=0，

1≤M≤3时，一级伤害，S3=1，

4≤M≤6时，二级伤害，S3=2，

7≤M≤9时，三级伤害，S3=3，

10≤M<11时，四级伤害，S3=4，

M=12时，五级伤害；S3=5；

步骤413、计算美白指数（S4），计算公式为：S4=S1*0.5+S2*0.5；

步骤414、计算接吻指数（S5），计算公式为S5=S1*0.7+S2*0.3；

步骤415、计算亲吻指数（S6），计算公式为：S6=S4-S3；

步骤416、返回一个完成刷牙对应的结果集中数据同步或洁面展示；

步骤417、结束。

请参见图5，图5揭示了一种刷牙姿态的分析系统，包括：

数据接收模块1，用于接收由无线网络传输的刷牙数据，所述刷牙数据由牙刷的检测系统检测得到，所述刷牙数据包括时间戳、角速度、欧拉角和压力值。所述无线网络传输可采用蓝牙、Zigbee或者WIFI等形式。

解析建模模块2，用于将刷牙数据进行解析后划分为若干个口腔区域，并分别统计得到各口腔区域的统计数据，包括刷牙次数、刷牙力度和刷牙角度。

计算模块3，用于根据统计数据对刷牙动作进行计算分析，得出若干评价指数，包括时间得分、角度得分和受伤得分，根据时间得分、角度得分和受伤得分可以计算得出美白指数、接吻指数和亲吻指数。所述时间得分主要是评价用户在各个口腔区域刷牙时间的长短。所述角度得分主要是评价用户使用牙刷时，牙刷与牙齿所形成的角度是否在标准范围内，若刷牙角度不正确，就很容易会损伤牙齿。所述受伤得分主要通过刷牙次数和刷牙力度共同评价该次刷牙是否对牙齿造成损伤。所述美白指数、接吻指数和亲吻指数分别是通过不同的算法来评价牙齿的清洁程度。

结果输出模块4，用于输出评价指数以及保存数据至移动终端或牙刷显示装置。

进一步地，还包括警告模块5，用于对超过预定值的评价指数进行警告。可通过在牙刷上设置压力传感器来感应刷牙的力度，设置例如发光二极管或蜂鸣器的警示装置，若超过预定的压力值则触发警示装置工作，发出警告。

进一步地，所述解析建模模块2包括：

方位解析模块21，用于根据所述刷牙数据计算出的方位角区分左侧牙齿和右侧牙齿；

翻滚解析模块22，用于根据所述刷牙数据计算出的翻滚角区分牙齿表面的各个面，包括外面、内面和咬合面；

俯仰解析模块23，用于根据所述刷牙数据计算出的俯仰角区分牙刷相对于牙齿的运动角度。

进一步地，接收的刷牙数据包括实时的刷牙数据和历史刷牙数据，并且实时刷牙数据优先于历史刷牙数据。当正在传输历史刷牙数据的同时也存在实时刷牙数据，那么中止传输历史刷牙数据，优先传输实时刷牙数据。

进一步地，可以通过连接互联网将用户的评价指数上传至服务器，与互联网上的其他用户进行对比，还可以引入专家建议，这样能更全面地了解到自己的口腔状况。在口腔健康出现问题时，服务器上也可以向用户推荐周边的口腔诊所，帮助用户获取诊所信息。

本发明将收集的刷牙动作刷牙数据进行解析、建模并计算得到相关的评价指数，能够直观地反映出刷牙姿态是否正确，用户利用这些信息可以获取刷牙情况，由于人们对评价指数的高低较为敏感，能够引起用户重视自己的刷牙方式，从而更好地保护口腔健康。通过将口腔细分为若干个区域能够更加清楚地了解到用户在某个口腔区域的刷牙情况，即牙刷在各口腔区域的牙齿上的刷牙时间、用力情况以及角度情况等，并能够针对性地指导用户纠正动作并向用户提供牙齿方面的保健建议，让用户能够及时改善自身的口腔问题等。

显然，本领域内技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种刷牙姿态的分析方法，其特征在于，包括：

根据刷牙数据进行解析后划分为若干个口腔区域，以及分别统计得到各口腔区域的统计数据，包括刷牙次数、刷牙力度和刷牙角度；

根据所述统计数据对刷牙动作进行计算分析，得出若干评价指数，包括时间得分、角度得分和受伤得分；

输出评价指数和保存数据；

评价指数还包括美白指数、接吻指数和亲吻指数，对刷牙数据的计算分析步骤包括：

计算时间得分S1，计算公式为：S1(i)=whiteCount[i]*1.0/average*10.0，whiteCount=每个刷牙区域的刷牙次数，average=标准刷牙次数，其中S1(i)≥10时，记为10，再按照计算公式S1={∑S1(i)}*rate，rate=0.05*N/136，N为刷牙总次数计算得到时间得分S1；

计算角度得分S2，当45°≤roll≤60°时，S(ij)=1，当roll<45°或roll>60°时，S(ij)=1-∣roll-45°∣/45°，roll为每一时间单位中牙刷与牙齿的夹角，S2(i)= {∑S(ij)} /average*10.0，其中S2(i)≥10时，记为10，再按照计算公式S2={∑S2(i)}*rate，rate=0.05*N/136，N为刷牙总次数，计算得到角度得分S2；

计算受伤得分S3 ，当whiteCount (i)>N/A时，whiteCount=每个刷牙区域的刷牙次数，N=刷牙总次数，A=口腔区域的个数，S3(i)=1，或者当p>p*时，p=刷牙时牙齿受到的压力值，p*为标准压力值，S3(i)=1，记A个刷牙区域的总受伤部位数为M，则：

M=0时，无伤害，S3=0，

1≤M≤3时，一级伤害，S3=1，

4≤M≤6时，二级伤害，S3=2，

7≤M≤9时，三级伤害，S3=3，

10≤M<A时，四级伤害，S3=4，

M=A时，五级伤害；S3=5；

计算美白指数S4，计算公式为：S4=S1*0.5+S2*0.5；

计算接吻指数S5，计算公式为：S5=S1*0.7+S2*0.3；

计算亲吻指数S6，计算公式为：S6=S4-S3。

2.根据权利要求1所述的刷牙姿态的分析方法，其特征在于，输出所述评价指数的同时，对超过预定值的评价指数进行警告。

3.根据权利要求1或2所述的刷牙姿态的分析方法，其特征在于，将刷牙数据进行解析的步骤包括：

4.根据权利要求1或2所述的刷牙姿态的分析方法，其特征在于，接收的刷牙数据包括实时刷牙数据和历史刷牙数据，并且实时刷牙数据优先于历史刷牙数据。

5.一种刷牙姿态的分析系统，其特征在于，包括：

结果输出模块，用于输出评价指数和保存数据至移动终端或牙刷显示装置；

M=0时，无伤害，S3=0，

1≤M≤3时，一级伤害，S3=1，

4≤M≤6时，二级伤害，S3=2，

7≤M≤9时，三级伤害，S3=3，

10≤M<A时，四级伤害，S3=4，

M=A时，五级伤害；S3=5；

计算美白指数S4，计算公式为：S4=S1*0.5+S2*0.5；

计算接吻指数S5，计算公式为：S5=S1*0.7+S2*0.3；

计算亲吻指数S6，计算公式为：S6=S4-S3。

6.根据权利要求5所述的刷牙姿态的分析系统，其特征在于，还包括警告模块，用于对超过预定值的评价指数进行警告。

7.根据权利要求5所述的刷牙姿态的分析系统，其特征在于，解析建模模块包括：

8.根据权利要求5所述的刷牙姿态的分析系统，其特征在于，所述评价指数还包括美白指数、接吻指数和亲吻指数。

9.根据权利要求5所述的刷牙姿态的分析系统，其特征在于，接收的刷牙数据包括实时刷牙数据和历史刷牙数据，并且实时刷牙数据优先于历史刷牙数据。