CN106333480A - 刷牙监测设备、刷牙监测方法及刷牙监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可以准确得出用户刷牙时牙刷在牙齿表面运动情况的刷牙监测设备、刷牙监测方法及刷牙监测系统。本发明所采用的技术方案是：一种刷牙监测设备，用于采集用户刷牙时的数据，其包括用于采集用户刷牙过程中牙刷运动数据Ⅰ的牙刷监控装置、用于采集用户刷牙过程中头部运动数据Ⅱ的头部监控装置、以及数据处理单元，所述数据处理单元将所述牙刷监控装置和所述头部监控装置在同一时刻采集到的数据做修正运算，得到用户在刷牙时牙刷在牙齿上的运动数据Ⅲ。
Description
技术领域
本发明涉及口腔医疗设备领域，特别涉及一种可对用户刷牙过程进行监控的刷牙监测设备、监测方法及监测系统。
背景技术
刷牙，是人们在生活中去除牙菌斑、软垢和食物残渣，保持口腔清洁的重要自我口腔保健方法。但现实生活中大多数人通常只是把刷牙当作例行公事，并没有正确地对待刷牙问题，又或者其刷牙方式不正确，所以导致牙釉质被破坏，出现蛀牙等牙健康问题。因此，在口腔健康教育还处于初级阶段的我国，为正确教导人们刷牙，在刷牙的时候可以进行监控已成为社会上急需处理的问题。
另外，现有技术中也有监测牙刷数据的监测产品，但该监测产品只监测牙刷的运动数据，而且只能在用户头部保持正确姿势的条件下，才能准确监测用户的刷牙数据。
发明内容
根据现有技术中所存在的不足，本发明所解决的技术问题是提供一种可以准确得出用户刷牙时牙刷在牙齿表面运动情况的刷牙监测设备和刷牙监测方法。
根据现有技术中所存在的不足，本发明还解决的技术问题是提供一种可以准确分析用户刷牙数据的刷牙监测系统。
1、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种刷牙监测设备，用于采集用户刷牙时的数据，其包括用于采集用户刷牙过程中牙刷运动数据Ⅰ的牙刷监控装置、用于采集用户刷牙过程中头部运动数据Ⅱ的头部监控装置、以及数据处理单元，所述数据处理单元将所述牙刷监控装置和所述头部监控装置在同一时刻采集到的数据做修正运算，得到用户在刷牙时牙刷在牙齿上的运动数据Ⅲ。
2、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置包括可拆卸连接在牙刷上的连接结构。
3、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置设置于所述牙刷手柄内。
4、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置所采集的牙刷运动数据Ⅰ包括运动轨迹，和/或在牙齿同一区域的刷洗次数，和/或刷洗力度，和/或牙刷与水平面的倾斜角度。
5、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置包括用于检测牙刷与水平面倾斜度的陀螺仪、用于检测牙刷线性加速度的加速度传感器、用于检测牙刷指定方向的地磁传感器和用于检测牙刷是否接触到牙齿的接触传感器。
6、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置采集头部的运动数据Ⅱ包括运动轨迹，和/或头部与水平面的倾斜角度，和/或晃动力度。
7、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置包括用于检测头部与水平面倾斜度的陀螺仪、用于检测头部线性加速度的加速度传感器和用于检测头部朝向的地磁传感器。
8、根据权利要求5或7所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述加速度传感器采用3轴加速度传感器。
9、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述运动数据Ⅲ包括牙刷在牙齿上的运动轨迹，和/或牙刷在牙齿上的刷洗力度，和/或牙刷与牙齿面的倾斜角度。
10、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置适于直接或间接地佩戴在人体头部。
11、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置设置于牙刷上或设置于所述牙刷监控装置上或梳洗镜上或用户洗漱时面对的墙面上。
12、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置包括设置在用户头部以外的深度摄像机，所述深度摄像机通过采集和分析用户在刷牙时的头部图像Ⅰ，从而记录用户刷牙过程中头部的运动轨迹，和/或晃动加速度，和/或头部与水平面的倾斜角度。
13、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置包括设置在用户头部以外的摄像机，所述摄像机用于采集用户在刷牙时的头部图像Ⅱ，所述数据处理单元接收和分析所述头部图像Ⅱ，从而得到用户刷牙过程中头部的运动轨迹，和/或晃动加速度，和/或头部与水平面的倾斜角度。
14、根据权利要求13所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述摄像机的深度摄像机。
15、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置包括设置在用户头部以外的摄像机，所述摄像机用于采集和分析用户在刷牙时的头部图像Ⅱ，从而得到用户刷牙过程中头部的运动轨迹，和/或晃动加速度，和/或头部与水平面的倾斜角度。
16、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置的外围设有防止外部液体进入其内的防液套。
17、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置或/和头部监控装置将数据传输至所述数据处理单元的方式是采用无线通信的方式进行数据传输。
18、根据权利要求17所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述无线通信的方案采用低功耗蓝牙。
19、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置或/和头部监控装置将数据传输至所述数据处理单元的方式是采用有线通信的方式进行数据传输。
20、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：还包括计时器，所述计时器用于计算用户的刷牙时间。
21、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：还包括计数器，所述计数器用于计算刷牙过程中牙齿各区域的刷洗次数。
22、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：还具有输出元件，所述输出元件包括显示元件或/和语音输出模块或/和喇叭或/和振动马达或/和LED指示灯。
23、根据权利要求22所述的刷牙监测设备，其特征在于：还包括定时元件，所述定时元件用于根据用户设定的时间控制所述输出元件工作，以提醒用户按时刷牙。
24、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述修正运算是指将所述运动数据Ⅰ和运动数据Ⅱ中同一类的数据做相对运动换算。
25、根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述刷牙监测设备还包括存储器，所述存储器用于存储所述刷牙监测设备监测到的数据。
26、根据权利要求25所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述刷牙监测设备还包括比较器和输出元件，所述存储器中存储有所述运动数据Ⅲ对应参考范围的比对表，所述比较器将所述运动数据Ⅲ与该比对表中的数据进行比对分析，从而给出比对结果，所述输出元件向用户输出所述比对结果。
27、一种刷牙监测方法，包括以下步骤：a、采集用户刷牙过程中牙刷的运动数据Ⅰ；b 、采集用户刷牙过程中头部的运动数据Ⅱ；c、将同一时刻采集到的所述运动数据Ⅰ与所述运动数据Ⅱ做修正运算，得到修正后牙刷在牙齿上的运动数据Ⅲ。
28、根据权利要求27所述的刷牙监测方法，其特征在于：所述修正运算是指将所述运动数据Ⅰ和运动数据Ⅱ中同一类的数据做相对运动换算，得到运动数据Ⅲ。
29、根据权利要求27所述的刷牙监测方法，其特征在于：还包括将所述运动数据Ⅲ与参考数据进行比对，从而给出用户刷牙过程是否正确的判断步骤。
30、根据权利要求27所述的刷牙监测方法，其特征在于：所述运动数据Ⅰ包括牙刷的运动轨迹，和/或在牙齿同一区域的刷洗次数，和/或刷洗力度，和/或牙刷与水平面的倾斜角度。
31、根据权利要求27所述的刷牙监测方法，其特征在于：所述运动数据Ⅱ包括头部的运动轨迹，和/或头部与水平面的倾斜角度，和/或头部晃动力度。
32、根据权利要求27所述的刷牙监测方法，其特征在于：所述运动数据Ⅲ包括牙刷在牙齿上的运动轨迹，和/或牙刷在牙齿上的刷洗力度，和/或牙刷与牙齿面的倾斜角度。
33、一种刷牙监测系统，其特征在于：包括终端设备和刷牙监测设备，所述终端设备适于与所述刷牙监测设备进行信号连接，所述刷牙监测设备为权利要求1至25中任一项所述的刷牙监测设备，所述终端设备中存储有所述运动数据Ⅲ对应参考范围的比对表，所述终端设备将所述运动数据Ⅲ与该比对表中的数据进行比对分析，并输出比对结果。
34、根据权利要求33所述的刷牙监测系统，其特征在于：所述比对结果的呈现方案为用户刷牙过程是否正确的判断结论。
35、根据权利要求33所述的刷牙监测系统，其特征在于：所述终端设备为移动终端设备。
36、根据权利要求35所述的刷牙监测系统，其特征在于：所述移动终端设备为手机或平板电脑或笔记本电脑。
37、根据权利要求33所述的刷牙监测系统，其特征在于：用户可以通过所述终端设备向所述刷牙监测设备发出控制指令，从而控制所述刷牙监测设备工作。
38、根据权利要求33所述的刷牙监测系统，其特征在于：所述终端设备中还设有教学模式单元，用于教导用户正确刷牙。
39、根据权利要求33所述的刷牙监测系统，其特征在于：还包括云端服务器，用于存储所述刷牙监测设备提供的数据或者所述比对结果，从而便于向监护人或医生或其他自然人提供该用户的刷牙信息。
本发明的主要有益效果是：由于本发明中的牙刷监测设备和刷牙监测方法具有监测用户刷牙过程中牙刷运动数据Ⅰ和头部运动数据Ⅱ的功能，并且能将同一时刻采集到的牙刷运动数据Ⅰ与头部运动数据Ⅱ做修正运算，得到用户在刷牙时牙刷在牙齿上的运动数据Ⅲ，所以得出的运动数据Ⅲ可以准确显示用户刷牙时牙刷在牙齿表面的运动情况，并且运动数据Ⅲ可作为分析用户刷牙过程是否正确的重要参数，具有为用户提供准确运动数据的有益效果。
本发明中的刷牙监测系统由于具有准确监测用户刷牙过程的功能，并能对刷牙过程中采集到的数据进行分析，得出所述运动数据Ⅲ与该比对表中数据的比对结果，具有为用户或医生提供准确分析数据的有益效果。
本发明中的其他有益效果，还将在具体实施例中进一步说明。
附图说明
图1是人体嘴巴在张开时牙齿的结构示意图；
图2是人体下牙的俯视图；
图3是实施例中刷牙监测设备的结构原理图；
图4是实施例中牙刷监控装置设于牙刷上的结构示意图；
图5是实施例中头部监控装置间接设于头部的一种结构示意图；
图6是实施例中牙刷监控装置设于连接套内的结构剖视图；
图7是实施例中牙刷监控装置的结构示意图；
图8是实施例中头部监控装置的结构示意图；
图9是实施例中头部监控装置内PCBA板的结构示意图；
图10是实施例中头部监控装置直接设于头部的一种结构示意图；
图11是实施例中头部监控装置直接设于头部的第二种结构示意图；
图12是实施例中牙刷监控装置的结构框图；
图13是实施例中头部监控装置的另一种实现方案示意图；
图14是实施例中刷牙监测方法的流程图；
图15是实施例中刷牙监测系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此部分所描述的具体实施例仅可用于解释本发明，并不用于限定本发明。
要理解如何刷牙，首先要了分析牙齿的结构。如图1、图2所示，牙齿包括上牙和下牙，其中，下牙又可以分成左磨牙A、门牙B和右磨牙C三个区域，同理上牙也分成三个区域。在刷洗时，左磨牙有A1、A2、A3三个要刷洗的面，门牙有B1、B2两个要刷洗的面，右磨牙有C1、C2、C3三个要刷洗的面，因此，上牙和下牙加起来一共有16要清洗的面。用户在刷牙时，若头部保持正确姿式的情况下，牙刷刷毛与牙齿各个刷洗面接触时，牙刷与水平面的倾角都是不同的。如选择牙刷刷毛面为参照时，牙刷刷毛与牙齿各个刷洗面接触时，牙刷刷毛面与水平面的倾角都是不同的。
其次，由于牙齿是固定在人体头骨里面的，因此用户在刷牙时，头部的运动也会导致牙齿位置的改变。假如牙刷监控装置只采集牙刷在牙齿上的运动关系，采集到的数据一定不能准确地反应出牙刷在牙齿上的运动情况。所以在用户刷牙时，应该同时采集用户头部的运动数据和牙刷的运动数据，然后再与将采集到的数据做修正运算，这样就可以精确采集到牙刷在牙齿上的运动情况。这就是本发明的核心内容。具体实现将通过以下具体实施例来作进一步解释说明。
具体实施例一
如图3、图4、图5所示，其为本发明中一优选实施方案的结构示意图。该优选实施方案公开了一种刷牙监测设备100，用于采集用户刷牙时的数据，其包括用于采集用户刷牙过程中牙刷200运动数据Ⅰ的牙刷监控装置130、用于采集用户刷牙过程中头部400运动数据Ⅱ的头部监控装置120、以及数据处理单元110，数据处理单元110将牙刷监控装置130和头部监控装置120在同一时刻采集到的数据做修正运算，得到用户在刷牙时牙刷200在牙齿上的运动数据Ⅲ。其中,需要进行修正运算得到的运动数据Ⅲ主要包括牙刷200在牙齿上的运动轨迹、牙刷200刷洗牙齿的力度、以及牙刷200刷毛与牙齿刷洗面在刷洗时的倾斜角度。
如图7所示，其为牙刷监控装置130的结构示意立体图。本实施例中，如图4、图6所示，为便于牙刷监控装置130的设置，其为牙刷监控装置130的外围设有防止外部液体进入的防液套150，并且牙刷监控装置130和防液套150一起再设置于一连接套140内。其中，连接套140具有与外部牙刷200连接的连接端141，以便于将牙刷监控装置130固定连接在牙刷200上。本实施例中，为了便于装配，防液套150由包附套151和密封盖152组合成，包附套151和密封盖152可以相互分离，以取出或装配更换牙刷监控装置130。在其他实施例中，牙刷监控装置130的外部不设置防液套150的情况下，连接套140可以直接包附在牙刷监控装置130的外围，以防止外部液滴进入牙刷监控装置130。当然，牙刷监控装置130也可以直接设置在牙刷手柄内，还可以通过在牙刷监控装置130的外部直接设置连接套140的方式可拆卸连接在牙刷200上（即该方案不设防液套150）。
如图6、图7所示，牙刷监控装置130包括PCB板131和供电电源160，还包括设于PCB板131上的电源输入端138、传感器132、数据处理单元110和数据交换器137。电源输入端138电连接供电电源160从而给整个牙刷监控装置130供电；传感器132用于采集用户刷牙过程中牙刷200的运动数据Ⅰ，该运动数据Ⅰ包括运动轨迹、在牙齿同一区域的刷洗次数、牙齿的刷洗力度、以及牙刷与水平面的倾斜角度。牙刷与水平面的倾斜角度的参照方案，可选刷毛面与水平面的倾斜角度、或者牙刷对称面与水平面的倾斜角度、或者牙刷中心线与水平面的倾斜角度。数据处理单元110与各元器件电连接并控制各元器件的运作；数据交换器137用于与头部监控装置120进行通信连接，以接收头部监控装置120传输过来的运动数据Ⅱ，然后将运动数据Ⅱ传至数据处理单元110。当然，数据交换器137也可以向头部监控装置120发送信号。本实施例中，数据交换器137包括无线发射接收元件1371，无线发射接收元件1371采用低功耗蓝牙。
由于本实施例中，将数据处理单元110集合在牙刷监控装置130中，故头部监控装置120将运动数据Ⅰ传至数据处理单元110是采用有线传输的方式。在其他实施例中，当数据处理单元110、牙刷监控装置130和头部监控装置120三者均采用分体结构设置时，牙刷监控装置130和头部监控装置120将数据传输至数据处理单元110的方式都可以采用无线通信的方式进行数据传输。当然牙刷监控装置130和头部监控装置120将数据传输至数据处理单元110的方式也可以采用有线通信的方式进行数据传输。
头部监控装置120适于直接或间接地佩戴在人体头部400。头部监控装置120适于直接佩戴在人体头部400是指通过设置结构直接设在人体头部400，如：绑在或套接用户额头上（参考图10）、或做成类似耳机的结构佩戴在用户耳朵上（参考图11），其主要目的是让头部监控装置120与头部一起运动从而采集头部运动数据。头部监控装置120适于间接地佩戴在人体头部400是指，首先得有一个设置在人体头部400的中间物体，然后通过将头部监控装置120设置在中间物体上，最后达到头部监控装置120与头部400一起运动采集头部运动数据的目的。间接地佩戴在人体头部的方案有：头部监控装置120设置在眼镜410上、帽子上或发夹上等（参考图8）。以下将做具体说明：
如图5、图8所示，本实施例中，头部监控装置120采用适于绑在用户眼镜410上的方案。如图8、图9所示，头部监控装置120包括外壳121，以及设于外壳121上的绑带122、启动按键1211和透光部件1212，其中外壳121内具有PCBA板123和供电装置124。PCBA板123包括处于启动按键1211下方的启动开关1231、加速度传感器1232、微处理器1233、指示灯1234、与数据交换器137相匹配的数据交换单元1235、用于存储数据的存储单元1236、计时器1237、陀螺仪1238、以及地磁传感器1239，透光部件1212用于透出指示灯1234的灯光。计时器1237用于计算用户刷牙的刷洗时间，并与计时器1322同步（计时器1322参考下一段中的描述），使得运动数据Ⅰ和运动数据Ⅱ在处理时可以同步。加速度传感器1321用于检测用户刷牙过程中头部晃动的线性加速度，然后微处理器1233计算出用户头部的晃动力度。陀螺仪1238用于检测用户刷牙过程中头部与水平面的倾斜度（如检测头部的基本对称面与水平面的倾斜度），地磁传感器1239用于检测用户刷牙过程中头部所朝方向（如面部朝向）。微处理器1233用于控制头部监控装置120中各部件的工作，并计算出刷牙过程中头部的运动轨迹和头部与水平面的倾斜角度。本实施例中，数据交换单元1235为无线发射接收元件，无线发射接收元件采用低功耗蓝牙。加速度传感器1232采用3轴加速度传感器。
本实施例中，传感器132用于采集刷牙过程中牙刷200的运动数据Ⅰ。如图12所示，传感器132包括加速度传感器1321、计时器1322、陀螺仪1323、计数器1324、地磁传感器1325和接触传感器1326，加速度传感器1321用于检测用户刷牙过程中牙刷200的线性加速度，陀螺仪1323用于检测用户刷牙过程中牙刷200刷毛面与水平面的倾斜度，地磁传感器1325用于检测用户刷牙过程中牙刷200中心线的指定方向，接触传感器1326用于检测牙刷200刷毛是否接触到牙齿。若接触传感器1326检测到牙刷200刷毛接触到牙齿起，数据处理单元110控制数据交换器137给出信号，头部监控装置120开始工作，同步监测头部的运动数据。最后数据处理单元110通过传感器132和头部监控装置120传回的数据，计算出牙刷200在牙齿上的运动轨迹、同一区域的刷洗次数、通过线性加速度计算出刷洗力度、以及牙刷200与牙齿各个刷洗面的接触角度。其中，受头部监控装置120传回数据的限制，本实施例中，有进行修正的运动数据Ⅲ为牙刷在牙齿上的运动轨迹、刷洗力度、以及牙刷刷毛面与牙齿面的倾斜角度。其修正运算的方式是将运动数据Ⅰ和运动数据Ⅱ中同一类（如刷洗力度）的数据转换至同一坐标系中，然后对同一轴向上的数据做相加减的运动换算（即相对运动换算），得到修正的运动数据Ⅲ。计时器1322用于计算用户刷牙的刷洗时间，该刷洗时间可以是整个刷牙过程所花的时间，还可以是刷洗某一区域所花的时间。计数器1324用于计算刷牙过程中各牙齿刷洗面的刷洗次数。本实施例中，加速度传感器1321采用3轴加速度传感器。其中，刷牙运动轨迹分析的功能原理，可参考高尔夫挥杆分析仪中由传感器检测挥杆运动轨迹的功能原理。
再如图7、图12所示，牙刷监控装置130还具有用于向用户指示信息的输出元件135。本实施例中，输出元件135采用LED指示灯1351和喇叭1355，指示灯1351可以根据其颜色的变化和闪烁快慢，来提示牙刷监控装置130的供电信息或与头部监控装置120的连接状态信息或进行开机提醒或关机提醒或向用户进行牙刷更换提醒或刷牙时长提醒。具体地，例如：指示灯1351为绿色时表示牙刷监控装置130供电正常，为红色表示电源电量低；指示灯1351为绿色并不闪烁表示牙刷监控装置130与头部监控装置120的连接状态为正常，绿色并闪烁表示牙刷监控装置130与头部监控装置120未进行连接或连接状态不稳定；开机时指示灯1351为绿色，关机时指示灯1351为红色；计时器1322在检测到牙刷使用3个月后，指示灯1351变为紫色，用于提醒用户更换牙刷；一次刷牙时间超过一设定值时（如一次刷牙3分钟）指示灯1351用黄色并闪烁向用户进行提醒。如图12所示，牙刷监控装置130还包括定时元件133，定时元件133用于根据用户设定的时间控制输出元件135工作，以提醒用户按时刷牙。本实施例中，定时元件133与喇叭1355集成在一起，定时元件133可以是现有技术中常用的时钟芯片。输出元件135还包括显示元件1353、语音输出模块1354、喇叭1355和振动马达1352，显示元件1353可以是显示屏。
如图7、图12所示，牙刷监控装置130还包括输入元件134、存储器139和比较器1361（比较器1361也可以集成于数据处理单元110中），输入元件134用于向牙刷监控装置130输入数据，从而实现用户与牙刷监控装置130的互动，存储器139用于存储牙刷监控装置130检测到的数据。存储器139中还存储有运动数据Ⅲ对应参考范围的比对表，比较器1361用于根据牙刷监控装置130提供的运动数据Ⅲ与该比对表进行比对分析，从而给出比对结果，如用户刷牙是否正确的判断结论。输出元件135可用于向用户输出该判断结论。在本实施例中，输入元件134包括控制开关1342。在其他实施例中，输入元件134还可包括语音输入元件1341。再如图6所示，包附套122的外表面还设有按键1221、细孔1222及透光部1223，按键1221连接控制开关1342，细孔1222连通喇叭1355，透光部1223用于透出指示灯1351的灯光。
本实施例中，连接端141采用易于发生形变以适配连接牙刷200手柄的柔性材料制成，该柔性材料优选食品级的橡胶材料或硅胶材料。在其他实施例中，连接端141还可以设置成与外部牙刷200相匹配的插接结构或螺纹连接结构或卡接结构。
由于牙刷监测设备100具有监测用户刷牙过程中牙刷运动数据Ⅰ和头部运动数据Ⅱ的功能，数据处理单元110能将牙刷监控装置130和头部监控装置120在同一时刻采集到的牙刷运动数据Ⅰ与头部运动数据Ⅱ做修正运算，得到用户在刷牙时牙刷200在牙齿上的运动数据Ⅲ，所以得出的运动数据Ⅲ可以准确显示用户刷牙时牙刷200在牙齿表面的运动情况，并且运动数据Ⅲ可作为分析用户刷牙过程是否正确的重要参数，具有为用户提供准确运动数据的有益效果。
具体实施例二
如图13所示，该实施例与具体实施例一的主要区别在于：头部监控装置120不是采用设置在用户头部，与头部一起运动从而采集用户头部数据的方案，而是采用设置在用户头部以外的图像深度学习设备，不与头部一起运动，即图像识别技术领域的技术方案。具体例如采用深度摄像机，该深度摄像机通过采集和分析用户在刷牙时的头部图像Ⅰ，从而记录用户刷牙过程中头部的运动轨迹，或晃动加速度，或头部与水平面的倾斜角度（如检测头部的基本对称面与水平面的倾斜度）。深度摄像机可参考人工智能技术中人机交互的运用方案，如微软kinect摄像头。在本实施例中，深度摄像机可设于梳洗镜上或用户洗漱时面对的墙面上，设置方式优先可拆卸的连接方式，如吸盘吸附的方式。
由于人体头部在晃动时，摄像机拍摄采集到用户头部的面部特征在图片中都是不一样的，因此通过图像分析用户在刷牙时的面部特征在图片中的变化，如发际线、耳朵、鼻子和眼睛等面部特征在图像中的变化，再通过与计时器1324或其他传感器的配合，就可以得出用户刷牙过程中头部的运动轨迹、晃动加速度、以及头部的基本对称面与水平面的倾斜角度。
在本实施例中，可以对深度摄像机进行深度学习的程序设置，使其直接对头部图像Ⅰ进行分析得出运动数据Ⅱ。
在其他实施例中，头部监控装置120还可以为设置在用户头外部的摄像机，摄像机用于采集用户在刷牙时的头部图像Ⅱ，数据处理单元110接收头部图像Ⅱ并深度分析头部图像Ⅱ的变化，从而得到用户刷牙过程中头部的运动轨迹、晃动加速度、以及头部的基本对称面与水平面的倾斜角度。此时摄像机可以为普通摄像机，也可以是深度摄像机。该方案为通过数据处理单元110加工得出运动数据Ⅱ，然后提供给牙刷监控装置130做修正运算。
当然，如不考虑成本问题，数据处理单元110还可以是另外单独设在头部监控装置120内的MCU，以实现分析头部图像得到运动数据Ⅱ。还可以摄像机中的MCU本身就具有图像深度分析头部图像Ⅱ的功能，从而得到用户刷牙过程中头部的运动轨迹，或晃动加速度，或头部的基本对称面与水平面的倾斜角度。
在其他实施例中，作为另一种实施方案，头部监控装置120采用图像识别技术领域的方案时，头部监控装置120还可以能拆卸或固定设置在牙刷200上或牙刷监控装置130上。
具体实施例三
参照具体实施例一和具体实施例二，本实施例还公开了一种刷牙监测方法。如图14所示，该刷牙监测方法包括以下步骤：S101、采集用户刷牙过程中牙刷200的运动数据Ⅰ；S102、采集用户刷牙过程中头部400的运动数据Ⅱ；S103、将同一时刻采集到的运动数据Ⅰ相对运动数据Ⅱ做修正运算，得到修正后用户在刷牙时牙刷200在牙齿上的运动数据Ⅲ。其中修正运算是指将运动数据Ⅰ和运动数据Ⅱ中同一类的数据做相对运动换算，得到运动数据Ⅲ。
刷牙监测方法还包括将运动数据Ⅲ与参考数据进行比对的步骤S104，步骤S104将运动数据Ⅲ与参考数据进行比对，从而给出用户刷牙过程是否正确的判断。具体地，若得出的运动数据Ⅲ在参考数据范围内，则给出用户刷牙过程正确的结论，不报警提示用户；若得出的运动数据Ⅲ不在参考数据范围内，则给出用户刷牙过程不正确的结论，输出单元作出报警提示的动作。
其中，运动数据Ⅰ包括牙刷的运动轨迹、在牙齿同一区域的刷洗次数、牙刷在牙齿上的刷洗力度、以及牙刷刷毛面与水平面的倾斜角度。运动数据Ⅱ包括头部的运动轨迹、头部的基本对称面与水平面的倾斜角度、以及头部的晃动力度。进行修正得到的运动数据Ⅲ包括牙刷在牙齿上的运动轨迹、牙刷在牙齿上的刷洗力度，以及牙刷刷毛面与牙齿面的倾斜角度。
由于刷牙监测方法具有监测用户刷牙过程中牙刷运动数据Ⅰ和头部运动数据Ⅱ的功能，并且能将同一时刻采集到的牙刷运动数据Ⅰ与头部运动数据Ⅱ做修正运算，得到用户在刷牙时牙刷在牙齿上的运动数据Ⅲ，所以得出的运动数据Ⅲ可以准确显示用户刷牙时牙刷在牙齿表面的运动情况，并且运动数据Ⅲ可作为分析用户刷牙过程是否正确的重要参数，具有为用户提供准确运动数据的有益效果。
具体实施例四
如图15所示，本实施例公开一种刷牙监测系统300，其包括终端设备310和刷牙监测设备100，刷牙监测设备100包括数据处理单元110、牙刷监控装置130和头部监控装置120，刷牙监测设备100为具体实施例一或具体实施例二中的刷牙监测设备100。终端设备310适于与牙刷监控装置130无线连接，从而进行数据交换。其中，终端设备310中存储有运动数据Ⅲ对应参考范围的比对表，终端设备310用于根据牙刷监控装置130提供的运动数据Ⅲ与该比对表中的数据进行比对分析，并输出比对结果。本实施例中，终端设备310为移动终端设备，该移动终端设备优选手机或平板电脑或笔记本电脑。
本实施例中，比对结果的呈现方案为，根据比对结果给出用户刷牙过程是否正确的判断结论。用户还可以通过终端设备310向牙刷监控装置130发出控制指令，从而控制刷牙监测设备100工作，如向牙刷监控装置130或头部监控装置120发出某些要修改监控数据的指令。
在本实施例中，判断结论是采用得分值的方式进行提示。具体地，比对表为各数据在正确刷牙方式下的参考范围，终端设备310根据牙刷监控装置130提供的数据与比对表进行比对分析，根据比对结果，给出用户的刷牙得分值。其中，比对表中的预设值可以参考以下方式：刷牙在牙齿上的运动轨迹设三个区间参考值，当运动数据Ⅲ中的运动轨迹在第一区间参考值时设为得3分，在第二区间参考值时得2分，在第三区间参考值时得1分；同理，在牙齿上同一区域的刷洗次数也设三个区间参考值，在牙齿上的刷洗力度设三个区间参考值，刷洗时间设三个区间参考值，牙刷刷毛面与牙齿面的倾斜角度设三个区间参考值，最后将所有得分进行统计得出分值。
终端设备310中还存储有各数据在一段时间内正确刷牙方式下的参考范围比对表二，终端设备310或计时器1322监测到一段时间期满后，终端设备310根据牙刷监控装置130提供一段时间的运动数据Ⅲ与比对表二进行比对分析，根据比对结果，给出用户在此段时间的刷牙得分值。具体比对原理如上述比对表中所描述，在比对表二中预设三个刷牙在牙齿上的运动轨迹区间参考值，当牙刷监控装置130提供一段时间的运动轨迹在第一区间参考值时设为得3分，在第二区间参考值时得2分，在第三区间参考值时得1分；同理，同一区域的刷洗次数也设三个区间参考值，刷洗力度设三个区间参考值，刷洗时间设三个区间参考值，牙刷刷毛面与牙齿面的倾斜角度设三个区间参考值，最后将所有得分进行统计得出分值。
终端设备310中还设有教学模式单元，用于教导用户正确刷牙。当用户刷牙过程中运动数据Ⅲ的一些数据偏离参考范围时，终端设备310也将向用户显示其错误的刷牙信息。
终端设备310中还存储有在各得分范围区间下对应建议的比对表三，终端设备310根据得分选取比对表三中的建议，从而对用户刷牙情况给出相关建议。如某一区域刷洗力度过大、刷牙运动轨迹不正确、牙刷刷毛面与牙齿面的倾斜角度不正确、同一区域的刷洗次数实际为多少次、刷洗时间是多少，并给出正确的刷牙运动轨迹、牙刷刷毛面与牙齿面的倾斜角度、同一区域的刷洗次数、刷洗力度和刷洗时间供用户参考。必要时启动教学模式单元，教导用户正确刷牙。
刷牙监测系统300还可以包括云端服务器320，用于存储刷牙监测设备100提供的数据或者终端设备310所做出的判断结论，从而便于向监护人或医生或其他自然人提供该用户的刷牙信息，也便于用户与其他用户分享自己的刷牙习惯。
作为本发明的另一种实施方案，给出用户刷牙过程是否正确的判断结论也可以由刷牙监测设备100来得出。
由于刷牙监测系统300具有准确监测用户刷牙过程的功能，并能对刷牙过程中采集到的数据进行分析，得出运动数据Ⅲ与各比对表中数据的比对结果，具有为用户或医生提供准确分析数据的有益效果。另外，由于刷牙监测系统300还能做出刷牙过程是否正确的判断，所以能及时地提醒用户，起到口腔健康教育的作用。
以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，应该理解，以上实施方式只是用于帮助理解本发明，而不应理解为对本发明的限制。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，对本发明的结构形式或构造所做出的任何微小改进或等效替代，均应包含在其保护范围之内。
Claims (10)
1.一种刷牙监测设备，用于采集用户刷牙时的数据，其包括用于采集用户刷牙过程中牙刷运动数据Ⅰ的牙刷监控装置、用于采集用户刷牙过程中头部运动数据Ⅱ的头部监控装置、以及数据处理单元，所述数据处理单元将所述牙刷监控装置和所述头部监控装置在同一时刻采集到的数据做修正运算，得到用户在刷牙时牙刷在牙齿上的运动数据Ⅲ。
2.根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置包括可拆卸连接在牙刷上的连接结构。
3.根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置设置于所述牙刷手柄内。
4.根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置所采集的牙刷运动数据Ⅰ包括运动轨迹，和/或在牙齿同一区域的刷洗次数，和/或刷洗力度，和/或牙刷与水平面的倾斜角度。
5.根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述牙刷监控装置包括用于检测牙刷与水平面倾斜度的陀螺仪、用于检测牙刷线性加速度的加速度传感器、用于检测牙刷指定方向的地磁传感器和用于检测牙刷是否接触到牙齿的接触传感器。
6.根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置采集头部的运动数据Ⅱ包括运动轨迹，和/或头部与水平面的倾斜角度，和/或晃动力度。
7.根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置包括用于检测头部与水平面倾斜度的陀螺仪、用于检测头部线性加速度的加速度传感器和用于检测头部朝向的地磁传感器。
8.根据权利要求5或7所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述加速度传感器采用3轴加速度传感器。
9.根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述运动数据Ⅲ包括牙刷在牙齿上的运动轨迹，和/或牙刷在牙齿上的刷洗力度，和/或牙刷与牙齿面的倾斜角度。
10.根据权利要求1所述的刷牙监测设备，其特征在于：所述头部监控装置适于直接或间接地佩戴在人体头部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |