CN113729388B - 控制牙刷的方法、智能牙刷及牙刷系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种控制牙刷的方法、智能牙刷及牙刷系统，该控制牙刷的方法，包括：处理器获取牙齿定位参考数据以及牙刷头的定位数据；处理器根据牙齿定位参考数据以及牙刷头的定位数据，确定当前刷牙部位和牙刷头的待补偿相对位姿；处理器根据待补偿相对位姿，确定补偿角；处理器控制连接装置根据补偿角对牙刷头进行位姿补偿。本申请提供的控制牙刷的方法，处理器可以根据牙刷头的定位数据和牙齿定位参考数据获取到准确的当前刷牙部位和牙刷头的相对位姿关系，从而确定出补偿角进行补偿，有效的提高刷牙质量。

Description

控制牙刷的方法、智能牙刷及牙刷系统

技术领域

本申请涉及智能家居领域，尤其涉及一种控制牙刷的方法、智能牙刷及牙刷系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，口腔疾病越来越频发。例如，得牙周病的患者越来越多。医学上已有大量证据表明牙周病不仅可能使得牙体坏死崩解、牙齿脱落，还可能危害全身健康，甚至增加心血管疾病、呼吸系统疾病、早产低出生体重儿及类风湿性关节炎等全身体系统性疾病的患病危险度。

为了更好的预防口腔疾病，日常的刷牙便是最重要和最行之有效的方法，然而，传统的刷牙基本上都是盲目进行的，难以保证刷牙的质量。即使现有技术中出现了一些设定有多种功能的智能牙刷，例如，设置多种振动频率以分别对应清洁、美白功能；设置横刷、竖刷功能；利用每隔30s停止振动1s的方式，提示用户更换刷牙部位，但是，由于每个用户的口腔情况、刷牙方式都不尽相同，因此，很难通过统一的功能使得用户获得满意的刷牙体验，更难以提高用户的刷牙质量。

发明内容

本申请提供一种控制牙刷的方法、智能牙刷及牙刷系统，解决了现有技术中刷牙质量不高的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种控制牙刷的方法，牙刷包括牙刷头、牙刷柄、连接牙刷头和牙刷柄的连接装置，牙刷柄包括处理器，该方法包括：处理器获取牙齿定位参考数据以及牙刷头的定位数据；其中，牙齿定位参考数据用于对牙刷头的定位数据进行辅助计算；定位数据包括牙刷头位置相对于起始点的位置偏移量和牙刷头的姿态角；处理器根据牙齿定位参考数据以及牙刷头的定位数据，确定当前刷牙部位和牙刷头之间的待补偿相对位姿；处理器根据待补偿相对位姿，确定补偿角；处理器控制连接装置根据补偿角对牙刷头进行位姿补偿。

第一方面提供的控制牙刷的方法，通过利用牙齿定位参考数据进行辅助计算，使得处理器可以根据牙刷头的姿态角和牙齿定位参考数据获取到准确的当前刷牙部位和牙刷头的相对位姿关系，作为待补偿相对位姿；基于待补偿相对位姿，确定出补偿角进行补偿，从而实现刷牙方式主动的补偿矫正，实现精确到每颗牙齿的个性化刷牙体验，纠正用户刷牙时的不良姿态，有效的提高刷牙质量，全面保障口腔问题。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：

处理器判断是否完成刷牙；当未完时，处理器提示用户针对未刷的部位继续进行刷牙，重复执行上述第一方面中的方法，直至处理器判断到已完成刷牙。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，牙齿定位参考数据包括头部姿态角、上下齿张合角、牙刷头与口腔的相对位置；

处理器根据牙齿定位参考数据以及牙刷头的定位数据，确定当前刷牙部位和牙刷头之间的待补偿相对位姿，包括：

处理器根据牙刷头的姿态角、牙刷头与口腔的相对位置，确定当前刷牙部位；

处理器根据头部姿态角、上下齿张合角和当前刷牙部位，获取第一相对位姿变化量；

处理器根据当前刷牙部位、牙刷头的定位数据，获取第二相对位姿变化量；

处理器根据第一相对位姿变化量和第二相对位姿变化量，获取当前刷牙部位和牙刷头之间的待补偿相对位姿。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，处理器根据头部姿态角、上下齿张合角和当前刷牙部位，获取第一相对位姿变化量，包括：

处理器根据头部姿态角、上下齿张合角，以及预先建立的第一口腔模型，建立第二口腔模型；其中，第一口腔模型用于指示当前刷牙部位与口腔预先建立的位置关系；第二口腔模型用于指示当前刷牙部位与口腔的当前的位置关系；

处理器根据第一口腔模型和第二口腔模型，获取当前刷牙部位的第一相对位姿变化量。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，处理器根据当前刷牙部位、牙刷头的定位数据，获取第二相对位姿变化量，包括：

处理器根据第二口腔模型中的当前刷牙部位、牙刷头的定位数据，获取当前刷牙部位与牙刷头在不同的时间段上的第一相对位姿和第二相对位姿；其中，相对位姿用于指示当前刷牙部位与牙刷头之间的相对位置和相对姿态；

处理器根据第一相对位姿和第二相对位姿，获取第二相对位姿变化量。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，处理器根据第一相对位姿变化量和第二相对位姿变化量，获取当前刷牙部位和牙刷头之间的待补偿相对位姿，包括：

处理器根据第一相对位姿变化量和第二相对位姿变化量，获取第三相对位姿变化量；

处理器根据第一相对位姿和第三相对位姿变化量，获取当前刷牙部位和牙刷头之间的待补偿相对位姿。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，在处理器获取牙齿定位参考数据以及牙刷头的的定位数据之前，该方法还包括：

处理器判断是否已建立第一口腔模型；

当未建立时，处理器接收牙刷头获取的第一口腔数据，第一口腔数据用于确定待补偿相对位姿；

处理器根据第一口腔数据，建立第一口腔模型。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，在处理器接收到第一口腔数据之后，在建立第一口腔模型之前，该方法还包括：处理器对第一口腔数据进行预处理；

其中，预处理包括去噪、翻转、旋转、剪切、扭曲、缩放、调整色差、调整分辨率中的至少一种。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，在处理器接收牙刷头获取的第一口腔数据之后，该方法还包括：

处理器根据第一口腔数据，获取匹配的第一刷牙建议；

处理器根据第一刷牙建议提示用户。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，在处理器建立第二口腔模型之后，该方法还包括：

处理器根据预设值，将第二口腔模型划分为多个刷牙部位；

针对每个刷牙部位，处理器确定对应的定位点；其中，定位点用于确定待补偿相对位姿。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：

处理器接收牙刷头获取的第二口腔数据；

处理器根据第二口腔数据，获取匹配的第二刷牙建议；

处理器根据第二刷牙建议提示用户。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，在处理器接收牙刷头获取的第二口腔数据之后，该方法还包括：

处理器对第二口腔数据进行预处理；

其中，预处理包括去噪、旋转、剪切、扭曲、缩放、调整色差、调整分辨率中的至少一种。

第二方面，本申请实施例提供了一种智能牙刷，包括牙刷头、牙刷柄、连接牙刷头和牙刷柄的连接装置，牙刷柄包括处理器，处理器用于执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。

第三方面，本申请实施例提供了一种牙刷系统，包括牙刷杯和上述第二方面的智能牙刷；

牙刷杯包括第一视觉传感器，用于获取牙齿定位参考数据，并将牙齿定位参考数据发送给智能牙刷中的处理器；

其中，牙齿定位参考数据包括头部姿态角、上下齿张合角、牙刷头与口腔的相对位置。

结合第三方面，在第三方面的一种可能的实现方式中，牙刷杯还包括位姿调整装置，用于调整第一视觉传感器的位姿。

结合第三方面，在第三方面的一种可能的实现方式中，智能牙刷还包括：

按键，用于控制所述智能牙刷和/或所述牙刷杯上的所述第一视觉传感器开启或关闭。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，当计算机读取并执行所述计算机程序或指令时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有该芯片的设备执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。

可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种牙刷系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种智能牙刷的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种牙刷杯的侧视结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种控制牙刷的方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的再一种控制牙刷的方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种控制牙刷的方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种控制牙刷的方法的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的又一种控制牙刷的方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的又一种控制牙刷的方法的流程示意图；

图10为本申请实施例提供的又一种控制牙刷的方法的流程示意图；

图11为本申请实施例提供的又一种控制牙刷的方法的流程示意图；

图12为本申请实施例提供的又一种控制牙刷的方法的流程示意图；

图13为本申请实施例提供的一种第二口腔模型的划分示意图；

图14为本申请实施例提供的又一种控制牙刷的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在现有技术中，一些设计或生产厂家通过在牙刷上安装摄像头，以采集用户的口腔数据，实现用户健康数据的管理；还在牙刷上安装压力传感器，实现压力调节。在该方法中，仅仅在刷牙前监测口腔数据是无法知道刷牙后用户的刷牙效果的，该口腔数据实际上并未发挥任何作用，对提高刷牙的质量毫无帮助；并且，调节压力也毫无针对性，特别是当牙刷出现位置不准或者角度不对的情况时，压力调节更是毫无意义。

另一些设计或生产厂家通过安装在牙刷上的摄像头，采集用户的口腔图像，并将这些口腔图像拼接成全齿图像，即拼凑出用户的整个上下齿的完整图像，基于该全齿图像来识别用户牙齿中的龋齿。在该方法中，虽然将获取到的口腔图像进行了处理和识别，但是对处理后的结果未进行任何反馈，其获取到的结果(例如用户有龋齿或者没有龋齿)没有创造任何价值，并未用于提高刷牙的质量。

还有一些设计或生产厂家通过在牙刷上安装运动传感器，例如，该运动传感器包括加速度传感器、地磁传感器、陀螺仪传感器等，以获取用户刷牙时的移动轨迹和姿态，实现对用户刷牙部位的预测。为了防止运动传感器由于时间累积而导致误差，还可以利用标志性的牙齿,如口腔内侧的最后一颗牙齿作为位置参考，每当识别到最后一颗牙齿位置时就更新牙刷的轨迹。然而，在该方法中，牙刷的姿态信号均来源为牙刷运动的绝对轨迹信号，也就是说，该方法是默认用户牙齿不动而只有牙刷在运动的，但是事实上，在刷牙过程中，绝大多数情况都是牙刷和用户的头部都在动，特别是更换刷牙部位时，头部为了便于牙刷进行刷牙操作一般都会发生转动；除此之外，还有可能出现牙刷不动而牙齿随着用户头部摆动而运动的情况；总之，用户的牙齿和牙刷发生的是相对运动，上述方法显然并未考虑这些情，所以，上述方法单纯从运动传感器获取的轨迹信息所得到的牙刷定位是非常不准确的，而且，每个人的刷牙姿态、顺序、习惯也均有差异，由此，可想而知，上述方法对刷牙角度所进行的调整也是不准确的，不可能有效的提高刷牙质量。

有鉴于此，本申请提供了一种控制牙刷的方法，通过获取牙刷头与刷牙部位之间准确的相对位姿，实现牙刷主动的补偿矫正，并提供专业的刷牙建议，从而可以有效的提高刷牙质量，解决了现有技术中刷牙质量不高的问题，全面保障口腔问题。

图1示出了牙刷系统1的一种可能的结构示意图，该牙刷系统1包括智能牙刷100和牙刷杯200。智能牙刷100为清洁牙齿的装置，牙刷杯200为盛水漱口的装置。智能牙刷100和牙刷杯200之间可以建立连接进行通信。

如图2所示，牙刷系统中的智能牙刷100包括牙刷头110、牙刷柄120，以及连接牙刷头110和牙刷柄120的连接装置130，牙刷柄120包括处理器121。

智能牙刷100中的牙刷头110上具有刷毛，用于对牙齿进行清洁。该牙刷头110还可以为可更换牙刷头110，当刷毛受损时，用户可以将牙刷头110进行更换。

可选地，如图2所示，上述牙刷头110还可以包括第一视觉传感器111。

第一视觉传感器111用于对用户的口腔环境和牙齿结构进行拍摄。用户的口腔环境和牙齿结构通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给ISP(图像信号处理器,Image Signal Processor)转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP(数字信号处理器,Digital Signal Processor)加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB，YUV等格式的图像信号。需要说明的是，该图像信号还可以包含深度信息(即景深信息)，以便于可以利用二维图像合成三维图像。

在一些实施例中，牙刷头110可以包括1个或m个第一视觉传感器111，m为大于1的正整数，图2中仅示意出2个第一视觉传感器111。

此外，第一视觉传感器111可以带防水防雾的功能，以应对用户口腔内部潮湿的环境。同时，为了保证视角和分辨率的平衡，第一视觉传感器111也可以具备光学变焦的功能，以便于在对用户的整个口腔环境和部分牙齿结构进行拍摄时能自由切换，提高拍摄的照片质量。

可选地，如图2所示，牙刷头110还可以包括多色温光源112。多色温光源112用于为第一视觉传感器111补光，以便于拍摄更清晰的图像。

在一些实施例中，多色温光源112可以包括1个或n个发光二极管(Light EmittingDiode,LED)，n为大于1的正整数。图2中仅示意出1个多色温光源112。

此外，多色温光源112还可以具有自动调节色温和亮度的功能，从而可以根据第一视觉传感器111拍摄图像的明暗、清晰度自动调节到合适的色温和亮度。示例性的，多色温光源112可以降低反光或过暴，增强成像细节，辅助第一视觉传感器拍摄高质量的图像，以便于后续对图像中的特定部位进行分析。

可选地，如图2所示，牙刷头110还可以包括运动传感器113。其中，运动传感器113可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，地磁传感器等。该加速度传感器，陀螺仪传感器，地磁传感器再图2中未示出。

加速度传感器(A-sensor)可用于检测牙刷头110在各个方向上(一般为三轴，即，x，y和z轴)加速度的大小，还可以用于识别牙刷头110的姿态角，即牙刷头110分别绕着x、y和z轴旋转的三个角的角度。当牙刷头110静止时可检测出重力的大小及方向。

地磁传感器(G-sensor)，又称电子罗盘。地磁传感器可由地球的磁场来感测方向。由此，地磁传感器可以用来检测牙刷头110的运行方向。

陀螺仪传感器(Gyro)是利用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性控件绕正交于自转轴的一个或两个轴的角运动检测装置，可以用于确定牙刷头110的运动姿态。在本申请的实施例中，通过陀螺仪传感器确定牙刷头110围绕三个轴的角速度，可精准感测自由空间中牙刷头110的复杂移动动作。

可选地，如图2所示，牙刷头110还可以包括压力传感器114。压力传感器114用于感测刷牙过程中牙刷头110上的各簇刷毛的压力值。

其中，压力传感器114还可以为分布式压力传感器，该分布式压力传感器包括较多的感知点，由于每个感知点都可以感测到一个压力值，所以该分布式压力传感器包括越多的感知点，则可以感测到越多个压力值，以使得获取的压力数据更详细。

可选地，如图2所示，上述牙刷柄120可以为中空结构，并在中空结构中包括有处理器121。

处理器121可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器121可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，中央处理器(central processing unit，CPU),图形处理器(graphics processing unit，GPU)，图像信号处理器(image signalprocessor，ISP)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理器可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

在本申请提供的控制牙刷的方法中，处理器121可以完成对待处理业务的分割，以及进行业务的处理和计算等。例如，进行图像的渲染、视频的处理、音频的处理、人工智能(artificial intelligence，AI)计算等。示例性的，处理器121可以实时获取到运动传感器113所发送的信号，根据振动频率，将牙刷头110用于清洁牙齿的振动过滤掉，然后将处理后的信号与牙刷头上的第一视觉传感器拍摄的图像进行融合分析，从而获取到准确的牙刷头110的移动轨迹和姿态。

处理器121中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器121中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器的等待时间，因而提高了系统的效率。

可选地，牙刷柄还可以包括驱动电路、充电管理模块、电源管理模块、指示灯、音频模块等。

驱动电路，用于驱动智能牙刷100。

充电管理模块用于从无线充电器接收充电输入。充电管理模块可以通过智能牙刷100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块为电池充电的同时，还可以通过电源管理模块为智能牙刷100供电。

电源管理模块用于连接电池，充电管理模块与处理器121。电源管理模块接收电池和/或充电管理模块的输入，为处理器121，存储器，第一视觉传感器111等供电。电源管理模块还可以用于监测电池容量，电池循环次数，电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块也可以设置于处理器121中。在另一些实施例中，电源管理模块和充电管理模块也可以设置于同一个器件中。

在本申请提供的控制牙刷的方法的具体实现过程中，电源管理模块可以实时的确定智能牙刷100的剩余电量，进一步的，还可以确定一段时间内的电量消耗速率等。基于此，牙刷柄120上还可以设置指示灯，用于指示充电状态以及电量变化。

可选地，牙刷柄120还可以包括音频模块，通过音频模块以及处理器等实现音频功能。例如播放刷牙建议等。

音频模块用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中，音频模块可以设置于处理器121中，或将音频模块的部分功能模块设置于处理器121中。

在此基础上，可选地，连接牙刷头110和牙刷柄120的连接装置130可以为多轴电机。

其中，多轴电机可以为3轴或6轴电机，包含3个姿态角，分别为滚转角(Kappa)、俯仰角(Omega)和航向角(Phi)，以使得连接于牙刷柄的牙刷头110可以根据需要进行转动。

此外，该多轴电机还包括位移调整机构，该位移调整机构可以在多个方向上进行调整，从而使得牙刷头110可以用于对用户刷牙的不良方式进行主动矫正。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对智能牙刷100的具体限定。在本申请另一些实施例中，智能牙刷100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

如图3所示，牙刷系统中的牙刷杯200包括第二视觉传感器201，该第二视觉传感器201用于获取牙齿定位参考数据，并可以将牙齿定位参考数据发送给智能牙刷100中的处理器121。

第二视觉传感器201可以对用户的头部以及面部进行拍摄，第二视觉传感器201可以与第一视觉传感器111具有相同的结构和功能，从而使得用户的头部以及面部经拍摄后生成相应的图像。

在一些实施例中，牙刷杯200可以包括1个或p个第二视觉传感器201，p为大于1的正整数。图3中仅示意出1个第二视觉传感器201。

此外，第二视觉传感器201还可以带防水防雾的功能，以应对用户在刷牙过程中所处的湿润环境。同时，为了保证视角和分辨率的平衡，第二视觉传感器201还可以具备光学变焦的功能，以便于在对用户的头部和面部进行拍照时能自由切换，提高拍摄的照片质量。

其中，第二视觉传感器201获取到的牙齿定位参考数据包括头部姿态角、上下齿张合角、牙刷头110与口腔的相对位置。该牙齿定位参考数据用于进行刷牙部位的辅助定位，以更准确的获得牙刷头110和刷牙部位之间的相对位姿关系。

所谓的头部姿态角用于指示用户头部的姿态角。姿态角包括滚转角(Kappa)、俯仰角(Omega)和航向角(Phi)，该三个角用于指示用户头部分别为绕着x、y和z轴旋转的角度。可以理解的是，在本申请的实施例中，滚转角用于指示用户绕颈转头的角度；俯仰角用于指示用户点头或抬头所形成的角度；航向角用于指示用户左右摇头所形成的角度。

需要说明的是，处理器可以通过第二视觉传感器201抓取用户头部关键点(例如，眼角、鼻尖、下巴尖等位置)先建立一个标准的头部模型，然后实时获取用户头部关键点的实际位置，结合两者，计算得到用户的头部姿态角。

所谓的上下齿张合角用于指示用户的上齿和下齿张开的角度，可以以上齿和下齿闭合作为基准0度。

需要说明的是，由于上下齿位于口腔内部，牙刷杯上的第二视觉传感器201难以拍摄到，所以，可以以上下唇张开的角度来作为上下齿张合角。

所谓的牙刷头110与口腔的相对位置，用于指示以牙刷头110基准时，用户的口腔的位置。

需要说明的是，当用户的嘴唇闭合时，所谓的牙刷头110与口腔的相对位置指的是牙刷头110与嘴唇物理中心的相对位置；当用户的嘴唇张开时，所谓的牙刷头110与口腔的相对位置指的是牙刷头110与用户的上下唇之间的连线的中心的相对位置。

可选地，如图3所示，牙刷杯200还可以包括位姿调整装置202，用于调整第二视觉传感器201的位姿。

位姿指的是物体在参考坐标系(例如，地理坐标系)中的位置和姿态。第二视觉传感器201的位姿即指的是第二视觉传感器201在参考坐标系(例如，地理坐标系)中的位置和姿态。

其中，位姿调整装置202可以在上下、左右方向自动旋转调节，从而调整第二视觉传感器201的位姿，方便自动矫正用户由于牙刷杯200摆放位置差异而导致无法拍摄到用户头部或面部的情况。该位姿调整装置202例如可以为电机。

需要说明的是，在使用过程中，当第二视觉传感器201无法拍摄到用户的头部或者面部时，开始自动调整，调整到正对用户的头部或者可以调整到正向面对用户的面部的状态，以尽可能获取到有效的头部和面部图像，从而可以利用图像识别技术，从用户的头部和面部图像中获取到用户的头部姿态角、上下齿张合角、牙刷头110与口腔的相对位置，并实时的发送给牙刷中的处理器121。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对牙刷杯200的具体限定。在本申请另一些实施例中，牙刷杯200可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

在上述基础上，可选地，如图1所示，智能牙刷的牙刷柄还可以包括按键122，按键122用于控制智能牙刷100和/或牙刷杯200上的第二视觉传感器201开启或关闭。

需要说明的是，用于控制牙刷和/或牙刷杯200上的第二视觉传感器201开启或关闭的按键122，即为开关键，可以包括一个按键122，该按键122可以单独控制牙刷开启或关闭，或者，单独控制牙刷杯200的第二视觉传感器201开启或关闭，或者还可以同时控制牙刷和牙刷杯200开启或关闭。或者，上述按键122也可以是两个按键122，一个用于控制智能牙刷100开启或关闭，另一个用于控制牙刷杯200的第二视觉传感器201开启或关闭。

当牙刷柄包括有音频模块时，按键122还可以包括音量键，用于控制音量大小。

其中，按键122可以是机械按键，也可以是触摸式按键。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对牙刷系统1的具体限定。在本申请另一些实施例中，牙刷系统1可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

下面结合具体的例子说明本申请提供的控制牙刷的方法。

如图4所示，本申请提供一种控制牙刷的方法，可以应用于上述牙刷系统所包括的智能牙刷中，图4为本申请提供的控制牙刷的方法的示意性流程图。如图4所示的，该方法200包括S210至S240，下面将具体进行说明。

S210、处理器获取牙齿定位参考数据以及牙刷头的定位数据。

其中，牙齿定位参考数据用于对牙刷头的定位数据进行辅助计算，表示当前刷牙部位随口腔变动而发生的变动情况。当前刷牙部位用于指示在刷牙过程中，牙刷头当前清洁的口腔中的结构，例如某几颗牙齿或者某一颗牙齿。

在刷牙过程中，牙齿定位参考数据可以通过牙刷杯上的第二视觉传感器实时获取并发送给处理器。或者，牙齿定位参考数据还可以是预先存储于处理器中的，或者是其他设备发送给处理器的。例如，牙齿定位参考数据可以是包括有视觉传感器的智能镜子实时获取并发送给处理器的。

此外，定位数据包括牙刷头位置相对于起始点的位置偏移量和牙刷头的姿态角。

其中，起始点的位置可以根据需要进行设置，本申请对此不进行特殊限制，例如，起始点可以为牙刷启动时牙刷头所在的位置，或者，还可以为上排牙齿或者下排牙齿两端的牙齿。

在此基础上，为了防止误差积累，还可以在刷牙过程中，每当牙刷头运动到上排牙齿或者下排牙齿的两端中的其中一端时，就更新一次起始点，此时，牙刷头位置和起始点的位置都发生了变更，相应的，牙刷头位置相对于起始点的位置偏移量也随之发生了变更。

在刷牙过程中，牙刷头的定位数据可以通过牙刷头上的运动传感器实时获取并发送给处理器，例如可以通过加速度传感器实时获取牙刷头的运动轨迹，得到当前的牙刷头位置相对于起始点的位置偏移量，同时，通过地磁传感器实时获取牙刷头的姿态角并发送给处理器。

需要说明的是，处理器可以在接收到牙刷头中的运动传感器发送的信号后，可以对该信号进行振动滤波处理，通过振动频率将牙刷头用于清洁牙齿的振动过滤掉，再获取牙刷头的定位数据。通过振动滤波处理，提高获取牙刷头的定位数据的准确性。

S220、处理器根据牙齿定位参考数据和牙刷头的定位数据，确定当前刷牙部位和牙刷头的待补偿相对位姿。

其中，所谓的待补偿相对位姿用于指示牙刷头和当前刷牙部位之间的相对位置和相对姿态。例如，以牙刷头作为基准，获取到的当前刷牙部位的位置和姿态，即为当前刷牙部位和牙刷头的待补偿相对位姿，或者，以同一个参考坐标系(例如，地理坐标系)为基准，获取到的牙刷头的位姿和当前刷牙部位的位姿的差异，即为当前刷牙部位和牙刷头的待补偿相对位姿。

S230、处理器根据待补偿相对位姿，确定补偿角。

需要说明的是，可以根据专业的刷牙规范，预先建立出牙刷头与每颗牙齿或者每一部分牙齿、以及舌头的标准相对位姿范围，当处理器获取到待补偿相对位姿后，将该待补偿相对位姿与对应的标准相对位姿范围进行比较，对比出两者的差异，再根据差异大小确定补偿角以进行相应的补偿。

S240、处理器控制连接装置根据补偿角对牙刷头进行位姿补偿。

处理器可以控制连接装置根据补偿角直接进行补偿，此时，连接装置根据补偿角进行转动，从而带动牙刷头进行转动，实现对牙刷头的位姿补偿。

此外，处理器还可以对补偿角进行处理，再根据处理后的补偿角对牙刷头进行位姿补偿，具体处理方式可以根据需要进行设置，本申请对此不进行特殊限制。

示例性的，处理器可以将当前获得的补偿角与上一次获得的补偿角进行比较，由于时间间隔较短，一般用户的刷牙动作不会变化太大，因此，可以将上一次获得的补偿角作为参考。由此，将两者比较之后，若误差大于预设范围，则说明当前获取的补偿角不是很准确，可以以当前获得的补偿角与上一次获得的补偿角的平均值作为处理后的补偿角再进行补偿，以提高位姿补偿的准确度。

本申请提供了一种控制牙刷的方法，通过利用牙齿定位参考数据进行辅助计算，使得处理器可以根据牙刷头的姿态角和牙齿定位参考数据获取到准确的当前刷牙部位和牙刷头的相对位姿关系，作为待补偿相对位姿；基于待补偿相对位姿，确定出补偿角进行补偿，从而实现牙刷头主动的补偿矫正，实现精确到每颗牙齿的个性化刷牙体验，纠正用户刷牙时的不良姿态，有效的提高刷牙质量，全面保障口腔问题。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，如图5所示，在图4所示的流程的基础上，该方法200还可以包括S250。

S250、处理器判断是否完成刷牙。

当未完成时，处理器提示用户针对未刷的部位继续进行刷牙，重复执行上述S210至S240，直至处理器判断到已完成刷牙。

其中，处理器可以利用轨迹来判断是否完成刷牙。

需要说明的是，处理器利用轨迹来判断是否完成刷牙指的是处理器可以通过运动传感器(例如加速度传感器和地磁传感器)来获取牙刷的运动轨迹，通过判断运动轨迹是否可以覆盖用户的口腔来判断是否完成刷牙，当全部覆盖时，表明已经对口腔内的全部区域进行了清洁。当没有覆盖时，可以通过计算判断是某一个部位或者某几个部位牙刷的轨迹没有运行到，由此，处理器还可以控制音频模块来提示用户对没有清洁的部位继续进行清洁。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，如图6所示，在处理器判断到完成刷牙之后，在图5所示的流程的基础上，如图6所示的，该方法200还可以包括S260和S280。

S260、处理器接收牙刷头获取的第二口腔数据。

其中，第二口腔数据指的是牙刷头上的第一视觉传感器所拍摄的用户的口腔环境和结构的图像。

可以理解的是，每当完成一次刷牙后，都会获取一次第二口腔数据。

S270、处理器根据第二口腔数据，获取匹配的第二刷牙建议。

需要说明的是，处理器根据接收到第二口腔数据，先分析得到用户的当前口腔问题；然后，根据用户的当前口腔问题，从预先存储的建议库中对比出相同的或者相似度非常高的标准口腔问题；再获取建议库中的该标准口腔问题所对应的标准刷牙建议，作为用户的当前口腔问题所对应的第二刷牙建议。

其中，在刷牙建议库中，标准口腔问题与标准刷牙建议具有一一对应的关系。

S280、处理器根据第二刷牙建议提示用户。

示例性的，处理器可以利用音频模块，通过语音方式播放该第二刷牙建议，为用户进行播报及提醒。

可以理解的是，由于进行了刷牙，每次获取到的第二口腔数据是不同的，由此获取的匹配的第二刷牙建议也可能不相同，从而实现刷牙建立的优化更新，为用户最大限度的提供专业刷牙建议。

此外，对于儿童这类龋齿高发人群，还可以增加定时提醒，或者还可以以音乐或讲故事等更具有吸引力的引导方式引导儿童，培养儿童自主的、良好的刷牙习惯，同时也减少强迫式刷牙方式，即，减少成人的监督和指导，为成人减压。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，在上述S260之后，在S270之前，即，在处理器接收到第二口腔数据之后，在获取匹配的第二刷牙建议之前，该方法还包括：

处理器对第二口腔数据进行预处理。

其中，预处理包括去噪、旋转、剪切、扭曲、缩放、调整色差、调整分辨率中的至少一种。

需要说明的是，去噪是去除图像中的颗粒噪点；翻转是将图像进行从左向右或从右向左、从上到下或从下到上的180度翻转；旋转是将图像以中心或某个顶点为原点随机旋转一定角度；剪切是将图像进行裁剪获取部分内容；扭曲指的是对图像应用一个随机的四点透视变换；缩放是将图像的尺寸进行统一；调整色差是将图像的色调、饱和度等进行统一处理；调整亮度是将图像的亮度进行统一处理。

在获取匹配的第二刷牙建议之前，对牙刷头中的第一视觉传感器拍摄的图像进行预处理，可以得到在口腔复杂环境中更为清晰的图像，校正了第二口腔数据，使得经过预处理后的第二口腔数据质量更高，相应的可以使得匹配的第二刷牙建议更加准确。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，如图7所示，在图4所示的流程的基础上，如图7所示的，该方法200中的S220可以包括S221至S224。

S221、处理器根据接收到的牙刷头发送的牙刷头的姿态角、牙刷杯发送的牙刷头与口腔的相对位置，确定当前刷牙部位。

在刷牙过程中，牙刷头上的第一视觉传感器、运动传感器均开启，实时获取牙刷头的定位数据，即，姿态角和相对于起始点的位置偏移量并发送给处理器；同时，牙刷杯上的第二视觉传感器也实时获取牙齿定位参考数据，即，用户的头部姿态角、上下齿张合角、牙刷头与口腔的相对位置并发送给处理器。

其中，如果用户的嘴唇呈闭合状态，则以嘴唇的物理中心为基准，来判断牙刷头与口腔的相对位置；如果用户的嘴唇呈张开状态，则以上嘴唇中心和下嘴唇中心之间连线的中点作为基准，来判断牙刷头与口腔的相对位置。

应理解的，根据牙刷头的姿态角，处理器可以确定出刷牙的部位属于上颌还是下颌。根据牙刷头与口腔的相对位置，处理器可以确定出刷牙部位是位于口腔的左侧、中部还是右侧，两者结合起来，就能确定出当前刷牙部位属于上颌或者下颌上的某一部位或者某一颗牙齿。基于此，还可以将牙刷头与口腔的相对位置、牙刷头的姿态角与牙刷头上的第一视觉传感器所拍摄的口腔内部图像进行特征融合，再确定当前刷牙部位，以提高确定出的当前刷牙部位的准确性。

S222、处理器根据接收到的牙刷杯发送的头部姿态角、上下齿张合角和确定出的当前刷牙部位，获取第一相对位姿变化量。

S223、处理器根据确定出的当前刷牙部位、接收到的牙刷头发送的牙刷头的定位数据，获取第二相对位姿变化量。

S224、处理器根据第一相对位姿变化量和第二相对位姿变化量，获取当前刷牙部位和牙刷头之间的待补偿相对位姿。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，如图8所示的，该方法200中的S222可以包括S2221至S2222。

S2221、处理器根据接收到的牙刷杯发送的头部姿态角、上下齿张合角，以及预先建立的第一口腔模型，建立第二口腔模型。

其中，第一口腔模型用于指示当前刷牙部位与口腔预先建立的位置关系；第二口腔模型用于指示当前刷牙部位与口腔的当前的位置关系。

需要说明的是，第一口腔模型是处理器第一次为用户建立的、可以有效的显示出用户口腔内部结构(例如：牙齿、牙周和舌头)的模型，可以表明当前刷牙部位与静态的口腔的位置关系。而第二口腔模型指的是在刷牙过程中，处理器实时为用户建立的、可以有效的显示出用户口腔内部结构的模型，可以表明当前刷牙部位与动态的口腔的位置关系。

基于第一口腔模型，处理器根据头部姿态角可以调整第一口腔模型在三个轴上的转动角度，同时，根据上下齿张合角可以调整第一口腔模型中上下颌的开口角度，从而得到相应的第二口腔模型。

此外，处理器所获取的第二口腔模型还可以为远程牙齿矫正、口腔问题监护提供方便，使得智能牙刷成为口腔检查的辅助工具。

S2222、处理器根据第一口腔模型和第二口腔模型，获取当前刷牙部位的第一相对位姿变化量。

其中，第一相对位姿变化量指的是，基于同一参考坐标系(例如，地理坐标系)，当前刷牙部位位于第一口腔模型中，当前刷牙部位在参考坐标系中的位姿和当前刷牙部位位于第二口腔模型中，当前刷牙部位在参考坐标系中的位姿的相对变化量。或者也可以说是，当前刷牙部位位于第二口腔模型相对于位于第一口腔模型中，在参考坐标系中的位姿变化量。

示例性的，基于同一参考坐标系，在刷牙的某一时刻，口腔相对于刷牙开始时已经发生改变，相应的，当前建立的第二口腔模型与刷牙开始前预先建立的第一口腔模型已经发生了变化，由此，上颌中间的两颗牙齿位于第二口腔模型相对于位于第一口腔模型中，在参考坐标系中的位姿变化量，即为上颌中间的两颗牙齿所对应的第一相对位姿变化量。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，如图9所示，该方法200中的S223可以包括S2231至S2232。

S2231、处理器根据建立的第二口腔模型中的当前刷牙部位、接收到的牙刷头发送的定位数据，获取当前刷牙部位与牙刷头在不同时间段上的第一相对位姿和第二相对位姿。

其中，相对位姿用于指示当前刷牙部位与牙刷头之间的相对位置和相对姿态。

基于同一参考坐标系，在不同时间段上，根据当前刷牙部位位于第二口腔模型中的位置和姿态角，以及牙刷头位置相对于起始点的位置偏移量和姿态角，则可以计算得到当前刷牙部位与牙刷头之间的相对位置和相对姿态。

需要说明的是，第一相对位姿指的是每次当前刷牙部位开始刷牙时，当前刷牙部位与牙刷头的第1个相对位置和相对姿态。

第二相对位姿指的是每次当前刷牙部位在刷牙的过程中，处理器获取到的当前刷牙部位相对于牙刷头的第s个相对位置和相对姿态。其中，s为大于或者等于2的正整数。

可选地，上述S2231可以包括：

处理器判断当前刷牙部位与上一次确定的当前刷牙部位是否相同。

若不同，处理器根据建立的第二口腔模型中的当前刷牙部位、接收到的牙刷头发送的定位数据，获取当前刷牙部位与牙刷头的第一相对位姿。

若相同，处理器根据建立的第二口腔模型中的当前刷牙部位，接收到的牙刷头发送的定位数据，获取当前刷牙部位与牙刷头的第二相对位姿。同时，处理器根据确定的当前刷牙部位，查找该当前刷牙部位最近一次获取到的第一相对位姿。

可以理解的是，当处理器获取到当前刷牙部位与牙刷头的第一相对位姿后，可以将该数据进行存储，以便于获取到当前刷牙部位与牙刷头的第二相对位姿的同时进行调用。

需要说明的是，在刷牙过程中，当相邻两次确定的刷牙部位发生变化时，所对应的第一相对位姿也随之改变；当相邻两次确定的刷牙部位相同时，第一相对位姿不改变。当过了一段时间之后，牙刷头又刷到同一刷牙部位时，所对应的第一相对位姿也是改变的。

示例性的，在刷牙过程中，当前刷牙部位包括下颌上相邻的四颗牙齿c1、c2、c3和c4，当牙刷头第一次运动到该当前刷牙部位时，例如首先运动到牙齿c1上，则以牙刷头为基准，获取到当前刷牙部位与牙刷头的第1个相对位置和相对姿态，作为第一相对位姿，然后，继续在当前刷牙部位上运动，此时，当前刷牙部位没有改变，则所获取到的其他多个相对位置和相对姿态，可以分别作为不同时间段上的第二相对位姿。

在此基础上，牙刷头继续运动，运动到上颌牙齿后，当前刷牙部位变为上颌牙齿，重新以上颌牙齿作为当前刷牙部位，获取对应的第一相对位姿和第二相对位姿。

当牙刷头再次运动回该下颌上的四颗牙齿c1、c2、c3和c4时，当前刷牙部位又变回下颌上的四颗牙齿c1、c2、c3和c4，此时，需重新获取对应的第一相对位姿以及第二相对位姿。

需要说明的是，第一相对位姿和第二相对位姿还可以指的是相邻时刻的当前刷牙部位与牙刷头之间的相对位置和相对姿态。

可选地，上述S2231也可以包括：

处理器判断T时刻确定的当前刷牙部位与T-1时刻确定的当前刷牙部位是否相同。其中，T为大于等于2的正整数。

若不同，处理器根据建立的第二口腔模型中的当前刷牙部位、接收到的牙刷头发送的定位数据，获取当前刷牙部位与牙刷头的相对位姿，作为T时刻的第一相对位姿。

若相同，处理器根据建立的第二口腔模型中的当前刷牙部位，接收到的牙刷头发送的定位数据，获取当前刷牙部位与牙刷头的相对位姿，作为T时刻的第二相对位姿，以及T+1时刻的第一相对位姿。

需要说明的是，在牙刷过程中，当相邻时刻确定的刷牙部位相同时，当前时刻的第二相对位姿都可以作为下一时刻的第一相对位姿来使用，以便于减少时间积累造成的误差。

S2232、处理器根据第一相对位姿和第二相对位姿，获取第二相对位姿变化量。

其中，第二相对位姿变化量指的是第一相对位姿和第二相对位姿的差异大小。

示例性的，当进行刷牙时，当前刷牙部位为下颌中部(下颌中间的6颗牙齿)时，以处理器首次获取到下颌中部与牙刷头的相对位姿，作为下颌中部与牙刷头的第一相对位姿Q1；然后，在继续刷牙的过程中，连续两次识别到当前刷牙部位还是为下颌中部，则对应的处理器获取到下颌中部与牙刷头的第二相对位姿Q2。

基于此，处理器根据第一相对位姿Q1和第二相对位姿Q2，计算得到相应的第二相对位姿变化量为Q2-Q1。

需要说明的是，处理器获取到第一相对位姿的时刻是没有获取到第二相对位姿的，所以，针对当前刷牙部位，除了获取到第一相对位姿的时刻，其余时刻才是可以计算得到第二相对位姿变化量的。所以，可以理解的是，后续在补偿时，每当刷牙部位变更时，会出现一次没有补偿的情况。

在此基础上，示例性的，处理器可以根据预设的算法，预测t+1时刻刷牙部位是否进行变更。若预测到t+1时刻刷牙部位将发生变更时，则在t时刻先计算出牙刷头与t+1时刻所对应的刷牙部位的相对位姿，作为t+1时刻的第一相对位姿。当进行到t+1时刻时，若刷牙部位未变更或已变更但是与预测不一致，说明预测错误，则将第一相对位姿清除；若刷牙部位变更且与预测一致，则直接使用该第一相对位姿。由此，可以达到连续补偿的目的，提高牙刷头的工作效率。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，如图10所示，该方法200中的S224可以包括S2241至S2242。

S2241、处理器根据第一相对位姿变化量和第二相对位姿变化量，获取第三相对位姿变化量。

此处，处理器将第一相对位姿变化量和第二相对位姿变化量，对齐到相同的坐标系(例如地理坐标系)中，然后可以进行求和计算，即，分别对三个轴上的角度和坐标进行计算，从而得到准确的牙刷头和当前刷牙部位的相对位姿变化量。

S2242、处理器根据第一相对位姿和第三相对位姿变化量，获取当前刷牙部位和牙刷头之间的待补偿相对位姿。

此处，处理器将第一相对位姿变化量和第三相对位姿变化量，可以进行求和计算，即，分别对三个轴上的角度和坐标进行计算，由于考虑了用户头部转动导致的牙刷头与刷牙部位的相对运动，所以可以获取更准确的牙刷头和当前刷牙部位的相对位姿，作为待补偿相对位姿。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，如图11所示，在图2所示的流程的基础上，如图11所示的，在上述S210之前，即，在进行刷牙之前，该方法200还包括S201至S204。

S201、处理器判断是否已建立第一口腔模型。

基于此，处理器判断是否已建立第一口腔模型时，可以从存储器存储的数据中进行查找，若查找不到该用户的第一口腔模型所对应的数据，则说明并未为用户建立第一口腔模型。若查找到第一口腔模型所对应的数据，则说明为用户建立了第一口腔模型。

当处理器判断到已建立有第一口腔模型时，则进行刷牙，执行上述S210至240。

需要说明的是，当处理器从存储器中查找到第一口腔模型后，还可以对该第一口腔模型所对应的数据进行校验。若通过数据有效性校验后，发现第一口腔模型所对应的数据无效，则说明该第一口腔模型无法在后续过程中使用，此时，需要重新建立第一口腔模型，直至存储了通过有效性校验的有效的第一口腔模型后，再进行刷牙。

S202、当处理器判断到未建立第一口腔模型时，则进行建模。牙刷头扫描用户口腔环境，牙刷头获取第一口腔数据。第一口腔数据用于确定待补偿相对位姿。

所谓的建模指的是处理器为用户建立第一口腔模型的过程。

所谓的第一口腔数据指的是，牙刷头中的第一视觉传感器利用影像功能进行拍摄，拍摄到用户口腔环境和结构的多个图像。

基于此，第一口腔数据指的是处理器接收牙刷头中的第一视觉传感器拍摄到的用户口腔环境和结构的多个图像，同时，处理器还可以指示音频模块进行建模指导播报，以提示用户按照建模指导进行多次操作，便于牙刷头扫描用户的口腔时，获取到多个方向和角度的图像信号。

应理解的，所谓的建模指导指的是预先存储的或者从其他设备接收到的一些操作指令，例如“向左移”、“向右移”、“向上移”、“向下移”或者“顺时针旋转”“逆时针旋转”等指示性语句。示例性的，该语句可以通过语音方式播放，以提示用户跟随操作指令进行操作。本申请的实施例对具体的操作指令的内容不做特殊限制，只要能使得用户快速理解并得以获取到第一口腔数据即可。

需要说明的是，在建模模式执行过程中，牙刷柄上的按键可以仅开启牙刷头上的第一视觉传感器，用于拍摄第一口腔数据即可，不需要打开牙刷杯上的第二视觉传感器，由此，可以节约资源。而第一视觉传感器在拍摄时，若光线不足，则可以打开并利用多色温光源112进行自动补光。

S203、牙刷头获取到第一口腔数据之后，向处理器发送第一口腔数据。即，牙刷头中的第一视觉传感器获取到第一口腔数据之后，向处理器发送第一口腔数据。

S204、处理器根据接收到的第一口腔数据，建立第一口腔模型。

处理器利用牙刷头上的第一视觉传感器拍摄到的多个图像，通过图像识别、图像合成等功能，结合牙齿的刚性结构，建立出用户的第一口腔模型。

其中，图像识别功能指的是使用图像识别算法，识别出所拍摄图像中的牙齿。图像合成功能指的是使用图像合成算法，将多张扫描拍摄的不同牙齿的图像拼接起来，生成全齿图像。

示例性的，处理器利用智能牙刷上的第二视觉传感器拍摄到一张图像，利用图像识别技术识别出一颗完整的牙齿；在与存储器中预先存储的图库中的图像进行比对后，判断出该牙齿为下颌左侧中切牙。在此基础上，经过多次拍摄、识别与比对后，判断出上下颌上的多颗牙齿；然后，利用图像合成技术，将这些图像合成出完整的上下颌牙齿排布图像，再结合口腔的刚性结构，建立起第一口腔模型。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，在处理器接收到第一口腔数据之后，在建立第一口腔模型之前，该处理器还可以先对第一口腔数据进行预处理。

其中，预处理包括去噪、翻转、旋转、剪切、扭曲、缩放、调整色差、调整分辨率中的至少一种。

在建立第一口腔模型之前，对牙刷头中的第一视觉传感器拍摄的图像进行预处理，可以得到在口腔复杂环境中更为清晰的图像，校正了第一口腔数据，使得经过预处理后的第一口腔数据质量更高，相应的可以使得建立的第一口腔模型更加准确。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，如图12所示，在图11所示的流程的基础上，在上述S203之后，即，在牙刷头获取到第一口腔数据之后，该方法还包括S301至S302。

S301、处理器根据接收到的第一口腔数据，获取匹配的第一刷牙建议。

需要说明的是，处理器根据接收到第一口腔数据，先分析得到用户的初始口腔问题；然后，根据用户的初始口腔问题，从预先存储的建议库中对比出相同的或者相似非常高的标准口腔问题；再获取建议库中的该标准口腔问题所对应的标准刷牙建议，作为用户的初始口腔问题所对应的第一刷牙建议。

S302、处理器根据获取到的第一刷牙建议提示用户。

示例性的，处理器根据接收到的第一口腔数据，分析得到用户下颌上的牙齿患有龋齿；然后，从建议库中查找到龋齿相关刷牙建议，作为第一刷牙建议，例如“建议每天早晚刷牙一次，每次三分钟，着重进行下颌牙齿的清洁；饭后及时漱口；减少食用零食或饮用含糖饮料”。基于此，以语音方式播放该第一刷牙建议，为用户进行提醒。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，在上述S204之后，或者，在上述S302之后，即，在建立第一口腔模型之后或者在处理器根据获取到的第一刷牙建议提示用户之后，该方法还包括：

处理器提示用户是否进行刷牙；

若为是，则进行刷牙，执行上述S210至240。

若为否，则结束。

示例性的，处理器提示用户是否进行刷牙，用户通过按键操作，表明要进行刷牙，则智能牙刷和牙刷杯开始工作，执行上述S210至S240。若用户在预设时间段内没有进行操作，则结束。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，在建立第二口腔模型之后，该方法还可以包括：

处理器根据预设值，将第二口腔模型划分为多个刷牙部位；

针对每个刷牙部位，处理器确定对应的定位点。其中，定位点用于确定待补偿相对位姿。

其中，预设值的大小可以是预配置的，并且可以根据需要进行更改，本申请对此没有特殊限制。

定位点可以通过牙刷头上的第一视觉传感器所拍摄的图像与第二口腔模型进行特征匹配后进行确定。

示例性的，可以通过SIFT(Scale-invariant feature transform，尺度不变特征转换)算法分别提取牙刷头第一视觉传感器所拍摄的图像上的特征点以及第二口腔模型上的特征点，然后进行特征点匹配后，再确定出每部分刷牙部位的定位点。

需要说明的是，SIFT算法为一种相对性能较好的局部特征算法，具有良好的尺度、旋转、光照等不变特性，甚至对视角变化、几何畸变和成像噪声也有较高的容忍性。

SIFT算法采用固定灰度差阈值来提取特征点，灰度差阈值决定了能够得到的特征点数量。灰度差阈值越大，检测到的极值点就越多，作为特征点的数量就越多；灰度差阈值越小，检测到的极值点就越少，作为特征点的数量就越少。基于此，可以根据需要选用合适的灰度差阈值，本申请对此并不进行限定。

示例性的，如图13所示，当预设值为6时，处理器可以根据预设值6，将第二口腔模型中的上颌牙齿划分为左中右三个刷牙部位，分别上颌左部、上颌中部、上颌右部，同理，将下颌牙齿也可以划分为左中右三个刷牙部位，分别下颌左部、下颌中部、下颌右部。其中，上颌左部包括位于上颌左侧的4颗牙齿，且以靠近喉咙的最后一颗磨牙为定位点；上颌中部包括位于上颌中间位置的6颗牙齿，且以6颗牙齿的中心为定位点；上颌右部包括位于上颌右侧的4颗牙齿，且以靠近喉咙的最后一颗磨牙为定位点；下颌左部包括位于下颌左侧的4颗牙齿且以靠近喉咙的最后一颗磨牙为定位点；下颌中部包括位于下颌中间位置的6颗牙齿，且以6颗牙齿的中心为定位点；下颌右部包括位于下颌右侧的4颗牙齿，且以靠近喉咙的最后一颗磨牙为定位点。

此外，预设值还可以为7，此时，处理器除了按照上述方法将牙齿划分为6个刷牙部位，还可以将舌头单独划分为一个刷牙部位，可称为舌部。

可以理解的是，当预设值较小时，处理器将第二口腔模型划分的刷牙部位较少，此时，不能明确的区分出口腔内部的结构，难以在后续过程中进行使用；而当预设值较大时，划分的刷牙部位又较多，此时，划分的过于精细又会导致计算较复杂，从而产生延时等问题，不利于用户体验，所以，可以根据需要，选择合适的预设值，使得处理器可以将口腔内部结构划分的简单又清晰。

需要说明的是，对划分的每个刷牙部位可以对应只确定一个定位点，该定位点即可明确的代表该刷牙部位。若每个刷牙部位定位点太多，定位点距离较近，可能导致分不清当前定位点到底属于划分的哪个刷牙部位，容易造成混乱。

示例性的，由于靠近喉咙的最后一颗牙齿旁边的牙周部分较多，相较于其他牙齿更容易被识别出，因此，可以选择该牙齿靠近喉咙一侧、与牙周相邻的分界线的中心点作为所属划分刷牙部位的定位点。

示例性的，针对舌部，可以将舌头的中心作为相应的定位点，或者，可以以舌苔中心作为相应的定位点。

可以理解的是，当每部分刷牙部位确定有定位点后，所谓的第一相对位姿变化量指的是，当前刷牙部位所对应的定位点在第二口腔模型中的位姿相对于在第一口腔模型中的位姿变化量。

所谓的当前刷牙部位与牙刷头的第一相对位姿，则指的是当前刷牙部位所对应的定位点与牙刷头的第一相对位姿。

所谓的当前刷牙部位与牙刷头的第二相对位姿，则指的是当前刷牙部位所对应的定位点与牙刷头的第二相对位姿。

需要说明的是，可以利用SLAM(simultaneous localization and mapping)即时定位与地图构建技术，结合牙刷头上的运动传感器所获取到的运动轨迹，确定出当前刷牙部位的定位点与牙刷头的第一相对位姿、第二相对位姿、以及第一相对位姿变化量。

可选地，在本申请实施例中，作为一种可能的实现方式，如图14所示，在图2的基础上，与图2示意的流程同时进行的，该方法还包括S401至S403。

S401、牙刷头获取待补偿压力值，并发送给处理器。

在刷牙过程中，牙刷头上的压力传感器开启，对压力进行检测，实时获取待补偿压力值，并发送给处理器。

S402、处理器根据待补偿压力值，获取压力补偿值并发送至牙刷头。

需要说明的是，可以根据专业的刷牙规范，建立出牙刷头与每颗牙齿或每个刷牙部位、以及舌头的标准压力范围，当获取到待补偿压力值后，将该待补偿压力值与标准压力范围进行比较，从而从可以获取到两者的差异，然后，进而可以根据差异大小进行相应的补偿。

S403、牙刷头根据压力补偿值进行补偿。

牙刷头上的压力传感器接收到压力补偿值后，根据牙刷补偿值进行补偿。

应理解，上述只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非要限制本申请实施例的范围。本领域技术人员根据所给出的上述示例，显然可以进行各种等价的修改或变化，例如，上述信号传输方法的各个实施例中某些步骤可以是不必须的，或者可以新加入某些步骤等。或者上述任意两种或者任意多种实施例的组合。这样的修改、变化或者组合后的方案也落入本申请实施例的范围内。

还应理解，上文对本申请实施例的描述着重于强调各个实施例之间的不同之处，未提到的相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，这里不再赘述。

还应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，本申请实施例中，“预先设定”、“预先定义”可以通过在设备(例如，包括终端和网络设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。

还应理解，本申请实施例中的方式、情况、类别以及实施例的划分仅是为了描述的方便，不应构成特别的限定，各种方式、类别、情况以及实施例中的特征在不矛盾的情况下可以相结合。

还应理解，在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。

本申请实施例还提供一种智能牙刷，包括牙刷头、牙刷柄、连接牙刷头和牙刷柄的连接装置，牙刷柄包括处理器，处理器用于执行上述方法。

本申请实施例还提供一种智能牙刷，包括牙刷头、牙刷柄、连接牙刷头和牙刷柄的连接装置，该智能牙刷可以和包括有处理器的终端设备连接进行通信，该终端设备中的处理器用于执行上述方法。

其中，终端设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(personaldigital assistant，PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、嵌入式设备等。本申请实施例不限定终端设备的类型。

本申请实施例还提供一种智能牙刷，包括牙刷头、牙刷柄、连接牙刷头和牙刷柄的连接装置，牙刷柄包括第一处理器；该智能牙刷可以和包括有第二处理器的终端设备进行连接通信。其中，第一处理器仅用于执行上述方法中的预处理步骤，终端设备中的第二处理器用于执行上述方法中除预处理之外的其余步骤。

本申请实施例还提供了一种牙刷系统，包括上述的智能牙刷和牙刷杯。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现上述方法。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在智能牙刷上运行时，使得智能牙刷执行时实现可实现上述方法。

本申请实施例还提供了一种芯片，该芯片包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有该芯片的设备执行上述方法。

可选地，上述本申请实施例中提供的任意一种智能牙刷可以包括该芯片。

可选地，该计算机指令被存储在存储单元中。

可选地，该存储单元为该芯片内的存储单元，如寄存器、缓存等，该存储单元还可以是该终端内的位于该芯片外部的存储单元，如ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM等。其中，上述提到的处理器可以为中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或上述提到的处理器也可以是一个或多个用于控制上述的信号传输方法的程序执行的集成电路。该处理单元和该存储单元可以解耦，分别设置在不同的物理设备上，通过有线或者无线的方式连接来实现该处理单元和该存储单元的各自的功能，以支持该系统芯片实现上述实施例中的各种功能。或者，该处理单元和该存储器也可以耦合在同一个设备上。

可以理解，本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的随机存取存储器(random accessmemory，RAM)可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM，DR RAM)。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种控制牙刷的方法，所述牙刷包括牙刷头、牙刷柄、连接所述牙刷头和所述牙刷柄的连接装置，所述牙刷柄包括处理器，其特征在于，所述方法包括：

所述处理器获取牙齿定位参考数据以及所述牙刷头的定位数据；其中，所述牙齿定位参考数据用于对所述牙刷头的定位数据进行辅助计算；所述定位数据包括所述牙刷头位置相对于起始点的位置偏移量和所述牙刷头的姿态角，牙刷头的定位数据通过牙刷头上的运动传感器实时获取并发送给处理器，牙齿定位参考数据通过牙刷杯上的第二视觉传感器或者包括有视觉传感器的智能镜子实时获取并发送给处理器；

所述处理器根据所述牙齿定位参考数据以及所述牙刷头的定位数据，确定当前刷牙部位和所述牙刷头之间的待补偿相对位姿；其中，待补偿相对位姿用于指示牙刷头和当前刷牙部位之间的相对位置和相对姿态；

所述处理器根据所述待补偿相对位姿，确定补偿角；

所述处理器控制所述连接装置根据所述补偿角对所述牙刷头进行位姿补偿。

2.根据权利要求1所述的控制牙刷的方法，其特征在于，所述牙齿定位参考数据包括头部姿态角、上下齿张合角、所述牙刷头与口腔的相对位置；

所述处理器根据所述牙齿定位参考数据以及所述牙刷头的定位数据，确定当前刷牙部位和所述牙刷头之间的待补偿相对位姿，包括：

所述处理器根据所述牙刷头的姿态角、所述牙刷头与口腔的相对位置，确定所述当前刷牙部位；

所述处理器根据所述头部姿态角、所述上下齿张合角和所述当前刷牙部位，获取第一相对位姿变化量；

所述处理器根据所述当前刷牙部位、所述牙刷头的定位数据，获取第二相对位姿变化量；

所述处理器根据所述第一相对位姿变化量和所述第二相对位姿变化量，获取所述当前刷牙部位和所述牙刷头之间的所述待补偿相对位姿。

3.根据权利要求2所述的控制牙刷的方法，其特征在于，所述处理器根据所述头部姿态角、所述上下齿张合角和所述当前刷牙部位，获取第一相对位姿变化量，包括：

所述处理器根据所述头部姿态角、上下齿张合角，以及预先建立的第一口腔模型，建立第二口腔模型；其中，所述第一口腔模型用于指示所述当前刷牙部位与所述口腔预先建立的位置关系；所述第二口腔模型用于指示所述当前刷牙部位与所述口腔的当前的位置关系；

所述处理器根据所述第一口腔模型和所述第二口腔模型，获取所述当前刷牙部位的第一相对位姿变化量。

4.根据权利要求3所述的控制牙刷的方法，其特征在于，所述处理器根据所述当前刷牙部位、所述牙刷头的定位数据，获取第二相对位姿变化量，包括：

所述处理器根据所述第二口腔模型中的所述当前刷牙部位、所述牙刷头的定位数据，获取所述当前刷牙部位与所述牙刷头在不同时间段上的第一相对位姿和第二相对位姿；其中，所述相对位姿用于指示所述当前刷牙部位与所述牙刷头之间的相对位置和相对姿态；

所述处理器根据所述第一相对位姿和所述第二相对位姿，获取所述第二相对位姿变化量。

5.根据权利要求4所述的控制牙刷的方法，其特征在于，所述处理器根据所述第一相对位姿变化量和所述第二相对位姿变化量，获取所述当前刷牙部位和所述牙刷头之间的所述待补偿相对位姿，包括：

所述处理器根据所述第一相对位姿变化量和所述第二相对位姿变化量，获取第三相对位姿变化量；

所述处理器根据所述第一相对位姿和所述第三相对位姿变化量，获取所述当前刷牙部位和所述牙刷头之间的所述待补偿相对位姿。

6.根据权利要求1-5任一项所述的控制牙刷的方法，其特征在于，在所述处理器获取牙齿定位参考数据以及所述牙刷头的定位数据之前，所述方法还包括：

所述处理器判断是否已建立第一口腔模型；

当未建立时，所述处理器接收所述牙刷头获取的第一口腔数据；所述第一口腔数据用于确定所述待补偿相对位姿；

所述处理器根据所述第一口腔数据，建立所述第一口腔模型。

7.根据权利要求6所述的控制牙刷的方法，其特征在于，在所述处理器接收所述牙刷头获取的所述第一口腔数据之后，所述方法还包括：

所述处理器根据所述第一口腔数据，获取匹配的第一刷牙建议；

所述处理器根据所述第一刷牙建议提示用户。

8.根据权利要求3所述的控制牙刷的方法，其特征在于，在所述处理器建立所述第二口腔模型之后，所述方法还包括：

所述处理器根据预设值，将所述第二口腔模型划分为多个刷牙部位；

针对每个所述刷牙部位，所述处理器确定对应的定位点；其中，所述定位点用于确定所述待补偿相对位姿。

9.根据权利要求1-8任一项所述的控制牙刷的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述处理器接收所述牙刷头获取的第二口腔数据；

所述处理器根据所述第二口腔数据，获取匹配的第二刷牙建议；

所述处理器根据所述第二刷牙建议提示用户。

10.一种智能牙刷，其特征在于，包括牙刷头、牙刷柄、连接所述牙刷头和所述牙刷柄的连接装置，所述牙刷柄包括处理器，所述处理器用于执行权利要求1至9中任一项所述的方法。

11.一种牙刷系统，其特征在于，包括牙刷杯和如权利要求10所述的智能牙刷；

所述牙刷杯包括第二视觉传感器，用于获取牙齿定位参考数据，并将所述牙齿定位参考数据发送给所述智能牙刷中的处理器；

其中，所述牙齿定位参考数据包括头部姿态角、上下齿张合角、牙刷头与口腔的相对位置。

12.根据权利要求11所述的牙刷系统，其特征在于，所述牙刷杯还包括位姿调整装置，用于调整所述第二视觉传感器的位姿。

13.根据权利要求11所述的牙刷系统，其特征在于，所述智能牙刷还包括：

按键，用于控制所述智能牙刷和/或所述牙刷杯上的所述第二视觉传感器开启或关闭。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，当计算机读取并执行所述计算机程序或指令时，使得计算机执行如权利要求1至9中任一项所述的控制牙刷的方法。

15.一种芯片，其特征在于，包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有该芯片的设备执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。

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