[发明专利]一种基于视觉传感器的刷牙行为参数获取方法

权利要求书

1.一种基于视觉传感器的刷牙行为参数获取方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，获取视觉传感器捕获的发生的刷牙行为的序列图像，识别并跟踪序列图像中的刷牙主体和刷牙行为执行端；所述刷牙主体为刷牙行为人与口腔联动的部位；所述刷牙行为执行端包括执行刷牙行为的工具及与所述工具联动的部位；

S2，在所述刷牙主体和所述刷牙执行端的基础上，得到所述序列图像上的口腔和牙刷刷头的估计位置；

S3，完成所述序列图像中口腔和牙刷刷头的估计位置后，将估计结果整理得到牙刷刷头相对于口腔的真实运动轨迹；

S4，基于牙刷刷头的真实运动轨迹估算得到刷牙行为参数；

所述刷牙行为参数包括：牙刷刷头位置、牙刷刷头方向、刷牙频率和刷牙时长；

步骤S2和S3，具体按照下述步骤实现：

在所述刷牙主体和所述刷牙执行端的基础上，首先估算得到所述序列图像中的口腔图像和口腔物理世界位置；

然后估算得到所述序列图像中的牙刷刷头在口腔中的图像和所述刷头的物理世界位置；

接着；完成所述序列图像中口腔和牙刷刷头的估计位置；

最后，根据序列图像中的口腔图像、口腔物理世界位置、牙刷刷头在口腔中的图像和牙刷刷头的物理世界位置，获得所述牙刷刷头相对于所述口腔的真实运动轨迹；

所述牙刷刷头位置表示一段时间内牙刷刷头位于口腔的区域；位置参数L由三维向量表示，其中每一维对应口腔坐标系的一个空间方向度量，从横向维度来看，分为左部，中部，与右部；从纵向维度来看，分为上部与下部；从垂直于横向与纵向的为方向维度来看，分为内部，中部，与外部；

所述牙刷刷头方向表示一段时间内刷头相对于口腔的运动朝向；方向参数R由二维向量表示，分别对应口腔坐标系的横向与纵向。

2.根据权利要求1所述基于视觉传感器的刷牙行为参数获取方法，其特征在于，步骤S1，所述识别所述序列图像中的刷牙主体，具体为：

通过关键部位与关键特征识别得到所述序列图像中的刷牙主体；

所述关键部位包括：刷牙行为人的脸部、五官、颈部和肩部；

所述关键特征包括：刷牙行为人脸部关键特征点、身体轮廓和皮肤颜色。

3.根据权利要求2所述基于视觉传感器的刷牙行为参数获取方法，其特征在于，在进行刷牙主体识别前，先判断所述序列图像中刷牙行为人在序列图像中所占的区域是否超过预先设置的阈值，如果是，则所述序列图像的背景单一；如果否，则所述序列图像的背景复杂；

所述序列图像的背景单一时，将所述脸部作为关键部位，将所述脸部关键特征点作为关键特征进行刷牙主体的识别；

所述序列图像的背景复杂时，将所述脸部作为关键部位，将所述脸部关键特征点、所述人脸部关键特征点、所述身体轮廓和皮肤颜色作为关键特征进行刷牙主体的识别。

4.根据权利要求1所述基于视觉传感器的刷牙行为参数获取方法，其特征在于，步骤S1，识别所述刷牙行为执行端，具体为：

通过执行刷牙行为的工具本体、与所述工具本体联动的部位、附着在工具上的特定视觉标识块中的任意一种或几种的组合进行刷牙行为执行端的识别；

与所述工具本体联动的部位包括刷牙行为人的手部、腕部和前臂；

所述特定视觉标识块附着在执行刷牙行为的工具本体，具有显著的颜色和显著的几何特征。

5.根据权利要求4所述基于视觉传感器的刷牙行为参数获取方法，其特征在于，在进行识别所述刷牙行为执行端前，先判断所述序列图像中执行刷牙行为的工具本体的形状是否为预先存储的样式，如果是，则通过执行刷牙行为的工具本体、与所述工具本体联动的部位的任意一种或两者的组合进行刷牙行为执行端的识别；如果否，则通过执行刷牙行为的工具本体、与所述工具本体联动的部位和附着在工具本体上的特定视觉标识块的组合进行刷牙行为执行端的识别。

6.根据权利要求1所述基于视觉传感器的刷牙行为参数获取方法，其特征在于，所述序列图像中的口腔图像和口腔物理世界位置是根据口腔与刷牙主体和刷牙行为执行端的空间位置统计关联估算得到的。

7.根据权利要求1所述基于视觉传感器的刷牙行为参数获取方法，其特征在于，所述刷牙频率表示单位时间内刷头周期性往返的次数。