[发明专利]一种刷牙评价方法

权利要求书

1.一种刷牙评价方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、采集置于智能牙刷中的三轴加速度计输出的三轴加速度信号和三轴陀螺仪输出的三轴角速度信号作为采样数据；

S2、使用定长窗口分割法将采集的采样数据分割为多个时间窗口数据；

S3、计算各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值、合加速度数据的方差值、合角速度数据的方差值和三轴角速度数据的方差值；并计算采样数据的四元数，对四元数进行姿态解算得到相对欧拉角；

S4、根据各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值得到刷牙时长；根据各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角得到刷牙覆盖率；根据各时间窗口数据的三轴角速度数据的方差值得到刷牙正姿率；

S5、将刷牙时长、刷牙覆盖率与刷牙正姿率分别乘以各自对应的权重后相加，得到刷牙评价结果。

2.根据权利要求1所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S1还包括：使用移动平均滤波算法对采样数据进行滤波。

3.根据权利要求1所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S4中，根据各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值得到刷牙时长进一步包括：

将各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值与设定的刷牙动作经验阈值比较以进行刷牙动作判定，将判定为刷牙动作的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为刷牙时间。

4.根据权利要求3所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S4中，根据各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角得到刷牙覆盖率进一步包括：

根据X轴和Y轴加速度均值绝对值大小的比较，将牙齿区域分为咬合面区域和非咬合面区域；

根据Y轴加速度均值的正负，将咬合面牙齿区域分为上咬合面区域和下咬合面区域；结合相对欧拉角的大小，将上咬合面区域进一步分为左上咬合面分区、右上咬合面分区，将下咬合面区域进一步分为左下咬合面分区和右下咬合面分区；

根据Y轴加速度均值的正负以及其与非咬合面经验阈值的比较，将非咬合面牙齿区域分为非咬合面上牙区域和非咬合面下牙区域；根据X轴加速度均值的正负，将非咬合面上牙区域分为非咬合面上牙外侧区域和非咬合面上牙内侧区域，将非咬合面下牙区域分为非咬合面下牙外侧区域和非咬合面下牙内侧区域；

结合相对欧拉角大小，将非咬合面上牙外侧区域进一步分为左上外侧分区、中上外侧分区和右上外侧分区；将非咬合面上牙内侧区域进一步分为左上内侧分区、中上内侧分区和右上内侧分区；将非咬合面下牙外侧区域进一步分为左下外侧分区、中下外侧分区和右下外侧分区；将非咬合面下牙内侧区域进一步分为左下内侧分区、中下内侧分区和右下内侧分区；

对每个时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角进行上述比较判定得到各时间窗口数据对应的分区：

统计各分区对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各分区的覆盖率，将各分区的覆盖率相加得到刷牙覆盖率。

5.根据权利要求4所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S4中，根据各时间窗口数据的三轴角速度数据的方差值得到刷牙正姿率进一步包括：

对判定为刷牙动作且对应的牙齿区域为应拂刷牙齿区域的时间窗口数据进行如下判定：若该时间窗口数据的Z轴角速度数据的方差值达到设定的拂刷经验阈值并且分别大于X、Y轴角速度数据的方差值时，判定该时间窗口数据为拂刷动作的时间窗口数据；

统计各应拂刷牙齿区域对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各应拂刷牙齿区域的正姿率，将各应拂刷牙齿区域的正姿率相加得到刷牙正姿率。

6.根据权利要求5所述的刷牙评价方法，其特征在于，所述应拂刷牙齿区域包括：左下外侧分区、中下外侧分区、右下外侧分区、右下内侧分区、左下内侧分区、左上外侧分区、中上外侧分区、右上外侧分区、左上内侧分区和右上内侧分区。

7.根据权利要求1所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S5中，在将刷牙时长、刷牙覆盖率与刷牙正姿率分别乘以各自对应的权重后相加，得到刷牙评价结果之前还包括：

判断刷牙时长是否大于180秒，若是则将刷牙时长设为180秒。

8.根据权利要求1所述的刷牙评价方法，其特征在于，该方法还包括：

S6、通过语音或图像反馈刷牙时长、刷牙覆盖率、刷牙正姿率和刷牙评价结果。