[发明专利]一种智能儿童刷牙引导系统

摘要

本发明公开了一种智能儿童刷牙引导系统，包括智能训练牙刷硬件、安装在移动智能终端上的应用软件系统、云服务三大部分，所述智能训练牙刷硬件包括牙刷本体，以及牙刷本体上的运动传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块。所述的应用软件系统，安装在移动智能终端上，功能包括数据收发、刷牙姿态检测及评价、刷牙动作引导、智能补强、数据上传云端等。所述的云服务部署在互联网公有云上，提供历史记录存储、数据分析、分享排名等功能。本发明通过游戏交互方式引导儿童正确的刷牙姿势和良好的刷牙习惯，提高了儿童刷牙的娱乐性和积极性，提供了一种未来家居智能生活模式。

主权项

一种智能儿童刷牙引导系统，其特征在于：包括智能牙刷硬件、移动智能终端、智能刷牙引导模块和远程云服务后台，其中：所述智能牙刷硬件，包括牙刷本体，以及设在牙刷本体内的运动传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块，其中所述运动传感器模块仅包括加速器，并根据预设频率对牙刷本体的运动状态采集加速度数据，并将加速度数据传送至处理器模块；所述处理器模块对牙刷本体的动作进行编码并通过无线通信模块传送至移动智能终端；所述移动智能终端，接收并保存智能牙刷硬件发送的数据并通过智能刷牙引导模块对数据进行分析和处理；所述智能刷牙引导模块包括牙刷姿态与评价模块、智能补强模块、智能引导模块，其中：所述牙刷姿态与评价模块包括牙刷姿态解析模块、初始位置模块、刷牙动作解析模块、刷牙区域解析模块、时间统计模块、振动次数统计模块和数据评价模块，所述牙刷姿态与评价模块的实现方法包括以下步骤：(1)首先，设置低通滤波的截止频率为2Hz，并以牙刷本体的中心建立三维坐标系，通过加速器获取牙刷本体在x,y,z方向上的加速度分量(ax,ay,az)，并通过公式(1)和(2)分别计算牙刷本体的俯仰角θp和滚动叫θr：θp=arctan(-(1+C)2ay2+az2ax)(ax,ay,zz)---(1)]]>θr=arctanaz(1+C)ay---(2)]]>其中ax、ay、az为加速器采集的x,y,z三个方向上的原始数据；C为加速器旋转灵敏误差补偿系数，C的取值范围为0＜C≤0.0550；(2)然后将牙刷本体的滚动角θr与牙刷姿态进行关系映射，映射关系如下：(3)接着在确定牙刷本体的姿态后，通过俯仰角θp与牙刷的所处位置进行映射，映射关系如下：(4)与此同时，所述时间统计模块统计牙刷本体再每个刷牙区域上的停留时间，从而获得用于刷牙的总时长和各区域的分时长；所述震动次数统计模块统计用户牙刷在每个区域的震动次数；(5)最后，所述牙刷姿态与评价模块将牙刷姿态模块的输出结果与标准刷牙动作模型比较，从而评价用户的刷牙动作正确性，评价指标包括刷牙区域覆盖度、刷牙总时长、各区域刷牙分时长、牙刷姿态规范、各区域牙刷震动次数。