一种刷牙区域的识别方法、识别装置及电子设备与流程

本申请涉及区域识别，尤其是涉及一种刷牙区域的识别方法、识别装置及电子设备。

背景技术：

1、随着人们生活品质的提高，牙齿疾病变得十分常见，例如，牙周病、牙龈炎、龋齿等牙齿疾病大多是细菌沉积在牙齿表面的结果，如果刷牙做得不好，细菌会积聚在牙齿表面形成牙菌斑，破坏牙釉质并引发牙龈炎，从而导致龋齿和牙龈疾病，因此，在每天刷牙的同时，彻底清洁牙齿可以有效减少牙菌斑，预防口腔疾病。美国牙科学会建议的巴氏刷牙法要求每天刷牙至少两次，每次两分钟。随着智能牙刷的引入推广，在释放人们双手的同时也规范了一次刷牙的总时间，但是大多数人对于每一颗牙齿的刷牙时间分配并不均匀，这导致部分牙齿清洁的不到位，全面地检测刷牙区域能有效的监测所有牙齿的刷牙质量。

2、目前，基于惯性传感器的刷牙动作识别为研究的主要方向，主要包括深度学习法、分类法和姿态估计法。其中，深度学习法的算法计算量大且工程化复杂，难以应用于智能牙刷的芯片中；由于口腔中的空间和牙刷活动的范围很小，而刷牙的分类需要多个区域，因此，难以建立准确的模型，使得分类法对小规模动作的分类准确性较差；此外，利用加速度计进行姿态估计测量用户的刷牙姿势时，辨识刷牙姿势的稳定性和准确性较差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种刷牙区域的识别方法、识别装置及电子设备，通过获取的刷牙设备在目标口腔进行刷牙过程中的空间轴加速度和空间轴角速度，利用预构建的神经网络模型辨识刷牙设备朝向，以及对是否发生刷牙区域切换动作进行判断，在刷牙区域切换时进行姿态角更新，在刷牙区域保持时根据姿态角确定刷牙运动方向，综合刷牙设备朝向和在口腔中的刷牙运动方向以及空间轴加速度，识别此时刷牙设备所处的目标口腔的刷牙区域，减少了刷牙设备进行刷牙区域识别时的计算量，进而提高了刷牙设备的区域识别准确度。

2、本申请实施例提供了一种刷牙区域的识别方法，所述识别方法包括：

3、获取刷牙设备在目标口腔进行刷牙过程中的当前时刻所对应的空间轴加速度和空间轴角速度；

4、根据所述空间轴角速度对应的角速度标准差，确定该角速度标准差是否满足区域切换条件；

5、当所述当前时刻对应的角速度标准差满足区域切换条件时，基于所述空间轴加速度和所述空间轴角速度，进行姿态角更新；

6、当所述当前时刻对应的角速度标准差不满足区域切换条件时，根据满足区域切换条件的时刻中与当前时刻相邻的前一时刻所对应的姿态角数据，确定所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙运动方向；

7、根据由所述空间轴加速度所确定的所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙设备朝向和所述刷牙运动方向，确定所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙区域。

8、本申请实施例还提供了一种刷牙区域的识别装置，所述识别装置包括：

9、数据获取模块，用于获取刷牙设备在目标口腔进行刷牙过程中的当前时刻所对应的空间轴加速度和空间轴角速度；

10、条件判断模块，用于根据所述空间轴角速度对应的角速度标准差，确定该角速度标准差是否满足区域切换条件；

11、姿态更新模块，用于当所述当前时刻对应的角速度标准差满足区域切换条件时，基于所述空间轴加速度和所述空间轴角速度，进行姿态角更新；

12、方向确定模块，用于当所述当前时刻对应的角速度标准差不满足区域切换条件时，根据满足区域切换条件的时刻中与当前时刻相邻的前一时刻所对应的姿态角数据，确定所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙运动方向；

13、区域确定模块，用于根据由所述空间轴加速度所确定的所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙设备朝向和所述刷牙运动方向，确定所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙区域。

14、本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的刷牙区域的识别方法的步骤。

15、本申请实施例提供的刷牙区域的识别方法、识别装置及电子设备，所述识别方法包括：获取刷牙设备在目标口腔进行刷牙过程中的当前时刻所对应的空间轴加速度和空间轴角速度；根据所述空间轴角速度对应的角速度标准差，确定该角速度标准差是否满足区域切换条件；当所述当前时刻对应的角速度标准差满足区域切换条件时，基于所述空间轴加速度和所述空间轴角速度，进行姿态角更新；当所述当前时刻对应的角速度标准差不满足区域切换条件时，根据满足区域切换条件的时刻中与当前时刻相邻的前一时刻所对应的姿态角数据，确定所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙运动方向；根据由所述空间轴加速度所确定的所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙设备朝向和所述刷牙运动方向，确定所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙区域。

16、与现有技术中的包括深度学习法、分类法和姿态估计法的基于惯性传感器的刷牙动作识别方法相比，通过获取的刷牙设备在目标口腔进行刷牙过程中的空间轴加速度和空间轴角速度，利用预构建的神经网络模型辨识刷牙设备朝向，以及对是否发生刷牙区域切换动作进行判断，在刷牙区域切换时进行姿态角更新，在刷牙区域保持时根据姿态角确定刷牙运动方向，综合刷牙设备朝向和在口腔中的刷牙运动方向以及空间轴加速度，识别此时刷牙设备所处的目标口腔的刷牙区域，减少了刷牙设备进行刷牙区域识别时的计算量，进而提高了刷牙设备的区域识别准确度。

17、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种刷牙区域的识别方法，其特征在于，所述识别方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述空间轴角速度对应的角速度标准差，确定该角速度标准差是否满足区域切换条件，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述角速度标准差和标准差阈值之间的数值关系，确定所述角速度标准差是否满足区域切换条件，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述当前时刻对应的角速度标准差满足区域切换条件时，基于所述空间轴加速度和所述空间轴角速度，进行姿态角更新，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述初始四元数进行递推转换，获取当前时刻对应的四元数，并根据当前时刻对应的四元数，获取满足区域切换条件的当前时刻对应的姿态角数据，以进行姿态角更新，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当所述当前时刻对应的角速度标准差不满足区域切换条件时，根据满足区域切换条件的时刻中与当前时刻相邻的前一时刻所对应的姿态角数据，确定所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙运动方向，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据由所述空间轴加速度所确定的所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙设备朝向和所述刷牙运动方向，确定所述刷牙设备在当前时刻对应的刷牙区域，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述当所述刷牙设备朝向为朝左或朝右时，根据所述刷牙设备朝向与所述刷牙运动方向之间的匹配关系，以及所述当前时刻对应的竖轴加速度，确定所述刷牙区域，包括：

9.一种刷牙区域的识别装置，其特征在于，所述识别装置包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信，所述机器可读指令被所述处理器运行时执行如权利要求1至8任一所述的刷牙区域的识别方法的步骤。

技术总结
本申请提供了一种刷牙区域的识别方法、识别装置及电子设备，所述识别方法包括：获取刷牙设备在目标口腔进行刷牙过程中的当前时刻所对应的空间轴加速度和空间轴角速度；确定空间轴角速度对应的角速度标准差是否满足区域切换条件；若满足，则进行姿态角更新；若不满足，则根据满足区域切换条件的时刻中与当前时刻相邻的前一时刻所对应的姿态角数据，确定当前时刻对应的刷牙运动方向；根据由空间轴加速度所确定的当前时刻对应的刷牙设备朝向和所述刷牙运动方向，确定刷牙设备在当前时刻对应的刷牙区域。通过上述方法，减少了刷牙设备刷牙识别区域时的计算量，进而提高了区域识别准确度。

技术研发人员：李婉玲
受保护的技术使用者：上海矽睿科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31