用于确定口腔护理装置的位置和取向的系统与方法与流程

本公开总体上涉及在口腔护理例程期间确定口腔护理装置在用户的头部内的位置和取向。

背景技术：

1、跟踪口腔护理装置在用户的头部内的位置使得能够向用户有效反馈关于用户的口腔卫生习惯。例如，如果在用户的嘴内跟踪刷头的位置，则可以识别一组牙齿的部分、特定的牙齿、或尚未清洁的牙龈部分，使得用户可以专注于这些区域。另外，基于在使用期间跟踪在嘴内的口腔护理装置的位置，可以提供关于用户技术的合适的反馈，比如刷洗太用力、刷洗太轻、或是在口腔特定部分上刷洗时间不够长。

2、跟踪在用户嘴内的口腔护理装置的位置的各种常规形式是已知的。例如，惯性运动传感器诸如加速度计、陀螺仪和被定位在装置的手柄中的磁性传感器被用于测量口腔护理装置相对于重力或力的方向的绝对运动，但不能检测口腔护理装置相对于用户的头部的相对运动。只要用户的头部保持固定，就足以确定口腔护理装置的绝对运动动，因为这将与相对运动相同。然而，如果用户同时移动口腔护理装置和他/她的头部，或者当用户在口腔护理过程中重新定位他/她的头部时，如果不是不可能的话，很难单独从口腔护理装置中的加速度计确定牙刷实际上没有相对于头部或牙齿移动。因此，这些常规形式的跟踪不能区分头部运动和口腔护理装置运动。常规技术的这些限制可能导致不准确的跟踪和不良的反馈。

3、因此，本领域需要用于改进口腔护理装置在使用期间的定位的系统和方法，包括区分头部移动和口腔护理装置的移动。

技术实现思路

1、本公开涉及用于在口腔护理例程期间即使在用户移动时确定口腔护理装置在用户的头部内的位置和取向的创造性系统和方法。将本发明的方法和系统应用于被配置为将口腔护理装置定位在嘴内的系统，能够实现定位和跟踪的更高精度，并因此能够实现对用户刷牙技术的改进估计。本文的各种实施例和实施方案涉及包括压力传感器的口腔护理装置，该口腔护理装置可被配置为在口腔护理装置的使用过程中推导口腔护理装置的刷头在用户嘴内的位置和取向。该压力传感器可以有线或无线地连接到控制器，该控制器包括处理器和用于存储程序代码的非暂态存储介质，该程序代码可以被编程为检测该装置的刷头何时被定位在口腔内的指定象限内、估计该装置的取向、并且确定刷头接触在指定象限内的哪一个或哪几个牙齿处。根据实施例，传感器数据提供关于装置被定位在哪个象限、装置的取向、装置在某一位置保持多长时间、装置在嘴内移动到哪个方向(例如向后或向前)、装置在象限内的位置、和/或装置在象限内行进的距离的信息。

2、总体上，在一个方面，提供了用于在口腔护理过程中确定口腔护理装置的刷头在用户的嘴内的位置的方法。该方法包括：在学习阶段期间，确定限定用户嘴的象限的锚定点并且基于来自口腔护理装置内的压力传感器的压力传感器数据来确定用于所限定的象限的压力模式，其中压力模式包括压力传感器数据中的至少两个峰值，该至少两个峰值对应于第一或第二锚定点或用户的嘴的所限定的象限内的牙齿；在学习阶段之后并且响应于在口腔护理例程期间刷头与所限定的象限中的多个牙齿表面的相互作用，生成来自压力传感器的压力信号，其中压力信号包括至少一个峰值、指示刷头移动方向的纵向分量、以及指示由多个牙齿表面施加在压力传感器上的压力的量的横向分量；在口腔护理例程期间通过控制器基于在学习阶段期间确定锚定点和压力模式来分析压力信号；以及在口腔护理例程期间通过控制器至少部分地基于压力信号的至少一个峰值以及纵向和横向分量来估计刷头在所限定的象限内的一个或多个位置。

3、根据实施例，估计刷头位置的步骤包括：在口腔护理例程期间检测刷头被定位在所限定的象限内；通过控制器对压力信号中的至少一个峰值计数；以及通过控制器基于在压力信号中被计数的至少一个峰值来实时输出刷头的第一估计位置。

4、根据实施例，该方法包括：检测刷头在口腔护理例程期间被定位在所限定的象限的第一或第二锚定点处；以及通过控制器实时输出刷头的第二估计位置，其中第二估计位置是所限定的象限的第一或第二锚定点。

5、根据实施例，该方法包括：确定实时的第一估计位置不等于实时的第二估计位置；以及通过控制器至少部分地基于第二估计位置来修改实时的第一估计位置。

6、根据实施例，该方法包括：获得来自口腔护理装置的惯性运动传感器的运动传感器数据和来自附加传感器的附加运动传感器数据，该附加传感器被配置为作为可穿戴装置穿戴在用户的头部上；分析运动传感器数据和附加运动传感器数据；以及通过控制器至少部分地基于运动传感器数据和附加运动传感器数据来相对于用户的移动的区分口腔护理装置的移动。

7、根据实施例，该方法包括经由可穿戴装置向用户提供关于所确定的相对于用户的移动的口腔护理装置的移动的反馈。

8、根据实施例，附加运动传感器数据包括加速计信号，该加速计信号指示由口腔护理装置接触用户的嘴而产生的振动。

9、根据实施例，可穿戴装置包括麦克风，并且相对于用户的移动区分口腔护理装置的移动的步骤包括确定口腔护理装置相对于麦克风的相对位置。

10、根据实施例，可穿戴装置包括相机，并且附加运动传感器数据包括来自相机的视频数据，并且相对于用户的移动区分口腔护理装置的移动的步骤包括基于对视频数据的分析来估计用户的头部的移动。

11、总体上，在另一方面，提供了一种口腔护理装置。口腔护理装置包括：本体部分和刷头；压力传感器，被配置为生成压力传感器数据和压力信号；以及与压力传感器通信的控制器；其中在学习阶段期间，控制器被配置为：确定限定用户的嘴的象限的第一和第二锚定点并且基于来自压力传感器的压力传感器数据来确定用于所限定的象限的压力模式，其中压力模式包括至少两个峰值，该至少两个峰值对应于第一或第二锚定点或所限定的象限内的牙齿；其中在学习阶段之后并且在口腔护理例程期间，控制器被配置为：基于在学习阶段期间确定的第一和第二锚定点和压力模式来分析来自压力传感器的压力信号，压力信号包括至少一个峰值、指示刷头移动方向的纵向分量、以及指示施加在压力传感器上的压力的量的横向分量；以及至少部分地基于压力信号的至少一个峰值以及纵向和横向分量来估计刷头在所限定的象限内的一个或多个位置。

12、根据实施例，口腔护理装置包括与控制器通信的惯性运动传感器，其中惯性运动传感器被配置为提供运动传感器数据；以及附加运动传感器，被配置为作为可穿戴装置穿戴在用户的头部上，其中附加运动传感器与控制器通信并且被配置为提供附加运动传感器数据；其中控制器被配置为分析运动传感器数据和附加运动传感器数据，并且至少部分地基于运动传感器数据和附加运动传感器数据来相对于用户的移动区分口腔护理装置的移动。

13、根据实施例，附加运动传感器数据包括加速计信号，该加速计信号指示由口腔护理装置接触用户的嘴而产生的振动。

14、根据实施例，可穿戴装置包括麦克风，并且控制器被配置为确定口腔护理装置相对于麦克风的位置。

15、根据实施例，可穿戴装置包括相机，并且附加运动传感器数据包括来自相机的视频数据，并且控制器被配置为基于对视频数据的分析来估计用户头部的运动。

16、总体上，在另一方面，提供了用于在口腔护理例程期间确定口腔护理装置的刷头在用户的嘴内的位置的方法。该方法包括：提供包括刷头和运动传感器的口腔护理装置；在口腔护理例程期间在口腔护理装置或用户装置的控制器处接收来自运动传感器和附加传感器的传感器数据，该附加传感器与被配置为穿戴在用户的头部上的可穿戴装置相关联；在口腔护理例程期间通过控制器分析传感器数据以确定用户的头部是否正在相对于口腔护理装置移动；以及在口腔护理例程期间通过控制器基于传感器数据生成在用户的头部内的口腔护理装置的位置信息。

17、如本文出于本公开的目的所使用的，术语“控制器”通常用于描述与口腔护理装置、系统或方法的操作相关的各种装置。可以以多种方式(例如，诸如利用专用硬件)来实现控制器以执行此处讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，其采用可使用软件(例如，微代码)编程的一个或多个微处理器以执行此处讨论的各种功能。控制器可在使用或不使用处理器的情况下实施，并且还可实施为作为用以执行某些功能的专用硬件与用以执行其它功能的处理器(例如，被编程的一个或多个微处理器及相关联电路装置)的组合。可在本公开的各种实施例中采用的控制器组件的示例包括但不限于：常规微处理器、专用集成电路(asic)和现场可编程门阵列(fpga)。

18、在各种实现方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(在此一般称为“存储器”，例如易失性和非易失性计算机存储器)相关联。在一些实现方式中，存储介质可以用一个或多个程序来编码，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时，该程序执行此处讨论的功能中的至少一些功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是可传输的，使得存储在其上的一个或多个程序能够被加载到处理器或控制器中，以便实现在此讨论的本公开的各个方面。此处使用的术语“程序”或“计算机程序”在一般意义上指的是可用于对一个或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码(例如，软件或微代码)。

19、此处使用的术语“用户接口”指的是在人类用户或操作者与一个或多个装置之间的接口，该接口使得能够在用户与(多个)装置之间进行通信。可以在本公开的各种实现中采用的用户接口的示例包括但不限于：开关、电位计、按钮、仪表盘、滑动器、跟踪球、显示器屏幕、各种类型的图形用户接口(gui)、触摸屏、麦克风和可以接收某种形式的人为刺激并响应于此而生成信号的其他类型的传感器。

20、应了解，前述概念和下文更详细讨论的附加概念的所有组合(假设这些概念不是相互不一致的)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开的末尾出现的所要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的发明主题的一部分。

21、参考下面描述的(多个)实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见并且被阐述。