电动牙刷控制方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及智能控制技术领域，特别涉及一种电动牙刷控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

电动牙刷越来越智能化，为了提高用户体验，越来越多的电动牙刷具备刷牙评分功能。通过客观地对刷牙过程进行记录，向用户进行反馈，可以帮助建立正确的刷牙习惯。

相关技术中，当前的电动牙刷的刷牙评分功能多利用单一元素进行评分，评分结果表征的刷牙习惯较为单一，难以客观向用户反馈刷牙情况，且往往依赖于用户根据评分自行调整。如何提升刷牙评分的准确性，是当下亟待讨论和解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种电动牙刷控制方法、装置、电子设备及存储介质，旨在提高刷牙评分的准确性。

第一方面，本申请实施例提供一种电动牙刷控制方法，所述方法包括：

获取牙刷工作时的偏航角、倾斜角和横滚角；

根据牙刷工作时的偏航角、倾斜角和横滚角与基准角度集，确定偏航角差值、倾斜角差值和横滚角差值，其中，所述基准角度集包括牙刷启动时刻的偏航角、倾斜角和横滚角；

根据所述偏航角差值、所述倾斜角差值和所述横滚角差值，确定已覆盖区域的数量，其中，所述已覆盖区域为刷牙过程中覆盖到的牙区；

根据各个所述已覆盖区域的刷牙时长、所述已覆盖区域的数量和牙区总数量，确定刷牙区域得分；

根据当前刷牙时长，确定刷牙时长得分；

根据超限力度差值，确定刷牙力度得分，其中，所述超限力度差值为当前刷牙力度与保护上限力度之间的差值；

根据所述刷牙区域得分、所述刷牙时长得分和所述刷牙力度得分，确定刷牙总得分；

根据所述刷牙区域得分、所述刷牙时长得分、所述刷牙力度得分和所述刷牙总得分，对牙刷的功率和工作时长进行控制。

根据本申请第一方面提供的点牙刷控制方法，通过获取用户刷牙过程中覆盖的牙区、刷牙时长、刷牙力度，分别计算刷牙区域得分、刷牙时长得分和刷牙力度得分，最终确定刷牙总得分。通过多维度评分，融合刷牙时长、刷牙区域和刷牙力度等重要信息，得出系统性的评分结果，能够更全面地表征用户刷牙的整体情况，提高评分的准确性。并且基于不同维度的得分，对电动牙刷进行控制，从而加强清洁度和保护牙龈的效果，及时根据多维度的评分进行控制，更好地保护用户的口腔健康。

其中，所述获取牙刷工作时的偏航角、倾斜角和横滚角，包括：

通过六轴陀螺仪获取六维数据，其中，所述六维数据包括角速度和加速度；

对所述角速度进行积分得到第一角度；

对所述加速度进行角度转换得到第二角度；

根据所述第一角度和所述第二角度转换得到所述偏航角、所述倾斜角和所述横滚角。

其中，所述牙区包括十六个区域；所述根据所述偏航角差值、所述倾斜角差值和所述横滚角差值，确定已覆盖区域的数量，包括：

当所述偏航角差值小于第一阈值，确定第一方位结果为中；

当所述偏航角差值在正方向大于第二阈值，确定所述第一方位结果为左；

当所述偏航角差值在负方向大于所述第二阈值，确定所述第一方位结果为右；

当所述倾斜角差值大于第三阈值，确定第二方位结果为上，否则，所述第二方位结果为下；

当所述横滚角差值小于第四阈值，确定第三方位结果为外侧；

当所述横滚角差值大于所述第四阈值且小于第五阈值，确定所述第三方位结果为嚼侧；

当所述横滚角差值大于所述第五阈值，确定所述第三方位结果为内侧；

当所述第一方位结果为中，且所述横滚角差值大于所述第四阈值，确定所述第三方位结果为内侧；

根据所述第一方位结果、所述第二方位结果和所述第三方位结果，确定所述已覆盖区域的数量。

其中，所述根据各个所述已覆盖区域的刷牙时长、所述已覆盖区域的数量和牙区总数量，确定刷牙区域得分，包括：

根据所述已覆盖区域的数量和所述牙区总数量，确定覆盖率；

根据各个所述已覆盖区域的刷牙时长进行方差计算，确定均匀度；

根据所述覆盖率、所述均匀度和刷牙区域的权重，确定所述刷牙区域得分。

其中，所述根据当前刷牙时长，确定刷牙时长得分，包括：

获取预设的刷牙总时长；

将所述当前刷牙时长除以所述刷牙总时长，再乘以刷牙时长的权重，确定所述刷牙时长得分。

其中，所述根据超限力度差值，确定刷牙力度得分，包括：

获取所述当前刷牙力度大于所述保护上限力度的持续时间；

根据所述超限力度差值和所述持续时间的积分和刷牙力度的权重，确定所述刷牙力度得分。

其中，所述根据所述刷牙区域得分、所述刷牙时长得分和所述刷牙力度得分，确定刷牙总得分，包括：

获取当前刷牙时长和刷牙总时长的比值；

将所述比值与所述刷牙区域得分和所述刷牙力度得分的和相乘，确定所述刷牙总得分。

第二方面，本申请实施例提供一种电动牙刷控制装置，所述装置包括：

区域识别模块，用于获取牙刷工作时的偏航角、倾斜角和横滚角，以及根据牙刷工作时的偏航角、倾斜角和横滚角与基准角度集，确定偏航角差值、倾斜角差值和横滚角差值，其中，所述基准角度集包括牙刷启动时刻的偏航角、倾斜角和横滚角，以及根据所述偏航角差值、所述倾斜角差值和所述横滚角差值，确定已覆盖区域的数量，其中，所述已覆盖区域为刷牙过程中覆盖到的牙区；

刷牙区域得分计算模块，用于根据各个所述已覆盖区域的刷牙时长、所述已覆盖区域的数量和牙区总数量，确定刷牙区域得分；

刷牙时长得分计算模块，用于根据当前刷牙时长，确定刷牙时长得分；

刷牙力度得分计算模块，用于根据超限力度差值，确定刷牙力度得分，其中，所述超限力度差值为当前刷牙力度与保护上限力度之间的差值；

刷牙总分计算模块，用于根据所述刷牙区域得分、所述刷牙时长得分和所述刷牙力度得分，确定刷牙总得分；

控制模块，用于根据所述刷牙区域得分、所述刷牙时长得分、所述刷牙力度得分和所述刷牙总得分，对牙刷的功率和工作时长进行控制。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的电动牙刷控制方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的电动牙刷控制方法。

本申请提出的电动牙刷控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取刷牙区域、刷牙时长、刷牙力度等多个维度的刷牙数据，通过统计刷牙时长、刷牙区域和刷牙力度等维度信息，综合得到刷牙总得分，能够更全面地表征用户刷牙的整体情况，提高评分的准确性。还通过根据各项得分的情况自适应调整马达频率、占空比和刷牙时长，从而能够保证最大程度达到清洁的目的而且保护牙龈。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的电动牙刷控制方法的流程图；

图2为本申请一实施例提供的牙区划分的示意图；

图3为本申请一实施例提供的电动牙刷控制装置的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

本申请实施例提供了一种电动牙刷控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取用户刷牙过程中覆盖的牙区、刷牙时长、刷牙力度，分别计算刷牙区域得分、刷牙时长得分和刷牙力度得分，最终确定刷牙总得分。通过多维度评分，融合刷牙时长、刷牙区域和刷牙力度等重要信息，得出系统性的评分结果，能够更全面地表征用户刷牙的整体情况，提高评分的准确性。并且基于不同维度的得分，对电动牙刷进行控制，从而加强清洁度和保护牙龈的效果，及时根据多维度的评分进行控制，更好地保护用户的口腔健康。还通过基于刷牙区域得分、刷牙时长得分和刷牙力度得分的得分情况，以及中间的指标，从多个维度对电控牙刷的功率和工作时长进行自适应控制，能够有效避免用户未及时根据评分自行调整的情况，提高牙齿清洁程度的同时更好地保护牙龈。

下面结合附图，对本申请实施例做进一步阐述。

图1是本申请一实施例提供的电动牙刷控制方法的流程图。如图1所示，该电动牙刷控制方法至少包括但不限于步骤S110至步骤S180：

步骤S110：获取牙刷工作时的偏航角、倾斜角和横滚角；

步骤S120：根据牙刷工作时的偏航角、倾斜角和横滚角与基准角度集，确定偏航角差值、倾斜角差值和横滚角差值，其中，基准角度集包括牙刷启动时刻的偏航角、倾斜角和横滚角；

步骤S130：根据偏航角差值、倾斜角差值和横滚角差值，确定已覆盖区域的数量，其中，已覆盖区域为刷牙过程中覆盖到的牙区；

步骤S140：根据各个已覆盖区域的刷牙时长、已覆盖区域的数量和牙区总数量，确定刷牙区域得分；

步骤S150：根据当前刷牙时长，确定刷牙时长得分；

步骤S160：根据超限力度差值，确定刷牙力度得分，其中，超限力度差值为当前刷牙力度与保护上限力度之间的差值；

步骤S170：根据刷牙区域得分、刷牙时长得分和刷牙力度得分，确定刷牙总得分；

步骤S180：根据刷牙区域得分、刷牙时长得分、刷牙力度得分和刷牙总得分，对牙刷的功率和工作时长进行控制。

其中，在步骤S120中，偏航角差值通过牙刷工作时的偏航角与基准角度集合中的偏航角的差值确定；倾斜角差值通过牙刷工作时的倾斜角与基准角度集合中的倾斜角的差值确定；横滚角差值通过牙刷工作时的横滚角与基准角度集合中的横滚角的差值确定。

在步骤S130中，已覆盖区域指的是刷牙过程中已进行或正在进行刷牙动作的牙区。

在步骤S140中，牙区总数量指的是将整个牙齿进行牙区划分之后的全部牙区数量，例如，将整个牙齿划分为16个牙区，那么牙区总数量就是16。

在步骤S150中，当前刷牙时长指的是从开始刷牙时刻到当前时刻累计的时长。

在步骤S160中，保护上限力度指的是预设的牙齿牙龈能够承受而不受到伤害的最大力度，通常设置为300g；超限力度差值指的是当前刷牙力度超过保护上限力度部分的值；其中，刷牙时的力度通过在电动牙刷上安装压力感应传感器，检测刷牙时刷头与马达轴之间由于压力产生的形变，根据形变的大小计算出刷牙时的力度。

在步骤S180中，牙刷的功率的控制指的是对牙刷的马达的脉宽调制（Pulse WidthModulation，PWM）信号的频率、占空比进行调整；工作时长的控制指的是，当牙刷工作时长达到预设的最大工作时长后，控制牙刷停止工作，或者根据各项评分情况，延长预设的最大工作时长。

通过获取用户刷牙过程中覆盖的牙区、刷牙时长、刷牙力度，分别计算刷牙区域得分、刷牙时长得分和刷牙力度得分，最终确定刷牙总得分。通过多维度评分，融合刷牙时长、刷牙区域和刷牙力度等重要信息，得出系统性的评分结果，能够更全面地表征用户刷牙的整体情况，提高评分的准确性。并且基于不同维度的得分，对电动牙刷进行控制，从而加强清洁度和保护牙龈的效果，及时根据多维度的评分进行控制，更好地保护用户的口腔健康。

在一实施例中，步骤S110，至少包括但不限于以下步骤：

通过六轴陀螺仪获取六维数据，其中，六维数据包括角速度和加速度；

对角速度进行积分得到第一角度；

对加速度进行角度转换得到第二角度；

根据第一角度和第二角度转换得到偏航角、倾斜角和横滚角。

其中，六轴陀螺仪指的是由三个角速度传感器和三个加速度传感器组成的集成电路，它能够测量对象在三个轴向上的旋转速度和加速度，并且可以通过微处理器的计算来判断物体的姿态、角度和运动状态。通过六轴陀螺仪传感器，利用陀螺仪中角速度和加速度的六维数据，对角速度进行积分得到第一角度，对加速度进行角度转换得到第二角度，融合第一角度和第二角度并通过四元数到欧拉角的转换得到姿态角：偏航角、倾斜角和俯仰角。

在一实施例中，牙区包括十六个区域；根据偏航角差值、倾斜角差值和横滚角差值，确定已覆盖区域的数量，包括：

当偏航角差值小于第一阈值，确定第一方位结果为中；

当偏航角差值在正方向大于第二阈值，确定第一方位结果为左；

当偏航角差值在负方向大于第二阈值，确定第一方位结果为右；

当倾斜角差值大于第三阈值，确定第二方位结果为上，否则，第二方位结果为下；

当横滚角差值小于第四阈值，确定第三方位结果为外侧；

当横滚角差值大于第四阈值且小于第五阈值，确定第三方位结果为嚼侧；

当横滚角差值大于第五阈值，确定第三方位结果为内侧；

当第一方位结果为中，且横滚角差值大于第四阈值，确定第三方位结果为内侧；

根据第一方位结果、第二方位结果和第三方位结果，确定已覆盖区域的数量。

其中，牙区的具体划分如下：图2为本申请一实施例提供的牙区划分的示意图，如图2所示，将牙齿划为6个大区：上右、上中、上左、下右、下中、下左；其中，上右、上左、下右、下左四个大区分别分为外侧、嚼侧和内侧三个面，上中、下中分别分为外侧和内侧，共计16个区。

示例性地，假设偏航角差值在正方向大于第二阈值，倾斜角差值大于第三阈值，横滚角差值小于第四阈值，对应地，第一方位结果为左，第二方位结果上，第三方位结果外侧，则此时牙区为上左外侧，即图2所示的第③牙区。

通过本申请实施例的牙区划分及牙区识别方法，能够更加快速准确地识别到所在牙区，对牙区进行更细粒度的划分，在后续进行刷牙区域得分的评分时，得分结果更加准确，能够更好更全面地表达刷牙区域的综合情况。

在一实施例中，步骤S140，至少包括但不限于以下步骤：根据已覆盖区域的数量和牙区总数量，确定覆盖率；根据各个已覆盖区域的刷牙时长进行方差计算，确定均匀度；根据覆盖率、均匀度和刷牙区域的权重，确定刷牙区域得分。

具体地，设覆盖率为

设均匀度为

刷牙区域得分

，

刷牙区域得分从整体清洁程度考量，最终得分肯与覆盖率、均匀度成正比，本实施例中的均匀度是用方差来考量的，方差越大均匀度越小，所以公式中

在一实施例中，步骤S150，至少包括但不限于以下步骤：获取预设的刷牙总时长；将当前刷牙时长除以刷牙总时长，再乘以刷牙时长的权重，确定刷牙时长得分。

具体地，刷牙时长采取线性评分机制，设刷牙时长得分为

在一实施例中，步骤S160，至少包括但不限于以下步骤：获取当前刷牙力度大于保护上限力度的持续时间；根据超限力度差值和持续时间的积分和刷牙力度的权重，确定刷牙力度得分。

具体地，给刷牙力度设置保护上限为300g，即保护上限力度为300g，当超过这个力度阈值为压力报警阶段。刷牙力度得分

，

其中，最大积分默认设置为100g持续120秒。

在一实施例中，步骤S170，至少包括但不限于以下步骤：获取当前刷牙时长和刷牙总时长的比值；将比值与刷牙区域得分和刷牙力度得分的和相乘，确定刷牙总得分。

具体地，综合考虑上述实施例中的刷牙区域得分、刷牙时长得分、刷牙力度得分三个评分因子，刷牙总得分

，

其中，

从上述公式来看，评分系统最终的结果跟刷牙时长、刷牙区域的覆盖率成正比，跟压力报警阶段的时长成反比。示例性地，刷牙时长、刷牙区域覆盖率和压力报警阶段的时长在最终得分中占据不同的权重

在一实施例中，步骤S180中通过各个得分对电动牙刷的频率和工作时长的控制具体如下所示：

本实施例中，根据上述各实施例的得分情况分指标自适应调节电动牙刷的马达和刷牙时长，以便达到更大程度的清洁牙齿和保护牙龈。

根据刷牙总得分

表1

根据每个区域的刷牙时长，适时调整该区域的控制马达振动信号的PWM频率和占空比，具体调节方式如表2所示，表2为本申请一示例提供的刷牙时长与调整的PWM频率和占空比的对应关系表：

表2

根据压力报警时段超限压力差值和超限时间的积分大小来实时调整马达的振动的占空比，具体调节方式如表3所示，表3为本申请一示例提供的超限压力差值和超限时间的积分与调整的PWM设置的对应关系表：

表3

从上述自适应参数设置来看，当刷牙总得分

如图3所示，本申请实施例还提供一种电动牙刷控制装置，可以实现上述电动牙刷控制方法，该装置包括：

区域识别模块，用于获取牙刷工作时的偏航角、倾斜角和横滚角，以及根据牙刷工作时的偏航角、倾斜角和横滚角与基准角度集，确定偏航角差值、倾斜角差值和横滚角差值，其中，基准角度集包括牙刷启动时刻的偏航角、倾斜角和横滚角，以及根据偏航角差值、倾斜角差值和横滚角差值，确定已覆盖区域的数量，其中，已覆盖区域为刷牙过程中覆盖到的牙区；

刷牙区域得分计算模块，用于根据各个已覆盖区域的刷牙时长、已覆盖区域的数量和牙区总数量，确定刷牙区域得分；

刷牙时长得分计算模块，用于根据当前刷牙时长，确定刷牙时长得分；

刷牙力度得分计算模块，用于根据超限力度差值，确定刷牙力度得分，其中，超限力度差值为当前刷牙力度与保护上限力度之间的差值；

刷牙总分计算模块，用于根据刷牙区域得分、刷牙时长得分和刷牙力度得分，确定刷牙总得分；

控制模块，用于根据刷牙区域得分、刷牙时长得分、刷牙力度得分和刷牙总得分，对牙刷的功率和工作时长进行控制。

该电动牙刷控制装置的具体实施方式与上述电动牙刷控制方法的具体实施例基本相同，在此不再赘述。

图4是本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图4所示，该电子设备2000包括存储器2100、处理器2200。存储器2100、处理器2200的数量可以是一个或多个，图4中以一个存储器2101和一个处理器2201为例；网络设备中的存储器2101和处理器2201可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器2101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请任一实施例提供的方法对应的程序指令/模块。处理器2201通过运行存储在存储器2101中的软件程序、指令以及模块实现上述任一实施例提供的电动牙刷控制方法。

存储器2101可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序。此外，存储器2101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器2101进一步包括相对于处理器2201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本申请一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于执行如本申请任一实施例提供的电动牙刷控制方法。

本申请一实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序或计算机指令，该计算机程序或计算机指令存储在计算机可读存储介质中，计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取计算机程序或计算机指令，处理器执行计算机程序或计算机指令，使得计算机设备执行如本申请任一实施例提供的电动牙刷控制方法。

本申请实施例描述的系统架构以及应用场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着系统架构的演变和新应用场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。

在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质【或非暂时性介质】和通信介质【或暂时性介质】。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息【诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据】的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘【DVD】或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

在本说明书中使用的术语“部件”、 “模块”、 “ 系统”等用于表示计算机相关的实体、 硬件、 固件、 硬件和软件的组合、 软件、 或执行中的软件。 例如， 部件可以是但不限于， 在处理器上运行的进程、 处理器、 对象、 可执行文件、 执行线程、 程序或计算机。通过图示，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。 一个或多个部件可驻留在进程或执行线程中， 部件可位于一个计算机上或分布在 2 个或更多个计算机之间。 此外， 这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。 部件可例如根据具有一个或多个数据分组【例如来自于自与本地系统、 分布式系统或网络间的另一部件交互的二个部件的数据， 例如通过信号与其它系统交互的互联网 】 的信号通过本地或远程进程来通信。

以上参照附图说明了本申请的一些实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。