[实用新型]一种基于数据手套的手语识别装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于数据手套的手语识别装置，特别涉及一种采用电阻式应变传感器的数据手套，属于机器人技术领域。

技术背景

手语是聋哑残疾人交流使用的语言，它是由手形动作辅之以表情姿势而构成的比较稳定的表达系统，是一种靠动作和视觉进行交际的特殊语言。然而，手语是一个庞大而复杂的语言系统，让大多数正常人掌握并应用手语直接与聋哑残疾人进行交流显然是不现实的。这导致了聋哑人与正常人的交流存在障碍，使他们成为社会的弱势群体。

手语识别装置能够帮助聋哑人与正常人进行交流，改善和提高聋哑人的生活、学习和工作条件。目前的手势识别装置可分为基于数据手套和基于计算机视觉两大类，其中基于数据手套进行手势识别的优点是输入数据量小、识别度高、识别准确率高、不易受外界条件影响，但现有的数据手套包含机械构件，结构复杂、体积庞大而且容易损坏，并且不包含发声部分和便携式显示装置，实用性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提出一种基于数据手套的手语识别装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种基于数据手套的手语识别装置，包括数据手套和便携式显示装置，其中数据手套包括手套本体、5个电阻应变片传感器、加速度传感器、单片机及其外围电路、语音驱动电路、扬声器、蓝牙接口电路和锂电池，便携式显示装置包括显示屏和显示驱动电路；其中数据手套负责采集聋哑人的手部动作信息，并对这些信息进行处理和识别，将识别结果通过手套上的发声装置用语音的形式传达出来，同时通过串行通讯接口将识别结果的文字信息发送到便携式显示装置显示，数据手套还可以通过无线通讯接口与电脑或者手机等设备连接，将手语识别结果的文字和语音信息发送到电脑或者手机并显示出来；

手套本体带有夹层，外形与普通手套相同，5个电阻应变片传感器、加速度传感器、单片机及其外围电路、语音驱动电路、扬声器、蓝牙接口电路和锂电池安装于手套本体的夹层，其中5个电阻应变片传感器均为细长薄条形，分别安装于手套本体的5个手指背面从手指与手掌的连接关节处到指尖的夹层中，覆盖每根手指的外侧，跟随手指的运动发生形变，能检测到手指各关节的弯曲；加速度传感器、单片机及其外围电路、语音驱动电路及扬声器、蓝牙接口电路和锂电池安装于一块印刷电路板上，电路板安装于手套手背部位的夹层中；

5个电阻应变片传感器输出的电压信号接入到单片机的模拟量采集接口；加速度传感器有三个轴，分别对应感知手部在上或下、左或右、前或后三个方向的加速度变化分量，从而反映手部姿态在三个方向的变化，加速度传感器输出3个电压信号接入到单片机的模拟量采集接口；

语音驱动电路通过I²C总线与单片机的I²C接口相连，语音驱动电路通过两根信号线直接驱动扬声器；

蓝牙接口电路通过串行接口与单片机的第一串行接口相连，通过蓝牙与电脑或者手机的蓝牙设备通信；

电路板上单片机的第二串行接口从手套中引出，并与便携式显示装置的显示驱动电路的串行接口相连，便携式显示装置的显示驱动电路通过数据总线和地址总线来驱动显示屏显示图像；

锂电池负责为数据手套提供电源；

使用过程中数据手套带于聋哑人的双手，便携式显示装置固定于聋哑人的胸前；

本实用新型的一种基于数据手套的手语识别装置，在交付聋哑人使用前进行训练，得到符合用户手语习惯的手势判据向量库，库中的手势判据向量具有八个维度，分别为五个手指的弯曲程度和手部姿态在上或下、左或右、前或后三个方向的变化；使用时聋哑人双手带上数据手套，胸前固定便携式显示装置，手语识别装置的工作过程为：