[发明专利]一种基于六轴姿态传感器模块的可穿戴手语教学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种可穿戴智能设备，尤其涉及一种基于六轴姿态传感器模块的可穿戴手语教学系统。

背景技术

目前主流的手语教学系统是运用摄像设备捕获用户的手势动作，通过提取手形轮廓进行手势识别。由于人手是复杂的变形体且手语、手势都具有多义性的特点，所以基于体感的手势识别设备较难有突破性的进展。

微型化、低功耗电子器件技术的飞速发展极大地推动了可穿戴设备的研究，基于多轴传感器的测量单元能嵌入到几乎任何界面或设备中直接测量手势动作信息。同时移动计算技术的发展和普及也为实时手势识别提供了支撑环境。基于可穿戴传感器的手势交互系统正备受关注。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于六轴姿态传感器模块的可穿戴手语教学系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括姿态传感器、蓝牙芯片、手语数据库和屏幕显示装置，所述姿态传感器为多个，多个所述姿态传感器分布于手套的各个指关节处，所述姿态传感器与所述蓝牙芯片电性连接，所述蓝牙芯片与所述手语数据库数据传输连接，所述蓝牙芯片的显示信号输出端与所述屏幕显示装置连接。

进一步，所述蓝牙芯片为型号CC2541的蓝牙收发芯片。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种基于六轴姿态传感器模块的可穿戴手语教学系统，与现有技术相比，本发明将六轴姿态传感器技术运用到手语识别系统中，能够将手语动作准确高效地翻译成自然文本语言，显示在交互页面上。将本发明应用到聋哑学校的特殊教育中，使得非特教专业的教师也能为聋哑学生进行无障碍教学，从而让聋哑学生受到更广泛、更公平的教育。

附图说明

图1是本发明的硬件结构原理框图；

图2是本发明的姿态传感器的安装位置示意图；

图3是本发明的姿态传感器示意图；

图4是本发明的供电模块电路图；

图5是本发明的I2C总线物理拓扑结构；

图6是本发明的姿态传感器与蓝牙芯片电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本发明是具有六轴姿态传感器的手套，通过六轴姿态传感器捕获用户手部的方位、状态等运动轨迹，用蓝牙芯片收集、发射信号至计算机或手持设备上，通过专用的轨迹软件分析、调用匹配的仿真手及文字数据并呈现在屏幕上(工作原理如图1)。以此来实现手语翻译或教学的功能。

六轴姿态传感器手语教学系统包括手套(图2)、六轴姿态传感器MPU6050(图3)、蓝牙芯片等。

传感手套(图2)在手指的第二指间关节、掌指关节和手腕位置分别设有六轴姿态传感器模块。

手套上的各传感器(图3)可分别追踪捕获双手第二指间关节、掌指关节和手腕的前后、左右、上下、弯曲、伸直等各种动作，得到手部方位、姿态等信息。

通过与姿态传感器相连的蓝牙模块以无线方式发射手部运动信息至计算机或手持设备上。

通过专用的轨迹软件分析手语姿态的数据并连接到相应的手语数据库，最后将匹配的仿真手和文字(可能不是一条)显示在屏幕上。

如图1所示：本发明包括姿态传感器、蓝牙芯片、手语数据库和屏幕显示装置，所述姿态传感器为多个，多个所述姿态传感器分布于手套的各个指关节处，所述姿态传感器与所述蓝牙芯片电性连接，所述蓝牙芯片与所述手语数据库数据传输连接，所述蓝牙芯片的显示信号输出端与所述屏幕显示装置连接。

进一步，所述蓝牙芯片为型号CC2541的蓝牙收发芯片。

六轴姿态传感器手语教学系统电路部分包括：供电模块(图4)、I2C总线物理拓扑结构(图5)、蓝牙芯片电路与姿态传感器电路(图6)。

图4是供电模块。供电模块包括线性充电管理控制器MCP73831、电压调整器RT9193、共阴极二极管、发光二极管、电源开关、电池接口；线性充电管理控制器MCP73831的1脚与2脚串联再连接电源端和电容一端，电容另一端接地，实现滤波；3脚串联电阻与发光二极管后串联4脚接地，6脚通过电容与串联好的7脚和8脚连接，实现滤波；共阴极二极管，以满足充电与供电同时进行；发光二极管作为充电指示；电源开关实现传感手套的开关；电池接口用来接入电池，电压调整器RT9193与外围电路构成稳压电路，电压调整器RT9193的1脚与两个并联电容，电阻的一端连接，电阻另一端连接电源端，实现滤波，2脚与两个并联电容连接，实现滤波。