[发明专利]手势数据采集手套及基于手势数据采集手套的手语手势识别方法

说明书

本发明公开手势数据采集手套及基于手势数据采集手套的手语手势识别方法，手套包括手套主体、指套、九轴传感器、弯曲传感器、主控模块、通信模块、连接带；方法步骤为：利用集成学习的方法考虑到机器学习里每一种算法的差异性，改善了单一识别算法不能达到对每一个原子手势最高识别准确率的问题。

技术领域

本发明涉及智能穿戴、人机交互及机器学习技术领域，具体是手势数据采集手套及基于手势数据采集手套的手语手势识别方法。

背景技术

手势识别是人机交互一个重要的领域，手势的识别不仅可以提高人机之间的语言理解程度和认知水平，还可以通过计算机帮助拥有不同语言体系人群之间的交流，包括听损障碍人群与听力正常人群之间的交流、不同母语人群之间的交流。

现有的手势识别设备包括智能手表、智能手环和智能手套等，手表和手环拥有体积小、轻便易携带等优点，但也因为体积较小，所配置的传感器也较少，导致手势识别准确率不高；而传统的智能手套解决了传感器少导致识别准确率低的问题，但却无法克服体积大、佩戴舒适性差以及手指运动不灵活等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供手势数据采集手套，包括手套主体、指套、连接带、陀螺仪、弯曲传感器、主控模块、通信模块、稳压模块。

所述手套主体包覆使用者手掌。

所述手套主体内侧贴置有陀螺仪、主控模块和通信模块。

所述陀螺仪采集使用者手部运动时的陀螺仪传感信号，并发送至主控模块。

所述指套包覆使用者手指关节。

所述指套内侧贴置有若干弯曲传感器。弯曲传感器和使用者手指关节一一对应。

所述弯曲传感器采集使用者手指关节弯曲信号，并发送至主控模块。

所述连接带连接手套主体和指套。

所述连接带外侧贴置有用于连接弯曲传感器和主控模块的信号线。

所述主控模块接收到陀螺仪传感信号、手指关节弯曲信号后，通过通信模块发送至上位机。

稳压模块贴置在手套主体内侧。所述稳压模块用于稳定陀螺仪、弯曲传感器、主控模块和通信模块的电压。

基于手势数据采集手套的手语手势识别方法，包括以下步骤：

1)使用者佩戴手势数据采集手套，并做出g种中文拼音对应的手势。g为正整数。

2)在使用者做手势过程中，所述陀螺仪和弯曲传感器分别将采集到的陀螺仪传感信号、手指关节弯曲信号发送至主控模块。

主控模块通过通信模块将接收到的陀螺仪传感信号、手指关节弯曲信号发送至上位机。

3)上位机将接收到的陀螺仪传感信号、手指关节弯曲信号存储在传感信号数据集A＝中，并打上手势类别标签。手势类别集合记为G＝{y1,y2,...,yg}。

上位机对传感信号数据集A进行预处理。

对传感信号数据集A进行预处理的主要步骤如下：

3.1)对传感信号进行丢包项删除、异常项删除和冗余数据删除。

3.2)利用组均值补全法对传感信号数据集A进行缺失值补全，方法为：以缺失项前j项数据、后j项数据的平均值填充缺失项。j为正整数。

3.3)利用滑动平均滤波方法对传感信号数据集A进行数据平滑。平滑后第n组传感信号a[n]如下所示：