一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及傳感器和信號處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備。所述一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，不僅能夠通過分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套上的電阻應(yīng)變片采集手部姿勢、通過分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套上的微慣性傳感器測量手部運動，而且還能夠通過設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套上的紅外發(fā)光條與設(shè)置在頭戴設(shè)備上的紅外接收器相配合采集手部位置、以及通過設(shè)置在頭戴設(shè)備上的微慣性傳感器測量頭部運動?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中只集中在對于手部姿勢、手部運動的采集，而忽略了手部位置和頭部運動的采集，以造成基于不完整的數(shù)據(jù)得到的手語識別精度和詞匯量有限的問題。
【專利說明】—種用于手語識別的可穿戴設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器和信號處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的聾啞人與正常人之間的交流有障礙。正常人無法讀懂聾啞人的手語?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)手套技術(shù)集中在對于手部姿勢、手部運動的采集，忽略了手部位置和頭部運動的采集。因此，基于不完整的數(shù)據(jù)得到的手語識別精度和詞匯量有限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，不但采集手部姿勢、手部運動，還采集手部位置和頭部運動，克服了現(xiàn)有技術(shù)中只集中在對于手部姿勢、手部運動的采集，而忽略了手部位置和頭部運動的采集，以造成基于不完整的數(shù)據(jù)得到的手語識別精度和詞匯量有限的問題。。
[0004]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，包括:左數(shù)據(jù)手套、右數(shù)據(jù)手套及頭戴設(shè)備；
[0006]所述左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套均包括手套本體及設(shè)置在所述手套本體上的多個電阻應(yīng)變片、微慣性傳感器、及紅外發(fā)光條，所述多個電阻應(yīng)變片分布在手套本體上的五根手指的關(guān)節(jié)處用于測量手指關(guān)節(jié)的彎曲角度，所述微慣性傳感器用于測量手掌的運動方向、運動加速度及距離，所述紅外發(fā)光條用于發(fā)射紅外光；
[0007]所述頭戴設(shè)備包括設(shè)備本體及設(shè)置在所述設(shè)備本體上的微慣性傳感器、紅外接收器，所述微慣性傳感器用于測量頭部的運動方向、運動加速度及距離，所述紅外接收器用于根據(jù)接收所述紅外發(fā)光條發(fā)射的紅外光測量手掌高度。
[0008]其中，還包括設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套上的信號收集單元及藍牙模塊，所述信號收集單元與藍牙模塊連接，所述信號收集單元用于收集設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套上的電阻應(yīng)變片及微慣性傳感器測量的信息并通過藍牙模塊傳輸給右數(shù)據(jù)手套；
[0009]還包括設(shè)置在頭戴設(shè)備上的紅外傳感器、藍牙模塊，所述紅外傳感器、及設(shè)置在頭戴設(shè)備上的紅外接收器和微慣性傳感器均與所述藍牙模塊連接，所述藍牙模塊用于將紅外傳感器、紅外接收器、及設(shè)置在頭戴設(shè)備上的微慣性傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送給右數(shù)據(jù)手套；
[0010]還包括設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套上的信號收集單元、信號處理單元及藍牙模塊，所述信號收集單元、藍牙模塊均與信號處理單元連接，所述信號收集單元用于收集設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套上的電阻應(yīng)變片及微慣性傳感器測量的信息，并發(fā)送給信號處理單元進行處理；所述藍牙模塊用于接收左數(shù)據(jù)手套及頭戴設(shè)備的藍牙模塊發(fā)送的信息并送入信號處理單元。
[0011]其中，還包括用于反饋用戶起提醒作用的震動部件；所述震動部件分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套的手腕部、右數(shù)據(jù)手套的手腕部、及頭戴設(shè)備上，設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套上的震動部件與左數(shù)據(jù)手套上的藍牙模塊連接，設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套上的震動部件與右數(shù)據(jù)手套上的數(shù)據(jù)處理單元連接，設(shè)置在頭戴設(shè)備上的震動部件與頭戴設(shè)備上的藍牙模塊連接。
[0012]其中，所述震動部件為電機。
[0013]其中，還包括用于反饋用戶起提醒作用的LED發(fā)光管，所述LED發(fā)光管分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套的手腕部、右數(shù)據(jù)手套的手腕部、及頭戴設(shè)備上，設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套上的LED發(fā)光管與左數(shù)據(jù)手套上的藍牙模塊連接，設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套上的LED發(fā)光管與右數(shù)據(jù)手套上的數(shù)據(jù)處理單元連接，設(shè)置在頭戴設(shè)備上的LED發(fā)光管與頭戴設(shè)備上的藍牙模塊連接。
[0014]其中，所述右數(shù)據(jù)手套還包括用于與外界云端計算單元通信的無線通信模塊，通過云端計算單元完成對數(shù)據(jù)的存儲、計算，并將結(jié)果發(fā)送至移動終端設(shè)備，所述無線通信模塊與信號處理單元連接。
[0015]其中，所述左數(shù)據(jù)手套、右數(shù)據(jù)手套和頭戴設(shè)備均設(shè)置有用于提供電源供電的電池模塊。
[0016]其中，所述微慣性傳感器為9軸微慣性傳感器，所述紅外接收器的個數(shù)為4個，所述左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套上的所述電阻應(yīng)變片的個數(shù)均為15個。
[0017]其中，所述頭戴設(shè)備為帽子、眼鏡、頭帶、頭盔、耳機中的任一種。
[0018]有益效果:
[0019]本發(fā)明所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，不僅能夠通過分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套上的電阻應(yīng)變片采集手部姿勢、通過分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套上的微慣性傳感器測量手部運動，而且還能夠通過設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套上的紅外發(fā)光條與設(shè)置在頭戴設(shè)備上的紅外接收器相配合采集手部位置、以及通過設(shè)置在頭戴設(shè)備上的微慣性傳感器測量頭部運動?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中只集中在對于手部姿勢、手部運動的采集，而忽略了手部位置和頭部運動的采集，以造成基于不完整的數(shù)據(jù)得到的手語識別精度和詞匯量有限的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】提供的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是圖1中的左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1-左數(shù)據(jù)手套；2_右數(shù)據(jù)手套；3_頭戴設(shè)備；4_電阻應(yīng)變片；5_微慣性傳感器；
6-紅外發(fā)光條；7_云端計算單元；8_移動終端設(shè)備。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0025]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】提供的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的左數(shù)據(jù)手套I和右數(shù)據(jù)手套2的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1、2所示，本發(fā)明所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，包括:左數(shù)據(jù)手套1、右數(shù)據(jù)手套2及頭戴設(shè)備3 ；
[0026]所述左數(shù)據(jù)手套I和右數(shù)據(jù)手套2均包括手套本體及設(shè)置在所述手套本體上的多個電阻應(yīng)變片4、微慣性傳感器5、及紅外發(fā)光條6，所述多個電阻應(yīng)變片4分布在手套本體上的五根手指的關(guān)節(jié)處用于測量手指關(guān)節(jié)的彎曲角度，所述微慣性傳感器5用于測量手掌的運動方向、運動加速度及距離，所述紅外發(fā)光條6用于發(fā)射紅外光；
[0027]所述頭戴設(shè)備3包括設(shè)備本體及設(shè)置在所述設(shè)備本體上的微慣性傳感器5、紅外接收器，所述微慣性傳感器5用于測量頭部的運動方向、運動加速度及距離，所述紅外接收器用于根據(jù)接收紅外發(fā)光條6發(fā)射的紅外光測量手掌高度。
[0028]本發(fā)明所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，不僅能夠通過分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套I和右數(shù)據(jù)手套2上的電阻應(yīng)變片4采集手部姿勢、通過分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套I和右數(shù)據(jù)手套2上的微慣性傳感器5測量手部運動，而且還能夠通過設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套I和右數(shù)據(jù)手套2上的紅外發(fā)光條6與設(shè)置在頭戴設(shè)備3上的紅外接收器相配合采集手部位置、以及通過設(shè)置在頭戴設(shè)備3上的微慣性傳感器5測量頭部運動?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中只集中在對于手部姿勢、手部運動的采集，忽略了手部位置和頭部運動的采集所造成的基于不完整的數(shù)據(jù)得到的手語識別精度和詞匯量有限的問題。
[0029]還包括設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套I上的信號收集單元及藍牙模塊，所述信號收集單元與藍牙模塊連接，所述信號收集單元用于收集設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套I上的電阻應(yīng)變片4、微慣性傳感器5測量的信息并通過藍牙模塊傳輸給右數(shù)據(jù)手套2。
[0030]還包括設(shè)置在頭戴設(shè)備3上的紅外傳感器、藍牙模塊，所述紅外傳感器、及設(shè)置在頭戴設(shè)備3上的紅外接收器和微慣性傳感器5均與所述藍牙模塊連接，所述藍牙模塊用于將紅外傳感器、紅外接收器、及設(shè)置在頭戴設(shè)備3上的微慣性傳感器5的數(shù)據(jù)發(fā)送給右數(shù)據(jù)手套2。
[0031]還包括設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套2上的信號收集單元、信號處理單元及藍牙模塊，所述信號收集單元、藍牙模塊均與信號處理單元連接，所述信號收集單元用于收集設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套2上的電阻應(yīng)變片4及微慣性傳感器5測量的信息，并發(fā)送給信號處理單元進行處理；所述藍牙模塊用于接收左數(shù)據(jù)手套I及頭戴設(shè)備3的藍牙模塊發(fā)送的信息并送入信號處理單元。
[0032]所述右數(shù)據(jù)手套2還包括用于與外界云端計算單元7通信的無線通信模塊，通過云端計算單元7完成對數(shù)據(jù)的存儲、計算，并將結(jié)果發(fā)送至移動終端設(shè)備8，所述無線通信模塊與信號處理單元連接。優(yōu)選地，所述無線通信模塊為3G模塊或者Wifi模塊。
[0033]右數(shù)據(jù)手套2在系統(tǒng)中是中央處理器轉(zhuǎn)接的中心。聾啞人使用時，它通過右數(shù)據(jù)手套2上的藍牙模塊接收同步左數(shù)據(jù)手套I的數(shù)據(jù)，同步接收頭戴設(shè)備3的數(shù)據(jù)，初步計算特征向量后傳送給外界云端計算單元7完成識別，結(jié)果返回后發(fā)送至移動終端設(shè)備8 (智能手機，專用交互設(shè)備，或者個人電腦)。健康用戶可根據(jù)需要，使用移動終端設(shè)備8做鍵盤或者語音輸入，聾啞人查看結(jié)果后做下一步交互。需要說明的是，所述特征向量包括每個手指關(guān)節(jié)的角度，手掌的運動方向(X，Y，Z)，加速度(X，Y，Z)，手掌相對于頭的位置(髖/腹/胸/頭)，頭部的運動方向(X，Y，Z)，加速度(X，Y，Z)。由于信號處理、手勢識別、及手語翻譯等計算和信息處理的工作需要大計算量、大存儲量，因此，通過云端計算單元7計算后再發(fā)送給移動終端。
[0034]還包括用于反饋用戶起提醒作用的震動部件；所述震動部件分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套I的手腕部、右數(shù)據(jù)手套2的手腕部、及頭戴設(shè)備3上，設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套I上的震動部件與左數(shù)據(jù)手套I上的藍牙模塊連接，設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套2上的震動部件與右數(shù)據(jù)手套2上的數(shù)據(jù)處理單元連接，設(shè)置在頭戴設(shè)備3上的震動部件與頭戴設(shè)備3上的藍牙模塊連接。優(yōu)選地，所述震動部件為電機。
[0035]還包括用于反饋用戶起提醒作用的LED發(fā)光管，所述LED發(fā)光管分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套I的手腕部、右數(shù)據(jù)手套2的手腕部、及頭戴設(shè)備3上，設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套I上的LED發(fā)光管與左數(shù)據(jù)手套I上的藍牙模塊連接，設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套2上的LED發(fā)光管與數(shù)據(jù)手套2上的數(shù)據(jù)處理單元連接，設(shè)置在頭戴設(shè)備3上的LED發(fā)光管與頭戴設(shè)備3上的藍牙模塊連接。
[0036]通過設(shè)置震動部件和或LED發(fā)光管等光反饋部件可協(xié)調(diào)識別過程，了解識別狀態(tài)，更好的完成交互。
[0037]所述左數(shù)據(jù)手套1、右數(shù)據(jù)手套2和頭戴設(shè)備3均設(shè)置有用于提供電源供電的電池模塊。
[0038]所述微慣性傳感器5為9軸微慣性傳感器5，加速度X，Y，Z ;慣性(角加速度)X，Y，Z ;地磁(相對與地球磁場)方向角X，Y，Z0對這9個傳感器數(shù)據(jù)以100HZ的頻率采樣，可以計算出手掌的運動方向，加速度，和距離。
[0039]所述紅外接收器的個數(shù)為4個。紅外接收頭的接收角度一般是45度。4個紅外接收頭按照從上到下的方式排布可以覆蓋180度，即用戶正前方左右45度，高低180度的區(qū)域。某個紅外接收頭接收到信號就表示手的高度大致在這個區(qū)域?qū)?yīng)的高度，比如，髖/腹
/胸/頭。
[0040]所述左數(shù)據(jù)手套I和右數(shù)據(jù)手套2上的所述電阻應(yīng)變片的個數(shù)均為15個。
[0041]所述頭戴設(shè)備3為帽子、眼鏡、頭帶、頭盔、耳機中的任一種。
[0042]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，其特征在于，包括:左數(shù)據(jù)手套、右數(shù)據(jù)手套及頭戴設(shè)備； 所述左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套均包括手套本體及設(shè)置在所述手套本體上的多個電阻應(yīng)變片、微慣性傳感器、及紅外發(fā)光條，所述多個電阻應(yīng)變片分布在手套本體上的五根手指的關(guān)節(jié)處用于測量手指關(guān)節(jié)的彎曲角度，所述微慣性傳感器用于測量手掌的運動方向、運動加速度及距離，所述紅外發(fā)光條用于發(fā)射紅外光； 所述頭戴設(shè)備包括設(shè)備本體及設(shè)置在所述設(shè)備本體上的微慣性傳感器、紅外接收器，所述微慣性傳感器用于測量頭部的運動方向、運動加速度及距離，所述紅外接收器用于根據(jù)接收所述紅外發(fā)光條發(fā)射的紅外光測量手掌高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，其特征在于，還包括設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套上的信號收集單元及藍牙模塊，所述信號收集單元與藍牙模塊連接，所述信號收集單元用于收集設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套上的電阻應(yīng)變片及微慣性傳感器測量的信息并通過藍牙模塊傳輸給右數(shù)據(jù)手套； 還包括設(shè)置在頭戴設(shè)備上的紅外傳感器、藍牙模塊，所述紅外傳感器、及設(shè)置在頭戴設(shè)備上的紅外接收器和微慣性傳感器均與所述藍牙模塊連接，所述藍牙模塊用于將紅外傳感器、紅外接收器、及設(shè)置在頭戴設(shè)備上的微慣性傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送給右數(shù)據(jù)手套； 還包括設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套上的信號收集單元、信號處理單元及藍牙模塊，所述信號收集單元、藍牙模塊均與信號處理單元連接，所述信號收集單元用于收集設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套上的電阻應(yīng)變片及微慣性傳感器測量的信息，并發(fā)送給信號處理單元進行處理；所述藍牙模塊用于接收左數(shù)據(jù)手套及頭戴設(shè)備的藍牙模塊發(fā)送的信息并送入信號處理單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，其特征在于，還包括用于反饋用戶起提醒作用的震動部件；所述震動部件分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套的手腕部、右數(shù)據(jù)手套的手腕部、及頭戴設(shè)備上，設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套上的震動部件與左數(shù)據(jù)手套上的藍牙模塊連接，設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套上的震動部件與右數(shù)據(jù)手套上的數(shù)據(jù)處理單元連接，設(shè)置在頭戴設(shè)備上的震動部件與頭戴設(shè)備上的藍牙模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，其特征在于，所述震動部件為電機。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，其特征在于，還包括用于反饋用戶起提醒作用的LED發(fā)光管，所述LED發(fā)光管分別設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套的手腕部、右數(shù)據(jù)手套的手腕部、及頭戴設(shè)備上，設(shè)置在左數(shù)據(jù)手套上的LED發(fā)光管與左數(shù)據(jù)手套上的藍牙模塊連接，設(shè)置在右數(shù)據(jù)手套上的LED發(fā)光管與右數(shù)據(jù)手套上的數(shù)據(jù)處理單元連接，設(shè)置在頭戴設(shè)備上的LED發(fā)光管與頭戴設(shè)備上的藍牙模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，其特征在于，所述右數(shù)據(jù)手套還包括用于與外界云端計算單元通信的無線通信模塊，通過云端計算單元完成對數(shù)據(jù)的存儲、計算，并將結(jié)果發(fā)送至移動終端設(shè)備，所述無線通信模塊與信號處理單元連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，其特征在于，所述左數(shù)據(jù)手套、右數(shù)據(jù)手套和頭戴設(shè)備均設(shè)置有用于提供電源供電的電池模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，其特征在于，所述微慣性傳感器為9軸微慣性傳感器，所述紅外接收器的個數(shù)為4個，所述左數(shù)據(jù)手套和右數(shù)據(jù)手套上的所述電阻應(yīng)變片的個數(shù)均為15個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于手語識別的可穿戴設(shè)備，其特征在于，所述頭戴設(shè)備為帽子、眼鏡、頭帶、頭盔、耳機中的任一種。
【文檔編號】G06F3/01GK104317403SQ201410583156
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】黃哲軍 申請人:黃哲軍