光反射式移动手语识别系统的制作方法

文档序号:2581509阅读:237来源:国知局
专利名称:光反射式移动手语识别系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种手语识别系统,尤其是一种光反射式移动手语识别系统,适用于聋哑人之间的交流。属于语音交流器械技术领域。
背景技术
手语是一种通过手的运动表达意思的身体运动语言,主要用在聋哑人之间的交流。据统计,中国目前患听力语言障碍的聋哑人约MOO万,他们之间以及他们与正常人之间的交流主要通过中国手语进行。早在20世纪50年代后期,我国政府为关心聋 人,促进他们之间的交流,就开始了中国聋 人手语的规范工作。手语识别的目的就是将聋哑人手语自动翻译成自然语言文本,并由计算机良好的界面显示出来。手语识别不仅有助于聋哑人使用各种信息,还可以帮助他们参加各项社会活动。国内外的研究人员一直积极地开展手语识别的研究,并开发出多种手语识别系统。通过摄像设备跟踪手的运动,经图像处理和特定识别算法可以识别手势动作的含义。该方法虽只需计算机和摄像设备,但图像处理和识别算法十分复杂,难以有效识别相似手势,也难以实现低成本的便携式系统。通过数据手套和位置跟踪器也可识别手势在空间的运动轨迹和时序信息,国外市场上的数据手套包括5DT Data Glove, CyberGlove, VPL Glove等,国内有中科院研制的 CAS-GL0VE数据手套等。这些数据手套,虽然能提供高精度和高可靠性,能够较好地测量手的自由度,操作自然,容易获取如手指关节角度和位置信息等手语特征。但存在价格昂贵、 结构复杂,难以在普通消费者中推广使用。如何提供一种低成本便携式手语识别产品及其使用方法是本领域研究的目标。
发明内容本实用新型的目的,是为了解决现有技术的数据手套存在价格昂贵、结构复杂的问题,提供一种成本低、高性能、人性化,能够有效提高识别质量的光反射式移动手语识别系统。本实用新型的可以通过以下技术方案达到光反射式移动手语识别系统,其结构特点是包括手指弯曲数据手套、带A/D的 ARM7微处理器和语音合成输出模块;手指弯曲数据手套由指环、光电传感器、供电导线和测量导线组成;光电传感器固定在指环上,光电传感器的电源输入端通过供电导线与ARM7 微处理器的电源端连接,光电传感器的输出端通过测量导线与ARM7微处理器的信号输入端连接;语音合成输出模块由语音合成芯片、功率放大器和扬声器组成,语音合成芯片的输入端与ARM7微处理器的输出端连接,语音合成芯片的输出端通过功率放大器与扬声器的输入端连接。本实用新型的目的还可以通过以下技术方案达到实现本实用新型的一种实施方案是所述光电传感器可以设置有两套相同的传感电路,用于测量手指两个关节的弯曲。实现本实用新型的一种实施方案是所述传感电路的发射输出端可以由电源、LED 发光二极管和限流电阻构成,接收输入端可以由PD光电管和下拉电阻构成。实现本实用新型的一种实施方案是所述带A/D的ARM7微处理器可以设有3. 3V 供电电源;支持3. 3V电压工作的OLED显示屏以及两个用于设定工作模式的按键。本实用新型具体如下突出的有益效果1、本实用新型使用LED发光二极管作光源,通过类似光纤一类的传输介质进行光传输,在介质的另一端放置PD光电管测量信号的强度来检测手指弯曲,容易获取手指关节角度和位置的信息。2、本实用新型结构简单,成本低廉,便于随身携带,能给语言障碍者和正常人之间提供一种交流的桥梁,有助于改善和提高聋哑残疾人的生活学习和工作条件。

图1为本发明光反射式移动手语识别系统的结构框图;图2为本发明数据手套结构示意图;图3为本发明光电传感器的电路图;图4为本发明ARM7微控制器系统的电路图;图5为本发明语音合成输出模块的电路图。其中,1-数据手套,2-ARM7微处理器,3_语音合成输出模块。
具体实施方式
具体实施例1 [0022]图1、图2、图3、图4和图5构成本发明的具体实施例1。参照图1、图2、图3、图4和图5,本实施例包括手指弯曲数据手套1、带A/D的ARM7 微处理器2和语音合成输出模块3 ;手指弯曲数据手套1由指环1-1、光电传感器1-2、供电导线1-3和测量导线1-4组成;光电传感器1-2固定在指环1-1上,光电传感器1-2的电源输入端通过供电导线1-3与ARM7微处理器2的电源端连接,光电传感器1-2的输出端通过测量导线1-4与ARM7微处理器2的信号输入端连接;语音合成输出模块3由语音合成芯片 3-1、功率放大器3-2和扬声器3-3组成,语音合成芯片3-1的输入端与ARM7微处理器2的输出端连接,语音合成芯片3-1的输出端通过功率放大器3-2与扬声器3-3的输入端连接。本实施例中,所述光电传感器1-2采用SPI-315反射式红外传感器,设置有两套相同结构的传感电路,用于测量手指两个关节的弯曲,所述传感电路的发射输出端由电源、 LED发光二极管和限流电阻构成,接收输入端由PD光电管和下拉电阻构成;所述ARM7微处理器2系统由带多路12位ADC的STM32F103处理器最小系统构成,采用3. 3V供电电源、 支持3. 3V电压工作的OLED显示屏以及两个用于设定工作模式的按键;所述语音合成芯片 3-1 采用 XFS3031CN 芯片。本实施例的工作原理如下首先,将数据手套1上的指环1-1分别套在拇指、食指、 中指、无名指和尾指的第二节上;然后,固定在指环1-1上的光电传感器1-2开始测量手指的弯曲程度,LED发光二极管发出的光经手指反射后被PD光电管接收,手指弯曲程度的不同,PD光电管接收的光强也随之改变,当手指完全伸直时,PD光电管接收的反射光强最弱,接收管不导通,输出电压为0 ;当手指完全弯曲时,PD光电管接收的反射光强最强,输出电压最大;接着,光电传感器1-2根据所测量的手指弯曲的结果通过输出信号Ml、M2送到 ARM7微处理器2中进行模数转换;最后,ARM7微处理器2将识别结果的汉字数据通过串口发送给语音合成芯片3-1,再经由功率放大器3-2推动,在扬声器3-3输出。 本实用新型使得用户可以按照汉语手指语字母表中的手势以拼音输入方式拼写字词,微处理器系统负责采集手指弯曲采集模块输出的手指弯曲信息,并根据识别算法分析手语内容,最后将分析结果送语音合成输出模块输出,结构简单,成本低廉,便于随身携带,能给语言障碍者和正常人之间提供一种交流的桥梁,有助于改善和提高聋哑残疾人的生活学习和工作条件。
权利要求1.光反射式移动手语识别系统,其特征是包括手指弯曲数据手套(1)、带A/D的ARM7 微处理器(2)和语音合成输出模块(3);手指弯曲数据手套(1)由指环(1-1)、光电传感器 (1-2)、供电导线(1-3)和测量导线(1-4)组成;光电传感器(1-2)固定在指环(1-1)上,光电传感器(1-2)的电源输入端通过供电导线(1-3)与ARM7微处理器(2)的电源端连接,光电传感器(1-2)的输出端通过测量导线(1-4)与ARM7微处理器(2)的信号输入端连接;语音合成输出模块(3)由语音合成芯片(3-1)、功率放大器(3-2)和扬声器(3-3)组成,语音合成芯片(3-1)的输入端与ARM7微处理器⑵的输出端连接,语音合成芯片(3-1)的输出端通过功率放大器(3-2)与扬声器(3-3)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的光反射式移动手语识别系统,其特征是所述光电传感器 (1-2)设有两套相同结构的传感电路,用于测量手指两个关节的弯曲。
3.根据权利要求2所述的光反射式移动手语识别系统,其特征是所述传感电路的发射输出端由电源、LED发光二极管和限流电阻构成,接收输入端由PD光电管和下拉电阻构成。
4.根据权利要求1或2所述的光反射式移动手语识别系统,其特征是所述带A/D的 ARM7微处理器(2)设有3. 3V供电电源。
专利摘要本实用新型公开光反射式移动手语识别系统,其特征是包括手指弯曲数据手套(1)、ARM7微处理器(2)和语音合成输出模块(3);手指弯曲数据手套(1)的光电传感器(1-2)的电源输入端通过供电导线(1-3)与ARM7微处理器(2)的电源端连接、其输出端通过测量导线(1-4)与ARM7微处理器(2)的信号输入端连接;语音合成输出模块(3)由语音合成芯片(3-1)、功率放大器(3-2)和扬声器(3-3)组成,语音合成芯片(3-1)的输入端与ARM7微处理器(2)的输出端连接、其输出端通过功率放大器(3-2)与扬声器(3-3)的输入端连接。本实用新型结构简单、成本低廉,便于随身携带,有助于改善和提高聋哑残疾人的生活学习和工作条件。
文档编号G09B21/04GK201936249SQ20102068382
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者赵剑桥 申请人:赵剑桥
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