[發明專利]一種便攜實用型手語識別發聲裝置

無效

• 申請號: 200810229041.2
• 申請日: 2008-11-26
• 公開（公告）號: CN101430603A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 王斐;聞時光;謝志勇;吳潔;何興
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 梁 焱

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，特別是涉及一種便攜實用型手語識別發聲裝置。

背景技術

手語是聾啞殘疾人使用的語言。它是由手形動作輔之以表情姿勢而構成的比較穩定的表達系統，是一種靠動作和視覺進行交際的特殊語言。然而，手語是一個龐大而復雜的語言系統，讓大多數正常人掌握并應用手語直接與聾啞殘疾人進行交流顯然是不現實的。目前聾啞人與正常人之間的溝通僅僅限于以懂手語的正常人做翻譯等手段，在很大程度上限制了不懂手語的正常人對聾啞殘疾人的理解，給聾啞殘疾人日常生活、工作和學習帶來極大的不便。

本發明將有助于改善和提高聾啞殘疾人的生活學習和工作條件，使正常人可以為他們提供更好的服務，也能夠使得聾啞人，尤其是使得文化程度比較低的聾啞人，使用手語和正常人交流。

發明內容

為了幫助聾啞人和正常人之間更好地進行交流，本發明提供一種便攜實用型手語識別發聲裝置。

該裝置由手指彎曲度采集手套、單片機，語音電路三部分組成，其中手指彎曲度采集手套的電壓信號連接單片機的模擬輸入端口，語音電路的SPI接口連接單片機的SPI接口。

手指彎曲度采集手套包括手套、第一環、第二環、金屬絲、滑動變阻器、彈簧、套繩和加速度傳感器，其中在手套的每個手指上面靠近手指尖部固定第一環，靠近手指根部固定第二環，一根金屬絲依次連接第一環、第二環、滑動變阻器滑動端子和彈簧，滑動變阻器固定在手套上，金屬絲外包裹套繩，套繩固定在第一環和第二環處，在手套的手背上安裝加速度傳感器。

語音電路采用可以存儲多段事先錄制的語音片段的語音芯片電路。

單片機對采集到的每個手指的模擬電壓信號進行模擬到數字轉換，得到數字化的手指彎曲信息，并通過對加速度模擬信號的模擬，在進行模擬到數字轉換得到手運動的數字化加速度信息，單片機對每個手指彎曲度采集信息和加速度變化信息進行記錄，然后和預先定義手指彎曲度采集的對應信息進行比較，找出和當前手指彎曲度采集信號和加速度信號最相近的預先定義的手勢種類，然后驅動發音電路給出對應聲音信號。單片機的控制方法按如下步驟進行A、初始化語音電路和模擬數字轉換器；B、分別采集由大拇指、食指、中指、無名指、小指的彎曲程度產生的電壓信號；C、采集手運動的加速度產生的電壓信號；D、將大拇指、食指、中指、無名指、小指產生的電壓信號、手運動的加速度產生的電壓信號分別與預先定義的手勢信號進行作差然后將差值求平方和進行比對；E、找出與大拇指、食指、中指、無名指、小指產生的電壓信號、手運動的加速度產生的電壓信號相差的平方和的值最小的一個預先定義的手勢信號；F、驅動語音電路，給出符合手勢種類的聲音。

本發明的工作原理是當聾啞人帶上手套做手語手勢時，手指處于彎曲狀態，而此時由于金屬絲在第一環處固定，同時金屬絲可在固定于手指中部關節和第二環處的套繩中自由移動，故此時第一環和第二環之間的金屬絲被拉長，此時彈簧處于伸長狀態，只要手指處于彎曲狀態，第一環和第二環之間的金屬絲長度就不會恢復到自然狀態，而此時由于金屬絲被拉長，滑動變阻器的滑動端子亦同時沿著金屬絲伸長的方向滑動，改變了滑動變阻器的阻值，從而滑動變阻器的滑動端子和滑動變阻器一端之間的電壓也出現了變化，再將此電壓信號輸入單片機，單片機對采集到的每個手指的模擬電壓信號進行模擬到數字轉換，得到數字化的手指彎曲信息，并通過對加速度傳感器輸出的模擬信號的模擬到數字轉換得到手運動的數字化加速度信息，單片機對每個手指彎曲度采集的信息和加速度變化信息進行記錄，然后和預先定義的手勢的對應信息進行比較，找出和當前手指彎曲度采集最相近的預先定義手指彎曲度采集，然后驅動語音電路給出對應聲音信號。

本發明將有助于改善和提高聾啞殘疾人的生活學習和工作條件，使正常人可以為他們提供更好的服務，也能夠使得聾啞人，尤其是使得文化程度比較低的聾啞人，使用手語和正常人交流。

附圖說明

圖1是手指處于自然狀態示意圖；

圖2是手指處于彎曲狀態示意圖；

圖3是手指彎曲度采集手套及加速度傳感器的示意圖；

圖4是單片機電路原理圖；

圖5是手指彎曲度采集手套電路圖；

圖6是語音電路圖。

圖1中：1?第一環，2?第二環，3?金屬絲，4?滑動變阻器滑動端子，5?滑動變阻器，6?套繩，7?彈簧；

圖3中：8加速度傳感器、9手套。

具體實施方式