[發明專利]一種基于六軸姿態傳感器模塊的可穿戴手語教學系統

在審

• 申請號: 201711193583.4
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107749213A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 王小群;黃錦標;夏玉娟;許陵
• 申請（專利權）人: 閩南師范大學
• 主分類號: G09B21/00
• 分類號: G09B21/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術領域

本發明涉及一種可穿戴智能設備，尤其涉及一種基于六軸姿態傳感器模塊的可穿戴手語教學系統。

背景技術

目前主流的手語教學系統是運用攝像設備捕獲用戶的手勢動作，通過提取手形輪廓進行手勢識別。由于人手是復雜的變形體且手語、手勢都具有多義性的特點，所以基于體感的手勢識別設備較難有突破性的進展。

微型化、低功耗電子器件技術的飛速發展極大地推動了可穿戴設備的研究，基于多軸傳感器的測量單元能嵌入到幾乎任何界面或設備中直接測量手勢動作信息。同時移動計算技術的發展和普及也為實時手勢識別提供了支撐環境?；诳纱┐鱾鞲衅鞯氖謩萁换ハ到y正備受關注。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于六軸姿態傳感器模塊的可穿戴手語教學系統。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

本發明包括姿態傳感器、藍牙芯片、手語數據庫和屏幕顯示裝置，所述姿態傳感器為多個，多個所述姿態傳感器分布于手套的各個指關節處，所述姿態傳感器與所述藍牙芯片電性連接，所述藍牙芯片與所述手語數據庫數據傳輸連接，所述藍牙芯片的顯示信號輸出端與所述屏幕顯示裝置連接。

進一步，所述藍牙芯片為型號CC2541的藍牙收發芯片。

本發明的有益效果在于：

本發明是一種基于六軸姿態傳感器模塊的可穿戴手語教學系統，與現有技術相比，本發明將六軸姿態傳感器技術運用到手語識別系統中，能夠將手語動作準確高效地翻譯成自然文本語言，顯示在交互頁面上。將本發明應用到聾啞學校的特殊教育中，使得非特教專業的教師也能為聾啞學生進行無障礙教學，從而讓聾啞學生受到更廣泛、更公平的教育。

附圖說明

圖1是本發明的硬件結構原理框圖；

圖2是本發明的姿態傳感器的安裝位置示意圖；

圖3是本發明的姿態傳感器示意圖；

圖4是本發明的供電模塊電路圖；

圖5是本發明的I2C總線物理拓撲結構；

圖6是本發明的姿態傳感器與藍牙芯片電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

本發明是具有六軸姿態傳感器的手套，通過六軸姿態傳感器捕獲用戶手部的方位、狀態等運動軌跡，用藍牙芯片收集、發射信號至計算機或手持設備上，通過專用的軌跡軟件分析、調用匹配的仿真手及文字數據并呈現在屏幕上(工作原理如圖1)。以此來實現手語翻譯或教學的功能。

六軸姿態傳感器手語教學系統包括手套(圖2)、六軸姿態傳感器MPU6050(圖3)、藍牙芯片等。

傳感手套(圖2)在手指的第二指間關節、掌指關節和手腕位置分別設有六軸姿態傳感器模塊。

手套上的各傳感器(圖3)可分別追蹤捕獲雙手第二指間關節、掌指關節和手腕的前后、左右、上下、彎曲、伸直等各種動作，得到手部方位、姿態等信息。

通過與姿態傳感器相連的藍牙模塊以無線方式發射手部運動信息至計算機或手持設備上。

通過專用的軌跡軟件分析手語姿態的數據并連接到相應的手語數據庫，最后將匹配的仿真手和文字(可能不是一條)顯示在屏幕上。

如圖1所示：本發明包括姿態傳感器、藍牙芯片、手語數據庫和屏幕顯示裝置，所述姿態傳感器為多個，多個所述姿態傳感器分布于手套的各個指關節處，所述姿態傳感器與所述藍牙芯片電性連接，所述藍牙芯片與所述手語數據庫數據傳輸連接，所述藍牙芯片的顯示信號輸出端與所述屏幕顯示裝置連接。

進一步，所述藍牙芯片為型號CC2541的藍牙收發芯片。

六軸姿態傳感器手語教學系統電路部分包括：供電模塊(圖4)、I2C總線物理拓撲結構(圖5)、藍牙芯片電路與姿態傳感器電路(圖6)。

圖4是供電模塊。供電模塊包括線性充電管理控制器MCP73831、電壓調整器RT9193、共陰極二極管、發光二極管、電源開關、電池接口；線性充電管理控制器MCP73831的1腳與2腳串聯再連接電源端和電容一端，電容另一端接地，實現濾波；3腳串聯電阻與發光二極管后串聯4腳接地，6腳通過電容與串聯好的7腳和8腳連接，實現濾波；共陰極二極管，以滿足充電與供電同時進行；發光二極管作為充電指示；電源開關實現傳感手套的開關；電池接口用來接入電池，電壓調整器RT9193與外圍電路構成穩壓電路，電壓調整器RT9193的1腳與兩個并聯電容，電阻的一端連接，電阻另一端連接電源端，實現濾波，2腳與兩個并聯電容連接，實現濾波。