[发明专利]一种基于弯曲传感器的手势识别装置和手语翻译方法

说明书

技术领域

本发明涉及手语动作识别装置和手语翻译方法领域，特别涉及一种基于弯曲传感器的手势识别装置和手语翻译方法。

背景技术

据资料统计说明，我国听力语言残疾居视力残疾、肢残、智残等五大残疾之首，超过2000万人，我国聋哑症的发病率约为2‰，按年均人口出生率计算，连同出生后2～3岁婴幼儿，每年总的群体达5700万，听损伤的发病人数约为17万。我国每年有2000万新生儿出生，约有3万听力损害的新生儿出现。在这样一种情形之下，我们希望能够研发一种便携式的手势识别装置与手语翻译设备。

研究发现，现有的手语翻译方案，有来自微软公司的US20100199228A1(公开日为2010年8月5日)提供了利用深度摄像头捕获并分析用户的身体姿态并将其解释为命令的方案，来Nintendo公司的US20080291160A1(公开日为2008年11月27日)提供了利用红外传感器和加速度传感器捕获用户手部位置的方案。这些方案实现了对手部运动的识别，但也存在着各种不足，而且价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于弯曲传感器的手势识别装置和手语翻译方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种基于弯曲传感器的手势识别装置，包括：微处理器一、微处理器二，以及分别与微处理器一相连的弯曲传感器一、九轴姿态传感器一和无线通信模块一，分别于微处理器二相连的无线通信模块二、显示模块、SD卡模块和网络模块，微处理器一与微处理器二之间选用蓝牙4.0BLE模块作为近场通信无线通信方式，微处理器一通过串行输入输出口将发送缓存由无线通信模块一发送给与无线通信模块二，由无线通信模块二将接收缓存通过串行输入输出口传输给微处理器二。

所述弯曲传感器一随着使用者手指弯曲度的改变而改变自身弯曲度，并转换成模拟电流信号，输入到微处理器一的AD输入输出口。

所述九轴姿态传感器一随着使用者双手手心平移、旋转和双手相对位置的变化而改变自身加速度、旋转角和磁场强度参数，并通过串行总线将信息传输到微处理器一。

所述微处理器一以一预先设置的采样率，开始记录使用者单位时间内的手部手指弯曲度、手掌加速度、旋转角和磁场参数，存入发送缓存，直到读取到特定的语句结束动作。

微处理器二将接收缓存经过数据封装，通过网络模块发送给后台服务器，数据由后台服务器根据选定的翻译语言，以特定的算法进行匹配；后台服务器将匹配好的翻译语言转换成通用文字编码，回传给微处理器二，微处理器二通过显示模块将文字显示在TFT-LCD显示屏上。

一种基于弯曲传感器的手语翻译方法，包含以下顺序的步骤：

S1.使用者将手势识别装置佩戴在双手上，进行手语交流，以特定的动作标志语句的开始和结束；

S2.每只手上佩戴的手势识别装置，有5个弯曲传感器一，分别固定在使用者手指背部，并连接到微处理器一的AD模拟信号转数字信号输入输出口，所述弯曲传感器一随着使用者手指弯曲度的改变而改变自身弯曲度，并转换成模拟电流信号，输入到微处理器一的AD输入输出口。

S3.每只手上佩戴的手势识别装置，有一个九轴姿态传感器一，固定在使用者手掌中心，并通过串行总线连接到微处理器一的输入输出口，所述九轴姿态传感器一随着使用者双手手心平移、旋转和双手相对位置的变化而改变自身加速度、旋转角和磁场强度参数，微处理器一以预先设定的时间间隔读取九轴姿态传感器一的参数。

S4.当微处理器一读取到特定的语句开始动作，开始记录使用者单位时间内的手部手指弯曲度、手掌加速度、旋转角和磁场参数，存入发送缓存，直到读取到特定的语句结束动作。

S5.微处理器一通过串行输入输出口将发送缓存由无线通信模块一发送给与无线通信模块二，由无线通信模块二将接收缓存通过串行输入输出口传输给微处理器二。

S6.微处理器二将接收缓存经过数据封装，通过网络模块发送给后台服务器，数据由后台服务器根据选定的翻译语言，以特定的算法进行匹配。

S7.后台服务器将匹配好的翻译语言转换成通用文字编码，回传给微处理器二，微处理器二通过显示模块将文字显示在TFT-LCD显示屏上。

S8.使用者可以根据显示结果，用特定手势对结果进行删除、清屏和保存等操作。

步骤S2中，所述的手势识别装置以轻质手套的形式将弯曲传感器一固定在使用者手指背部。

步骤S3中，所述的九轴姿态传感器是一种具有多自由度的传感器，用于检测在空间中的3个加速度自由度、3个旋转角自由度以及3个磁场强度自由度。