手语翻译智能装置，包括单片机和电源模块，单片机与三轴加速度传感器模块、陀螺仪模块、弯曲传感器模块、稳压模块构成主控单元，各个模块分别与单片机引脚连接，单片机串口与语音模块相连，语音模块外接扬声器；电源模块为各模块供电，手部产生手语动作时，通过弯曲传感器模块检测五个手指的弯曲状况，三轴加速度传感器模块侦测手部在X、Y、Z方向上的加速度分量，陀螺仪模块用于测量手掌在X、Y、Z方向的旋转角速度分量；各模块将数据传给单片机，单片机将数据处理后把相应字符串发送给语音模块，语音模块合成相应的语音信号并发送给扬声器进行播报。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗电子仪器
，涉及一种聋哑人用手语翻译智能装置，还涉及这种装置的使用方法。
技术介绍
手语是用手势比量动作，根据手势的变化模拟形象或者音节以构成一定意思和语句。目前，全世界有I亿2000万聋哑人，中国有2057万聋哑人,手语是聋哑人最重要的交际手段。然而由于手语不是社会大多数人的常用语言，手语推广的滞后在很大程度上制约了他们与社会的交流，也减少了他们获取受教育的机会。目前已出现多种带有手语翻译功能的智能装置，基于人机交互的模式，通过计算机感知手势语言，处理后由计算机进行播报。由于人机交互体积庞大，不易携带，且成本昂贵、功能较差、手语翻译不准确等原因，还没有一个产品能够投入市场供聋哑人使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种手语翻译智能装置，解决现有技术存在的体积庞大，不易携带的问题。本专利技术的另一个目的是提供上述装置的使用方法。本专利技术的技术方案是，手语翻译智能装置，包括单片机和电源模块，单片机与三轴加速度传感器模块、陀螺仪模块、弯曲传感器模块、稳压模块构成主控单元，各个模块分别与单片机引脚连接，单片机串口与语音模块相连，语音模块外接扬声器；电源模块为各模块供电，手部产生手语动作时,通过弯曲传感器模块检测五个手指的弯曲状况,三轴加速度传感器模块侦测手部在X、Y、Z方向上的加速度分量，陀螺仪模块用于测量手掌在不同方向的旋转角速度分量，各模块将数据传给单片机，单片机将数据处理后把相应字符串发送给语音模块，语音模块合成相应的语音信号并发送给扬声器进行播报。本专利技术的特点还在于:弯曲传感器模块为五个，分别与五个手指连接。电源模块使用的是锂电池。五个弯曲传感器缝制在手套的五个手指套里。单片机最小系统与三轴加速度传感器模块、陀螺仪模块、电源模块、语音模块集成在一个盒子里，该盒子缝制在手套的手背处或手腕处。本专利技术的第二个技术方案是，手语翻译智能装置的使用方法，包括单片机和电源模块，单片机与三轴加速度传感器模块、陀螺仪模块、弯曲传感器模块、稳压模块构成主控单元，各个模块分别与单片机引脚连接，单片机串口与语音模块相连，语音模块外接扬声器；电源模块为各模块供电；手部产生手语动作时，通过弯曲传感器模块检测手指的弯曲状况，三轴加速度传感器模块侦测手部在X、Y、Z方向上的加速度分量，陀螺仪模块用于测量手掌在X、Y、Z方向的旋转角速度分量；各模块将数据传给单片机，单片机将数据处理后把相应字符串发送给语音模块，语音模块合成相应的语音信号并发送给扬声器进行播报。单片机自带AD转换器，通过电路将手指的弯曲程度转换为电信号，再将电信号通过AD转化成数字量，分辨率为1/2'三轴加速度模块、陀螺仪模块通过I2C总线将数据传给单片机。电源模块包括供电电路，供电电路使用的是锂电池，锂电池电压为3.3V至4.2V,通过电源模块将锂电池电压转换为系统需要的3.3V，直接给各部件供电。弯曲传感器模块为五个，分别与五个手指连接。为了使用方便，五个弯曲传感器缝制在手套的五个手指套里；单片机最小系统与三轴加速度传感器模块、陀螺仪模块、电源模块、语音模块集成在一个盒子里，该盒子缝制在手套的手背处或手腕处。本专利技术具有如下有益效果:1、本专利技术手语翻译智能装置基于三大传感器(陀螺仪，弯曲传感器，三轴加速度传感器)进行手语识别，利用多种传感器数据综合判断当前手掌姿态，并在语音数据库中选择相应的语音数据，因此手语翻译较为准确，单片机运算速度高，从测量各个传感器数据到发送语音数据至语音模块都可以在IOms内完成，可快速实现手语翻译。2、本专利技术通过锂电池供电，系统中各传感器模块工作电压均为3.3V，能耗小，供电时间长，携带方便，使用时只需要打开电源开关即可，操作方便简单。系统中除弯曲传感器夕卜，其他模块均封装在5*7*2 (cm)的盒子中并可固定在手套背部或腕部，使得穿戴非常方便。3、本专利技术对携带本产品人员出现突发事故时具有紧急处理功能，比如当使用者跌倒或被撞击时，加速度传感器可检测到该冲击量并将该冲击量数据发送至单片机，单片机可控制语音模块播报报警声音或者配合其他系统发出报警。4、本专利技术成本低，体积小，携带方便，易普及，解决了聋哑人交流问题，真正给聋哑人带来了生活上的便利。【附图说明】图1为本专利技术聋哑人手语翻译智能装置的电路结构示意图；图2为本专利技术聋哑人手语翻译智能装置的软件流程图。图中，1.单片机，2.电源模块，3.三轴加速度计，4.三轴陀螺仪，5.弯曲传感器，6.语音模块，7.扬声器,8.锂电池。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。手语翻译智能装置，参见图1，包括单片机I和电源模块2，单片机I与三轴加速度计3、三轴陀螺仪4、弯曲传感器5、稳压模块构成主控单元，各个模块分别与单片机I引脚连接，单片机I串口与语音模块6相连，语音模块6外接扬声器7 ；电源模块2为各模块供电，手部产生手语动作时，通过弯曲传感器5检测五个手指的弯曲状况，三轴加速度计3侦测手部在X、Y、Z方向上的加速度分量，三轴陀螺仪4用于测量手掌在不同方向的旋转角速度分量，各模块将数据传给单片机1，单片机I将数据处理后把相应字符串发送给语音模块6，语音模块6合成相应的语音信号并发送给扬声器7进行播报,完成手部动作翻译过程单片机I型号STC12C5410AD，电源模块2使用的是锂电池8，各个模块供电电压均为 3.3V。弯曲传感器5属于柔韧性弯曲传感器，该传感器在发生弯曲时，它的导通电阻会发生变化。在正常不弯曲的状态时，导通电阻为10k，随着传感器的弯曲，电阻会逐渐增大。在弯曲90度时增大到35k。传感器长11.4cm，宽6.35mm，厚度小于0.5mm。可以承受360度以上的弯曲。三轴加速度传感器，型号ADXL330，供电为3.3v时，X、Y轴静态输出为1.65ν左右，Z轴静态输出为1.95ν左右。而在本设计的实际运用中，各轴轴向加速度变化范围约为+/-1g,因为X、Y轴最终输出范围为1.65V+/-0.3v, Z轴最大输出范围为1.95ν+/-0.3ν,系统AD为12位，能够检测到0.6Imv的信号变化。AD参考电压为2.5ν，传感器输出在AD输入范围以内，无须进行放大。手部运动引起的加速度信号频率低于50Hz，因此在应用中信号输出带宽设为50Hz，有效滤去高频噪声。本专利技术的电子罗盘，霍尼韦尔HMC5883L是一种表面贴装的高集成模块，并带有数字接口的弱磁传感器芯片。HMC5883L包括最先进的高分辨率HMC118C系列磁阻传感器，并附带霍尼韦尔专利的集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使罗盘精度控制在1°到2°的12位模数转换器。参见图2，本专利技术手语翻译智能装置的工作流程框图，上电启动之后，手部产生手语动作，通过各传感器采集数据并将数据传送给单片机I进行处理，再由程序控制语音模块发出相应的声音，完成手部动作翻译过程。该手语翻译智能装置的工作原理:首先手部产生手语动作，通过弯曲传感器5检测五个手指的弯曲状况，单片机I自带AD转换器，通过电路将手指的弯曲程度转换为电信号(弯曲程度越大，电压越高)，再将电信号通过AD转化成数字量，分辨率为1/2'三轴加速度计3侦测手部在X、Y、Z方向上的加速度分量，通过I2C总线将数据传给单本文档来自技高网...
【技术保护点】
手语翻译智能装置，其特征在于：包括单片机（1）和电源模块（2），单片机（1）与三轴加速度传感器模块、陀螺仪模块、弯曲传感器模块、稳压模块构成主控单元，各个模块分别与单片机（1）引脚连接，单片机（1）串口与语音模块（6）相连，语音模块（6）外接扬声器（7）；电源模块（2）为各模块供电，手部产生手语动作时，通过弯曲传感器模块检测五个手指的弯曲状况，三轴加速度传感器模块侦测手部在X、Y、Z方向上的加速度分量，陀螺仪模块用于测量手掌在不同方向的旋转角速度分量；各模块将数据传给单片机（1），单片机（1）将数据处理后把相应字符串发送给语音模块（6），语音模块（6）合成相应的语音信号并发送给扬声器（7）进行播报。
【技术特征摘要】
1.手语翻译智能装置，其特征在于:包括单片机(I)和电源模块(2)，单片机(I)与三轴加速度传感器模块、陀螺仪模块、弯曲传感器模块、稳压模块构成主控单元，各个模块分别与单片机(I)引脚连接，单片机(I)串口与语音模块(6)相连，语音模块(6)外接扬声器(7);电源模块(2)为各模块供电，手部产生手语动作时，通过弯曲传感器模块检测五个手指的弯曲状况，三轴加速度传感器模块侦测手部在X、Y、Z方向上的加速度分量，陀螺仪模块用于测量手掌在不同方向的旋转角速度分量；各模块将数据传给单片机(I )，单片机(I)将数据处理后把相应字符串发送给语音模块(6)，语音模块(6)合成相应的语音信号并发送给扬声器(7 )进行播报。2.如权利要求1所述的手语翻译智能装置，其特征在于:所述弯曲传感器模块为五个，分别与五个手指连接。3.如权利要求2所述的手语翻译智能装置，其特征在于:所述五个弯曲传感器缝制在手套的五个手指套里，将单片机(I)最小系统与三轴加速度传感器模块、陀螺仪模块、电源模块、语音模块集成在一个盒子里，该盒子缝制在所述手套的手背处或手腕处。4.如权利要求1-3任一项所述的手语翻译智能装置，其特征在于:所述电源模块(I)使用的是锂电池(8)。5.手语翻译智能装置的使用方法，包括单片机(I)和电源模块(2)，单片机(I)与三轴加速度传感器模块、陀螺仪模块、弯曲传感器模块、稳压模块构成主控单元，各个模块分别与单片机(I)引脚连接，单片机(I)串口与语音模块相连，语音模块外接扬声器(7);电源模块(2 )为各模块供电，手部产生手语...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇祥，边和，陶坤，王联欢，郭跃，郑艳秋，罗晨光，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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