一種手語(yǔ)通信手套的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能手套領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種通過(guò)手勢(shì)或手語(yǔ)進(jìn)行通信和交流的手套。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)實(shí)生活中，常遇到一些場(chǎng)合，由于交流者本身的限制或者環(huán)境的限制，交流并不是通過(guò)語(yǔ)音實(shí)現(xiàn)，而是通過(guò)手勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如下面的場(chǎng)景:在公安干警或特警執(zhí)行任務(wù)時(shí)，為了避免暴露自己，通常都采用特定的戰(zhàn)術(shù)手語(yǔ)和同伴進(jìn)行溝通。另外一種場(chǎng)景:聾啞人在交流時(shí)，表達(dá)方不具備語(yǔ)音能力，但卻會(huì)手語(yǔ)，而傾聽(tīng)對(duì)象通常都只能以語(yǔ)音或文字的方式才能清楚的明白表達(dá)者的意思。而要很好的解決這兩種場(chǎng)合存在的需求，就需要一種能將手勢(shì)轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音的通訊設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)高效的手勢(shì)交流。
[0003]上述第一種場(chǎng)景中的戰(zhàn)術(shù)手語(yǔ)交流存在缺陷如下:受信者必須持續(xù)注視手語(yǔ)發(fā)出者，而無(wú)法時(shí)刻監(jiān)視危險(xiǎn)方向，會(huì)分散較大的注意力；距離遠(yuǎn)、夜間、有遮擋物時(shí)無(wú)法看清對(duì)方的手語(yǔ)導(dǎo)致手語(yǔ)通信失效；戰(zhàn)術(shù)手語(yǔ)動(dòng)作簡(jiǎn)潔明了，動(dòng)作幅度較大因此被敵方識(shí)別的可能性也較大，隱秘性不夠；同時(shí)戰(zhàn)術(shù)手語(yǔ)肢體動(dòng)作幅度較大，需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間和體力，通信效率不高；肢體語(yǔ)言的表現(xiàn)能力和識(shí)別能力畢竟不如聲音語(yǔ)言。
[0004]現(xiàn)有方案如CN201356078Y《智能啞語(yǔ)翻譯手套》通過(guò)七個(gè)開(kāi)關(guān)、處理器、信號(hào)處理器等部件實(shí)現(xiàn)了啞語(yǔ)翻譯。其缺陷在于:一是除手套外，信號(hào)處理器、電源、轉(zhuǎn)換器等都設(shè)置在另處一個(gè)單獨(dú)的殼體中，從而使用時(shí)需要手套和單獨(dú)的殼體配合使用，導(dǎo)致不便于攜帶和操作使用；二是該手套本身只是通過(guò)七個(gè)開(kāi)關(guān)的組合實(shí)現(xiàn)的，它能表達(dá)的意思動(dòng)作有限，而且對(duì)于開(kāi)關(guān)的觸發(fā)要依靠身體其它部分去進(jìn)行，遇到在衣物表面等軟的質(zhì)地時(shí)，開(kāi)關(guān)很可能不能有效觸發(fā)；三是它不能識(shí)別動(dòng)態(tài)的手勢(shì)表達(dá)的意思，如手的指向、手在空中繪的圖形，兩手的相對(duì)動(dòng)作。即它對(duì)于非手指接觸性的動(dòng)作不能有效表達(dá)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種手語(yǔ)通信手套，它將傳感器植入到手套中，通過(guò)提取手指的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并識(shí)別其中包含的戰(zhàn)術(shù)指令，用無(wú)線信號(hào)將戰(zhàn)術(shù)指令發(fā)送給受信者，再通過(guò)TTS語(yǔ)音引擎將戰(zhàn)術(shù)指令翻譯為相應(yīng)的語(yǔ)音，最后受信者通過(guò)耳機(jī)聽(tīng)對(duì)方發(fā)出的戰(zhàn)術(shù)指令。該手套不僅可供特警組網(wǎng)使用，實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)距、夜間、有遮擋物的情況下，相互之間進(jìn)行手語(yǔ)通信，還可以供聾啞人使用單只手套，實(shí)現(xiàn)將手語(yǔ)轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型由以下幾部分構(gòu)成:手套1、手指姿態(tài)傳感器2(共5個(gè))、手掌姿態(tài)傳感器3、微處理器4、電源5、語(yǔ)音模塊7，還可包含無(wú)線通信模塊6、揚(yáng)聲器8、上位機(jī)。其原理框圖如圖1所示。
[0008]手套部分，如圖2所示，其同普通的分指手套一樣，有五個(gè)指頭，可全指，也可露指。手套可采用多種材質(zhì)制作而成，手套有內(nèi)外兩層，內(nèi)外兩層之間形成一個(gè)夾層。其作為一個(gè)載體，將5個(gè)手指姿態(tài)傳感器、手掌姿態(tài)傳感器、微處理器、電源、無(wú)線通信模塊、語(yǔ)音模塊、揚(yáng)聲器等元器件固定于手套夾層內(nèi)。
[0009]在連接關(guān)系上，通過(guò)導(dǎo)線10或電路連接將5個(gè)手指姿態(tài)傳感器、手掌姿態(tài)傳感器、電源、存儲(chǔ)器、無(wú)線通信模塊、語(yǔ)音模塊分別與微處理器相連，揚(yáng)聲器與語(yǔ)音模塊相連。
[0010]各部分原理和功能分別如下:
[0011]手指姿態(tài)傳感器，它共有5個(gè)，分別位于手套的5個(gè)手指上，對(duì)于全指手套，可設(shè)置于指端，對(duì)于露指手套，可設(shè)置在離手掌最近的一節(jié)手指上，露指手套上的傳感器優(yōu)選的固定在手套外側(cè)。手指姿態(tài)傳感器包含但不限于六軸傳感器、三軸磁場(chǎng)傳感器(電磁羅盤(pán))、霍爾傳感器、陀螺儀，主要功能是檢測(cè)手指的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，并將手指的運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳送給微處理器。所述六軸傳感器優(yōu)選三軸陀螺儀加三軸速度計(jì)，它可檢測(cè)加速度、角速度、角度等參數(shù)。當(dāng)手指姿態(tài)傳感器選用霍爾傳感器和三軸磁場(chǎng)傳感器(電磁羅盤(pán))時(shí)，需要在手套的手掌心位置加設(shè)一個(gè)小磁鐵9，作為電子羅盤(pán)或霍爾傳感器的一個(gè)組成部分，進(jìn)行信號(hào)的感應(yīng)。
[0012]手掌姿態(tài)傳感器，優(yōu)選六軸傳感器，主要功能是檢測(cè)整個(gè)手套的上下、左右、前后三軸運(yùn)動(dòng)和繞三軸旋轉(zhuǎn)六個(gè)方向的活動(dòng)情況，并將手掌的運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳送給微處理器，其可固定于手套夾層中的手背或手腕位置。
[0013]微處理器，包含但不限于單片機(jī)、ARM處理器，其主要功能如下:一是采集傳感器傳回的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波等預(yù)處理；二是對(duì)姿態(tài)進(jìn)行解算，獲得手指和手掌的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；三是對(duì)手勢(shì)進(jìn)行模式識(shí)別，識(shí)別出是否發(fā)出手勢(shì)、識(shí)別出手勢(shì)對(duì)應(yīng)的含義；四是依據(jù)手勢(shì)識(shí)別的結(jié)果控制語(yǔ)音模塊發(fā)出相應(yīng)的語(yǔ)音、對(duì)電源進(jìn)行管理；五是控制無(wú)線數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
[0014]電源，它主要是為微處理器及其他各部分提供工作電源，電源部分包含但不限于電池供電和USB供電，采用電池供電時(shí)，還可設(shè)置電池倉(cāng)，電源部分還包含了升降壓電路及可充電電池的充放電電路。
[0015]無(wú)線通信模塊，它主要建立手套和手套之間的連接或者手套和上位機(jī)之間的連接，它既能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收，它包含但不限于無(wú)線射頻模塊、Zigbee無(wú)線模塊、藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、GSM\GPRS模塊、北斗通信模塊。
[0016]語(yǔ)音模塊，它是將信號(hào)轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音的設(shè)備，它可選用能進(jìn)行語(yǔ)音合成的語(yǔ)音模塊，一般是“TTS”，輸入要說(shuō)的內(nèi)容即可轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音信號(hào)。語(yǔ)音模塊包含驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器或者音頻的接口，便于直接接上揚(yáng)聲器或者插上耳機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音的播放。
[0017]語(yǔ)音模塊還可包含存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器主要用于存放手勢(shì)和語(yǔ)音的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)，以及語(yǔ)音內(nèi)容，它配合微處理器調(diào)用相應(yīng)的語(yǔ)音庫(kù)。
[0018]語(yǔ)音模塊還可單獨(dú)包含藍(lán)牙無(wú)線模塊，用于將語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線方式發(fā)送到藍(lán)牙耳機(jī)。
[0019]揚(yáng)聲器，數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，它同語(yǔ)音模塊相連，主要是將語(yǔ)音模塊上輸出的語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音。
[0020]上位機(jī)部分，主要通過(guò)運(yùn)行在硬件上的軟件實(shí)現(xiàn)。硬件包含但不限于電腦、手機(jī)、pad。軟件主要實(shí)現(xiàn)的功能有:設(shè)定每種手勢(shì)所對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音信號(hào)，設(shè)定每個(gè)手套的識(shí)別地址及相應(yīng)的響應(yīng)代號(hào)。
[0021 ] 手指姿態(tài)傳感器(5個(gè))和手掌姿態(tài)傳感器能對(duì)整個(gè)手(手掌和手指)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。識(shí)別是通過(guò)處理器實(shí)現(xiàn)的，手套還可直接把數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線或者有線傳給其他智能終端(電腦手機(jī)等)以及其他網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)手勢(shì)的識(shí)別。
[0022]該手套可單獨(dú)使用，此時(shí)主要用于聾啞人員的交流場(chǎng)合，它將手勢(shì)識(shí)別后，通過(guò)語(yǔ)音模塊處理，最后通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出語(yǔ)音。該手套還可組網(wǎng)使用時(shí)，此時(shí)主要用于警方的特戰(zhàn)行動(dòng)中，每人一個(gè)手套，每個(gè)手套都可以設(shè)置一個(gè)設(shè)備識(shí)別地址，既可向指定手套(單獨(dú)某個(gè)或幾個(gè)或全部)發(fā)送手勢(shì)指令，也可接收其他手套發(fā)送過(guò)來(lái)的指令，接收端將耳機(jī)連接到音頻接口，或者使用無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)等便可聽(tīng)到發(fā)送方手勢(shì)所表達(dá)的語(yǔ)音含義。
[0023]本實(shí)用新型有如下有益效果:
[0024](I)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種手勢(shì)的判別。因?yàn)閷?duì)每個(gè)手指和整個(gè)手都設(shè)置了傳感器，所以對(duì)于每一個(gè)時(shí)刻的每一個(gè)手勢(shì)都對(duì)應(yīng)了一組傳感器信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有手勢(shì)的判別。
[0025](2)利用模式識(shí)別技術(shù)將傳統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)手語(yǔ)識(shí)別翻譯為相應(yīng)的