CN109473016A - 一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置，包括：人工肌肉手套、手臂环、支持背心和辅助眼镜，所述人工肌肉手套穿戴在佩戴者手上，所述手臂环套在佩戴者手臂上且邻近手腕部位，所述支持背心穿戴在佩戴者上身，所述辅助眼镜戴在佩戴者眼睛部位；所述支持背心是整个系统的基础部分，而人工肌肉手套、手臂环和辅助眼镜均可单独或组合、与支持背心配合使用。本发通过一组穿戴设备能接收外界多种信息并以振动编码提示佩戴者，特别是能通过人工肌肉手套识别和传递手势、手语信息进行无视觉条件下的交流，增强听障、聋哑人群接收外界信息、感受外部环境能力，提高生活安全性及便利性，满足实际使用要求。

Description

一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置及方法

技术领域

本发明涉及新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置及方法，属于听障、聋哑人群智能辅助设备技术领域。

背景技术

我国有众多的听障、聋哑等人群，其依赖手语、手势等视觉或图像语言进行直接的交流和思维，在一些特殊环境，如黑夜等无光或弱光条件、有障碍间隔或较远的距离等情况下，他们无法有效地传递信息和交流。这些依赖图像语言的听障聋哑人群接受外部信息和感受外界环境的能力差，在繁杂的城市环境中，往往会遭遇各种意外，使其在城市中独自行动时容易出现危险，如交通事故、碰“壁”、误入险境等。随着网络信息与智能技术等的进步，智慧城市、无人管理城市等已经开始在国外试点，将构建起越来越庞大的智慧城市网络，目前国内也出现了多种智慧城市系统，如智慧交通系统，智慧斑马线、电子围栏等，为听障、聋哑等人群走出家庭保护圈，真正步入社会，提供了可期的前景。目前已有很多针对听障、聋哑等人群的服务、穿戴型的产品，大多基于传统的图像语音信号采集与识别，大多局限于家庭局域网络环境；而针对听障、聋哑等人群出行安全性、特别是在特殊环境中的交流困难情况，尚无相应解决方法。为此，需要设计相应的技术方案给予解决。

发明内容

本发明是针对现有技术存在的不足，提供一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置及方法，通过一组穿戴设备能接收外界多种信息并以振动编码提示佩戴者，特别是能通过人工肌肉手套识别和传递手势、手语信息进行无视觉条件下的交流，增强听障、聋哑人群接收外界信息、感受外部环境能力，提高生活安全性及便利性，满足实际使用要求。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置，包括：人工肌肉手套、手臂环、支持背心和辅助眼镜，所述人工肌肉手套穿戴在佩戴者手上，所述手臂环套在佩戴者手臂上且邻近手腕部位，所述支持背心穿戴在佩戴者上身，所述辅助眼镜戴在佩戴者眼睛部位；所述支持背心是整个系统的基础部分，而人工肌肉手套、手臂环和辅助眼镜均可单独、或组合，与支持背心配合使用；

所述支持背心包括：蓝牙/无线接受与发射模块电源模块、移动与固定目标的雷达传感模块、手语/语音识别与转换模块、电子围栏系统及电池，所述蓝牙/无线接受与发射模块电源模块、移动与固定目标的雷达传感模块、手语/语音识别与转换模块、电子围栏系统及电池构成了综合控制系统；

所述人工肌肉手套包括：手指运动传感器、腕部动作传感器、电源及手部动作采集传输模块及嵌入式激振器颗粒组；

所述手臂环包括：嵌入式的激振器颗粒组、手臂动作传感器、电源、第一手臂动作采集传输模块及第二手臂动作采集传输模块；

所述辅助眼镜集成有：蓝牙/无线系统、耳机、摄像头及镜片。

作为上述技术方案的改进，所述人工肌肉手套是佩戴者手势、手语的识别和驱动装置，所述手臂环是佩戴者手势、手语的识别与图像接收装置，所述人工肌肉手套与所述手臂环均带有激振器颗粒组、可以发出特定编码的振动信息与触觉信息。

作为上述技术方案的改进，所述人工肌肉手套是利用传感型主动纤维增强复合材料、记忆型主动金属丝等制成的，且是支持背心中的综合控制系统的传感器和作动器。

作为上述技术方案的改进，所述辅助眼镜为一体化结构，其为视觉障碍人群选配系统。

具体地，所述新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流方法如下：

S1：采用人工智能技术，佩戴者通过培训，利用人工肌肉手套和手臂环识别并建立手势、手语编码；

S2：一旦A佩戴者接收到B发送的手势、手语信号，则A佩戴者的人工肌肉手套会驱动其产生触觉与动作信号，实现对B佩戴者所做手势手语的图像重构、或者重复B佩戴者的手部动作；同样，A佩戴者可通过人工肌肉手套向B佩戴者发送手势、手语信息，且在此过程中，手语图像可以显式在手臂环上或辅助眼镜中；

S3：通过蓝牙、无线或其他网络环境的辅助，佩戴者进行不见面的交流，不受光照条件的限制；

S4：同时，人工肌肉手套与手臂环均带有激振器颗粒组，可以发出特定编码的振动信息与触觉信息，利用这些信息来判断处境。

更具体地，S4中包括如下操作：

S41：在智慧交通系统中，听障(也适用于盲人)人士行至路口，可以接收交通系统的红绿灯信号，并通过人工肌肉手套及手臂环上的激振器颗粒组发出的振动信息编码，给残障人士提示红绿灯信号；

S42：如果有车辆等运动物体靠近，则通过振动编码发出避让信号；

S43：带有电子围栏功能，能够防止车辆等侵入佩戴者的安全范围；

S44：行至不同的地点，系统可以接收地点、场所的标记信息，并通过振动编码告知佩戴者，方便其生活；

S45：接收政府广播系统发送的地震等灾害警报信息，以振动编码提示佩戴者；

S46：可同时以声音信息的形式，与正常人群进行信息交流。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

(1)本发明以智能材料、人工智能、大脑/运动神经系统的感知与触觉视觉重构等技术为基础，是对传统图像语音识别、动作识别类方法的一种新的补充。

(2)本发明旨在为听障、聋哑人群提供一种新的环境感知与信息交流的方法，帮助并增强他们的安全性和生活便利性，具有重要的社会价值。

(3)本发明通过使用该装置和使用方法，使听障、聋哑人群更好地融入了未来的智慧城市系统，具有很好的经济价值。

附图说明

图1为本发明系统构成结构示意图；

图2为本发明所述背心支持系统构成结构示意图；

图3为本发明所述人工肌肉手套结构示意图；

图4为本发明所述手臂环结构示意图；

图5为本发明所述辅助眼镜结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

如图1所示：新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置，包括：人工肌肉手套1、手臂环2、支持背心3和辅助眼镜4，人工肌肉手套1穿戴在佩戴者手上，手臂环2套在佩戴者手臂上且邻近手腕部位，支持背心3穿戴在佩戴者上身，辅助眼镜4戴在佩戴者眼睛部位；所述支持背心3是整个系统的基础部分，而人工肌肉手套1、手臂环2和辅助眼镜4均可单独、或组合，与支持背心3配合使用。

如图2所示：支持背心3包括：蓝牙/无线接受与发射模块电源模块5、移动与固定目标的雷达传感模块6、手语/语音识别与转换模块7、电子围栏系统8及电池9，且蓝牙/无线接受与发射模块电源模块5、移动与固定目标的雷达传感模块6、手语/语音识别与转换模块7、电子围栏系统8及电池9构成了综合控制系统10。

其中，人工肌肉手套1是佩戴者手势、手语的识别和驱动装置，手臂环2是佩戴者手势、手语的识别与图像接收装置。

如图3所示：人工肌肉手套1是利用传感型主动纤维增强复合材料、记忆型主动金属丝等制成的，是支持背心3中的智能控制系统10的传感器和作动器；包括：手指运动传感器11、腕部动作传感器12、电源9及手部动作采集传输模块13、嵌入式激振器颗粒组21；由手指运动传感器11、腕部动作传感器12可感知佩戴者的手部动作，经由手部动作采集传输模块13采集并传输至支持背心3中进行识别处理，得到手势手语编码；同时人工肌肉手套1在控制信号作用下，可以做出所要求的动作和手势，从而模拟听障、聋哑人的手势、手语；

如图4所示：手臂环2包括：嵌入式的激振器颗粒组21、手臂动作传感器14、电源9、第一手臂动作采集传输模块15及第二手臂动作采集传输模块16；

其中，人工肌肉手套1与手臂环2均带有激振器颗粒组21，可以发出特定编码的振动信息与触觉信息，可参见图3、图4。

如图5所示：辅助眼镜4集成有：蓝牙/无线系统17、耳机19、摄像头18及镜片20。

本发明的基本原理：主要利用了听障、聋哑人群特有的、对视觉和触觉的敏感性，特别是视觉和触觉的同构性，从而实现触觉信息接收与视觉重构，或者实现视觉信息接收与触觉重构。

具体地，操作如下：

S1：采用人工智能技术，佩戴者通过培训，利用人工肌肉手套和臂环识别并建立手势、手语编码；

S2：一旦A佩戴者接收到B佩戴者发送的手势、手语信号，则A佩戴者的人工肌肉手套1会驱动其产生触觉与动作信号，实现对B佩戴者所做手势手语的图像重构、或者重复B佩戴者的手部动作；同样，A佩戴者可以通过人工肌肉手套1向B佩戴者发送手势、手语信息；在此过程中，手语图像可以显式在手臂环2上或者辅助眼镜4中；

S3：这样，通过蓝牙、无线或其他网络环境的辅助，佩戴者可以进行不见面的交流，不受光照条件的限制，譬如夜晚、黑暗、野外、被困等听障、聋哑人看不到手语，或障碍间隔、距离间隔等情况。

S4：同时，人工肌肉手套1与手臂环2均带有激振器颗粒组21，可以发出特定编码的振动信息与触觉信息，利用这些信息来判断处境。

包括：41)在智慧交通系统中，听障(也适用于盲人)人士行至路口，可以接收交通系统的红绿灯信号，并通过手套及臂环上的振动颗粒组发出的振动信息编码，给残障人士提示红绿灯信号；

42)如果有车辆等运动物体靠近，则通过振动编码发出避让信号；

43)带有电子围栏系统8功能，能防止车辆等侵入佩戴者的安全范围；

44)行至不同的地点，系统可以接收地点、场所的标记信息，并通过振动编码告知佩戴者，方便其生活；

45)可接收政府广播系统发送的地震等灾害警报信息，并以振动编码提示佩戴者。

66)本系统可同时以声音信息的形式，与正常人群进行信息交流。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置，其特征在于：主要包括：人工肌肉手套(1)、手臂环(2)、支持背心(3)和辅助眼镜(4)，所述人工肌肉手套(1)穿戴在佩戴者手上，所述手臂环(2)套在佩戴者手臂上且邻近手腕部位，所述支持背心(3)穿戴在佩戴者上身，所述辅助眼镜(4)戴在佩戴者眼睛部位；所述支持背心(3)是整个系统的基础部分，而人工肌肉手套(1)、手臂环(2)和辅助眼镜(4)均可单独或组合、与支持背心(3)配合使用；

所述支持背心(3)包括：蓝牙/无线接受与发射模块电源模块(5)、移动与固定目标的雷达传感模块(6)、手语/语音识别与转换模块(7)、电子围栏系统(8)及电池(9)，所述蓝牙/无线接受与发射模块电源模块(5)、移动与固定目标的雷达传感模块(6)、手语/语音识别与转换模块(7)、电子围栏系统(8)及电池(9)构成了综合控制系统(10)；

所述人工肌肉手套(1)包括：手指运动传感器(11)、腕部动作传感器(12)、电源(9)、手部动作采集传输模块(13)及嵌入式激振器颗粒组(21)；

所述手臂环(2)包括：嵌入式的激振器颗粒组(21)、手臂动作传感器(14)、电源(9)、第一手臂动作采集传输模块(15)及第二手臂动作采集传输模块(16)；

所述辅助眼镜(4)集成有：蓝牙/无线系统(17)、耳机(19)、摄像头(18)及镜片(20)。

2.根据权利要求1所述一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置，其特征在于：所述人工肌肉手套(1)是佩戴者手势、手语的识别和驱动装置，所述手臂环(2)是佩戴者手势、手语的识别与图像接收装置，所述人工肌肉手套(1)与所述手臂环(2)均带有激振器颗粒组(21)、可以发出特定编码的振动信息与触觉信息。

3.根据权利要求2所述一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置，其特征在于：所述人工肌肉手套(1)是利用传感型主动纤维增强复合材料、记忆型主动金属丝等制成的，且是支持背心(3)中的综合控制系统(10)的传感器和作动器。

4.根据权利要求3所述一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流装置，其特征在于：所述辅助眼镜(4)为一体化结构，其为视觉障碍人群选配系统。

5.根据权利要求1-4所述一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流方法，其特征在于：所述方法如下：

S1：采用人工智能技术，佩戴者通过培训，利用人工肌肉手套(1)和手臂环(2)识别并建立手势、手语编码；

S2：一旦A佩戴者接收到B佩戴者发送的手势、手语信号，则A佩戴者的人工肌肉手套(1)会驱动其产生触觉与动作信号，实现对B佩戴者所做手势手语的图像重构、或者重复B佩戴者的手部动作；同样，A佩戴者可通过人工肌肉手套(1)向B佩戴者发送手势、手语信息，且在此过程中，手语图像可以显式在手臂环(2)上或辅助眼镜(4)中；

S3：通过蓝牙、无线或其他网络环境的辅助，佩戴者进行不见面的交流，不受光照条件的限制；

S4：同时，人工肌肉手套(1)与手臂环(2)均带有激振器颗粒组(21)，可以发出特定编码的振动信息与触觉信息，利用这些信息来判断处境。

6.根据权利要求1-4所述一种新型的听障、聋哑人群辅助安全与信息交流方法，其特征在于：S4中包括如下操作：

S41：在智慧交通系统中，听障(也适用于盲人)人士行至路口，可以接收交通系统的红绿灯信号，并通过人工肌肉手套(1)及手臂环(2)上的激振器颗粒组(21)发出的振动信息编码，给残障人士提示红绿灯信号；

S42：如果有车辆等运动物体靠近，则通过振动编码发出避让信号；

S43：带有电子围栏系统(8)功能，能够防止车辆等侵入佩戴者的安全范围；

S44：行至不同的地点，系统可以接收地点、场所的标记信息，并通过振动编码告知佩戴者，方便其生活；

S45：接收政府广播系统发送的地震等灾害警报信息，以振动编码提示佩戴者；

S46：可同时以声音信息的形式，与正常人群进行信息交流。