CN211827191U - 一种手势识别装置固定结构及其可穿戴手势识别装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种手势识别装置固定结构及其可穿戴手势识别装置，通过所述弹性绳与所述锁紧件配合，能够使得所述手指部与手指皮肤贴合更加紧密，能够有效避免所述手指部的关节处的所述传感器组件因为手势动作产生滑动移位，此外配合在每个所述手指部的关节处设置所述关节指环，利用所述关节指环能够使得所述手指部与手指关节处紧密贴合，能够进一步避免所述手指部的关节处的所述传感器组件因为手势动作产生滑动移位，同时在所述手腕部远靠近人体手腕的一端上具有松紧带，能够使得所述手腕部与人体的手腕紧密接触，因而避免所述手腕部的所述传感器组件因为手势动作产生滑动移位，保证手势动作捕捉的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及手语翻译识别技术领域，尤其涉及一种手势识别装置固定结构及其可穿戴手势识别装置。
背景技术
目前世界各地有3.9亿的语言残障人士，占全球总人口的5％，其中来自中国的这类患者人数就有将近2100万，手语是他们的主要交流方式。然而，大部分普通人不懂手语，失语人士与普通人的沟通十分困难。为了解决这个问题，一般采用手势识别装置即手语翻译识别手套，采用传感器进行手指弯曲程度及手势在空间中的姿态等数据的采集，然后经算法识别后与模板手势库匹配，完成手势动作捕捉并翻译成文字或者语音，但是现有的手势识别装置在使用过久后，传感器往往会因为手势动作产生滑动移位，造成手势动作捕捉不准确的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种手势识别装置固定结构及其可穿戴手势识别装置，旨在解决现有技术中的手势识别装置由于传感器滑动移位造成手势动作捕捉不准确的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的一种手势识别装置固定结构，包括手套本体和传感器组件，所述手套本体上具有手指部、手掌部和手腕部，所述手指部的数量为五个，每个所述手指部靠近所述手掌部的一侧均具有U形通道，所述U形通道内贯穿有弹性绳，所述弹性绳的两端设置有锁紧件，每个所述手指部的关节处设置有关节指环，每个所述关节指环具有弹性，所述手腕部远靠近人体手腕的一端上具有松紧带，所述传感器组件分别设置在所述手腕部和每个所述手指部上。
其中，大拇指上的所述手指部设置有一个所述关节指环，其余拇指上的所述手指部分别设置有两个所述关节指环。
其中，所述手套本体包括具有内层和外层，所述外层与所述内层粘接，并位于所述内层的外部，所述内层与所述外层上均设置有所述手指部、所述手掌部和所述手腕部，所述内层和外层的所述手指部之间沿五根手指的侧表面分别设有所述U形通道。
其中，所述外层与所述内层之间的每个所述手指部上均设置有所述关节指环，所述外层的外表壁的每个所述手指部上均设置有所述关节指环，且所述外层与所述内层之间的每个所述手指部上设置的所述关节指环的横截面积大于所述外层的外表壁的每个所述手指部上设置的所述关节指环的横截面积。
其中，所述内层的内表壁的每个所述手指部上均设置有所述关节指环，且所述内层的内表壁的每个所述手指部上设置的所述关节指环的横截面积大于所述外层与所述内层之间的每个所述手指部上设置的所述关节指环的横截面积。
其中，所述锁紧件为套装在所述弹性绳两端的弹簧绳扣。
其中，所述锁紧件与所述弹性绳的两端活动连接。
其中，所述传感器组件包括弯曲度传感器、姿态传感器和惯性测量传感器，所述弯曲度传感器分别设置在所述内层的内表壁的每个所述手指部上，所述姿态传感器设置在所述手掌部上，所述惯性测量传感器均设置在所述手腕部上。
其中，所述手势识别装置固定结构还包括处理器，所述处理器与所述手掌部固定连接，并位于所述手掌部的外表壁。
本实用新型还提供一种可穿戴手势识别装置，包括手势识别装置固定结构，还包括蓝牙传输单元和WIFI传输单元，所述蓝牙传输单元和所述WIFI传输单元的信号输入端分别所述处理器电性连接，所述蓝牙传输单元和所述WIFI传输单元的信号输出端分别与用户移动终端电性连接。
本实用新型的有益效果体现在：通过每个所述手指部靠近所述手掌部的一侧均具有U形通道，所述U形通道内贯穿有弹性绳，通过所述弹性绳与所述锁紧件配合，能够使得所述手指部与手指皮肤贴合更加紧密，能够有效避免所述手指部的关节处的所述传感器组件因为手势动作产生滑动移位，此外配合在每个所述手指部的关节处设置所述关节指环，利用所述关节指环能够使得所述手指部与手指关节处紧密贴合，能够进一步避免所述手指部的关节处的所述传感器组件因为手势动作产生滑动移位，保证手势动作捕捉的准确性，同时在所述手腕部远靠近人体手腕的一端上具有松紧带，能够使得所述手腕部与人体的手腕紧密接触，因而避免所述手腕部的所述传感器组件因为手势动作产生滑动移位，保证手势动作捕捉的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的手势识别装置固定结构及其可穿戴手势识别装置的结构示意图。
图2是本实用新型的内层和外层上设置有关节指环的结构剖视图。
100-手势识别装置固定结构、10-手套本体、101-内层、102-外层、11-手指部、111-U形通道、112-弹性绳、113-锁紧件、114-关节指环、12-手掌部、13-手腕部、131-松紧带、20-传感器组件、21-弯曲度传感器、22-姿态传感器、23-惯性测量传感器、30-处理器、40-蓝牙传输单元、50-WIFI传输单元、200-可穿戴手势识别装置。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1和图2，本实用新型提供了一种手势识别装置固定结构100，包括手套本体10和传感器组件20，所述手套本体10上具有手指部11、手掌部12和手腕部13，所述手指部11的数量为五个，每个所述手指部11靠近所述手掌部12的一侧均具有U形通道111，所述U形通道111内贯穿有弹性绳112，所述弹性绳112的两端设置有锁紧件113，每个所述手指部11的关节处设置有关节指环114，每个所述关节指环114具有弹性，所述手腕部13远靠近人体手腕的一端上具有松紧带131，所述传感器组件20分别设置在所述手腕部13和每个所述手指部11上。
在本实施方式中，当语言残障人士穿戴所述手套本体10时，五个手指部11分别与用户对应的手指套合，所述手掌部12套合用户的手掌，所述手腕部13套合用户的手腕，所述传感器组件20中的测量人体手腕弯曲程度以及惯性特征的电器件设置在所述手腕处，以及所述传感器组件20中的测量手指弯曲程度的电器件设置在每个所述手指部11的关节处，每个所述手指部11靠近所述手掌部12的一侧均具有U形通道111，所述U形通道111内贯穿有弹性绳112，通过所述弹性绳112与所述锁紧件113配合，能够使得所述手指部11与手指皮肤贴合更加紧密，能够有效避免所述手指部11的关节处的所述传感器组件20因为手势动作产生滑动移位，此外配合在每个所述手指部11的关节处设置所述关节指环114，利用所述关节指环114能够使得所述手指部11与手指关节处紧密贴合，能够进一步避免所述手指部11的关节处的所述传感器组件20因为手势动作产生滑动移位，保证手势动作捕捉的准确性，同时在所述手腕部13远靠近人体手腕的一端上具有松紧带131，能够使得所述手腕部13与人体的手腕紧密接触，因而避免所述手腕部13的所述传感器组件20因为手势动作产生滑动移位，能够准确测量手腕弯曲程度以及惯性，保证手势动作捕捉的准确性。
进一步地，大拇指上的所述手指部11设置有一个所述关节指环114，其余拇指上的所述手指部11分别设置有两个所述关节指环114。
在本实施方式中，由于人体的大拇指通过一个关节实现弯曲，其余拇指通过两个关节实现弯曲，通过在大拇指上的所述手指部11设置有一个所述关节指环114，其余拇指上的所述手指部11分别设置有两个所述关节指环114的设置，能够保证每个手指的关节处均设置有所述关节指环114，利用所述关节指环114能够使得所述手指部11与手指关节处紧密贴合，能够有效避免所述手指部11的关节处的所述传感器组件20因为手势动作产生滑动移位，准确测量手指弯曲程度，以此保证手势动作捕捉的准确性。
进一步地，所述手套本体10包括具有内层101和外层102，所述外层102与所述内层101粘接，并位于所述内层101的外部，所述内层101与所述外层102上均设置有所述手指部11、所述手掌部12和所述手腕部13，所述内层101和外层102的所述手指部11之间沿五根手指的侧表面分别设有所述U形通道111。
在本实施方式中，所述内层101和所述外层102均采用橡胶材料制成，通过所述内层101和所述外层102的双层结构设置，能够增加所述手套本体10与人体手部的贴合紧密性，最大程度上避免所述传感器组件20滑动移位造成手势动作捕捉不准确的问题，同时由于所述内层101和外层102的所述手指部11之间沿五根手指的侧表面分别设有所述U形通道111，所述弹性绳112穿过所述U形通道111，并且将所述弹性绳112在所述锁紧件113的作用下系紧，能够使得所述手指部11与手指皮肤贴合更加紧密，能够有效避免所述手指部11的关节处的所述传感器组件20因为手势动作产生滑动移位。
进一步地，所述外层102与所述内层101之间的每个所述手指部11上均设置有所述关节指环114，所述外层102的外表壁的每个所述手指部11上均设置有所述关节指环114，且所述外层102与所述内层101之间的每个所述手指部11上设置的所述关节指环114的横截面积大于所述外层102的外表壁的每个所述手指部11上设置的所述关节指环114的横截面积。所述内层101的内表壁的每个所述手指部11上均设置有所述关节指环114，且所述内层101的内表壁的每个所述手指部11上设置的所述关节指环114的横截面积大于所述外层102与所述内层101之间的每个所述手指部11上设置的所述关节指环114的横截面积。
在本实施方式中，通过在所述内层101的内表壁的每个所述手指部11上均设置有所述关节指环114、所述外层102与所述内层101之间的每个所述手指部11上均设置有所述关节指环114，所述外层102的外表壁的每个所述手指部11上设置的所述关节指环114，通过三层结构的所述关节指环114的设置，能够使得所述手指部11与手指皮肤贴合更加紧密，能够有效避免所述手指部11的关节处的所述传感器组件20因为手势动作产生滑动移位。并且所述内层101上的所述关节指环114、所述内层101与所述外层102之间的所述关节指环114和所述外层102上的所述关节指环114的横截面积依次减小，能够增加所述手指部11与手指皮肤贴合紧密性的同时，能够增加所述关节指环114包覆所述手指部11的关节处的面积，进而手指部11的关节处的所述传感器组件20与手指皮肤充分接触，保证手势动作捕捉的准确性。
进一步地，所述锁紧件113为套装在所述弹性绳112两端的弹簧绳扣。所述锁紧件113与所述弹性绳112的两端活动连接。
在本实施方式中，通过移动弹簧绳扣来扣紧所述弹性绳112，从而能够使得所述手指部11牢固的固定在手指上，使得所述手指部11与手指皮肤贴合更加紧密，能够有效避免所述手指部11的关节处的所述传感器组件20因为手势动作产生滑动移位。
进一步地，所述传感器组件20包括弯曲度传感器21、姿态传感器22和惯性测量传感器23，所述弯曲度传感器21分别设置在所述内层101的内表壁的每个所述手指部11上，所述姿态传感器22设置在所述手掌部12上，所述惯性测量传感器23均设置在所述手腕部13上。所述手势识别装置固定结构100还包括处理器30，所述处理器30与所述手掌部12固定连接，并位于所述手掌部12的外表壁。
在本实施方式中，所述弯曲度传感器21用于采集各个手指弯曲度姿态，所述姿态传感器22用于采集手掌空间姿态角，所述惯性传感器用于采集人体手腕弯曲程度以及惯性特征，所述弯曲度传感器21可以指利用材料伸长或压缩过程中的薄膜材料阻值的变化来测量弯曲的程度的传感器，所述弯曲度传感器21采用型号为FLX-03的一种简单测量弯曲强度的传感器，所述姿态传感器22为九轴姿态传感器22可以采用型号为LSM9DS的传感器，包括一个三轴加速计，一个三轴陀螺仪，一个三轴磁力计，用于采集手掌在空间中的运动姿态，通过识别手掌的俯角、仰角、航角，识别手势姿态信息。所述惯性传感器的型号为Ellipse-D，用于采集人体手腕弯曲程度以及惯性特征。
当语言障碍者穿戴上所述手套本体10，并做出一系列手语动作后，所述弯曲度传感器21、所述姿态传感器22和所述惯性传感器动作，用于对手指弯曲程度、手势在空间中的姿态、手腕的弯曲程度以及惯性特征等数据进行采集后，数据传送至JKW11S型号的所述处理器30中经过归一化和数据融合后，采用KNN模式识别算法(K-近邻分类算法)进行初步分类，将初步分类结果结合隐马尔科夫HMM模型结合上下文获知手语含义，传达给不懂手语的正常人，为失语者和普通人之间的沟通交流搭建桥梁。
本实用新型还提供一种可穿戴手势识别装置200，包括手势识别装置固定结构100，还包括蓝牙传输单元40和WIFI传输单元50，所述蓝牙传输单元40和所述WIFI传输单元50的信号输入端分别所述处理器30电性连接，所述蓝牙传输单元40和所述WIFI传输单元50的信号输出端分别与用户移动终端电性连接。
在本实施方式中，将初步分类结果结合隐马尔科夫HMM模型结合上下文获知手语含义后，所述处理器30将手语含义通过所述蓝牙传输单元40或者所述WIFI传输单元50，分别利用蓝牙传输协议或者WIFI网络传输协议将手语含义传输至移动终端如智能手机、平板电脑等，利用所述移动终端翻译成普通人能够理解的文本和语音，传达给不懂手语的正常人，为失语者和普通人之间的沟通交流搭建桥梁。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种手势识别装置固定结构，其特征在于，
包括手套本体和传感器组件，所述手套本体上具有手指部、手掌部和手腕部，所述手指部的数量为五个，每个所述手指部靠近所述手掌部的一侧均具有U形通道，所述U形通道内贯穿有弹性绳，所述弹性绳的两端设置有锁紧件，每个所述手指部的关节处设置有关节指环，每个所述关节指环具有弹性，所述手腕部远靠近人体手腕的一端上具有松紧带，所述传感器组件分别设置在所述手腕部和每个所述手指部上。
2.如权利要求1所述的手势识别装置固定结构，其特征在于，
大拇指上的所述手指部设置有一个所述关节指环，其余拇指上的所述手指部分别设置有两个所述关节指环。
3.如权利要求2所述的手势识别装置固定结构，其特征在于，
所述手套本体包括具有内层和外层，所述外层与所述内层粘接，并位于所述内层的外部，所述内层与所述外层上均设置有所述手指部、所述手掌部和所述手腕部，所述内层和外层的所述手指部之间沿五根手指的侧表面分别设有所述U形通道。
4.如权利要求3所述的手势识别装置固定结构，其特征在于，
所述外层与所述内层之间的每个所述手指部上均设置有所述关节指环，所述外层的外表壁的每个所述手指部上均设置有所述关节指环，且所述外层与所述内层之间的每个所述手指部上设置的所述关节指环的横截面积大于所述外层的外表壁的每个所述手指部上设置的所述关节指环的横截面积。
5.如权利要求4所述的手势识别装置固定结构，其特征在于，
所述内层的内表壁的每个所述手指部上均设置有所述关节指环，且所述内层的内表壁的每个所述手指部上设置的所述关节指环的横截面积大于所述外层与所述内层之间的每个所述手指部上设置的所述关节指环的横截面积。
6.如权利要求1所述的手势识别装置固定结构，其特征在于，
所述锁紧件为套装在所述弹性绳两端的弹簧绳扣。
7.如权利要求1所述的手势识别装置固定结构，其特征在于，
所述锁紧件与所述弹性绳的两端活动连接。
8.如权利要求5所述的手势识别装置固定结构，其特征在于，
所述传感器组件包括弯曲度传感器、姿态传感器和惯性测量传感器，所述弯曲度传感器分别设置在所述内层的内表壁的每个所述手指部上，所述姿态传感器设置在所述手掌部上，所述惯性测量传感器均设置在所述手腕部上。
9.如权利要求8所述的手势识别装置固定结构，其特征在于，
所述手势识别装置固定结构还包括处理器，所述处理器与所述手掌部固定连接，并位于所述手掌部的外表壁。
10.一种可穿戴手势识别装置，包括如权利要求9所述的手势识别装置固定结构，其特征在于，
还包括蓝牙传输单元和WIFI传输单元，所述蓝牙传输单元和所述WIFI传输单元的信号输入端分别所述处理器电性连接，所述蓝牙传输单元和所述WIFI传输单元的信号输出端分别与用户移动终端电性连接。
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| WO2023033725A3 (en) * | 2021-09-02 | 2023-05-11 | National University Of Singapore | Sensory glove system and method for sign gesture sentence recognition |
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