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造福特殊人群,手语发声机设计分享

2017/06/22 10:57
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方案介绍

设计初衷:
手语作为聋哑人正常沟通的主要途径却不能被大多数人理解,与常人沟通仍是一个难题,如何有效帮助聋哑人与常人进行交流,让常人很好的理解手语呢,这就是我们进行这个作品设计的初衷!
这款手语发声机使用了Arduino主控器,结合5根flex4.5”单向弯曲传感器来识别手指姿态,通过DFPlayer Mini 播放器模块播放识别的语音,聋哑人借助该手语发声机,可以将手语表达转换成我们正常人可以听懂的语言,在一定程度上提高与普通人沟通效率,从而达到与正常人交流的目的。

手语发声机实物展示:

手语发声机所需器材:


组装连接:
4.5"弯曲传感器通过弯曲程度转换成电阻值的变化,弯曲越大,电阻越高。但是需要对该传感器进行相应改造,来获取合适的串口值,本次使用下拉电阻(1K)的方式。如下图所示

将焊接好的弯曲传感器接头用AB胶粘在手套的5根手指上,注意弯曲传感器焊接头部位请务必用胶带或绝缘材料包裹保护,以免弄断。


五根手指分别对应Arduino主控板上A1-A5,其它线按上图中弯曲传感器的接法来接。MP3模块与小喇叭模块与主控器连接如下图所示。

工作原理

上图分别代表平直状态、45度、90度状态下对应阻值。通过串口监视器可以查看到三种状态下的不同值。经过实际测量,平直状态下串口输出值为80;弯曲45度时串口输出值为60左右;而当弯曲角度达到90时,串口输出值为30-40之间。
语音素材:
从网上下载或者自己录制一部分语音素材,将其拷贝至TF卡里。注意TF卡里文件夹命名需要是mp3,放置在卡根目录下,而mp3文件命名需要是4位数字,例如"0001.mp3",放置在mp3文件夹下。如需中英文命名,可以添加在数字后,例如"0001hello.mp3"或者"0001语音.mp3"。
定义动作:
手语的识别是根据手势的姿态来判断,而这里手势姿态是通过弯曲传感器的串口值来表达。为了提高识别的准确率,事前定义明确的动作显得尤为重要。例如,表示OK的手势如下。


我们就可以将其定义为拇指和食指弯曲角度达到90度,对应串口值的条件为:(sensorValue1<40) and (sensorValue2<40),此时触发播放对应的语音。同样的方法可以定义多个语音手势。

对模型上电后,手指做出不同的形态,带动弯曲传感器形成不同的角度,被系统识别后发出不同的语音表达。

视频展示:

注:本文为安徽省教育科学规划课题:基于Arduino平台的普通高中通用技术课程开发项目成果。项目编号:JG14218。

【转载自DF社区】

  • 接线图.jpg
    描述:手语发声机接线图
  • 手语发声机手势代码.rar
    描述:手语发声机手势设定

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