一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)與視覺(jué)定位的幼兒教學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種信息化教學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)與視覺(jué)定位的幼兒教學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，重視現(xiàn)代教育技術(shù)對(duì)教育產(chǎn)生的影響，大力推進(jìn)教育信息化是世界教育發(fā)展的主流。我國(guó)在運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)整合教學(xué)的過(guò)程中，已取得了相當(dāng)成效。采用先進(jìn)的教學(xué)手段，提供全新的教學(xué)環(huán)境，設(shè)計(jì)新穎的教學(xué)活動(dòng)，已成為教育市場(chǎng)的趨勢(shì)所在。
[0003]針對(duì)幼兒的信息化教學(xué)系統(tǒng)大多利用了多媒體呈現(xiàn)形式多樣、圖文并茂、形聲并舉的優(yōu)點(diǎn)，提高了教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)力和感染力。但目前的幼兒教學(xué)系統(tǒng)，主要以大屏幕呈現(xiàn)內(nèi)容，雖然圖像內(nèi)容豐富多樣了，但不能給人帶來(lái)真實(shí)感，因此體驗(yàn)感差，雖然借助于3D技術(shù)可加強(qiáng)，但需要配戴3D眼鏡，而幼兒一般比較排斥。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種幼兒教學(xué)系統(tǒng)，其目的在于，在教學(xué)過(guò)程中提供虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景，可進(jìn)行豐富的社會(huì)場(chǎng)景教學(xué)體驗(yàn)和互動(dòng)，解決現(xiàn)有教學(xué)環(huán)境無(wú)法實(shí)現(xiàn)豐富的教學(xué)場(chǎng)景體驗(yàn)和無(wú)法互動(dòng)的缺陷。
[0005]—種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的幼兒教學(xué)系統(tǒng)，包括:
[0006]—個(gè)主控計(jì)算機(jī)，用于設(shè)置教學(xué)場(chǎng)景，對(duì)觸控設(shè)備的觸控信號(hào)進(jìn)行分析處理，以及對(duì)攝像頭采集的視頻進(jìn)行人物定位和行為分析；
[0007]若干投影儀，其連接主控計(jì)算機(jī)，用于將教學(xué)主題場(chǎng)景的畫(huà)面投射在教學(xué)區(qū)域內(nèi)，形成虛擬現(xiàn)實(shí)的空間教學(xué)環(huán)境；
[0008]若干觸控設(shè)備，布置在教學(xué)區(qū)域側(cè)面，其連接主控計(jì)算機(jī)，用于接收幼兒的觸控操作；
[0009]若干攝像頭，其連接主控計(jì)算機(jī)，用于從多角度多方位采集教學(xué)區(qū)域內(nèi)幼兒的位置及動(dòng)作視頻。
[0010]進(jìn)一步地，所述觸控設(shè)備為電子白板或觸控屏。
[0011]進(jìn)一步地，所述投影儀為3D全息投影儀。
[0012]進(jìn)一步地，所述主控計(jì)算機(jī)為臺(tái)式電腦、筆記本電腦、平板電腦或者手機(jī)中的任意一種。
[0013]進(jìn)一步地，所述攝像頭為帶紅外或夜視功能的高清攝像頭。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0015]通過(guò)使用本實(shí)用新型，教師或演講者可以方便地在教學(xué)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)面呈現(xiàn)投影畫(huà)面，形成虛擬現(xiàn)實(shí)的全空間虛擬場(chǎng)景教學(xué)環(huán)境，讓幼兒在該虛擬環(huán)境中進(jìn)行體驗(yàn)及互動(dòng)操作，并通過(guò)交互式觸控設(shè)備獲得幼兒觸控信號(hào)，通過(guò)攝像頭定位幼兒位置信息，識(shí)別幼兒動(dòng)作特征，得到幼兒互動(dòng)操作反饋，從而實(shí)現(xiàn)沉浸式互動(dòng)教學(xué)活動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型基于虛擬現(xiàn)實(shí)的幼兒教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0018]如圖1所示的基于虛擬現(xiàn)實(shí)與視覺(jué)定位的幼兒教學(xué)系統(tǒng)，包括一個(gè)主控計(jì)算機(jī)、若干投影儀、若干布滿整個(gè)教學(xué)區(qū)域側(cè)面的觸控設(shè)備和若干攝像頭。
[0019]所述主控計(jì)算機(jī)與各投影儀、觸控設(shè)備、攝像頭相連接，連接方式可采用串口或USB 口或網(wǎng)線或無(wú)線或藍(lán)牙中的任意一種。
[0020]所述主控計(jì)算機(jī)設(shè)置教學(xué)場(chǎng)景，將相應(yīng)的畫(huà)面分別傳送給對(duì)應(yīng)的投影儀，實(shí)現(xiàn)顯示畫(huà)面由主控計(jì)算機(jī)到顯影設(shè)備上的傳遞。
[0021]所述投影儀優(yōu)選3D全息投影儀，若其與主控計(jì)算機(jī)采用無(wú)線連接方式，則還需集成無(wú)線通訊模塊。所述3D全息投影畫(huà)面在教學(xué)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)面(側(cè)面、頂面、地面)上呈現(xiàn)，形成虛擬現(xiàn)實(shí)的全空間虛擬場(chǎng)景教學(xué)環(huán)境。
[0022]所述觸控設(shè)備布置在教學(xué)區(qū)域的側(cè)面，可采用電子白板或觸控屏。當(dāng)采用電子白板，投影儀向教學(xué)區(qū)域的側(cè)面電子白板投影，同時(shí)向頂面和地面投影；當(dāng)采用觸控屏，觸控屏本身可接收主控計(jì)算機(jī)的場(chǎng)景畫(huà)面并顯示，投影儀僅需向頂面、地面以及觸控屏不涉及的區(qū)域投影。
[0023]當(dāng)觸控設(shè)備上有輸入信號(hào)時(shí)，觸控設(shè)備將操作信號(hào)發(fā)到主控計(jì)算機(jī)上，完成信號(hào)傳遞，所述主控計(jì)算機(jī)可以對(duì)操作信號(hào)進(jìn)行分析處理，識(shí)別操作特征并進(jìn)行相應(yīng)處理。
[0024]所述攝像頭布置在教學(xué)區(qū)域的多個(gè)方位，從多個(gè)角度采集教學(xué)區(qū)域內(nèi)幼兒的位置及動(dòng)作視頻，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)區(qū)域的全覆蓋。
[0025]當(dāng)攝像頭上有輸入信號(hào)時(shí)，攝像頭通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將視頻信號(hào)傳遞到主控計(jì)算機(jī)上，所述主控計(jì)算機(jī)可以對(duì)攝像頭采集的視頻進(jìn)行分析處理，定位畫(huà)面中人物的位置，識(shí)別畫(huà)面中人物的行為特征。
[0026]所述主控計(jì)算機(jī)為普通臺(tái)式電腦、筆記本電腦、平板電腦或手機(jī)中的任意一種。
[0027]所述攝像頭優(yōu)選高清攝像頭，帶紅外或夜視功能。
[0028]實(shí)例:
[0029]向幼兒講解觀察紅綠燈安全過(guò)馬路的知識(shí)。向教學(xué)區(qū)域投射斑馬線及街道場(chǎng)景，并設(shè)置一個(gè)走斑馬線過(guò)馬路的人機(jī)交互任務(wù)。教師可以通過(guò)主控計(jì)算機(jī)或操作觸摸屏進(jìn)行紅燈、綠燈的切換，幼兒觀察紅綠燈的變化，在教學(xué)區(qū)域內(nèi)練習(xí)模擬過(guò)馬路。攝像頭從多方位多角度采集幼兒過(guò)馬路的整個(gè)過(guò)程，主控計(jì)算機(jī)對(duì)攝像頭采集的視頻進(jìn)行人物定位和行為分析，判斷幼兒是否在正確的時(shí)間段正確地行走在斑馬線上過(guò)馬路。若幼兒在紅燈亮起時(shí)過(guò)馬路或未行走在斑馬線上，以聲音或動(dòng)畫(huà)的方式給予警告；若幼兒在綠燈亮起時(shí)走斑馬線過(guò)馬路到達(dá)目的地，以聲音或動(dòng)畫(huà)的方式給予獎(jiǎng)勵(lì)。
[0030]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)與視覺(jué)定位的幼兒教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一個(gè)主控計(jì)算機(jī)，用于設(shè)置教學(xué)場(chǎng)景，對(duì)觸控設(shè)備的觸控信號(hào)進(jìn)行分析處理，以及對(duì)攝像頭采集的視頻進(jìn)行人物定位和行為分析； 若干投影儀，其連接主控計(jì)算機(jī)，用于將教學(xué)主題場(chǎng)景的畫(huà)面投射在教學(xué)區(qū)域內(nèi)，形成虛擬現(xiàn)實(shí)的空間教學(xué)環(huán)境； 若干觸控設(shè)備，布置在教學(xué)區(qū)域側(cè)面，其連接主控計(jì)算機(jī)，用于接收幼兒的觸控操作； 若干攝像頭，其連接主控計(jì)算機(jī)，用于從多方位多角度采集教學(xué)區(qū)域內(nèi)幼兒的位置及動(dòng)作視頻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)與視覺(jué)定位的幼兒教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述觸控設(shè)備為電子白板或觸控屏。3.如權(quán)利要求1或2所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)與視覺(jué)定位的幼兒教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述投影儀為3D全息投影儀。4.如權(quán)利要求1或2所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)與視覺(jué)定位的幼兒教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控計(jì)算機(jī)為臺(tái)式電腦、筆記本電腦、平板電腦或者手機(jī)中的任意一種。5.如權(quán)利要求1或2所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)與視覺(jué)定位的幼兒教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像頭為帶紅外或夜視功能的高清攝像頭。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)與視覺(jué)定位的幼兒教學(xué)系統(tǒng)，包括：一個(gè)主控計(jì)算機(jī)，用于設(shè)置教學(xué)場(chǎng)景，對(duì)觸控設(shè)備的觸控信號(hào)進(jìn)行分析處理，以及對(duì)攝像頭采集的視頻進(jìn)行人物定位和行為分析；若干投影儀，其連接主控計(jì)算機(jī)，用于將教學(xué)主題場(chǎng)景的畫(huà)面投射在教學(xué)區(qū)域內(nèi)，形成虛擬現(xiàn)實(shí)的空間教學(xué)環(huán)境；若干觸控設(shè)備，布置在教學(xué)區(qū)域側(cè)面，其連接主控計(jì)算機(jī)，用于接收幼兒的觸控操作；若干攝像頭，其連接主控計(jì)算機(jī)，用于從多方位多角度采集教學(xué)區(qū)域內(nèi)幼兒的位置及動(dòng)作視頻。本實(shí)用新型在教學(xué)過(guò)程中提供虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景，可進(jìn)行豐富的社會(huì)場(chǎng)景教學(xué)體驗(yàn)和互動(dòng)，解決現(xiàn)有教學(xué)環(huán)境無(wú)法實(shí)現(xiàn)豐富的教學(xué)場(chǎng)景體驗(yàn)和無(wú)法互動(dòng)的缺陷。
【IPC分類】G09B5/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204965778
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520726356
【發(fā)明人】陳靚影, 張坤, 劉樂(lè)元, 劉三女牙, 楊宗凱
【申請(qǐng)人】華中師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日