CN104735417A - 一种数字教学信息采集教室布置系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字教学信息采集教室布置系统，包括教室，教室内设有学生课桌，学生课桌设置于教室中间排列，老师讲台及其固定桌设置于学生课桌前方，在教室上端两侧分别设有扬声器、教室顶面分别设有用于跟踪锁定老师拍摄的第一摄像机和用教室全景拍摄的第二摄像机，第一摄像机设置于第二摄像机前端，进入教室的授课老师佩戴麦克风，麦克风中集成有无线音频接收机，靠近黑板上端设有第三摄像机用于老师板书进行特写，所述的第一摄像机、第二摄像机和第三摄像机通过无线连接或有线连通到计算机。本发明以在教师现场授课的同时自动生成教学实况录像，完整地记录教师在授课中的活动，同时将信息采集传输到计算机中，课后点播观研。

Description

一种数字教学信息采集教室布置系统

技术领域

本发明涉及数字化教学信息采集设备技术领域，具体属于一种数字教学信息采集教室布置系统。

背景技术

教育的过程不仅仅是一个简单的知识传授和宣讲的过程，教和学本身也是一个知识创造和再加工的过程。老师的面授过程是教育核心业务。在教育核心业务信息化的过程中不可或缺的三个重点：第一要做到教师面授过程的信息化；第二要做到师生互动的信息化；第三要做到教学活动常态化信息化。教师面授作为一个可以不间断的知识源和信息源，怎样能自动化保留下来，实时保留下来，并让它能够利用最新网络技术共享使用；精品课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分，国家教育部要求精品课程用两三年内实现课程的全程录像上网，旨在充分利用名师名教的先进教学效果，培训一批骨干师资队伍，实现校内外优质资源共享；学校精品课程的大量录像，还应用于课程评估、教学观摩、师资培养、论坛实录、名师讲堂、学生点课、评课、重修课程、评职评优。课程资源建设自然成了各校教学建设的最新课题问题，因为这对录课技术、网络技术、录课成本、编辑时效提出了严峻的挑战，技术往往在此时起关键作用。课程全自动录制系统，推向市场，意味着教学核心业务的信息化，意味着我国教育技术登上崭新的台阶——教育技术以课程建设为中心。现有的数字教学，在中小学教育中，除了广泛使用的设备有磁带录音机、挂图、图文卡片等，也出现了有声教鞭，但有声教鞭虽然可以即点即读，并且发音准确，使用方便，结合挂图较为形象生动，但其功能单一，现有的多媒体、数字化教学和语音教室等教学辅助系统，通常只能完成简单的教学任务，并且无法自动的对教学活动的中心人的行为跟踪录像，无法将教学现场教学实况，进行准确的信息采集，造成在进行传播时，信息量大大打折扣，教学效果难以宁人满意。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供了一种数字教学信息采集教室布置系统，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，以在教师现场授课的同时自动生成教学实况录像，完整地记录教师在授课中的活动，不仅包含教学现场实况，同时将信息采集传输到计算机中，便于后期以流媒体的方式在网络中直播、保存起来，以供广大师生、管理者实时收看，课后点播观研。

本发明采用的技术方案如下：

一种数字教学信息采集教室布置系统，包括教室、学生课桌、老师讲台及其固定桌、黑板、黑板一边挂有投影布，学生课桌设置于教室中间排列，老师讲台及其固定桌设置于学生课桌前方，在所述的教室上端两侧分别设有扬声器、教室顶面分别设有用于跟踪锁定老师拍摄的第一摄像机和用教室全景拍摄的第二摄像机，第一摄像机设置于第二摄像机前端，进入教室的授课老师佩戴麦克风，所述的麦克风中集成有无线音频接收机，所述的靠近黑板上端设有第三摄像机用于老师板书进行特写，所述的第一摄像机、第二摄像机和第三摄像机通过无线连接或有线连通到计算机。

所述的第一摄像机由固定块、摄像头和固定架构成，所述的摄像头是具有自动变焦功能的探头，所述的摄像头具有多个均匀分布球形转动器上，球形转动器转动设置于固定架上，固定架一端设有驱动电机，所述的固定架上端设有固定块，固定块内设有转动电机，转动电机输出轴下端固定连接于固定架上。

所述的所述固定块下端设有透明玻璃罩，透明玻璃罩将固定架及其安装于固定上的摄像头包覆。

所述的透明玻璃罩前端部分为半球形。

所述的透明玻璃罩外壁设有铰链连接的弧形清洁板。

所述的黑板下端设有固定式传感器，第一摄像机与固定式传感器两个边界所形成的区域，为信号共同作用区，在此区域内即便关闭了便携式麦克风上的信号发射器，或者阻隔掉了球机与教师携带的感应器之间的通讯，摄像球机也可以根据接收到的固定式传感器的信号进行目标跟踪，并以此来互补教师在讲台区域运动时的跟踪效果，使之趋于完美。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过多摄像头组合进行多较多旋转，匹配合适控制系统，实现跟踪无盲区，无须摄像人员控制，教师能够在教室内自由走动，摄像机自动连续跟踪拍摄，其跟踪拍摄的活动范围不局限于讲台，具有移动平稳性，确保教师图像被牢牢地锁定到图像中央而不会跑到画面之外；教师现场授课的同时自动生成教学实况录像，完整地记录教师在授课中的活动，不仅包含教学现场实况，同时将信息采集传输到计算机中，便于后期以流媒体的方式在网络中直播、保存起来，以供广大师生、管理者实时收看，课后点播观研。

附图说明

图1为本发明系统布置的结构示意图；

图2为本发明第一摄像机的结构示意图；

图3为本发明第一摄像机控制原理示意图。

具体实施方式

参见附图，

一种数字教学信息采集教室布置系统，包括教室1、学生课桌2、老师讲台及其固定桌3、黑板4、黑板一边挂有投影布401，学生课桌3设置于教室中间排列，老师讲台及其固定桌3设置于学生课桌3前方，在所述的教室上端两侧分别设有扬声器5、教室顶面分别设有用于跟踪锁定老师拍摄的第一摄像机6和用教室全景拍摄的第二摄像机7，第一摄像机6设置于第二摄像机7前端，进入教室的授课老师佩戴麦克风8，所述的麦克风8中集成有无线音频接收机，所述的靠近黑板4上端设有第三摄像机9用于老师板书进行特写，所述的第一摄像机6、第二摄像机7和第三摄像机9通过无线连接或有线连通到计算机10；所述的第一摄像机由固定块固定块601、摄像头602和固定架603构成，所述的摄像头602是具有自动变焦功能的探头，所述的摄像头2具有多个均匀分布球形转动器4上，所述的球形转动器604内设有单片控制模块、电机传动模块、电源模块、开关电路和传感器用于感应被检测物体的感应信号，并将信号传输到信号处理模块，在由单片机控制模块接受并输出相应的信号到开关电路，接收单片机控制模块输出的信号以控制摄像头单元的开闭；同时单片机控制模块还连接电机传动模块和数据存储模块，通过电机传动模块控制摄像头旋转到合适的角度；数据存储模块连接到计算机终端，电源模块直接连接到单片机控制模块；球形转动器604转动设置于固定架603上，固定架603一端设有驱动电机605，所述的固定架603上端设有固定块601，固定块601内设有转动电机606，转动电机输出轴下端固定连接于固定架603上，所述的所述固定块601下端设有透明玻璃罩607，透明玻璃罩607将固定架603及其安装于固定上的摄像头包覆，所述的透明玻璃罩607前端部分为半球形，所述的透明玻璃罩外壁设有铰链连接的弧形清洁板608，弧形清洁板可以连接电机进行转动，将玻璃罩表面清理干净，可以通过手动转动清洁。所述的黑板4下端设有固定式传感器402，第一摄像机6与固定式传感器402两个边界所形成的区域，为信号共同作用区，在此区域内即便关闭了便携式麦克风上的信号发射器，或者阻隔掉了球机与教师携带的感应器之间的通讯，第一摄像机6也可以根据接收到的固定式传感器402的信号进行目标跟踪，并以此来互补教师在讲台区域运动时的跟踪效果，使之趋于完美。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种数字教学信息采集教室布置系统，包括教室、学生课桌、老师讲台及其固定桌、黑板、黑板一边挂有投影布，学生课桌设置于教室中间排列，老师讲台及其固定桌设置于学生课桌前方，其特征在于：在所述的教室上端两侧分别设有扬声器、教室顶面分别设有用于跟踪锁定老师拍摄的第一摄像机和用教室全景拍摄的第二摄像机，第一摄像机设置于第二摄像机前端，进入教室的授课老师佩戴麦克风，所述的麦克风中集成有无线音频接收机，所述的靠近黑板上端设有第三摄像机用于老师板书进行特写，所述的第一摄像机、第二摄像机和第三摄像机通过无线连接或有线连通到计算机。

2.根据权利要求1所述的数字教学信息采集教室布置系统，其特征在于：所述的第一摄像机由固定块、摄像头和固定架构成，所述的摄像头是具有自动变焦功能的探头，所述的摄像头具有多个均匀分布球形转动器上，球形转动器转动设置于固定架上，固定架一端设有驱动电机，所述的固定架上端设有固定块，固定块内设有转动电机，转动电机输出轴下端固定连接于固定架上。

3.根据权利要求2所述的数字教学信息采集教室布置系统，其特征在于：所述的所述固定块下端设有透明玻璃罩，透明玻璃罩将固定架及其安装于固定上的摄像头包覆。

4.根据权利要求3所述的数字教学信息采集教室布置系统，其特征在于：所述的透明玻璃罩前端部分为半球形。

5.根据权利要求4所述的数字教学信息采集教室布置系统，其特征在于：所述的透明玻璃罩外壁设有铰链连接的弧形清洁板。

6.根据权利要求1-5其中之一所述的数字教学信息采集教室布置系统，其特征在于：所述的黑板下端设有固定式传感器。