CN105263005A - 加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置 - Google Patents

Abstract

加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，包括配有加工制造类设备的主控教室、设置在主控教室的自动跟踪摄像装置、课程资源录播服务器、视音频编码器、VGA编码器、以太网交换机、分播教室、网络课程开发室、由若干远程教室组成的MOOC云教室，自动跟踪摄像装置的信号输出端分别与VGA编码器以及视音频编码器的信号采集端相连，VGA编码器的AV信号输出端以及其音频输出端分别的课程资源录播服务器的信号输入端相连；课程资源录播服务器的信号输出端与分播教室信号相连。本发明的有益效果是：摄像头通过AV信号和VGA信号连接录制服务器，网络远程教室或云教室能增加利用该课程资源的人数。

Description

加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置

技术领域

本发明涉及一种加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置。

背景技术

教育信息化背景下，随着MOOG教学、翻转课堂等新兴教学形式的不断推广，以及课程录播和信息传输等技术的迅速发展，课程资源的录制、传输和开发技术逐渐成为其中的关键环节。课程录播技术不仅仅是拍摄，还涉及到传输速度和质量，特别对于加工制造类课程，加工环境恶劣，数据量庞大，给拍摄、传输和后期制作带来了很大的困难，成为制约课程推广的重要瓶颈。本发明涉及到的一种基于加工制造类课程资源可视化拍摄与信息传输技术，通过内部真空处理，外部安装电机驱动防雾刷的红外跟踪球形摄像系统，防止加工过程中的烟尘、雾气和碎屑的干扰，对加工全过程进行完整清晰录制的同时，实现高速无损压缩和传输，其图像和语音传播系统采用视音频编码器专用硬件设备、嵌入式操作系统，以及VGA编码器专用硬件设备。同时，录制课程通过AV信号输入端进入课程开发室的录播服务器，进行字幕添加、音频处理、视频剪辑等步骤后，通过以太网输送至学生端，解决学生端对课程资源需求量大的难题，同时，服务器另一端连接教师端以及投影仪等设备，方便教师授课。另外，课程资源可以进行基于网络教学平台的开发，通过互联网进入远程教室或MOOC云教室，满足信息化背景下网络教学的需求。

发明内容

本发明针对目前的加工制造类课程录制过程中加工环境恶劣，数据量庞大，给拍摄、传输和后期制作困难的问题，提出了一种自动录制、成本低、图像清晰的加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置。

本发明所述的加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，其特征在于：包括配有加工制造类设备的主控教室、设置在主控教室的自动跟踪摄像装置、课程资源录播服务器、视音频编码器、VGA编码器、以太网交换机、分播教室、网络课程开发室、由若干远程教室组成的MOOC云教室，所述的自动跟踪摄像装置的信号输出端分别与所述的VGA编码器以及所述的视音频编码器的信号采集端相连，所述的VGA编码器的AV信号输出端以及其音频输出端分别的所述的课程资源录播服务器的信号输入端相连；所述的课程资源录播服务器的信号输出端通过所述的以太网交换机与所述的分播教室信号相连；所述的视音频编码器的信号输出端与所述的网络课程开发室的信号输入端相连，所述的网络课程开发室的信号输出端分别与所述的MOOC云教室的各个远程教室的信号输入端信号连接，所述的远程教室中的播放设备播放主控教室一致的课程。

所述的自动跟踪摄像装置包括设置在加工制造类设备立式加工中心的若干套防雾化摄像装置和用于跟踪拍摄教师行为的教师摄像头，所述的教师摄像头通过VGA编码器的AV信号控制端与所述的录播服务器的信号输入端电连，所述的防雾化摄像装置的信号输出端通过所述的视音频编码器的视频分配器与所述的分播教室以及网络课程开发室信号连接。

所述的防雾化摄像装置包括设备摄像头、带有走线孔的透明保护罩、电机驱动装置、防雾刷和曲柄连杆，所述的透明保护罩上配有用于根据加工位置动态移动并固定设备摄像装置的圆形吸盘；所述的走线孔设置在所述的透明保护罩安装所述的设备摄像头的一侧；所述的防雾刷的刷毛与外部透明保护罩贴紧，所述的防雾刷通过曲柄连杆与电机驱动装置的输出轴相连；所述的电机驱动装置的供电段以及所述的设备摄像头的供电端通过穿过走线孔的导线与外部电源相连。

所述的设备摄像头为红外自动跟踪防雾化球形摄像装置。

所述的曲柄连杆包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和转接节点，所述的第一连杆一端通过转接节点与所述的电机驱动装置铰接，所述的第一连杆的另一端通过转接节点与所述的第二连杆的一端铰接；所述的第二连杆的另一端通过连接节点与所述的第三连杆铰接，所述的第三连杆的另一端通过相应的转接节点铰接在透明保护罩底板上，所述的第二连杆和所述的第三连杆之间的转接节点安装在所述的防雾刷上。

所述的透明保护罩为正方体或者半球体。

所述的立式加工中心配有调温器、温度探测器和下照灯，所述的防雾化摄像装置设置在所述的立式加工中心内部，并且所述的防雾化摄像装置的拍摄视野覆盖加工中心。

工作过程：首先在主控教室内布置好加工制造类设备，比如数控机床等设备，并在加工中心布置好相应的设备摄像头，同时开启下照灯、调温器以及探测器，设定好相应的参数，保证加工中心处于良好的拍摄环境下，然后开启自动跟踪摄像装置，此时设备摄像头对准加工中心，进行数据采集，并将拍摄的视频传至视频分配器，再传输到相应的视音频编码器中，视音频编码器将处理好的信号分之相应的分播教室内的投影仪上，或者传至相应的网络课程开发室内，同学即可通过相应的学生端电脑观看教学内容，也可以通过相应的MOOC云教室观看相应的教学信息；同时，主控教室内采集的教师的音频通过VGA编码器传至录播服务器，相应的录播服务器将信息存储的同时也通过以太网交换机传至分播教室，与之前传输的设备加工录像整合之后，形成完整的视音频信息，供学生参考。

本发明的有益效果是：1)本技术中摄像头通过AV信号和VGA信号连接录制服务器，所述的网络远程教室或云教室能增加利用该课程资源的人数，同时其所述的MOOC云教室甚至能够同步直播课程。所述的跟踪摄像头有对教师进行多角度追踪的特点，将教师操作零件、面板及工艺活动的全过程进行完整录制。所述的网络课程录播可进行远程教育的开发与使用；2)防雾化效果明显：外有透明防护装置，防止操作台中产生的粉尘、碎屑等物品对课程资源录制过程的影响；防护装置内部真空，外部安装电机驱动防雾刷，避免因操作台产生的高温在摄像头镜头上凝结产生水汽，防雾刷可以使镜头保持清晰，增加课程录制的清晰度；外部摄像系统能够实现教师自动跟踪拍摄和面板操作录播，经压缩、存储后传送至课程制作开发室进行后期制作，最后将课程传送至分播教室以及MOOC云教室等。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的防雾化摄像装置的结构图(正方体)。

图3是本发明的防雾化摄像装置的透明保护罩结构图(正方体)。

图4是本发明的正方体形的防雾化摄像装置的结构图(不包括电机驱动装置)。

图5是本发明的防雾化摄像装置的结构图(半球体)。

图6是本发明的半球体形的防雾化摄像装置的结构图(不包括电机驱动装置)。

图7是本发明的加工中心结构图。

图8是本发明的加工中心的内部结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

实施例1本发明所述的加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，包括配有加工制造类设备的主控教室1、设置在主控教室的自动跟踪摄像装置2、课程资源录播服务器3、视音频编码器4、VGA编码器5、以太网交换机6、分播教室7、网络课程开发室8、由若干远程教室91组成的MOOC云教室9，所述的自动跟踪摄像装置2的信号输出端分别与所述的VGA编码器5以及所述的视音频编码器4的信号采集端相连，所述的VGA编码器5的AV信号输出端以及其音频输出端分别的所述的课程资源录播服务器3的信号输入端相连；所述的课程资源录播服务器1的信号输出端通过所述的以太网交换机6与所述的分播教室7信号相连；所述的视音频编码器4的信号输出端与所述的网络课程开发室8的信号输入端相连，所述的网络课程开发室8的信号输出端分别与所述的MOOC云教室9的各个远程教室91的信号输入端信号连接，所述的远程教室91中的播放设备播放主控教室1一致的课程。

所述的自动跟踪摄像装置2包括设置在加工制造类设备立式加工中心23的若干套防雾化摄像装置21和用于跟踪拍摄教师行为的教师摄像头22，所述的教师摄像头22通过VGA编码器5的AV信号控制端与所述的录播服务器3的信号输入端电连，所述的防雾化摄像装置21的信号输出端通过所述的视音频编码器3的视频分配器与所述的分播教室7以及网络课程开发室8信号连接。

所述的防雾化摄像装置21包括设备摄像头211、带有走线孔216的透明保护罩212、电机驱动装置213、防雾刷214和曲柄连杆215，所述的透明保护罩212上配有用于根据加工位置动态移动并固定设备摄像装置的圆形吸盘217；所述的走线孔216设置在所述的透明保护罩212安装所述的设备摄像头211的一侧；所述的防雾刷214的刷毛与外部透明保护罩212贴紧，所述的防雾刷214通过曲柄连杆215与电机驱动装置213的输出轴相连；所述的电机驱动装置213的供电段以及所述的设备摄像头211的供电端通过穿过走线孔216的导线与外部电源相连。

所述的设备摄像头211为红外自动跟踪防雾化球形摄像装置。

所述的曲柄连杆215包括第一连杆2151、第二连杆2152、第三连杆2153和转接节点2154，所述的第一连杆2151一端通过转接节点2154与所述的电机驱动装置213铰接，所述的第一连杆2151的另一端通过转接节点2154与所述的第二连杆2152的一端铰接；所述的第二连杆2152的另一端通过连接节点2154与所述的第三连杆2153铰接，所述的第三连杆2153的另一端通过相应的转接节点2154铰接在透明保护罩212底板上，所述的第二连杆2152和所述的第三连杆2153之间的转接节点2154安装在所述的防雾刷214上。

所述的透明保护罩212为正方体或者半球体。

所述的立式加工中心23配有调温器231、温度探测器232和下照灯233，所述的防雾化摄像装置21设置在所述的立式加工中心23内部，并且所述的防雾化摄像装置23的拍摄视野覆盖加工中心。

工作过程：首先在主控教室1内布置好加工制造类设备，比如数控机床等设备，并在加工中心布置好相应的设备摄像头，同时开启下照灯、调温器以及探测器，设定好相应的参数，保证加工中心处于良好的拍摄环境下，然后开启自动跟踪摄像装置，此时设备摄像头对准加工中心，进行数据采集，并将拍摄的视频传至视频分配器，再传输到相应的视音频编码器中，视音频编码器将处理好的信号分之相应的分播教室内的投影仪上，或者传至相应的网络课程开发室内，同学即可通过相应的学生端电脑观看教学内容，也可以通过相应的MOOC云教室观看相应的教学信息；同时，主控教室内采集的教师的音频通过VGA编码器传至录播服务器，相应的录播服务器将信息存储的同时也通过以太网交换机传至分播教室，与之前传输的设备加工录像整合之后，形成完整的视音频信息，供学生参考。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，其特征在于：包括配有加工制造类设备的主控教室、设置在主控教室的自动跟踪摄像装置、课程资源录播服务器、视音频编码器、VGA编码器、以太网交换机、分播教室、网络课程开发室、由若干远程教室组成的MOOC云教室，所述的自动跟踪摄像装置的信号输出端分别与所述的VGA编码器以及所述的视音频编码器的信号采集端相连，所述的VGA编码器的AV信号输出端以及其音频输出端分别的所述的课程资源录播服务器的信号输入端相连；所述的课程资源录播服务器的信号输出端通过所述的以太网交换机与所述的分播教室信号相连；所述的视音频编码器的信号输出端与所述的网络课程开发室的信号输入端相连，所述的网络课程开发室的信号输出端分别与所述的MOOC云教室的各个远程教室的信号输入端信号连接，所述的远程教室中的播放设备播放主控教室一致的课程。

2.如权利要求1所述的加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，其特征在于：所述的自动跟踪摄像装置包括设置在加工制造类设备立式加工中心的若干套防雾化摄像装置和用于跟踪拍摄教师行为的教师摄像头，所述的教师摄像头通过VGA编码器的AV信号控制端与所述的录播服务器的信号输入端电连，所述的防雾化摄像装置的信号输出端通过所述的视音频编码器的视频分配器与所述的分播教室以及网络课程开发室信号连接。

3.如权利要求2所述的加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，其特征在于：所述的防雾化摄像装置包括设备摄像头、带有走线孔的透明保护罩、电机驱动装置、防雾刷和曲柄连杆，所述的透明保护罩上配有用于根据加工位置动态移动并固定设备摄像装置的圆形吸盘；所述的走线孔设置在所述的透明保护罩安装所述的设备摄像头的一侧；所述的防雾刷的刷毛与外部透明保护罩贴紧，所述的防雾刷通过曲柄连杆与电机驱动装置的输出轴相连；所述的电机驱动装置的供电段以及所述的设备摄像头的供电端通过穿过走线孔的导线与外部电源相连。

4.如权利要求3所述的加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，其特征在于：所述的设备摄像头为红外自动跟踪防雾化球形摄像装置。

5.如权利要求3所述的加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，其特征在于：所述的曲柄连杆包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和转接节点，所述的第一连杆一端通过转接节点与所述的电机驱动装置铰接，所述的第一连杆的另一端通过转接节点与所述的第二连杆的一端铰接；所述的第二连杆的另一端通过连接节点与所述的第三连杆铰接，所述的第三连杆的另一端通过相应的转接节点铰接在透明保护罩底板上，所述的第二连杆和所述的第三连杆之间的转接节点安装在所述的防雾刷上。

6.如权利要求5所述的加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，其特征在于：所述的透明保护罩为正方体或者半球体。

7.如权利要求2所述的加工制造类课程资源可视化开发与信息传输装置，其特征在于：所述的立式加工中心配有调温器、温度探测器和下照灯，所述的防雾化摄像装置设置在所述的立式加工中心内部，并且所述的防雾化摄像装置的拍摄视野覆盖加工中心。