CN109085988A - 一种基于场景分析的课堂教育机器人控制系统及方法 - Google Patents

一种基于场景分析的课堂教育机器人控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于场景分析技术领域，公开了一种基于场景分析的课堂教育机器人控制系统及方法，本体上方开槽有USB插口和电源插口，本体正前面嵌接有显示触摸屏，显示触摸屏做下方等距离键接有第一按钮、第二按钮和第三按钮，显示触摸屏右下方开槽有沉孔，沉孔内胶接有话筒，本体内部通过螺钉固定有单片机，单片机右旁胶接有储存卡。本发明可在课堂上对场景分析进行乐观的、正常的及悲观的情景分析，功能全面；便于对问题的分析，通过单片机的设置可以对复杂函数进行准确地处理，具有更好的教育效果，显示触摸屏具有低功耗、高转换速率、高精度的特点。

Description

一种基于场景分析的课堂教育机器人控制系统及方法
技术领域
本发明属于场景分析技术领域，尤其涉及一种基于场景分析的课堂教育机器人控制系统及方法。
背景技术
目前，场景分析是经常使用的一种反映和评价项目风险的分析方法。场景分析的方法类似于敏感性分析，只是包含了各种变量在某种场景下的综合影响。场景分析一般设定三种情况，即乐观的、正常的及悲观的情景。在不同的场景下，各变量的预期值随着场景的变化而变化。在场景分析的课堂教育上，对问题的分析一般通过人工分析，存在个人主义，有一定的不足，对智能使用图形表格的分析存在一定难度，无法通过语音录入智能识别对问题的进行分析，还需进行一步完善。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)在场景分析的课堂教育上，对问题的分析一般通过人工分析，存在个人主义，有一定的不足，对智能使用图形表格的分析存在一定难度，无法通过语音录入智能识别对问题的进行分析。
(2)对于一些复杂的函数问题，传统的课堂教育系统不能完全准确地进行讲解，达不到所需要的教育效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于场景分析的课堂教育机器人控制系统及方法。
本发明是这样实现的，一种基于场景分析的课堂教育机器人控制方法，所述基于场景分析的课堂教育机器人控制方法包括：
(1)文件通过USB插口读取，之后通过显示触摸屏进行触摸操作，对将要进行分析的题进行图形表格的分析，也将问题植入，话筒通过语音进行问题的录入；
所述话筒的声音融合算法为：前端的声音模块对输入进行初步识别，得到初步的识别结果di，i＝1，2，Λ，N，组成候选集D，被送到融合中心进行最后的判决，得到最终识别结果t，用Hj，j＝1，2，Λ，m表示m个类，其中Hj，j＝1，…，m1表示有信号假设类，而第m个类Hm表示无信号假设类，设各个声音模块是统计独立的，融合中心在候选集D的基础上根据一定的融合算法得到整个系统的最终识别结果：
t＝f(d1，d2，…，dN)；
为Hj的概率似然比，其中j＝1，…，m-1，根据最大似然比判决准则，则融合中心的判决规则为：
用该判决规则进行数据融合；
则有：
其中PiDjj＝P(di＝j/Hj)为前端声音模块i正确做出j类判决的概率； PiMjm＝P(di＝m/Hj)为前端声音模块i将j判决为无信号m类的概率；PiEjl＝ P(di＝l/Hj)为前端声音模块i将j错判决为l类的概率，同理：
其中PiFmj＝P(di＝j/Hm)为前端声音模块i将无信号m判决为j类的概率，j∈S1；PiDmm＝P(di＝m/Hm)为前端声音模块i正确判决为无信号m的概率；PiEml＝P(di＝l/Hm)为前端声音模块i将无信号m错判决为l类的概率，l∈S3，得到：
其中PiDjj，PiMjm，PiEjl，PiFmj，PiDmm，PiEml通过统计得到；
(2)单片机进行编程，第一按钮为乐观情况下的分析，第二按钮为正常情况下的分析，第三按钮为悲观情况下的分析，需要按下第一按钮或第二按钮或第三按钮即可，之后会通过单片机的编程进行顺序分析；在储存卡上储存有关于例题题库的资料，随时进行查找讲解。
进一步，所述单片机处理复杂函数的编程方法为：插值法得到三角函数：
其中：θ为任意角度；θ2、θ1为θ2的相邻两点；y是θ函数值；y1、y2分别是θ2、θ1对应的函数值；根据计算精度，为使运算简便，得出Δθ＝0.32比较合适，那么0.32×256＝81.92°，因此单片机编程表格只要列出0～81.92°之间以 0.32等间隔的角度函数值即可；在单片机汇编环境下，相邻两点的确定，要遵循两点角度变换后的差是2的幂次方，51单片机是8位机，所以两点角度差应该是28，即0X0100，将函数变为：
z、z1、z2、Δz分别为经过角度转换后的值， z＝kθ，z1＝kθ1，z2＝kθ2，Δz＝kθ2-kθ1，使Δz＝256，那么256＝k×0.32，所以k＝800，即Δz＝800×Δθ，将角度扩大了800倍，z1、z2为转换后的相邻两点，在单片机中转换后的z应为十六进制，即Δz＝0X0100，对应的十进制为256，2Δz＝0X0200，对应的十进制为512，经过以上角度变换后先将等间隔角度的函数值做成表，放入存储中，计算任意角度θ(0～81.92°)的函数值时，先进行角度转换：z＝800×θ，再换算成十六进制，即z＝ 0XH1H2H3H4，取z的高字节为：
z1＝0XH1H200
z2＝z1+0X0100＝0XH3H400；
z1、z2即为与z相邻的两个值，在表中查z1、z2相对应的函数值 y1、y2，则θ对应的函数值为：
y即为θ的函数值。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于场景分析的课堂教育机器人控制方法的基于场景分析的课堂教育机器人控制系统，所述基于场景分析的课堂教育机器人控制系统设置有：
本体；
所述本体上方开槽有USB插口和电源插口，本体正前面嵌接有显示触摸屏，显示触摸屏做下方等距离键接有第一按钮、第二按钮和第三按钮，显示触摸屏右下方开槽有沉孔，沉孔内胶接有话筒，本体内部通过螺钉固定有单片机，单片机右旁胶接有储存卡；
所述显示触摸屏采用电阻式触摸屏，其典型结构包括两层透明的阻性导体层和中间的隔离层及电极，触摸屏的上下导体层构成电阻网络。
进一步，所述储存卡通过导线连接USB插口。
进一步，所述显示触摸屏通过导线连接USB插口和电源插口。
进一步，所述单片机通过导线连接第一按钮、第二按钮和第三按钮。
本发明的优点及积极效果为：本发明设计思路清晰，通过显示触摸屏可对场景分析时进行数据表格图形的分析，生动形象，便于理解；通过三种不同按钮和单片机的设置，可在课堂上对场景分析进行乐观的、正常的及悲观的情景分析，功能全面；通过话筒和USB插口的设置，即可进行语音的录入又可进行文件的植入，便于对问题的分析，通过单片机的设置可以对复杂函数进行准确地处理，具有更好的教育效果，显示触摸屏具有低功耗、高转换速率、高精度的特点，特别适用于手持式的网络终端设备中。本发明设计思路清晰，可生动形象进行分析，便于理解，功能全面，即可进行语音的录入又可进行文件的植入，便于对问题的分析。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于场景分析的课堂教育机器人控制系统结构示意图；
图2是本发明实施例提供的基于场景分析的课堂教育机器人控制系统内部结构示意图；
图中：1、本体；2、显示触摸屏；3、第一按钮；4、第二按钮；5、第三按钮；6、话筒；7、USB插口；8、电源插口；9、单片机；10、储存卡。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1至图2所示，本发明实施例提供的基于场景分析的课堂教育机器人控制系统包括：本体1、显示触摸屏2、第一按钮3、第二按钮4、第三按钮5、话筒6、USB插口7、电源插口8、单片机9、储存卡10。
本体1上方开槽有USB插口7和电源插口8，本体1正前面嵌接有显示触摸屏2，显示触摸屏2做下方等距离键接有第一按钮3、第二按钮4和第三按钮 5，显示触摸屏2右下方开槽有沉孔，沉孔内胶接有话筒6，本体1内部通过螺钉固定有单片机9，单片机9右旁胶接有储存卡10。储存卡10通过导线连接 USB插口7。显示触摸屏2通过导线连接USB插口7和电源插口8。单片机9 通过导线连接第一按钮3、第二按钮4和第三按钮5。
本发明实施例提供的基于场景分析的课堂教育机器人控制方法包括以下步骤：
(1)文件通过USB插口读取，之后通过显示触摸屏进行触摸操作，对将要进行分析的题进行图形表格的分析，也将问题植入，话筒通过语音进行问题的录入；
所述话筒的声音融合算法为：前端的声音模块对输入进行初步识别，得到初步的识别结果di，i＝1，2，Λ，N，组成候选集D，被送到融合中心进行最后的判决，得到最终识别结果t，用Hj，j＝1，2，Λ，m表示m个类，其中Hj，j＝1，…，m1表示有信号假设类，而第m个类Hm表示无信号假设类，设各个声音模块是统计独立的，融合中心在候选集D的基础上根据一定的融合算法得到整个系统的最终识别结果：
t＝f(d1，d2，…，dN)；
为Hj的概率似然比，其中j＝1，…，m-1，根据最大似然比判决准则，则融合中心的判决规则为：
用该判决规则进行数据融合；
则有：
其中PiDjj＝P(di＝j/Hj)为前端声音模块i正确做出j类判决的概率； PiMjm＝P(di＝m/Hj)为前端声音模块i将j判决为无信号m类的概率；PiEjl＝ P(di＝l/Hj)为前端声音模块i将j错判决为l类的概率，同理：
其中PiFmj＝P(di＝j/Hm)为前端声音模块i将无信号m判决为j类的概率，j∈S1；PiDmm＝P(di＝m/Hm)为前端声音模块i正确判决为无信号m的概率；PiEml＝P(di＝l/Hm)为前端声音模块i将无信号m错判决为l类的概率，l∈S3，得到：
其中PiDjj，PiMjm，PiEjl，PiFmj，PiDmm，PiEml通过统计得到；
(2)单片机进行编程，第一按钮为乐观情况下的分析，第二按钮为正常情况下的分析，第三按钮为悲观情况下的分析，需要按下第一按钮或第二按钮或第三按钮即可，之后会通过单片机的编程进行顺序分析；在储存卡上储存有关于例题题库的资料，随时进行查找讲解。
进一步，所述单片机处理复杂函数的编程方法为：插值法得到三角函数：
其中：θ为任意角度；θ2、θ1为θ2的相邻两点；y是θ函数值；y1、y2分别是θ2、θ1对应的函数值；根据计算精度，为使运算简便，得出Δθ＝0.32比较合适，那么0.32×256＝81.92°，因此单片机编程表格只要列出0～81.92°之间以 0.32等间隔的角度函数值即可；在单片机汇编环境下，相邻两点的确定，要遵循两点角度变换后的差是2的幂次方，51单片机是8位机，所以两点角度差应该是28，即0X0100，将函数变为：
z、z1、z2、Δz分别为经过角度转换后的值，z＝kθ，z1＝kθ1，z2＝kθ2，Δz＝kθ2-kθ1，使Δz＝256，那么256＝k×0.32，所以k＝800，即Δz＝800×Δθ，将角度扩大了800倍，z1、z2为转换后的相邻两点，在单片机中转换后的z应为十六进制，即Δz＝0X0100，对应的十进制为256，2Δz＝0X0200，对应的十进制为512，经过以上角度变换后先将等间隔角度的函数值做成表，放入存储中，计算任意角度θ(0～81.92°)的函数值时，先进行角度转换：z＝800×θ，再换算成十六进制，即z＝ 0XH1H2H3H4，取z的高字节为：
z1＝0XH1H200
z2＝z1+0X0100＝0XH3H400；
z1、z2即为与z相邻的两个值，在表中查z1、z2相对应的函数值 y1、y2，则θ对应的函数值为：
y即为θ的函数值。
本发明的工作原理：在进行讲解教育时，可将提前准备好的文件通过USB 插口7读取，之后通过显示触摸屏2进行触摸操作，对将要进行分析的题进行图形表格的分析，也将将问题植入，话筒6可通过语音进行问题的录入；单片机9进行编程，第一按钮3为乐观情况下的分析，第二按钮4为正常情况下的分析，第三按钮5为悲观情况下的分析，需要按下第一按钮3或第二按钮4或第三按钮5即可，之后会通过单片机9的编程进行顺序分析；在储存卡10上储存有关于例题题库的资料，可随时进行查找讲解。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种基于场景分析的课堂教育机器人控制方法，其特征在于，所述基于场景分析的课堂教育机器人控制方法包括：
(1)文件通过USB插口读取，之后通过显示触摸屏进行触摸操作，对将要进行分析的题进行图形表格的分析，也将问题植入，话筒通过语音进行问题的录入；
所述话筒的声音融合算法为：前端的声音模块对输入进行初步识别，得到初步的识别结果di，i＝1，2，Λ，N，组成候选集D，被送到融合中心进行最后的判决，得到最终识别结果t，用Hj，j＝1，2，Λ，m表示m个类，其中Hj，j＝1，…，m1表示有信号假设类，而第m个类Hm表示无信号假设类，设各个声音模块是统计独立的，融合中心在候选集D的基础上根据一定的融合算法得到整个系统的最终识别结果：
t＝f(d1，d2，…，dN)；
为Hj的概率似然比，其中j＝1，…，m-1，根据最大似然比判决准则，则融合中心的判决规则为：
用该判决规则进行数据融合；
则有：
其中PiDjj＝P(di＝j/Hj)为前端声音模块i正确做出j类判决的概率；PiMjm＝P(di＝m/Hj)为前端声音模块i将j判决为无信号m类的概率；PiEjl＝P(di＝l/Hj)为前端声音模块i将j错判决为l类的概率，同理：
其中PiFmj＝P(di＝j/Hm)为前端声音模块i将无信号m判决为j类的概率，j∈S1；PiDmm＝P(di＝m/Hm)为前端声音模块i正确判决为无信号m的概率；PiEml＝P(di＝l/Hm)为前端声音模块i将无信号m错判决为l类的概率，l∈S3，得到：
其中PiDjj，PiMjm，PiEjl，PiFmj，PiDmm，PiEml通过统计得到；
(2)单片机进行编程，第一按钮为乐观情况下的分析，第二按钮为正常情况下的分析，第三按钮为悲观情况下的分析，需要按下第一按钮或第二按钮或第三按钮即可，之后会通过单片机的编程进行顺序分析；在储存卡上储存有关于例题题库的资料，随时进行查找讲解。
2.如权利要求1所述的基于场景分析的课堂教育机器人控制方法，其特征在于，所述单片机处理复杂函数的编程方法为：插值法得到三角函数：
其中：θ为任意角度；θ2、θ1为θ2的相邻两点；y是θ函数值；y1、y2分别是θ2、θ1对应的函数值；根据计算精度，为使运算简便，得出Δθ＝0.32比较合适，那么0.32×256＝81.92°，因此单片机编程表格只要列出0～81.92°之间以0.32等间隔的角度函数值即可；在单片机汇编环境下，相邻两点的确定，要遵循两点角度变换后的差是2的幂次方，51单片机是8位机，所以两点角度差应该是28，即0X0100，将函数变为：
z、z1、z2、Δz分别为经过角度转换后的值，z＝kθ，z1＝kθ1，z2＝kθ2，Δz＝kθ2-kθ1，使Δz＝256，那么256＝k×0.32，所以k＝800，即Δz＝800×Δθ，将角度扩大了800倍，z1、z2为转换后的相邻两点，在单片机中转换后的z应为十六进制，即Δz＝0X0100，对应的十进制为256，2Δz＝0X0200，对应的十进制为512，经过以上角度变换后先将等间隔角度的函数值做成表，放入存储中，计算任意角度θ(0～81.92°)的函数值时，先进行角度转换：z＝800×θ，再换算成十六进制，即z＝0XH1H2H3H4，取z的高字节为：
z1＝OXH1H200
z2＝z1+0X0100＝0XH3H400；
z1、z2即为与z相邻的两个值，在表中查z1、z2相对应的函数值y1、y2，则θ对应的函数值为：
y即为θ的函数值。
3.一种实现权利要求1所述基于场景分析的课堂教育机器人控制方法的基于场景分析的课堂教育机器人控制系统，其特征在于，所述基于场景分析的课堂教育机器人控制系统设置有：
本体；
所述本体上方开槽有USB插口和电源插口，本体正前面嵌接有显示触摸屏，显示触摸屏做下方等距离键接有第一按钮、第二按钮和第三按钮，显示触摸屏右下方开槽有沉孔，沉孔内胶接有话筒，本体内部通过螺钉固定有单片机，单片机右旁胶接有储存卡；
所述显示触摸屏采用电阻式触摸屏，其典型结构包括两层透明的阻性导体层和中间的隔离层及电极，触摸屏的上下导体层构成电阻网络。
4.如权利要求3所述的基于场景分析的课堂教育机器人控制系统，其特征在于，所述储存卡通过导线连接USB插口。
5.如权利要求3所述的基于场景分析的课堂教育机器人控制系统，其特征在于，所述显示触摸屏通过导线连接USB插口和电源插口。
6.如权利要求3所述的基于场景分析的课堂教育机器人控制系统，其特征在于，所述单片机通过导线连接第一按钮、第二按钮和第三按钮。
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逯伟: "利用单片机进行复杂函数计算的一种高精度算法", 《现代电子技术》 *

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