CN109637236A - 一种头戴助学装置和助学方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一头戴助学装置和助学方法，该装置包括：彩色摄像头，设置在所述头戴助学装置的中间部位，用于获取用户视角范围内图像；通讯模块，用于将所述用户视角范围内图像发送至教学服务器。通过教学服务器，获取由彩色摄像头提供的用户视角范围内图像；基于所述用户视角范围内图像，提取作业题信息和对应的计算结果；基于预存作业题数据，确定所述作业题对应的所述计算结果是否正确通过上述方案，可以辅助学生进行学习，能够对学生作业题进行批改和统计，减轻学生和家长的教学负担，有利于提升学生的学习效率。

Description

一种头戴助学装置和助学方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种头戴助学装置和助学方法。

背景技术

学生的学习负担越来越重，尤其在小学阶段，还需要家长对学生作业继续批改，督促学生学习。在初中或高中阶段，大多家长无法对学生进行辅导，通常需要通过课外班或者家教老师协助完成。

在现有技术中，也可以不参加课外班或者请家教的情况下，通过网络课程辅助学生学习。在网络课程中，互动效果不理想，学生答题无法进行实时监督，学生作业无法及时批改。学生学习情况无法及时掌握。

基于此，需要一种辅助学生更好的进行学习的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种头戴助学装置和助学方法，本发明需要一种能够辅助学生更好的进行学习的技术方案。

第一方面，本发明实施例提供一种头戴助学装置，包括：

彩色摄像头，设置在所述头戴助学装置的中间部位，用于获取用户视角范围内图像；

通讯模块，用于将所述用户视角范围内图像发送至教学服务器。

进一步地，还包括：

深度摄像头，设置在所述头戴助学装置中与所述彩色摄像头相邻的中间部位，用于获取所述用户视角范围内图像的深度信息。

进一步地，还包括：

激光投影仪，设置在所述头戴助学装置的前端面，用于向用户视角范围内投射图像。

进一步地，还包括：

麦克风，设置在所述头戴助学装置的至少一个侧面，用于获取用户的语音信息。

进一步地，还包括：

耳机，设置在所述头戴助学装置的两侧，且与所述头戴助学装置柔性连接，用于为用户提供声音。

进一步地，还包括：

按摩单元，设置在所述头戴助学装置两侧，用于向用户的太阳穴部位提供按摩微电流。

第二方面，本发明实施例提供一种基于头戴助学装置的助学方法，所述方法包括：

获取由彩色摄像头提供的用户视角范围内图像；

基于所述用户视角范围内图像，提取作业题信息和对应的计算结果；

基于预存作业题数据，确定所述作业题对应的所述计算结果是否正确。

进一步地，所述作业题信息包括：作业开始时间和作业结束时间；

基于所述用户视角范围内图像，识别用户执笔位置与所述作业题之间的位置关系；

根据所述位置关系，确定所述作业开始时间和所述作业结束时间。

进一步地，所述根据所述位置关系，确定所述作业开始时间和所述作业结束时间，包括：

若识别到所述用户执笔位置覆盖在所述作业题时，确定获取对应的所述用户视角范围内图像的时间为所述作业开始时间；

若识别到所述用户执笔位置覆盖在下一个作业题时，确定获取对应的所述用户视角范围内图像的时间为所述作业结束时间；以便根据所述作业开始时间和所述作业结束时间确定答题耗时。

进一步地，所述作业题信息还包括：作业题科目；

所述基于预存作业题数据，确定所述作业题对应的所述计算结果是否正确，包括：

若所述计算结果为错误结果，按照预设时间段统计对应的所述作业题；

反馈统计结果给所需用户；其中，所需用户包括：专家、学生家长、学生、老师中至少一个。

本发明实施例提供的头戴助学装置和助学方法，通过在头戴助学装置中设置彩色摄像头，可以将用户作业题和对应的答案发送给教学服务器；由教学服务器对彩色摄像头拍摄到的用户视角范围内图像进行识别，以便通过教学服务器对学生作业题进行批改，以及进行相关统计。通过上述相关方案，可以辅助学生进行学习，能够对学生作业题进行批改和统计，减轻学生和家长的教学负担，有利于提升学生的学习效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种头戴助学装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种头戴助学装置的电学结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于头戴助学装置的助学方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

另外，下述各方法实施例中的步骤时序仅为一种举例，而非严格限定。

图1为本发明实施例提供的头戴助学装置的结构图，图2为本发明实施例提供的一种头戴助学装置的电学结构示意图，该装置包括如下步骤：

彩色摄像头11，设置在所述头戴助学装置的中间部位，用于获取用户视角范围内图像；通讯模块12，用于将所述用户视角范围内图像发送至教学服务器。

如图1和图2所示，头戴助学装置，可以是圆环行结构，也可以在圆环结构基础上，增加Y型固定带，辅助用户能够更加稳定的佩戴该头戴助学装置。需要说明的是，由于不同用户的头型略微存在差别，因此，彩色摄像头11可以通过调节机构调节彩色摄像头11的角度，以便彩色摄像头11拍摄的图像与用户视角范围相对应，换言之，以便通过彩色摄像头11拍摄得到的图像恰好是用户视角范围内所看到的图像。

容易理解，这里所说的通信装置12，可以有线通信装置(比如，USB数据线等等)，也可以无线通信装置(比如，WiFi、蓝牙等等)。通信装置12可以安装到头戴助学装置中，不影响其他单元正常工作的任何位置。将通讯模块12和彩色摄像头11同时与控制单元连接。

在本发明的一个或者多个实施例中，该头戴助学装置中还包括：深度摄像头13，设置在所述头戴助学装置中与所述彩色摄像头12相邻的中间部位，用于获取所述用户视角范围内图像的深度信息。

在实际应用中，深度摄像头可以有双目视觉深度摄像头、结构光深度摄像头和飞行时间(TOF)深度摄像头。本申请以TOF为例进行说明。通过深度摄像头，可以获取头戴助学装置与被拍摄物体(比如，学生作业本或者考试题)之间的实际距离，若发现用户(比如，学生)佩戴头戴助学装置距离作业本比较近，则提醒学生保持距离，调整坐姿。能够有效纠正学生学习过程中不良坐姿问题，能够更好的保护视力。

进一步地，该头戴助学装置中还包括：激光投影仪14，设置在所述头戴助学装置的前端面，用于向用户视角范围内投射图像。

在实际应用中，激光投影仪(LBS)通常具有较小的体积，更加适合集成到可穿戴装置(比如，头戴助学装置)上。结合前文所述的TOF技术，可以通过手势对投影仪进行控制。比如，当用户对投影图像指定位置进行双击动作，可以识别出用户双击过程中，手势位置和对应深度信息的变化，从而打开用户双击动作针对的目标；比如，用户通过手势比划出画方形“□”的动作，则启动彩色摄像头拍照，并保存拍照所得图像。

这里所说的激光投影仪14设置在头戴助学装置的前端面，可以理解为朝向用户视觉方向的一侧端面。

进一步地，在该头戴助学装置中还包括：麦克风15，设置在所述头戴助学装置的至少一个侧面，用于获取用户的语音信息。

该麦克风15可以设置在头戴助学装置的一侧或者两侧，主要目的是为了能够获取到用户的语音信息。比如，用户可以通过麦克风15对头戴助学装置进行语音控制。

进一步地，在该头戴助学装置中还包括：耳机16，设置在所述头戴助学装置的两侧，且与所述头戴助学装置柔性连接，用于为用户提供声音。比如，学生学习劳累之后，可以通过耳机听音乐进行放松。当然，也可以与激光投影仪进行配合，方便用户观看视频。

进一步地，在该头戴助学装置中还包括：按摩单元17，设置在所述头戴助学装置两侧，用于向用户的太阳穴部位提供按摩微电流。该按摩单元17主要设置在太阳穴附近，当然，根据实际需要，也可以在其他位置也设置有该按摩单元17，用于辅助佩戴用户进行放松。在实际应用中，可以通过物理按摩的形式辅助用户进行放松。容易理解，上述深度摄像头13、激光投影仪14、麦克风15、耳机16和按摩单元17都与控制单元点连接，以便协调控制各个单元或模块的工作。

基于同样的思路，本发明实施例还提供一种基于头戴助学装置的助学方法，可以通过教学服务器作为执行主体，执行如图3所示方法，所述方法包括以下步骤：

301：获取由彩色摄像头提供的用户视角范围内图像。

通过头戴助学装置中的彩色摄像头拍摄得到用户视角范围内图像，并且发送到对应的教学服务器。教学服务器获取图像的方式，可以通过无线网进行传输。

这里所说的用户视角范围内图像可以理解为包含作业题和对应的答案的图像。

302：基于所述用户视角范围内图像，提取作业题信息和对应的计算结果。

在对用户视角范围内图像进行识别的过程中，通过图像识别技术，识别图像中具体包含的内容，比如，可以识别出作业题信息(包括但不限于：作业题题号、科目类别、答题时间和答案等等)，以及每道题的计算结果(错误或者正确)。

303：基于预存作业题数据，确定所述作业题对应的所述计算结果是否正确。

在教学服务器中，预存有作业题数据(比如，包括但不限于：作业题题号、科目类别答案、难度等级、正确率等等)。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述作业题信息包括：作业开始时间和作业结束时间；基于所述用户视角范围内图像，识别用户执笔位置与所述作业题之间的位置关系；根据所述位置关系，确定所述作业开始时间和所述作业结束时间。

这里所说的用户执笔位置可以理解为，用户采用手执笔动作，或者类似于执笔的动作时在用户视角范围内的位置。具体来说，是执笔位置与作业题之间的位置关系，从而可以判断用户当前正在作答的题目。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述根据所述位置关系，确定所述作业开始时间和所述作业结束时间，具体可以包括：若识别到所述用户执笔位置覆盖在所述作业题时，确定获取对应的所述用户视角范围内图像的时间为所述作业开始时间；若识别到所述用户执笔位置覆盖在下一个作业题时，确定获取对应的所述用户视角范围内图像的时间为所述作业结束时间；以便根据所述作业开始时间和所述作业结束时间确定答题耗时。

在实际应用中，彩色摄像头可以按照预设周期进行定时拍照，获取所需图像，也可以根据深度摄像头采集到用户手势进行拍照。在确定作业开始时间时，一般将拍摄到用户执笔位置与作业题位置重合(换言之，用户执笔位置恰好覆盖当前作业题的部分或者全部内容的情况下)状态下第一张图像的时间；同理，在确定作业结束时间时，一般是将拍摄到用户执笔位置与下一道作业题位置重合状态下第一张图像的时间(换言之，当前作业题的作业结束时间等同于下一道题作业开始时间)。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述作业题信息还包括：作业题科目；

所述基于预存作业题数据，确定所述作业题对应的所述计算结果是否正确，具体可以包括：若所述计算结果为错误结果，按照预设时间段统计对应的所述作业题；反馈统计结果给所需用户；其中，所需用户包括：专家、学生家长、学生、老师中至少一个。

在实际应用中，为了提升学生学习效果，往往需要学生准备专门用于收录错题的错题本。并且，学生、学生家长、老师、专家等，对学生错题情况比较关心，因此，可以对计算结果为错误结果的题目进行统计(比如，可以按照周、月、年等周期进行统计)后，进一步的将统计结果发送给老师、学生家长、对应的老师等等。

基于上述实施例，通过在头戴助学装置中设置彩色摄像头，可以将用户作业题和对应的答案发送给教学服务器；由教学服务器对彩色摄像头拍摄到的用户视角范围内图像进行识别，以便通过教学服务器对学生作业题进行批改，以及进行相关统计。通过上述相关方案，可以辅助学生进行学习，能够对学生作业题进行批改和统计，减轻学生和家长的教学负担，有利于提升学生的学习效率。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种头戴助学装置，其特征在于，所述装置包括：

彩色摄像头，设置在所述头戴助学装置的中间部位，用于获取用户视角范围内图像；

通讯模块，用于将所述用户视角范围内图像发送至教学服务器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

深度摄像头，设置在所述头戴助学装置中与所述彩色摄像头相邻的中间部位，用于获取所述用户视角范围内图像的深度信息。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

激光投影仪，设置在所述头戴助学装置的前端面，用于向用户视角范围内投射图像。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

麦克风，设置在所述头戴助学装置的至少一个侧面，用于获取用户的语音信息。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

耳机，设置在所述头戴助学装置的两侧，且与所述头戴助学装置柔性连接，用于为用户提供声音。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

按摩单元，设置在所述头戴助学装置两侧，用于向用户的太阳穴部位提供按摩微电流。

7.一种基于头戴助学装置的助学方法，其特征在于，所述方法包括：

获取由彩色摄像头提供的用户视角范围内图像；

基于所述用户视角范围内图像，提取作业题信息和对应的计算结果；

基于预存作业题数据，确定所述作业题对应的所述计算结果是否正确。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述作业题信息包括：作业开始时间和作业结束时间；

基于所述用户视角范围内图像，识别用户执笔位置与所述作业题之间的位置关系；

根据所述位置关系，确定所述作业开始时间和所述作业结束时间。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置关系，确定所述作业开始时间和所述作业结束时间，包括：

若识别到所述用户执笔位置覆盖在所述作业题时，确定获取对应的所述用户视角范围内图像的时间为所述作业开始时间；

若识别到所述用户执笔位置覆盖在下一个作业题时，确定获取对应的所述用户视角范围内图像的时间为所述作业结束时间；以便根据所述作业开始时间和所述作业结束时间确定答题耗时。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述作业题信息还包括：作业题科目；

所述基于预存作业题数据，确定所述作业题对应的所述计算结果是否正确，包括：

若所述计算结果为错误结果，按照预设时间段统计对应的所述作业题；

反馈统计结果给所需用户；其中，所需用户包括：专家、学生家长、学生、老师中至少一个。