CN109686152A - 一种教育培训系统 - Google Patents

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张道宁
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Abstract

本申请公开了一种教育培训系统，包括控制端和至少一学生端，所述控制端和所述学生端之间相互连接，其中：控制端用于将目标应用下发至预设范围的学生端；学生端包括头戴显示设备，所述头戴显示设备用于接收并安装所述控制端下发的目标应用。本申请通过控制端下发目标应用、学生端接收并安装目标应用，使得各个学生端的头戴显示设备不用挨个地安装应用，进而对VR教学的各个环节进行控制，提高了VR教学的教学效果。

Description

一种教育培训系统
技术领域
本发明涉及但不限于虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术领域，特别涉及一种基于虚拟现实的教育培训系统。
背景技术
VR是指采用计算机技术为核心，利用现代高科技手段生成的一种虚拟环境，用户借助特殊的输入/输出设备，通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。VR技术是一种综合应用计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能等技术，制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知的高级的人机交互技术。
VR目前广泛应用于各行各业，例如，在教育行业中，可利用VR进行线上教学，但是目前使用VR教学时，学生端与教师端沟通不畅，教师端不知道学生端在看什么、操作什么、操作是否正确、是否需要指导等，教学内容无法多人同时交互，不能开发多人协作教育内容，开发的内容需每个一体机单独安装，不能一次性安装至一体机中。以上各个环节不能整体控制，学习效率较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种教育培训系统，能够使得各个学生端的头戴显示设备不用挨个地安装应用。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种教育培训系统，包括控制端和至少一学生端，所述控制端和所述学生端之间相互连接，其中：
所述控制端用于将目标应用下发至预设范围的所述学生端；
所述学生端包括头戴显示设备，所述头戴显示设备用于接收并安装所述控制端下发的目标应用。
在一实施例中，所述控制端用于接收用户选择的目标应用，将目标应用下发至预设范围的所述学生端。
在一实施例中，所述控制端用于在目标应用有更新时，自动将目标应用的更新下发至预设范围的所述学生端。
在一实施例中，所述控制端还包括开发管理模块，所述开发管理模块用于接收开发者上传的已开发应用，并将所述已开发应用存储至服务器。
在另一实施例中，所述控制端还包括投屏反馈模块，所述投屏反馈模块用于投屏显示一个或多个所述学生端的头戴显示设备的显示内容。
在该实施例的一示例中，所述投屏反馈模块分布式地显示各个所述学生端的头戴显示设备的显示内容，和/或选择一个或多个所述学生端的头戴显示设备的显示内容进行放大显示。
在一实施例中，所述学生端还包括交互设备，所述交互设备用于对显示的所述目标应用的内容中的虚拟物体实现交互操作。
在另一实施例中，所述控制端还包括控制管理模块，所述控制管理模块用于管理一个或多个所述学生端的头戴显示设备和/或交互设备的状态。
在该实施例的一示例中，所述控制管理模块的管理所述学生端的头戴显示设备和/或交互设备的状态，包括以下至少之一：启动所述头戴显示设备和/或交互设备、暂停所述头戴显示设备和/或交互设备、恢复所述头戴显示设备和/或交互设备、重启所述头戴显示设备和/或交互设备、关闭所述头戴显示设备和/或交互设备。
在另一实施例中，所述预设范围的所述学生端包括以下至少之一：与所述控制端位于相同局域网内的所述学生端、位于预设空间范围内的所述学生端、与所述控制端处于相同无线频道的所述学生端、与所述控制端使用相同传输协议的所述学生端、与所述控制端处于有线连接状态的所述学生端。
本发明实施例的技术方案，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的教育培训系统，通过控制端下发目标应用、学生端接收并安装所述目标应用，使得各个学生端的头戴显示设备不用挨个地安装应用，进而能够对VR教学的各个环节进行控制，提高了VR教学的教学效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的一种教育培训系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的一种学生端的结构示意图；
图3为本发明实施例的一种控制端的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，本发明实施例提供了一种教育培训系统，包括控制端101和至少一学生端102，所述控制端101和所述学生端102之间相互连接(通过网络或线缆等方式进行有线或无线连接)，其中：
所述控制端101包括应用下发模块1011，所述应用下发模块1011用于将目标应用下发至预设范围的所述学生端102；
所述学生端102包括头戴显示设备1021，所述头戴显示设备1021用于接收并安装所述控制端101下发的目标应用。
需要说明的是，所述控制端101可以为台式机、笔记本、平板电脑、头戴显示设备等操作平台；所述头戴显示设备1021可以为虚拟现实/增强现实(Virtual Reality/Augmented Reality，VR/AR)一体机，手机+VR/AR盒子，个人计算机(Personal Computer，PC)VR/AR，分体式VR/AR一体机。用户可在存储的已开发应用中寻找目标应用，例如汽修课，则选取汽修的课件作为目标应用；医学临床课，则选择解剖相关课件作为目标应用等。控制端101将选择好的目标应用下发至预设范围的所述学生端102。可选的实施方式中，当目标应用有更新时，所述控制端101的应用下发模块1011还可以自动将该目标应用的更新下发至所述学生端102。
这些目标应用可以为安卓安装包(Android Package，APK)，或者其他格式的安装包，在通过有线或者无线的方式下发给学生端102后，学生端102可以手动进行APK的安装，也可以在学生端102上设置静默模式，直接在接收到目标应用后直接自动安装。目标应用还可以是多媒体课件、PPT、DOC文档等，在通过有线或者无线的方式下发给学生端102后，学生端102可以利用内置的软件打开该目标应用。
在本发明的一实施例中，如图2所示，所述学生端102还包括交互设备1022，所述交互设备1022用于对显示的所述目标应用的内容中的虚拟物体实现交互操作。
示例性地，所述交互设备1022可以为定位器、手柄、手套等。
本发明实施例提供的教育培训系统在每个学生端102配备一个头戴显示设备1021和一个交互设备1022，通过手柄等交互设备1022实现对虚拟物体的抓、放、移动、旋转等六自由度(Six Degrees Of Freedom，6DOF)操作。位于一个小组中的多个学生端102的交互设备1022可以实现多人同时交互。例如，多个学生端102中的一个通过交互设备1022选中一个物体，多个学生端102中的另一个通过交互设备1022对该物体进行旋转、缩放等操作，这些操作的图像同时显示在该小组内每个学生端102的头戴显示设备1021上。
在本发明的另一实施例中，如图3所示，所述控制端101还包括应用开发模块1012，所述应用开发模块1012提供应用开发工具，所述应用开发工具用于开发者开发应用。
在本发明的一实施例中，所述应用开发工具可以位于云服务器上(即云服务器开发模式)，也可以位于与所述控制端101在相同局域网内的本地服务器上(即局域网开发模式)。
局域网开发模式中，应用开发工具位于本地服务器上，开发者通过操作本地计算机进行应用开发。云服务器开发模式中，开发者需要通过5G网络访问云端服务器，使用云服务器开发模式，降低了对本地主机的配置要求，易于软件更新维护。两种开发模式下，应用开发工具的使用方式一样，均以图形化编程完成应用制作，使用者可根据软件提供的基础元素和模型开发应用，也可以自行开发模型元素完成制作。
在本发明的另一实施例中，如图3所示，所述控制端101还包括开发管理模块1013，所述开发管理模块1013用于接收开发者上传的已开发应用，并将所述已开发应用存储至服务器。
在该实施例的一示例中，所述开发管理模块1013接收的所述已开发应用，为安装包格式。
需要说明的是，所述服务器可以为云服务器或与所述控制端101在相同局域网内的本地服务器。控制端101可以获取服务器中储存的已开发应用。已开发应用可以是不同的套餐，控制端101根据需求下载需要的已开发应用，例如需要一套汽修的培训课件，则可以直接下载相应的汽修的已开发应用。控制端101通过应用下发模块1011，将用户选择的已开发应用中的目标应用下发到对应的学生端102的头戴显示设备1021中。
学生端102的头戴显示设备1021中装有所述应用下发模块1011的接收平台，类似于手机中的应用商店，接收平台也可以自动下载已经上传至服务器中的已开发应用，并安装在本地。开发管理模块1013将已开发应用存储至服务器时，可以配有对应的课程介绍。其他开发工具使用者，可在应用商店中了解其课程并下载使用。
在本发明的另一实施例中，所述应用开发工具可以是集内容开发、应用上传、应用下载使用为一体的工具。与其配套的显示操作模块，是安装在各个头戴显示设备1021中的接收平台，所述接收平台有自己的桌面启动器，例如Launcher(安卓系统中的桌面启动器)，Launcher中具体的应用就是应用开发工具上传到服务器上面的内容，当接收端查询到应用开发工具上传的新安装包后，接收平台会自行下载安装。或者，控制端101在查询到应用开发工具上传的新安装包后，如该新安装包为目标应用对应的安装包，则会自动下发给学生端102进行下载安装。
在本发明的一实施例中，如图3所示，所述控制端101还包括控制管理模块1014，所述控制管理模块1014用于管理一个或多个所述学生端102的头戴显示设备1021和/或交互设备1022的状态。
在该实施例的一示例中，所述控制管理模块1014的管理所述学生端102的头戴显示设备1021和/或交互设备1022的状态，包括以下至少之一：启动所述头戴显示设备1021和/或交互设备1022、暂停所述头戴显示设备1021和/或交互设备1022、恢复所述头戴显示设备1021和/或交互设备1022、重启所述头戴显示设备1021和/或交互设备1022、关闭所述头戴显示设备1021和/或交互设备1022。
在该实施例的另一示例中，所述控制管理模块1014还用于：选择一个或多个需要投屏显示的所述学生端102；开启、暂停、恢复或关闭所述学生端102的头戴显示设备1021投屏显示的显示内容。
在本发明的一实施例中，所述控制端101还包括第一交互设备和/或第一头戴显示设备；所述控制管理模块1014还用于：接收第一交互设备和/或第一头戴显示设备的第一输入，对所述第一输入进行解析。
在本实施例的一示例中，当所述第一输入为所述第一交互设备的移动轨迹时，所述控制管理模块1014可以根据第一交互设备的移动轨迹，判断其书写内容，并在学生端102低延迟的同步显示该书写内容。
在本实施例的另一示例中，当所述第一输入为在第一交互设备或第一头戴显示设备的显示界面上的按键操作或语音输入时，所述控制管理模块1014可以对所述按键操作进行解析，或者通过人工智能(Artificial Intelligence，AI)系统对所述语音输入进行解析，如果所述按键操作或语音输入为选择某一学生端102进行答题，所述控制端101可以在学生端102的显示界面上显示被选中答题的提示，或者通过其它告警的方式通知该学生端102，例如，使该学生端102的手柄振动的方式。
在本实施例的另一示例中，所述控制管理模块1014还用于：接收学生端102的第二输入，并对所述第二输入进行解析。
在本实施例的一示例中，当所述学生端102的第二输入为学生端102的交互设备1022的移动轨迹时，所述控制管理模块1014可以根据所述学生端102的交互设备1022的移动轨迹，判断学生端102的书写内容，并在控制端101和/或除该学生端102之外的其它学生端102低延迟的同步显示该书写内容。
在本实施例的另一示例中，当所述学生端102的第二输入为在学生端102的交互设备1022或头戴显示设备1021的显示界面上的按键操作或语音输入时，所述控制管理模块1014可以对所述按键操作进行解析，或者通过AI系统对所述语音输入进行解析，如果所述按键操作或语音输入为提问或答题，所述控制管理模块1014可以在控制端101的显示界面上对该学生端102进行答题提示，或者通过其它告警的方式通知控制端101，例如，使控制端101的第一交互设备振动的方式。
在本发明的一实施例中，所述控制端101的第一交互设备上或者所述控制端101的第一头戴显示设备的显示界面上设置有搭配按键，所述搭配按键用于进行以下至少之一：删除、复制、发送、一键清空、快速擦除等书写配合操作。
在本发明的一实施例中，所述控制管理模块1014还用于：当选择所述学生端102进行答题或提问时，开启所述选择的学生端102的头戴显示设备1021和交互设备1022的操作权限，关闭除所述选择的学生端102以外的其它学生端102的头戴显示设备1021和交互设备1022的操作权限。
控制管理模块1014随时可以呼叫学生端102进行答题或提问，一种方式是，可以通过在控制端101的第一头戴显示设备的显示界面中显示的学生端102ID中选择一个学生端102答题或提问，示例性的，可以通过点击显示界面上该学生端102ID对应的姓名的方式进行选择，也可以通过语音方式选择所述学生端102进行答题或提问。此时，控制端101可以通过AI系统对所述语音输入进行解析。当控制端101通过解析，得知某一学生端102被选中答题时，可以开启所述选择的学生端102的头戴显示设备1021和交互设备1022的操作权限，该学生端102可以通过交互设备1022上的控制按键或者交互设备1022的移动轨迹去答题，其他学生端102的交互设备1022处于屏蔽状态，这样就不会打扰到该学生端102的答题。
在本发明的另一实施例中，所述控制管理模块1014可以通过所述学生端102的反馈来选择所述学生端102答题，例如控制端101出题后，所有学生端102的显示界面显示该题目，此时，控制管理模块1014可以打开所有学生端102的头戴显示设备1021和交互设备1022的操作权限，所有学生端102可以根据自己的情况选择会或者不会，并给控制端101一个反馈，例如对于选择会的学生端102，则控制端101的显示界面上会显示该学生端102对应的学生姓名，或者在对应的学生端102设备ID上做特殊的标识，比如使用一个对勾或者特殊的颜色，控制端101可以在选择会的学生端102中选择一个学生端102去回答。
当多个所述学生端102的头戴显示设备1021显示的是该小组共同的显示画面时，所述控制管理模块1014可以开启、暂停、恢复或关闭该小组共同的显示画面。所述控制管理模块1014，可以接收输入的反馈信息并发送至该小组中一个或多个所述学生端102的头戴显示设备1021。当该小组中一个或多个所述学生端102的交互设备1022对显示的所述应用的内容中的虚拟物体实现交互操作时，可以多人同时进行交互。
在本发明的一实施例中，如图3所示，所述控制端101还包括投屏反馈模块1015，所述投屏反馈模块1015用于投屏显示一个或多个所述学生端102的头戴显示设备1021的显示内容。
示例性地，如控制端101和学生端102无线连接，在使用所述控制端101的投屏反馈模块1015进行投屏显示之前，需要进行如下投屏设置操作：
1)在控制端101的投屏反馈模块1015中调出投影设置菜单，然后在投影设置菜单里选择“无线投影”，搜索无线投影设备，等待设备连接。
2)在学生端102的头戴显示设备1021中开启无线投屏开关。头戴显示设备1021使用Miracast等功能，开启无线投屏。
3)控制端101的投屏反馈模块1015搜索识别开启了无线投屏的头戴显示设备1021，两者相连接即可。
如控制端101和学生端102有线连接，则可以直接进行投屏连接操作。
在该实施例的一示例中，所述投屏反馈模块1015分布式地显示各个所述学生端102的头戴显示设备1021的显示内容和/或选择一个或多个所述学生端102的头戴显示设备1021的显示内容进行放大显示。
连接的所有学生端102的头戴显示设备1021的内容都可在控制端101上显示，控制端101上有屏幕，屏幕上有一个区域，可以分布式地显示每个头戴显示设备1021的内容，控制端101也可以选择一个或多个头戴显示设备1021的内容进行放大显示等操作。
在该实施例的另一示例中，所述投屏反馈模块1015还用于，接收画面旋转指令，根据画面旋转指令对所述投屏显示的显示内容进行旋转。
通过投屏反馈模块1015可以观看个人或小组所看的应用的内容，可旋转操作界面从各个角度观看个人和小组当前的头戴显示设备1021中的显示画面，了解各个学生端102正在看什么、操作是否正确并根据需要及时地给予指导。
在本发明的一实施例中，所述预设范围的所述学生端102包括以下至少之一：与所述控制端101位于相同局域网内的所述学生端102、位于预设空间范围内的所述学生端102、与所述控制端101处于相同无线频道的所述学生端102、与所述控制端101使用相同传输协议的所述学生端102、与所述控制端101处于有线连接状态的所述学生端102。
本发明实施例提供的教育培训系统，具有如下优点：
1)上传的已开发应用，可通过控制端101一键下发至预设范围内的所有头戴显示设备1021上(例如同一局域网内、一定空间范围内、同一无线频道下、在一个传输协议下等)，各头戴显示设备1021下载下发的应用(例如可以利用套接字(Socket)实现多个头戴显示设备1021对应一个控制端101，或者利用局域网内的已有小程序(例如：飞秋(FeiQ，一款局域网聊天传送文件的即时通讯软件))来实现)，然后直接在头戴显示设备1021上安装。控制端101还可以控制局域网内的头戴显示设备1021运行、暂停、关机等。这样不用在每台头戴显示设备1021上挨个去安装应用，控制端101可从平台上购买应用后统一下发。
2)通过投屏反馈模块1015可将对应局域网或小组内的所有头戴显示设备1021的内容投屏显示到控制端101的显示屏上，这样控制端101可以观看每个学生端102和/或小组所观看的应用的内容，了解各个学生端102的使用情况以及操作是否正确等，并根据需要及时给予指导。
3)配合各个学生端102的交互设备1022的6DOF操作，可以实现多人同时交互。
4)开发者可以将已开发应用以安装包的形式上传至应用存储服务器，便于广大开发者开发应用，这样便于引进开发者，应用直接在平台服务器上销售，开发者不需要针对各个学生端102逐个地销售自己开发的应用。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种教育培训系统，其特征在于，包括控制端和至少一学生端，所述控制端和所述学生端之间相互连接，其中：
所述控制端用于将目标应用下发至预设范围的所述学生端；
所述学生端包括头戴显示设备，所述头戴显示设备用于接收并安装所述控制端下发的目标应用。
2.根据权利要求1所述的教育培训系统，其特征在于，所述控制端具体用于：接收用户选择的所述目标应用，将所述目标应用下发至预设范围的所述学生端。
3.根据权利要求1所述的教育培训系统，其特征在于，所述控制端具体用于：在所述目标应用有更新时，自动将所述目标应用的更新下发至预设范围的所述学生端。
4.根据权利要求1所述的教育培训系统，其特征在于，所述控制端还包括开发管理模块，所述开发管理模块用于接收开发者上传的已开发应用，并将所述已开发应用存储至服务器。
5.根据权利要求1所述的教育培训系统，其特征在于，所述控制端还包括投屏反馈模块，所述投屏反馈模块用于投屏显示一个或多个所述学生端的头戴显示设备的显示内容。
6.根据权利要求5所述的教育培训系统，其特征在于，所述投屏反馈模块分布式地显示各个所述学生端的头戴显示设备的显示内容，和/或选择一个或多个所述学生端的头戴显示设备的显示内容进行放大显示。
7.根据权利要求1所述的教育培训系统，其特征在于，所述学生端还包括交互设备，所述交互设备用于对显示的所述目标应用的内容中的虚拟物体实现交互操作。
8.根据权利要求1或7所述的教育培训系统，其特征在于，所述控制端还包括控制管理模块，所述控制管理模块用于管理一个或多个所述学生端的头戴显示设备和/或交互设备的状态。
9.根据权利要求8所述的教育培训系统，其特征在于，所述控制管理模块的管理所述学生端的头戴显示设备和/或交互设备的状态，包括以下至少之一：启动所述头戴显示设备和/或交互设备、暂停所述头戴显示设备和/或交互设备、恢复所述头戴显示设备和/或交互设备、重启所述头戴显示设备和/或交互设备、关闭所述头戴显示设备和/或交互设备。
10.根据权利要求1所述的教育培训系统，其特征在于，所述预设范围的所述学生端包括以下至少之一：与所述控制端位于相同局域网内的所述学生端、位于预设空间范围内的所述学生端、与所述控制端处于相同无线频道的所述学生端、与所述控制端使用相同传输协议的所述学生端、与所述控制端处于有线连接状态的所述学生端。
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