CN110246387B - 一种用于教学信息的现场互动反馈装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及公共教学技术领域，具体是一种用于教学信息的现场互动反馈装置，包括主机台、摄影机和若干道支机台，所述摄影机内置摄像模块，所述主机台内置处理器、影像传输模块、人脸识别模块、数据采集模块，所述摄像模块与影像传输模块通过局域网呈信号连接，所述影像传输模块的信息输出端连接有人脸识别模块，所述人脸识别模块的信息输出端连接有数据采集模块，所述数据采集模块的信息输出端与处理器的信息接收端相连接。本发明能够让老师与学生之间快捷进行沟通交流，加强教学现场互动状况。
Description
技术领域
本发明涉及公共教学技术领域，具体是一种用于教学信息的现场互动反馈装置。
背景技术
随着电脑和互联网技术的普及，目前的课堂教学已经不再拘泥于传统的纸面教学了，很多学校开始在日常课程中引入平板或者电脑来进行教学。但是，目前在教学中，教师方面只能借助于电脑完成一些简单的题目推送的智能操作，黑板上做的上课内容还是无法实时地向学生推送，学生答题的内容也无法向传统那样，教师请学生上台写在黑板上以显示给整个班级的同学，因此目前的教学环境上还是无法达到完全的智能化操作。
中国专利(授权公告号：CN105632266B)公布了一种课堂教学互动系统及方法，该专利中学生可以通过智能笔或平板电脑实现答题和内容查看，从而与教师进行互动。但是该专利还是存在一定的弊端，一方面是现有多媒体教学还无法达到全员覆盖的情况，主要还是以讲解授课为主；另一方面很多学生不太愿意主动与老师互动，而老师也无法观察到该类的学生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于教学信息的现场互动反馈装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于教学信息的现场互动反馈装置，包括主机台、摄影机和若干道支机台，所述摄影机内置摄像模块，所述主机台内置处理器、影像传输模块、人脸识别模块、数据采集模块，所述摄像模块与影像传输模块通过局域网呈信号连接，所述影像传输模块的信息输出端连接有人脸识别模块，所述人脸识别模块的信息输出端连接有数据采集模块，所述数据采集模块的信息输出端与处理器的信息接收端相连接，所述支机台内部均设置有二级处理器、提示灯、挤压按钮和压力传感器，所述二级处理器的信息输出端连接有提示灯，所述挤压按钮的挤压端安装有压力传感器，所述支机台上设置有支机台信号发射器和支机台信号接收器，所述压力传感器与支机台信号发射器呈电连接，所述二级处理器位于支机台信号接收器的信息输出端，所述主机台上设置有主机台信号发射器和主机台信号接收器，所述主机台信号发射器与支机台信号接收器呈电信号连接，所述支机台信号发射器与主机台信号接收器呈电信号连接。
作为本发明进一步的方案：所述主机台上安装有显示端，所述显示端连接在处理器的信息输出端。
作为本发明进一步的方案：所述主机台内置储存模块，所述储存模块与处理器通过双向数据通道相连接。
作为本发明进一步的方案：所述处理器通过互联网外接校园网系统。
作为本发明进一步的方案：所述摄影机包括传动座和摄像机头，所述传动座的后侧板上设置有导向轨，所述传动座内腔设置有传动框，所述传动框安装在导向轨的轨道槽内，所述传动框的外框体上安装有限位套筒，所述摄像机头的壳体后端后置安装有摆杆，所述摆杆呈活动式穿设在限位套筒的内腔，所述传动座的前端为弧形结构并且架设有弧形滑轨，所述摆杆的前端设置有滚珠，所述滚珠卡合在弧形滑轨内，所述摆杆上缠绕有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧挤压在弧形滑轨与限位套筒之间。
作为本发明进一步的方案：所述传动框的前后两侧均设置有齿纹，所述传动框内置传动齿轮，所述传动齿轮为不完全齿轮，所述传动齿轮与传动框前后两侧的齿纹呈交替式啮合。
作为本发明再进一步的方案：所述传动座的底部设置有摆向电机，所述摆向电机的驱动端安装有传动转轴，所述传动齿轮安装在传动转轴上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一.本申请采用摄像采集技术，对学生进行实时摄像处理，采集学生的面板表情，与数据库进行对比分析，推测学生的心理特征，快速反馈于授课教师；让教师能够捕捉每个学生的现场状况，主动与学生进行交流解惑。
二.加强教师与学生之间的联系，让老师与学生之间能够快捷进行沟通交流，加强教学现场互动状况。
三.为了便于摄影机能够覆盖整个教室区域，本申请设计转向式摄像机，其摄像范围能够有效覆盖整个教室，避免坐在拐角处的学生被遗忘的情况。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，以示出符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。同时，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
图1为本发明的现场化示意图。
图2为本发明中主机内各模块之间的电连接示意图。
图3为本发明中主机台与支机台之间的电连接示意图。
图4为本发明中摄像机头与传动座的结构示意图。
图中：1-主机台、11-处理器、12-影像传输模块、13-人脸识别模块、14-数据采集模块、15-储存模块、16-显示端、17-主机台信号接收器、18-主机台信号发射器、2-摄影机、21-摄像模块、22-摄像机头、23-传动座、24-传动框、25-导向轨、26-限位套筒、27-摆杆、28-滚珠、29-弧形滑轨、3-支机台、31-支机台信号接收器、32-二级处理器、33-提示灯、34-挤压按钮、35-压力传感器、36-支机台信号发射器、4-校园网系统、51-齿纹、52-传动转轴、53-传动齿轮、54-缓冲弹簧。
具体实施方式
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，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或同种要素。
显然，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例一：
请参阅图1～3，一种用于教学信息的现场互动反馈装置，包括主机台1、摄影机2和若干道支机台3，所述摄影机2内置摄像模块21，所述主机台1内置处理器11、影像传输模块12、人脸识别模块13、数据采集模块14，所述摄像模块21与影像传输模块12通过局域网呈信号连接，所述影像传输模块12的信息输出端连接有人脸识别模块13，所述人脸识别模块13的信息输出端连接有数据采集模块14，所述数据采集模块14的信息输出端与处理器11的信息接收端相连接。
所述支机台3内部均设置有二级处理器32、提示灯33、挤压按钮34和压力传感器35，所述二级处理器32的信息输出端连接有提示灯33，所述挤压按钮34的挤压端安装有压力传感器35，所述支机台3上设置有支机台信号发射器36和支机台信号接收器31，所述压力传感器35与支机台信号发射器36呈电连接，所述二级处理器32位于支机台信号接收器31的信息输出端，所述主机台1上设置有主机台信号发射器18和主机台信号接收器17，所述主机台信号发射器18与支机台信号接收器31呈电信号连接，所述支机台信号发射器36与主机台信号接收器17呈电信号连接。所述主机台1上安装有显示端16，所述显示端16连接在处理器11的信息输出端。所述主机台1内置储存模块15，所述储存模块15与处理器11通过双向数据通道相连接。
本申请主要目的，用于让教师能够主要捕捉学生的状况，主动与学生进行交流解惑。所述主机台1设置在讲台上，所述支机台3设置在每个学生课桌内，所述摄影机2架设在教室内。
本申请装配具备全新CMOS传感器技术的S61摄像机或配备AEES系列高性能运动摄像机，兼容搭载GoPro运动高清摄像头，采用摄像头对学生面孔进行取像。整体系统采用arduino控制板，建模编程包括嵌入式软件和算法，编程过程中需根据实际情况调整参数大小。
工作原理：上课阶段，摄影机2对现场进行实施录像，从而摄影机2能够捕捉学生上课时的状况，从而采集到学生上课时的实时影像信息，主机台1内置影像传输模块12，通过局域网或者互联网从摄像模块21接收到相应信息，人脸识别模块13对影像中的人脸区域进行识别并且捕捉截图，将得到的图片信息传递于数据采集模块14，数据采集模块14再进行采集到的信息传递于处理器11。所述主机台1内置储存模块15，所述储存模块15与处理器11通过双向数据通道相连接。储存模块15内有不同状况的人员表情的数据库，每个表情代表人员当时心理状况(疑惑、不解、清楚等状况)。处理器20将采集到的牙齿图像与数据库内的图像进行对比分析，从而根据人员的表情，判断人员是否存在不解或者疑惑，鉴于上课期间，不会存在伪装表情的行为，故而能够通过面部表情，判断心理状况。处理器11将判断为不解或者疑惑的学员名单反馈至显示端16，所述显示端16从而将信息数据直接的反应在显示器上，让教师能够快速了解讲台下学生的现况。
此时教师可以通过主机台1直接联系相应的支机台3，通过主机台信号发射器18将信息直接传递至相应的支机台信号接收器31上，支机台信号接收器31将反馈信号于二级处理器32，二级处理器32打开提示灯33，对学生进行提示，从而完成老师与学生的交流。
同时，本申请也便于学生与老师进行交流，学生通过挤压按钮34，挤压按钮34触及压力传感器35，压力传感器35感应压力变化后将信息反馈于支机台信号发射器36，支机台信号发射器36再将信号传递于主机台信号接收器17，从而便于学生与老师进行快速沟通。
优选的，本申请所述处理器11通过互联网外接校园网系统4，教师可以通过与学生的沟通状况对学生进行评价，并且将评价状况直接传递于校园网系统4，用于作为考核标准。
实施例二：
请参阅图4，本实施例作为实施例一进一步的优化，在其基础上，所述摄影机2包括传动座23和摄像机头22，所述传动座23的后侧板上设置有导向轨25，所述传动座23内腔设置有传动框24，所述传动框24安装在导向轨25的轨道槽内，所述传动框24的外框体上安装有限位套筒26，所述摄像机头22的壳体后端后置安装有摆杆27，所述摆杆27呈活动式穿设在限位套筒26的内腔，所述传动座23的前端为弧形结构并且架设有弧形滑轨29，所述摆杆27的前端设置有滚珠28，所述滚珠28卡合在弧形滑轨29内，所述摆杆27上缠绕有缓冲弹簧54，所述缓冲弹簧54挤压在弧形滑轨29与限位套筒26之间。所述传动框24的前后两侧均设置有齿纹51，所述传动框24内置传动齿轮53，所述传动齿轮53为不完全齿轮，所述传动齿轮53与传动框24前后两侧的齿纹51呈交替式啮合。所述传动座23的底部设置有摆向电机，所述摆向电机的驱动端安装有传动转轴52，所述传动齿轮53安装在传动转轴52上。
为了便于摄影机2能够覆盖整个教室区域，本申请设计转向式摄像机，作业时，通过摆向电机带动传动齿轮53运行，所述传动齿轮53呈交替式与传动框24前后两侧的齿纹51进行啮合。通过齿条啮合传动带动传动框24呈左右运动，从而能带动传动框24呈往复运动，而滚珠28卡合在弧形滑轨29内，从而对摆杆27，从而摆杆27在整个运动过程中，不呈伸缩状态，所述摄像机头22则沿着弧形滑轨29的轨迹进行移动，从而完成进行往复摆向，其摄像范围能够有效覆盖整个教室，避免坐在拐角处的学生被遗忘的情况。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种用于教学信息的现场互动反馈装置，包括主机台(1)、摄影机(2)和若干道支机台(3)，所述摄影机(2)内置摄像模块(21)，所述主机台(1)内置处理器(11)、影像传输模块(12)、人脸识别模块(13)、数据采集模块(14)，所述支机台(3)内部均设置有二级处理器(32)、提示灯(33)、挤压按钮(34)和压力传感器(35)，其特征在于，所述摄像模块(21)与影像传输模块(12)通过局域网呈信号连接，所述影像传输模块(12)的信息输出端连接有人脸识别模块(13)，所述人脸识别模块(13)的信息输出端连接有数据采集模块(14)，所述数据采集模块(14)的信息输出端与处理器(11)的信息接收端相连接，所述二级处理器(32)的信息输出端连接有提示灯(33)，所述挤压按钮(34)的挤压端安装有压力传感器(35)，所述支机台(3)上设置有支机台信号发射器(36)和支机台信号接收器(31)，所述压力传感器(35)与支机台信号发射器(36)呈电连接，所述二级处理器(32)位于支机台信号接收器(31)的信息输出端，所述主机台(1)上设置有主机台信号发射器(18)和主机台信号接收器(17)，所述主机台信号发射器(18)与支机台信号接收器(31)呈电信号连接，所述支机台信号发射器(36)与主机台信号接收器(17)呈电信号连接；所述摄影机(2)包括传动座(23)和摄像机头(22)，所述传动座(23)的后侧板上设置有导向轨(25)，所述传动座(23)内腔设置有传动框(24)，所述传动框(24)安装在导向轨(25)的轨道槽内，所述传动框(24)的外框体上安装有限位套筒(26)，所述摄像机头(22)的壳体后端后置安装有摆杆(27)，所述摆杆(27)呈活动式穿设在限位套筒(26)的内腔，所述传动座(23)的前端为弧形结构并且架设有弧形滑轨(29)，所述摆杆(27)的前端设置有滚珠(28)，所述滚珠(28)卡合在弧形滑轨(29)内，所述摆杆(27)上缠绕有缓冲弹簧(54)，所述缓冲弹簧(54)挤压在弧形滑轨(29)与限位套筒(26)之间，所述传动框(24)的前后两侧均设置有齿纹(51)，所述传动框(24)内置传动齿轮(53)，所述传动齿轮(53)为不完全齿轮，所述传动齿轮(53)与传动框(24)前后两侧的齿纹(51)呈交替式啮合，所述传动座(23)的底部设置有摆向电机，所述摆向电机的驱动端安装有传动转轴(52)，所述传动齿轮(53)安装在传动转轴(52)上。
2.根据权利要求1所述的用于教学信息的现场互动反馈装置，其特征在于，所述主机台(1)上安装有显示端(16)，所述显示端(16)连接在处理器(11)的信息输出端。
3.根据权利要求2所述的用于教学信息的现场互动反馈装置，其特征在于，所述主机台(1)内置储存模块(15)，所述储存模块(15)与处理器(11)通过双向数据通道相连接。
4.根据权利要求1所述的用于教学信息的现场互动反馈装置，其特征在于，所述处理器(11)通过互联网外接校园网系统(4)。
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