CN110879945A - 基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，包括人工智能模块、虚拟现实模块和数据处理模块，人脸识别模块通过摄像头获取人脸图像，通过人脸对比模块匹配人脸库中存储的人脸，通过网络数据传输与虚拟现实模块交换信息。虚拟现实模块通过虚拟显示模块向用户呈现虚拟现实内容，用户使用学习模块进行学习，使用考评模块进行考评。数据处理模块接收人脸识别模块和虚拟现实模块的数据，分别存储到磁盘存储模块和信息存储模块，并使用数据分析模块进行数据分析。本发明的有益效果是利用人脸识别模块实现系统自动认证，利用虚拟现实模块可以使用户身临其境的进行各种实验学习和实验考评。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能和虚拟现实产品领域，特别涉及一种能通过虚拟现实进行实验学习并进行考评的方法与系统。
技术背景
公知，随着科学技术的不断发展，教育教学水平得到了不断提高，教育质量越来越重要，同时学生在教学方式和教学内容上的需求也在不断提升。目前学生学习主要以课本为主，在运用现代技术方面主要使用了投影仪，在进行物理化学等实验时，只能进行简单的实验，带有危险性的实验和需要昂贵设备费用的实验，学生几乎无法接触，因此大部分学生未进行这些实验实际操作，对这些实验的过程没有具体的感知，对学生的学习过程来说是一种遗憾和不足。
因此，现有技术还存在不足，有待发展。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，旨在解决现有教学条件下，无法为学生提供带有危险性及费用昂贵的实验课程的问题。
本发明的技术方案如下：
基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，包括三个模块，人脸识别系统、虚拟现实系统和数据处理系统。
基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，所述方法通过以下步骤实现：
A、人脸识别系统利用摄像头采集人脸图像，利用显示器显示采集的图像；
B、人脸识别系统利用人脸分割模块，把人脸从采集的人脸图像中分割出来；
C、人脸识别系统利用人脸比对模块，将分割出来的人脸与数据库中的数据进行比对，识别出身份信息；
D、利用以太网且不限于以太网的网络传输方式，将人脸识别系统的识别的人脸信息传输到虚拟现实系统，并在虚拟现实系统中记录用户身份，将人脸识别系统的采集的数据传输到数据处理系统，并在数据处理系统将数据进行分类存储；
E、虚拟现实系统利用虚拟显示模块显示人脸识别系统识别出的身份信息；
F、用户进入虚拟现实系统，启动学习模块进行实验学习或启动考评模块进行实验考评。
所述的基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，在人脸识别系统中包含：
摄像显示模块：用于捕捉人脸图像，同时显示给用户；
人脸分割模块：用于从包含人脸的图像中分割出人脸部分；
人脸比对模块：用于对比人脸图像是否为同一人；
信息传输模块：用于与虚拟现实系统和数据处理系统交换数据。
所述的基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，在虚拟现实系统中包含：
虚拟显示模块：用于将虚拟现实内容展示给用户；
学习模块：用于将实验内容以引导的方式向用户示范；
考评模块：用于考评用户的学习效果；
数据传输模块：用于与人脸识别系统和数据处理系统交换数据。
所述的基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，在数据处理系统中包含：
磁盘存储模块：用于存储图片和文件数据；
信息存储模块：用于存储结构化数据；
数据分析模块：用于对数据进行统计分析；
数据传输模块：用于与人脸识别系统和虚拟现实系统交换数据。
有益效果：所述的基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，其有益效果是用户可以通过简单的身份验证之后，在虚拟现实系统中进行各种在现实生活中较难进行的实验课程，获得一种沉浸式的学习体验，避免因为条件限制而无法进行实验课程。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统作进一步的说明：
图1为本发明基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统的模块流程图；
图2为本发明基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统的人脸识别系统流程图；
图3为本发明基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统的虚拟现实系统流程图；
图4为本发明基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统的数据处理系统流程图。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，旨在解决一些教学实验在现有条件限制下无法进行的问题。为了本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明近一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，包括三个模块，人脸识别系统（1），虚拟现实系统（2），数据处理系统（3）。人脸识别系统包括，摄像显示模块（11），人脸分割模块（12），人脸比对模块（13），信息传输模块（14）；虚拟现实系统包括,虚拟显示模块（21），学习模块（22），考评模块(23)，信息传输模块（24），数据处理系统包括，磁盘存储模块（31），信息存储模块（32），数据分析模块（33），信息传输模块（34）。
如图1-4所示，本发明基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，所述方法通过以下步骤逐一实现：
使用者在人脸识别系统（1）的摄像显示模块（11）上点击按键采集人脸数据，通过人脸分割模块（12）将人脸从人脸图像中分割出来，通过人脸比对模块（13）实现身份识别，通过信息传输模块（14）从数据处理系统（3）中获取身份信息，通过信息传输模块（14）将身份信息传输到虚拟现实系统（2），虚拟现实系统（2）收到身份识别信息后启动虚拟显示模块（21），使用者在虚拟显示模块（21）中选择学习模块（22）或考评模块（23）进行学习或考评，使用者的操作记录、学习情况及考评情况将通过信息传输模块（24）传输到数据处理系统（3）；数据处理系统（3）利用信息传输模块（34）接收人脸识别系统（1）和虚拟现实系统（2）的数据，使用磁盘存储模块（31）和信息存储模块（32）存储人脸识别系统（1）和虚拟现实系统（2）的数据，管理员可以使用数据分析模块（33）对学习数据和考评数据等进行查看分析。
本发明的有益效果是，所述的基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，用户可以在虚拟现实系统中进行具有危险性或费用昂贵的实验；用户通过人脸识别可进行自主学习；管理员可以查看用户的使用数据并可以进行分析，实现现代化实验教课程学。
Claims (4)
1.基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，包括三个系统，人脸识别系统（1），虚拟现实系统（2），数据处理系统（3），其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、人脸识别系统利用摄像头采集人脸图像，利用显示屏显示采集的人脸图像；
B、人脸识别系统利用人脸分割模块将人脸从人脸图像中分割出来，利用人脸比对模块查询数据库中存储的人脸信息，识别用户身份；
C、利用以太网且不限于以太网的网络传输方式，将人脸识别系统的采集的数据传输到数据处理系统，并在数据处理系统将数据进行分类存储；
D、利用以太网且不限于以太网的网络传输方式，将人脸识别系统的识别的人脸信息传输到虚拟现实系统，并在虚拟现实系统中记录用户身份；
E、虚拟现实系统利用虚拟显示模块展示虚拟现实内容，用户利用学习模块进行学习，利用考评模块进行考评，利用以太网且不限于以太网的网络传输方式，与人脸识别系统交换信息，并在虚拟现实系统中记录用户身份，与数据处理系统交换信息，将数据保存在数据处理系统中；
D、数据处理系统利用以太网且不限于以太网的网络传输方式，与人脸识别系统交换信息，向人脸识别系统提供数据，同时保存人脸识别系统的数据，与虚拟现实系统交换信息，向虚拟现实系统提供数据，同时保存虚拟现实系统的数据；
E、数据处理系统利用磁盘存储模块存储图片和文件，利用信息存储模块存储结构化数据，数据分析模块提供数据分析能力，用户登录数据处理系统可以对数据进行分析。
2.根据权利要求1所述的基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，其特征在于：所述人脸识别系统包括，摄像显示模块（11），人脸分割模块（12），人脸比对模块（13），信息传输模块（14）：
摄像显示模块：用于捕捉人脸图像，同时显示给用户；
人脸分割模块：用于从包含人脸的图像中分割出人脸部分；
人脸比对模块：用于对比人脸图像是否为同一人；
信息传输模块：用于与虚拟现实系统和数据处理系统交换数据。
3.根据权利要求1所述的基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，其特征在于：所述虚拟现实系统包括，虚拟显示模块（21），学习模块（22），考评模块 (23)，数据传输模块（24）：
虚拟显示模块：用于将虚拟现实内容展示给用户；
学习模块：用于将实验内容以引导的方式向用户示范；
考评模块：用于考评用户的学习效果；
数据传输模块：用于与人脸识别系统和数据处理系统交换数据。
4.根据权利要求1所述的基于人工智能和虚拟现实的虚拟现实实验室系统，其特征在于：所述数据处理模块包括，磁盘存储模块（31），信息存储模块（32），数据分析模块（33），信息传输模块（34）：
磁盘存储模块：用于存储图片和文件数据；
信息存储模块：用于存储结构化数据；
数据分析模块：用于对数据进行统计分析；
数据传输模块：用于与人脸识别系统和虚拟现实系统交换数据。
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