CN111991199A - 一种特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置 - Google Patents

一种特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置，包括箱体，及设置于箱体内侧的控制主板；及设置于箱体上，且与控制主板电连接的USB插口；及采用环形排列，且由多个LED构成的二维环形显示面；所述二维环形显示面固定于箱体上；且由多条彩色透明封面封闭；相邻排所述彩色透明封面为不同颜色的表面；所述USB插口与上位机通信；所述控制主板包括给整机供电的电源模块，及完成整机控制的单片机最小系统；所述单片机最小系统电连接移位寄存器；所述移位寄存器每一并行输出端连接到一光电隔离器；本发明的特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置，其在视觉追踪能力的训练中,能够要根据受训者的个性特征，确定合适的训练方案，训练效率高。

Description

一种特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置
技术领域
本发明涉及一种用于特殊教育用具，具体涉及一种特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置，属于特殊教育用具技术领域。
背景技术
视觉追踪能力是儿童在追视、检视视觉线索时，所表现出的维持注意和抗干扰能力；一般要求孩子在头不动的情况下，眼睛可注视一个活动的物体看孩子是否可以顺利完成追踪；视觉追踪能力对孩子的学习有很重要的作用，孩子的阅读、上课听讲、写作业答题都离不开它；孩子必须正确地掌握用眼睛扫读文字的方法，才能提高阅读效率，增强阅读水平；视觉追踪能力较差的孩子不能转动眼球追踪某一运动的物体，往往难以集中于在课堂上不断走动的老师，这就会影响孩子的听课效果；再如，小学生写作业需要眼看、心想、手写，这需要较复杂的视觉与动觉的有机结合；如果视觉协调和追踪能力差就会出现写作业慢，漏字、漏题、看错字、写错字、笔姿不正确，笔画粗细不均，字迹大小不一，而且速度缓慢；特别是对于需要特殊教育的群体，其很多人视觉跟踪能力都比较差；因此，需要对其进行视觉跟踪训练，现有的视觉跟踪训练一般都是通过摆钟等进行训练，训练过程枯燥无味，且无法根据受训者个性化特点，制定训练方案。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置，其在视觉追踪能力的训练中,能够要根据受训者的个性特征，确定合适的训练方案，训练效率高。
本发明的特殊教育用基于视觉的目标跟踪装置，包括箱体，及设置于箱体内侧的控制主板；及设置于箱体上，且与控制主板电连接的USB插口；及采用环形排列，且由多个LED构成的二维环形显示面；所述二维环形显示面固定于箱体上；且由多条彩色透明封面封闭；相邻排所述彩色透明封面为不同颜色的表面；所述USB插口与上位机通信；通过上位机给控制主板训练数据，控制主板给LED信号，LED根据指令进行持续点亮或闪烁点亮；所述控制主板包括给整机供电的电源模块，及完成整机控制的单片机最小系统；所述单片机最小系统电连接移位寄存器；所述移位寄存器每一并行输出端连接到一光电隔离器；所述光电隔离器输出端连接有开关管电路；每一所述开关管电路输出端与一所述LED电连接；首先，单片机最小系统接收上位机信号，并根据上位机送入的数据送至移位寄存器，移位寄存器进行暂存后，通过光电隔离器进行光电隔离，并给控制对应端口的开关管电路高电平或低电平，从而控制开关管电路开启或关闭，开关管电路控制与其连接的LED开启或关闭。
进一步地，所述电源模块由型号为LM2596稳压芯片及其外围电路构成的DC-DC电路组成，其将适配器输入的电源进行DC-DC转换后，达到适合的电压值给整个系统供电；所述单片机最小系统由STC89C52单片机及其外围电路构成；所述移位寄存器由型号为74HCT164的8位串行输入和并行输出移位寄存器构成。
进一步地，所述上位机内植有视觉训练系统，所述视觉训练系统包括用于读取内置存储的训练模式的读取历史工作模式模块，及用于保存当前训练模式的保存当前工作模式模块，及用于修改训练模式的修改训练模式模块；及用于选择进入训练的准备训练模块；所述准备训练模块包括开始训练模块和暂停训练模块；所述暂停训练模块包括停止训练模块和继续工作模块；所述修改训练模式模块包括增加行模块、删除行模块和修改行模块；所述增加行模块和修改行模块均包括行号选择模块、灯号选择模块、开启方式模块、开启时间模块、持续时间模块和确定模块；所述删除行模块包括行号选择模块、删除行数模块和确定模块。
进一步地，所述视觉训练系统还包括当前各个灯号设置参数显示模块。
进一步地，所述视觉训练系统还包括运行时间计时模块。
所述视觉训练系统工作过程如下：
第一步，硬件系统和特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置通信设置；将硬件系统通电，并将USB插入已完成驱动安装和特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置安装的上位机；系统通电同时所有灯管闪烁一次；进入设备管理器，查看系统占用的端口号；打开特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置，选择对应的端口号，并设置波特率，并完成激活后完成通信设置；
第二步，模式设置，用户根据训练模式需求选择读取历史工作模式模块或修改训练模式模块；
第三步，模式下工作控制，
当选择读取历史工作模式模块后，系统读取内置存储的训练模式，并选择准备训练模块，进入准备训练模块后通过对话框选择开始训练模块，则进行开始训练，训练过程中，需要临时中断，点击暂停训练模块，接着通过暂停训练模块下的对话框选择继续工作模块则重新进行工作；选择停止训练模块则回到主页面；
当选择修改训练模式模块后，根据修改目的选择增加行模块、删除行模块和修改行模块进行修改训练方案，进入删除行模块后，通过行号选择模块选择需要删除的行号或行数；并按下确定按键即可；当进入增加行模块和修改行模块，通过行号选择模块选择行号，通过灯号选择模块选择灯号；通过开启方式模块选择对应灯连续点亮或闪烁点亮模式；通过开启时间模块选择开启时间；通过持续时间模块选择对应灯持续工作时间，最后通过确定模块点击完成修改；
上述设置完成后，点击保存当前工作模式模块则将修改训练模式模块修改数据送入到内置存储替换历史数据，其可作为下一次读取历史工作模式的参数；当没有点击保存当前工作模式模块，其下一次工作仍然调用原来存储的历史数据。
本发明与现有技术相比较，本发明的特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置，其在视觉追踪能力的训练中,能够要根据受训者的个性特征，确定合适的训练方案，训练效率高。
附图说明
图1是本发明的箱体内部整体结构示意图。
图2是本发明的电源模块电路原理图。
图3是本发明的单片机最小系统电路原理图。
图4是本发明的串入并出移位寄存器电路原理图。
图5是本发明的前六位光电隔离器和开关管连接连接示意图。
图6是本发明的后六位光电隔离器和开关管连接连接示意图。
图7是本发明的系统主界面示意图。
图8是本发明的准备训练模块下界面示意图。
图9是本发明的暂停训练模块下界面示意图。
图10是本发明的修改训练模式模块其增加行模块和修改行模块界面示意图。
图11是本发明的修改训练模式模块其删除行模块界面示意图。
图12是本发明的系统灯号设置参数显示模块和运行时间计时模块界面示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1至图6所示，本发明的特殊教育用基于视觉的目标跟踪装置，包括箱体1，及设置于箱体内侧的控制主板2；及设置于箱体上，且与控制主板电连接的USB插口3；及采用环形排列，且由多个LED构成的二维环形显示面4；所述二维环形显示面固定于箱体上；且由多条彩色透明封面5封闭；相邻排所述彩色透明封面5为不同颜色的表面；所述USB插口3与上位机通信；通过上位机给控制主板训练数据，控制主板给LED信号，LED根据指令进行持续点亮或闪烁点亮；所述控制主板包括给整机供电的电源模块，所述电源模块由型号为LM2596稳压芯片U15及其外围电路构成的DC-DC电路组成，其将适配器输入的电源进行DC-DC转换后，达到适合的电压值给整个系统供电；及完成整机控制的单片机最小系统；所述单片机最小系统由STC89C52单片机U8及其外围电路构成；所述单片机最小系统电连接移位寄存器；所述移位寄存器由型号为74HCT164的8位串行输入和并行输出移位寄存器U1、U16构成；所述移位寄存器每一并行输出端连接到一光电隔离器U2~U7、U9~U14；所述光电隔离器输出端连接有开关管电路Q1~Q12；每一所述开关管电路Q1~Q12输出端与一所述LED电连接；首先，单片机最小系统接收上位机信号，并根据上位机送入的数据送至移位寄存器，移位寄存器进行暂存后，通过光电隔离器进行光电隔离，并给控制对应端口的开关管电路高电平或低电平，从而控制开关管电路开启或关闭，开关管电路控制与其连接的LED开启或关闭。
如图7至图11所示，所述上位机内植有视觉训练系统，所述视觉训练系统包括用于读取内置存储的训练模式的读取历史工作模式模块A，及用于保存当前训练模式的保存当前工作模式模块B，及用于修改训练模式的修改训练模式模块C；及用于选择进入训练的准备训练模块D；所述准备训练模块D包括开始训练模块D1和暂停训练模块D2；所述暂停训练模块D2包括停止训练模块D21和继续工作模块D22；所述修改训练模式模块C包括增加行模块、删除行模块和修改行模块；所述增加行模块和修改行模块均包括行号选择模块C1、灯号选择模块C2、开启方式模块C3、开启时间模块C4、持续时间模块C5和确定模块C6；所述删除行模块包括行号选择模块C1、删除行数模块C7和确定模块C6。
如图12所示，所述视觉训练系统还包括当前各个灯号设置参数显示模块E。所述视觉训练系统还包括运行时间计时模块F。
所述视觉训练系统工作过程如下：
第一步，硬件系统和特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置通信设置；将硬件系统通电，并将USB插入已完成驱动安装和特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置安装的上位机；系统通电同时所有灯管闪烁一次；进入设备管理器，查看系统占用的端口号；打开特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置，选择对应的端口号，并设置波特率，并完成激活后完成通信设置；
第二步，模式设置，用户根据训练模式需求选择读取历史工作模式模块或修改训练模式模块；
第三步，模式下工作控制，
当选择读取历史工作模式模块后，系统读取内置存储的训练模式，并选择准备训练模块，进入准备训练模块后通过对话框选择开始训练模块，则进行开始训练，训练过程中，需要临时中断，点击暂停训练模块，接着通过暂停训练模块下的对话框选择继续工作模块则重新进行工作；选择停止训练模块则回到主页面；
当选择修改训练模式模块后，根据修改目的选择增加行模块、删除行模块和修改行模块进行修改训练方案，进入删除行模块后，通过行号选择模块选择需要删除的行号或行数；并按下确定按键即可；当进入增加行模块和修改行模块，通过行号选择模块选择行号，通过灯号选择模块选择灯号；通过开启方式模块选择对应灯连续点亮或闪烁点亮模式；通过开启时间模块选择开启时间；通过持续时间模块选择对应灯持续工作时间，最后通过确定模块点击完成修改；
上述设置完成后，点击保存当前工作模式模块则将修改训练模式模块修改数据送入到内置存储替换历史数据，其可作为下一次读取历史工作模式的参数；当没有点击保存当前工作模式模块，其下一次工作仍然调用原来存储的历史数据。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种特殊教育用基于视觉的目标跟踪装置，其特征在于：包括箱体，及设置于箱体内侧的控制主板；及设置于箱体上，且与控制主板电连接的USB插口；及采用环形排列，且由多个LED构成的二维环形显示面；所述二维环形显示面固定于箱体上；且由多条彩色透明封面封闭；相邻排所述彩色透明封面为不同颜色的表面；所述USB插口与上位机通信；所述控制主板包括给整机供电的电源模块，及完成整机控制的单片机最小系统；所述单片机最小系统电连接移位寄存器；所述移位寄存器每一并行输出端连接到一光电隔离器；所述光电隔离器输出端连接有开关管电路；每一所述开关管电路输出端与一所述LED电连接。
2.根据权利要求1所述的特殊教育用基于视觉的目标跟踪装置，其特征在于：所述电源模块由型号为LM2596稳压芯片及其外围电路构成的DC-DC电路组成；所述单片机最小系统由STC89C52单片机及其外围电路构成；所述移位寄存器由型号为74HCT164的8位串行输入和并行输出移位寄存器构成。
3.根据权利要求1所述的特殊教育用基于视觉的目标跟踪装置，其特征在于：所述上位机内植有视觉训练系统，所述视觉训练系统包括用于读取内置存储的训练模式的读取历史工作模式模块，及用于保存当前训练模式的保存当前工作模式模块，及用于修改训练模式的修改训练模式模块；及用于选择进入训练的准备训练模块；所述准备训练模块包括开始训练模块和暂停训练模块；所述暂停训练模块包括停止训练模块和继续工作模块；所述修改训练模式模块包括增加行模块、删除行模块和修改行模块；所述增加行模块和修改行模块均包括行号选择模块、灯号选择模块、开启方式模块、开启时间模块、持续时间模块和确定模块；所述删除行模块包括行号选择模块、删除行数模块和确定模块。
4.根据权利要求3所述的特殊教育用基于视觉的目标跟踪装置，其特征在于：所述视觉训练系统还包括当前各个灯号设置参数显示模块。
5.根据权利要求3所述的特殊教育用基于视觉的目标跟踪装置，其特征在于：所述视觉训练系统还包括运行时间计时模块。
6.一种特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法，其特征在于：所述方法具体如下：
第一步，硬件系统和特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置通信设置；将硬件系统通电，并将USB插入已完成驱动安装和特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置安装的上位机；系统通电同时所有灯管闪烁一次；进入设备管理器，查看系统占用的端口号；打开特殊教育用基于视觉的目标跟踪方法及装置，选择对应的端口号，并设置波特率，并完成激活后完成通信设置；
第二步，模式设置，用户根据训练模式需求选择读取历史工作模式模块或修改训练模式模块；
第三步，模式下工作控制，
当选择读取历史工作模式模块后，系统读取内置存储的训练模式，并选择准备训练模块，进入准备训练模块后通过对话框选择开始训练模块，则进行开始训练，训练过程中，需要临时中断，点击暂停训练模块，接着通过暂停训练模块下的对话框选择继续工作模块则重新进行工作；选择停止训练模块则回到主页面；
当选择修改训练模式模块后，根据修改目的选择增加行模块、删除行模块和修改行模块进行修改训练方案，进入删除行模块后，通过行号选择模块选择需要删除的行号或行数；并按下确定按键即可；当进入增加行模块和修改行模块，通过行号选择模块选择行号，通过灯号选择模块选择灯号；通过开启方式模块选择对应灯连续点亮或闪烁点亮模式；通过开启时间模块选择开启时间；通过持续时间模块选择对应灯持续工作时间，最后通过确定模块点击完成修改；
上述设置完成后，点击保存当前工作模式模块则将修改训练模式模块修改数据送入到内置存储替换历史数据，其可作为下一次读取历史工作模式的参数；当没有点击保存当前工作模式模块，其下一次工作仍然调用原来存储的历史数据。
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