CN113010594B - 一种基于xr智慧学习平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于XR智慧学习平台，所述学习平台包括数据库、学员注册登录查询模块、管理员注册登录查询模块和VR交互采集控制模块，所述数据库用于存储各个管理员和学员的数据信息，所述学员注册登录查询模块用于供学员进行注册登录，并供学员查看自己的学习和考评情况，所述管理员注册登录查询模块用于供管理员进行注册登录，并对学员的学习和考评情况进行管理；所述VR交互采集控制模块包括学习交互采集模块、考评交互采集模块和休息交互采集模块。
Description
技术领域
本发明涉及XR技术领域，具体为一种基于XR智慧学习平台。
背景技术
XR即Extended Reality，就是扩展现实，是指通过计算机将真实与虚拟相结合，打造一个可人机交互的虚拟环境，这也是AR、VR、MR等多种技术的统称。通过将三者的视觉交互技术相融合，为体验者带来虚拟世界与现实世界之间无缝转换的“沉浸感”。随着科技技术的发展,扩展现实的应用越来越广泛，扩展现实逐渐应用到教学领域。在教学上使用扩展现实，能够在不去实际操作环境的情况下，大大提高学员的学习效果。
但是现有技术中还无法做到在虚拟环境下的完全真实。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于XR智慧学习平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于XR智慧学习平台，所述学习平台包括数据库、学员注册登录查询模块、管理员注册登录查询模块和VR交互采集控制模块，所述数据库用于存储各个管理员和学员的数据信息，所述学员注册登录查询模块用于供学员进行注册登录，并供学员查看自己的学习和考评情况，所述管理员注册登录查询模块用于供管理员进行注册登录，并对学员的学习和考评情况进行管理；所述VR交互采集控制模块包括学习交互采集模块、考评交互采集模块和休息交互采集模块，所述学习交互采集分析模块用于采集分析学员在虚拟现实环境下的上课学习时的行为信息，所述考评交互采集模块用于采集分析学员在虚拟现实环境下考试测评时的行为信息，所述休息交互采集模块用于采集分析学员在虚拟现实环境下前后两节课之间的休息时间的行为信息。
进一步的，所述休息交互采集模块包以下：
预先在虚拟环境中建立教室、各个学员的三维模型，给每个学员的三维模型在教室的三维模型中设置相应的座位，学员在虚拟环境中能够以第一人称视角看到其他各个学员在教室的三维模型中的位置情况和行动情况；
当在虚拟环境中检测到某个学员的视线中心点的所落位置为另一个学员，且持续时间长度大于等于时长阈值时，设该个学员为待控学员，另一个学员为疑似目标学员，以中心学员为圆心，以预设值为半径作一个圆，形成一个圆形区域，
如果这个圆形区域内存在其他学员，对圆形区域内的学员分析选取目标学员，
如果这个圆形区域内不存在其他学员，那么疑似目标学员为目标学员；
采集待控学员的语音信息以及待控学员与目标学员的位置关系，根据位置关系情况确定语音的传输方式。
进一步的，所述对圆形区域内的学员分析选取目标学员包括以下：
设圆形区域内存在的其他学员为考察学员，用直线连接待控学员和疑似目标学员所在位置得到参考直线，获取各个考察学员与参考直线的垂直距离，将垂直距离小于等于距离阈值的考察学员和疑似目标学员作为待比较学员，
分别获取最近预设时间段内各个待比较学员和待控学员的聊天次数A，归一化聊天次数得到各个待比较学员的聊天指数
其中，Ax为各个待比较学员和待控学员的聊天次数中的最小值，Ay为各个待比较学员和待控学员的聊天次数中的最大值；
获取各个待比较学员的中心参考角B，归一化中心参考角得到各个待比较学员的中心参考指数
其中，Bx为各个待比较学员的中心参考角的最小值，By为各个待比较学员的中心参考角的最大值；
计算各个待比较学员的综合评估值Z＝m*P+n*(1-Q)，其中，m、n为0到1之间的书，m+n＝1；
将各个待比较学员的综合评估值按照从大到小的顺序排序，将排序所对应的待比较学员的姓名按照从上到下的顺序推送给待控学员，待控学员根据提供的顺序信息选取目标学员。
进一步的，所述获取各个待比较学员的中心参考角B包括以下：
当计算某个待比较学员的中心参考角B时，设该待比较学员为中心学员，除中心学员以外的待比较学员为辅助学员，分别以各个辅助学员为起点，以中心学员为终点，得到多个第一向量，以各个辅助学员为第二向量的起点，以各个辅助学员的面部朝向为第二向量的方向，其中，第二向量的大小为预设值，那么所有辅助学员所对应的第一向量与第二向量的夹角之和为该中心学员的中心参考角B。
进一步的，所述根据位置关系情况确定语音的传输方式包括以下：
获取待控学员与目标学员的距离，如果待控学员与目标学员的距离大于等于距离预设值，传输信息令待控学员靠近目标学员；
如果待控学员与目标学员的距离小于第二距离阈值时，获取待控学员与目标学员的方位关系，
如果待控学员位于目标学员的前方或者后方，那么同时传输语音信息给目标学员的左耳朵和右耳朵；
如果待控学员位于目标学员的左方，那么传输语音信息给目标学员的左耳朵；
如果待控学员位于目标学员的右方，那么传输语音信息给目标学员的右耳朵。
进一步的，所述待控学员根据提供的顺序信息选取目标学员包括以下：
获取当前排序第一名的姓名的预留时间段，如果在预留时间段内检测到待控学员的向左或向右的头部摇动信息，那么删除当前排序第一的学员姓名；
如果在预留时间段内没有检测到待控学员的头部信息或者检测到待控学员的点头信息，那么默认当前排序第一的待比较学员为目标学员，其中，所述预留时间段为某个姓名成为排序第一名后的预设时间段。
进一步的，所述删除当前排序第一的学员姓名之前还包括：
当检测到待控学员向左或向右的头部摇动信息时，判断待控学员的预设范围内是否存在语音传输，如果没有，那么删除当前排序第一的学员姓名。
进一步的，所述传输语音信息给目标学员还包括：
采集目标学员是否正在接收其他的语音信息，如果是，那么同时接收待控学员传输的语音信息，且待控学员传输的语音信息的音量小于正在接收的其他语音信息的音量。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过对人群中的历史聊天信息和当前人群的聚集状态进行分析，从而提高选取所要传输语音的对象的准确性，同时在传输语音的过程中，使得声音的传输过程与实际情况相近，从而提高学员处于虚拟现实中的真实性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种基于XR智慧学习平台的结构示意图；
图2是本发明一种基于XR智慧学习平台的局部结构示意图。
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，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。
请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于XR智慧学习平台，所述学习平台包括数据库、学员注册登录查询模块、管理员注册登录查询模块和VR交互采集控制模块，所述数据库用于存储各个管理员和学员的数据信息，所述学员注册登录查询模块用于供学员进行注册登录，并供学员查看自己的学习和考评情况，所述管理员注册登录查询模块用于供管理员进行注册登录，并对学员的学习和考评情况进行管理；所述VR交互采集控制模块包括学习交互采集模块、考评交互采集模块和休息交互采集模块，所述学习交互采集分析模块用于采集分析学员在虚拟现实环境下的上课学习时的行为信息，所述考评交互采集模块用于采集分析学员在虚拟现实环境下考试测评时的行为信息，所述休息交互采集模块用于采集分析学员在虚拟现实环境下前后两节课之间的休息时间的行为信息。
所述休息交互采集模块包以下：
预先在虚拟环境中建立教室、各个学员的三维模型，给每个学员的三维模型在教室的三维模型中设置相应的座位，学员在虚拟环境中能够以第一人称视角看到其他各个学员在教室的三维模型中的位置情况和行动情况；
当在虚拟环境中检测到某个学员的视线中心点的所落位置为另一个学员，且持续时间长度大于等于时长阈值时，设该个学员为待控学员，另一个学员为疑似目标学员，以中心学员为圆心，以预设值为半径作一个圆，形成一个圆形区域，本申请中通过学员在虚拟环境中是否长时间盯着某个学员来判断是否要进行语音传输；
如果这个圆形区域内存在其他学员，对圆形区域内的学员分析选取目标学员，在实际情况中，仅仅根据视线中心点的所落位置判断要进行语音传输的人，判断误差较大，因此划分出一个区域，对与区域内学员的历史聊天情况和当前区域内的情况进行分析，从而提高选取要传输语音信息的人的准确率；
如果这个圆形区域内不存在其他学员，那么疑似目标学员为目标学员；
采集待控学员的语音信息以及待控学员与目标学员的位置关系，根据位置关系情况确定语音的传输方式。
所述对圆形区域内的学员分析选取目标学员包括以下：
设圆形区域内存在的其他学员为考察学员，用直线连接待控学员和疑似目标学员所在位置得到参考直线，获取各个考察学员与参考直线的垂直距离，将垂直距离小于等于距离阈值的考察学员和疑似目标学员作为待比较学员，在具体实施时，垂直距离阈值可以根据待控学员和疑似目标学员的距离来确定；本申请中是先通过判断垂直距离的大小从而进一步缩小可能要传输语音信息的人的范围；
分别获取最近预设时间段内各个待比较学员和待控学员的聊天次数A，归一化聊天次数得到各个待比较学员的聊天指数
其中，Ax为各个待比较学员和待控学员的聊天次数中的最小值，Ay为各个待比较学员和待控学员的聊天次数中的最大值；某个待比较学员与待控学员的聊天次数越多，待控学员是想要传输语音信息给该待比较学员的几率越大；设最近一个月内某个待比较学员和待控学员的聊天次数是5次，各个待比较学员和待控学员的聊天次数中的最小值是1次，各个待比较学员和待控学员的聊天次数中的最大值是11次，那么这个待比较学员的聊天指数P＝(5-1)/(11-1)＝0.4；
获取各个待比较学员的中心参考角B，归一化中心参考角得到各个待比较学员的中心参考指数
其中，Bx为各个待比较学员的中心参考角的最小值，By为各个待比较学员的中心参考角的最大值；
计算各个待比较学员的综合评估值Z＝m*P+n*(1-Q)，其中，m、n为0到1之间的书，m+n＝1；本实施例中，可以令m＝0.73，n＝0.27，那么待比较学员的综合评估值Z＝0.73*P+0.27*(1-Q)；
将各个待比较学员的综合评估值按照从大到小的顺序排序，将排序所对应的待比较学员的姓名按照从上到下的顺序依次推送给待控学员，待控学员根据提供的顺序信息选取目标学员。是实际实施时，可以仅将排序前三分之一的姓名给待控学员；
所述获取各个待比较学员的中心参考角B包括以下：
当计算某个待比较学员的中心参考角B时，设该待比较学员为中心学员，除中心学员以外的待比较学员为辅助学员，分别以各个辅助学员为起点，以中心学员为终点，得到多个第一向量，以各个辅助学员为第二向量的起点，以各个辅助学员的面部朝向为第二向量的方向，其中，第二向量的大小为预设值，那么所有辅助学员所对应的第一向量与第二向量的夹角之和为该中心学员的中心参考角B。中心参考角是用于获取每个待比较学员所处位置的中心程度，当某个待比较学员的中心参考角越小，说明其他的待比较学员都倾向于面部朝向这个待比较学员，说明这个待比较学员是位于该群人中的中心，那么待控学员是想要传输语音信息给该待比较学员的几率越大；
如图2所述，设总共有三个待比较学员，图中第二向量D1的方向为第一个辅助学员的面部朝向方向，第二向量D2的方向为第二个辅助学员的面部朝向方向，图中中心学员的中心参考角为夹角1和夹角2的和，图中第一个辅助学员所对应的第一向量C1和第二向量D1的夹角为夹角1，第二个辅助学员所对应的第一向量C1和第二向量D2的夹角为夹角2；图中中心学员的中心参考角为夹角1和夹角2的和；
所述根据位置关系情况确定语音的传输方式包括以下：
获取待控学员与目标学员的距离，如果待控学员与目标学员的距离大于等于距离预设值，传输信息令待控学员靠近目标学员；
在现实中，如果对距离较远的人说话，可能这个人听不清，为了能够进一步的使得在虚拟现实中更加真实，当与目标学员距离较远时，提醒待控学员往目标学员移动后再传输语音信息给目标学员；当待控学员穿戴的虚拟现实设备检测到待控学员向目标学员移动时，如果移动到待控学员与目标学员的距离小于第三距离阈值，向目标学员的耳朵传输脚步声，且脚步声随着待控学员与目标学员的距离越近，脚步声越大；并且脚步声的传输方式与语音信息的传输方式相同，比如当待控学员位于目标学员的左方，那么传输脚步声给目标学员的左耳朵，且脚步声随着待控学员与目标学员的距离越近，左耳朵传输的脚步声越大；
如果待控学员与目标学员的距离小于第二距离阈值时，获取待控学员与目标学员的方位关系，
如果待控学员位于目标学员的前方或者后方，那么同时传输语音信息给目标学员的左耳朵和右耳朵；
如果待控学员位于目标学员的左方，那么传输语音信息给目标学员的左耳朵；
如果待控学员位于目标学员的右方，那么传输语音信息给目标学员的右耳朵。针对待控学员位于不同的方位控制传输语音的不同方式，从而让目标学员在虚拟环境中更加真实；
所述待控学员根据提供的顺序信息选取目标学员包括以下：
获取当前排序第一名的姓名的预留时间段，如果在预留时间段内检测到待控学员的向左或向右的头部摇动信息，那么删除当前排序第一的学员姓名；
如果在预留时间段内没有检测到待控学员的头部信息或者检测到待控学员的点头信息，那么默认当前排序第一的待比较学员为目标学员，其中，所述预留时间段为某个姓名成为排序第一名后的预设时间段。为了减少推送名字时对虚拟现实环境的占用，增加虚拟环境的真实感，在显示名字时可以以少数几个名字一起显示，可以一个名字一个名字一起显示，也可以两个名字两个名字一起显示；为了减少空间占用，所以通过采集待控学员的动作判断是否要删除排序第一的名字，这样可以做到只显示一个名字，减少虚拟现实环境的占用，提高真实性；
所述删除当前排序第一的学员姓名之前还包括：
当检测到待控学员向左或向右的头部摇动信息时，判断待控学员的预设范围内是否存在语音传输，如果没有，那么删除当前排序第一的学员姓名；防止待控学员头部左右摇动是因为有其他人传输语音信息给待控学生或者待控学生听到脚步声；
所述传输语音信息给目标学员还包括：
采集目标学员是否正在接收其他的语音信息，如果是，那么同时接收待控学员传输的语音信息，且待控学员传输的语音信息的音量小于正在接收的其他语音信息的音量。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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 (6)
1.一种基于XR智慧学习平台，其特征在于，所述学习平台包括数据库、学员注册登录查询模块、管理员注册登录查询模块和VR交互采集控制模块，所述数据库用于存储各个管理员和学员的数据信息，所述学员注册登录查询模块用于供学员进行注册登录，并供学员查看自己的学习和考评情况，所述管理员注册登录查询模块用于供管理员进行注册登录，并对学员的学习和考评情况进行管理；所述VR交互采集控制模块包括学习交互采集模块、考评交互采集模块和休息交互采集模块，所述学习交互采集模块用于采集分析学员在虚拟现实环境下的上课学习时的行为信息，所述考评交互采集模块用于采集分析学员在虚拟现实环境下考试测评时的行为信息，所述休息交互采集模块用于采集分析学员在虚拟现实环境下前后两节课之间的休息时间的行为信息；
所述休息交互采集模块包以下：
预先在虚拟环境中建立教室、各个学员的三维模型，给每个学员的三维模型在教室的三维模型中设置相应的座位，学员在虚拟环境中能够以第一人称视角看到其他各个学员在教室的三维模型中的位置情况和行动情况；
当在虚拟环境中检测到某个学员的视线中心点的所落位置为另一个学员，且持续时间长度大于等于时长阈值时，设该个学员为待控学员，另一个学员为疑似目标学员，以中心学员为圆心，以预设值为半径作一个圆，形成一个圆形区域，
如果这个圆形区域内存在其他学员，对圆形区域内的学员分析选取目标学员，
如果这个圆形区域内不存在其他学员，那么疑似目标学员为目标学员；
采集待控学员的语音信息以及待控学员与目标学员的位置关系，根据位置关系情况确定语音的传输方式；
所述对圆形区域内的学员分析选取目标学员包括以下：
设圆形区域内存在的其他学员为考察学员，用直线连接待控学员和疑似目标学员所在位置得到参考直线，获取各个考察学员与参考直线的垂直距离，将垂直距离小于等于距离阈值的考察学员和疑似目标学员作为待比较学员，
分别获取最近预设时间段内各个待比较学员和待控学员的聊天次数A，归一化聊天次数得到各个待比较学员的聊天指数
其中，Ax为各个待比较学员和待控学员的聊天次数中的最小值，Ay为各个待比较学员和待控学员的聊天次数中的最大值；
获取各个待比较学员的中心参考角B，归一化中心参考角得到各个待比较学员的中心参考指数
其中，Bx为各个待比较学员的中心参考角的最小值，By为各个待比较学员的中心参考角的最大值；
计算各个待比较学员的综合评估值Z＝m*P+n*(1-Q)，其中，m、n为0到1之间的数，m+n＝1；
将各个待比较学员的综合评估值按照从大到小的顺序排序，将排序所对应的待比较学员的姓名按照从上到下的顺序推送给待控学员，待控学员根据提供的顺序信息选取目标学员。
2.根据权利要求1所述的一种基于XR智慧学习平台，其特征在于：所述获取各个待比较学员的中心参考角B包括以下：
当计算某个待比较学员的中心参考角B时，设该待比较学员为中心学员，除中心学员以外的待比较学员为辅助学员，分别以各个辅助学员为起点，以中心学员为终点，得到多个第一向量，以各个辅助学员为第二向量的起点，以各个辅助学员的面部朝向为第二向量的方向，其中，第二向量的大小为预设值，那么所有辅助学员所对应的第一向量与第二向量的夹角之和为该中心学员的中心参考角B。
3.根据权利要求1所述的一种基于XR智慧学习平台，其特征在于：所述根据位置关系情况确定语音的传输方式包括以下：
获取待控学员与目标学员的距离，如果待控学员与目标学员的距离大于等于距离预设值，传输信息令待控学员靠近目标学员；
如果待控学员与目标学员的距离小于第二距离阈值时，获取待控学员与目标学员的方位关系，
如果待控学员位于目标学员的前方或者后方，那么同时传输语音信息给目标学员的左耳朵和右耳朵；
如果待控学员位于目标学员的左方，那么传输语音信息给目标学员的左耳朵；
如果待控学员位于目标学员的右方，那么传输语音信息给目标学员的右耳朵。
4.根据权利要求1所述的一种基于XR智慧学习平台，其特征在于：所述待控学员根据提供的顺序信息选取目标学员包括以下：
获取当前排序第一名的姓名的预留时间段，如果在预留时间段内检测到待控学员的向左或向右的头部摇动信息，那么删除当前排序第一的学员姓名；
如果在预留时间段内没有检测到待控学员的头部信息或者检测到待控学员的点头信息，那么默认当前排序第一的待比较学员为目标学员，其中，所述预留时间段为某个姓名成为排序第一名后的预设时间段。
5.根据权利要求4所述的一种基于XR智慧学习平台，其特征在于：所述删除当前排序第一的学员姓名之前还包括：
当检测到待控学员向左或向右的头部摇动信息时，判断待控学员的预设范围内是否存在语音传输，如果没有，那么删除当前排序第一的学员姓名。
6.根据权利要求3所述的一种基于XR智慧学习平台，其特征在于：所述传输语音信息给目标学员还包括：
采集目标学员是否正在接收其他的语音信息，如果是，那么同时接收待控学员传输的语音信息，且待控学员传输的语音信息的音量小于正在接收的其他语音信息的音量。
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