CN114385013A - 一种基于vr技术的远程在线教育系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于VR技术的远程在线教育系统，包括：教师终端，用于供教师进行授课，并在教师授课过程中采集教师的授课板书和授课音频，传输模块，用于将所述授课板书和所述授课音频传输到处理模块，所述处理模块，用于建立虚拟授课场景，将所述授课板书和所述授课音频进行同步处理后输入到所述虚拟授课场景，构建同步授课场景，学生终端，用于接受并播放所述同步授课场景，用以通过分析虚拟学生的学习状况，进而判断远程上课学生的学习状况，不仅可以保护学生的隐私，还可以了解学生对知识的掌握力度，有针对的进行教学。
Description
技术领域
本发明涉及在线教育领域，特别涉及一种基于VR技术的远程在线教育系统。
背景技术
在线教育或称远程教育、在线学习，以网络为介质的教学方式，通过网络，学员与教师即使相隔万里也可以开展教学活动；此外，借助网络课件，学员还可以随时随地进行学习，真正打破了时间和空间的限制。在线教育可以尽可能的摆脱时空、人力、物力等限制，可以实现资源利用最大化。
在现有技术中，在线教育课程包括直播课程和录播课程，相比较于录播课程，直播课程学生能够与老师互动，以便达到更好学习效果。在现有技术中，在授课过程中老师也无法判断学生的注意力是否集中，而隔着屏幕教学，学生的学习效果也难以达到理想效果，针对以上不足，提出一种基于VR技术的远程在线教育系统，利用VR技术虚拟学生，通过分析虚拟学生的学习状况，进而判断远程上课学生的学习状况，不仅可以使学生身临其境，感受学习的氛围，教师还可以了解学生对知识的掌握力度，有针对的进行教学。
发明内容
本发明提供一种基于VR技术的远程在线教育系统，用以通过分析虚拟学生的学习状况，进而判断远程上课学生的学习状况，不仅可以保护学生的隐私，还可以了解学生对知识的掌握力度，有针对的进行教学。
本发明提供的一种基于VR技术的远程在线教育系统，包括：
教师终端，用于供教师进行授课，并在教师授课过程中采集教师的授课板书和授课音频；
传输模块，用于将所述授课板书和所述授课音频传输到处理模块；
所述处理模块，用于建立虚拟授课场景，将所述授课板书和所述授课音频进行同步处理后输入到所述虚拟授课场景，构建同步授课场景；
学生终端，用于接受并播放所述同步授课场景。
在一种可实施的方式中，
所述教师终端，包括：
授课单元，用于供教师提前输入课件，同时供教师在所述课件上进行书写，生成当前授课板书；
图像采集单元，用于采集所述授课单元上的当前授课板书；
音频采集单元，用于采集教师的授课音频；
执行单元，用于供教师查看学生学习情况。
在一种可实施的方式中，
所述处理模块，包括：
场景处理单元，用于供教师选择授课场景，生成对应的虚拟授课场景；
同步处理单元，用于将所述授课板书和所述授课音频在同一时间域中展开，建立同步状态；
综合处理单元，用于将所述同步状态输入到所述虚拟授课场景中，构建同步授课场景。
在一种可实施的方式中，
所述学生终端，包括：
显示单元，用于显示所述同步授课场景中的虚拟图画；
播放单元，用于播放所述同步授课场景中的音频；
读写单元，用于供学生进行书写和阅读，并在指定情况下采集对应学生的阅读书写状况传输到所述教师终端；
采集单元，用于获取对应学生的当前姿态；
识别单元，用于获取所述当前姿态，建立对应的虚拟动作状态，并将所述虚拟动作状态传输到所述教师终端。
在一种可实施的方式中，
所述教师终端，还用于生成读取指令并分别传输到目标读写单元和目标识别单元；
获取所述目标读写单元对应学生的阅读书写状况；
同时，获取所述目标识别单元对应学生的虚拟动作状态；
基于所述第一读写状况和所述虚拟动作状态判断当前学生是否与所述学生终端的合法学生一致，若不是，生成错误结果。
在一种可实施的方式中，
所述采集单元与所述识别单元连接，用于将所述当前姿态传输到所述识别单元；
所述采集单元和所述识别单元分别与综合处理单元连接，所述综合处理单元与执行单元连接，用于分析学生的学习状况，传输到所述教师终端。
在一种可实施的方式中，
识别单元，用于根据所述当前姿态，建立对应的虚拟动作状态，包括：
所述识别单元，用于获取授课单元的课件，获取接受课程学生的年级，并在预设年纪-年龄列表中获取接受课程学生的年龄范围；
在所述当前姿态中获取对应学生的头部装饰物特征、衣物色彩特征，判断所述学生的性别；
根据所述年龄范围以及对应的性别构建初级虚拟人物；
在所述当前姿态中筛选一帧含有学生面部的第一图像，并在所述第一图像上获取对应面部子图像；
将所述面部子图像输入到预设骨骼框架中，获取所述面部子图像中的骨骼点；
根据每一所述骨骼点在所述面部子图像上的位置，为每一所述骨骼点构建对应的骨骼调节参数；
在所述面部子图像上标记额头骨骼点和下巴骨骼点，连接所述额头骨骼点和下巴骨骼点，将所述面部子图像划分为左图像与右图像；
分别将所述左图像和右图像进行轴对称，获取对应的第一检验图像、第二检验图像；
获取所述第一检验图像上的五官骨骼点，建立第一五官合集；
获取所述第二检验图像上的五官骨骼点，建立第二五官合集；
利用预设匹配顺序为所述第一五官合集中的每一五官匹配对应的第一虚拟五官；
利用预设匹配顺序为所述第二五官合集中的每一五官匹配对应的第二虚拟五官；
根据所述第一虚拟五官、第二虚拟五官的对应关系，建立五官匹配表格；
获取剩余骨骼点在所述面部子图像上的第一位置，建立特点参数；
同时，基于所述五官匹配表格建立对应的面部融合层；
将同一五官对应的第一虚拟五官、第二虚拟五官输入到对应面部融合层，将所述第一虚拟五官、第二虚拟器官进行五官融合，生成融合虚拟面部；
利用所述骨骼调节参数和所述特点参数调节所述融合虚拟面部，将调节后的融合虚拟面部输入到所述初级虚拟人物的面部区域，建立中级虚拟人物；
根据所述当前姿态持续获取对应学生的手位置、脚位置，获取所述学生的虚拟当前动作；
将所述融合虚拟器官和所述虚拟当前动作输入到所述中级虚拟人物对应的位置上，建立对应的虚拟人物。
在一种可实施的方式中，
所述综合处理单元，用于获取对应学生的虚拟动作状态，基于时间顺序将所述虚拟动作状态进行排序；
建立所述虚拟动作状态与所述时间顺序的第一对应关系；
根据教师提前输入的课件，获取课件中的重点知识区域，基于所述时间顺序，标记每一所述重点知识区域在所述同步授课场景中的授课节点，根据所述授课节点在所述同步授课场景标记对应的重点域；
建立已标记的同步授课场景与所述时间顺序的第二对应关系；
利用所述时间顺序建立时间轴，基于所述第一对应关系和所述第二对应关系将所述已标记的同步授课场景和所述虚拟动作输入到所述时间轴中；
获取所述已标记的同步授课场景和所述虚拟动作重合的时间段，生成检验时间轴；
将每一所述已标记的同步授课场景中的所述重点域依次连接，获取重点授课轨迹；
基于所述检验时间轴的顺序，标记每一剩余虚拟动作中瞳孔的位置并依次连接，获取对应学生的知识涉取轨迹；
将所述重点授课轨迹和所述知识涉取轨迹输入到预设第一坐标系中，获取所述重点授课轨迹和所述知识涉取轨迹的重合轨迹；
基于所述重合轨迹，建立对应学生知识掌握强度图，传输到所述教师终端进行显示。
在一种可实施的方式中，
所述采集单元，还用于当若干时间段内未采集到对应学生的当前姿态时，确定所述学生离开学习区域，生成第一提醒指令，提醒所述学生回到所述学习区域。
在一种可实施的方式中，
所述识别单元，还用于解析所述虚拟动作状态，判断对应学生的坐姿是否标准，若不标准生成第二提醒指令，提醒所述学生及时调整坐姿。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
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为本发明实施例中一种基于VR技术的远程在线教育系统的组成示意图；
图2为本发明实施例中一种基于VR技术的远程在线教育系统的教师终端组成示意图；
图3为本发明实施例中一种基于VR技术的远程在线教育系统的传输模块组成示意图；
图4为本发明实施例中一种基于VR技术的远程在线教育系统的学生终端组成示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种基于VR技术的远程在线教育系统，如图1所示，包括：
教师终端，用于供教师进行授课，并在教师授课过程中采集教师的授课板书和授课音频；
传输模块，用于将所述授课板书和所述授课音频传输到处理模块；
所述处理模块，用于建立虚拟授课场景，将所述授课板书和所述授课音频进行同步处理后输入到所述虚拟授课场景，构建同步授课场景；
学生终端，用于接受并播放所述同步授课场景。
该实例中，授课板书表示教师在进行授课时书写的文字或符号；
该实例中，虚拟授课场景可以为虚拟课堂场景，在必要情况下也可以由教师根据授课需求建立对应的授课场景；
例如，教师当前授课内容为认识动物，那么虚拟授课场景可以为动物园场景；
该实例中，授课音频表示教师进行授课时的讲解；
该实例中，同步授课场景表示将授课板书、授课音频同步到虚拟授课场景中进行授课的场景。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：当教师进行在线教育时，将教师的授课内容和虚拟授课场景结合起来生成同步授课场景，可以让学生快速进入学习状态，在此场景下让学生感觉课堂上学习一样，不仅可以提高学生的学习效率，在一定程度上可以减少学生分心，提高学生的学习效率。
实施例2
在实施例1的基础上，所述一种基于VR技术的远程在线教育系统，所述教师终端，如图2所示，包括：
授课单元，用于供教师提前输入课件，同时供教师在所述课件上进行书写，生成当前授课板书；
图像采集单元，用于采集所述授课单元上的当前授课板书；
音频采集单元，用于采集教师的授课音频；
执行单元，用于供教师查看学生学习情况。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：分别利用多个单元执行不同的工作，不仅可以提高教师终端的灵敏性，实现教师终端与学生终端之间沟通零延时。
实施例3
在实施例1的基础上，所述一种基于VR技术的远程在线教育系统，所述处理模块，如图3所示，包括：
场景处理单元，用于供教师选择授课场景，生成对应的虚拟授课场景；
同步处理单元，用于将所述授课板书和所述授课音频在同一时间域中展开，建立同步状态；
综合处理单元，用于将所述同步状态输入到所述虚拟授课场景中，构建同步授课场景。
该实例中，时间域表示根据时间先后的顺序建立的处理域；
该实例中，同步状态表示授课板书与授课音同步播放的状态。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：由于授课场景是连接教师和学生之间的纽带，故在构建同步授课场景时，先建立对应的虚拟授课场景，再将授课板书和授课音频同步到虚拟授课场景中，这样建立的同步授课场景可以最大程度的欢迎现实授课，达到让学生身临其境的目的。
实施例4
在实施例1的基础上，所述一种基于VR技术的远程在线教育系统，所述学生终端，如图4所示，包括：
显示单元，用于显示所述同步授课场景中的虚拟图画；
播放单元，用于播放所述同步授课场景中的音频；
读写单元，用于供学生进行书写和阅读，并在指定情况下采集对应学生的阅读书写状况传输到所述教师终端；
采集单元，用于获取对应学生的当前姿态；
识别单元，用于获取所述当前姿态，建立对应的虚拟动作状态，并将所述虚拟动作状态传输到所述教师终端。
该实例中，虚拟图画表示同步授课场景中的画面；
该实例中，同步授课场景中的音频表示同步授课场景中的音频信息，其实质是教师的授课音频；
该实例中，阅读书写状况表示学生阅读时的音频和书写时的笔迹；
该实例中，当前姿态表示学生的当前坐姿；
该实例中，虚拟动作状态表示根据学生的当前坐姿建立的同姿态的虚拟人物。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：当学生接收教师的授课内容时，由显示单元播放虚拟图画，由播放单元播放授课音频，再特定情况下利用书写单元进行书写阅读，以及通过采集学生的当前姿态，建立虚拟动作状态，方便教师在进行授课时根据学生的状态来调节授课进度。
实施例5
在实施例1的基础上，所述一种基于VR技术的远程在线教育系统：
所述教师终端，还用于生成读取指令并分别传输到目标读写单元和目标识别单元；
获取所述目标读写单元对应学生的阅读书写状况；
同时，获取所述目标识别单元对应学生的虚拟动作状态；
基于所述第一读写状况和所述虚拟动作状态判断当前学生是否与所述学生终端的合法学生一致，若不是，生成错误结果。
该实例中，错误结果表示当前使用学生终端的人员不是预先设定的学生。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了避免学生消极对待学习，由他人代上课，教师可以通过获取学生的阅读书写状况初步判断屏幕对面的学生是否属于自己的合法学生，再通过获取对应学生的虚拟动作状态进一步判断当前学生是否属于该学生终端的合法学生，并将检测结果传输到教师终端，供教师参考。
实施例6
在实施例4的基础上，所述一种基于VR技术的远程在线教育系统：
所述采集单元与所述识别单元连接，用于将所述当前姿态传输到所述识别单元；
所述采集单元和所述识别单元分别与综合处理单元连接，所述综合处理单元与执行单元连接，用于分析学生的学习状况，传输到所述教师终端。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：通过接收学生的当前姿态，分析学生的学习状况，传输到教师终端供教师参考，不仅可以检测学生的学习质量，还可以帮助学生发现自身不足，及时查缺补漏。
实施例7
在实施例4的基础上，所述一种基于VR技术的远程在线教育系统，识别单元，用于根据所述当前姿态，建立对应的虚拟动作状态，包括：
所述识别单元，用于获取授课单元的课件，获取接受课程学生的年级，并在预设年纪-年龄列表中获取接受课程学生的年龄范围；
在所述当前姿态中获取对应学生的头部装饰物特征、衣物色彩特征，判断所述学生的性别；
根据所述年龄范围以及对应的性别构建初级虚拟人物；
在所述当前姿态中筛选一帧含有学生面部的第一图像，并在所述第一图像上获取对应面部子图像；
将所述面部子图像输入到预设骨骼框架中，获取所述面部子图像中的骨骼点；
根据每一所述骨骼点在所述面部子图像上的位置，为每一所述骨骼点构建对应的骨骼调节参数；
在所述面部子图像上标记额头骨骼点和下巴骨骼点，连接所述额头骨骼点和下巴骨骼点，将所述面部子图像划分为左图像与右图像；
分别将所述左图像和右图像进行轴对称，获取对应的第一检验图像、第二检验图像；
获取所述第一检验图像上的五官骨骼点，建立第一五官合集；
获取所述第二检验图像上的五官骨骼点，建立第二五官合集；
利用预设匹配顺序为所述第一五官合集中的每一五官匹配对应的第一虚拟五官；
利用预设匹配顺序为所述第二五官合集中的每一五官匹配对应的第二虚拟五官；
根据所述第一虚拟五官、第二虚拟五官的对应关系，建立五官匹配表格；
获取剩余骨骼点在所述面部子图像上的第一位置，建立特点参数；
同时，基于所述五官匹配表格建立对应的面部融合层；
将同一五官对应的第一虚拟五官、第二虚拟五官输入到对应面部融合层，将所述第一虚拟五官、第二虚拟器官进行五官融合，生成融合虚拟面部；
利用所述骨骼调节参数和所述特点参数调节所述融合虚拟面部，将调节后的融合虚拟面部输入到所述初级虚拟人物的面部区域，建立中级虚拟人物；
根据所述当前姿态持续获取对应学生的手位置、脚位置，获取所述学生的虚拟当前动作；
将所述融合虚拟器官和所述虚拟当前动作输入到所述中级虚拟人物对应的位置上，建立对应的虚拟人物。
该实例中，年纪-年龄列表表示不同年纪的学生与年龄范围对应关系；
例如，小学一年级的学生年龄范围为6到8岁；
该实例中，初级虚拟人物表示根据学生的年龄范围和性别建立的虚拟人物；
该实例中，第一图像表示当前姿态中的一帧图像，其特点是含有学生面部的图像；
该实例中，面部子图像表示第一图像上学生面部所在的区域构成的图像；
该实例中，骨骼点表示构成面部子图像的面部轮廓点；
该实例中，骨骼调节参数表示将骨骼点与虚拟人物的预测骨骼点进行对应时，将预测骨骼点转换到与骨骼点一致的调节量；
该实例中，第一检验图像表示将左图像进行轴对称所建立的图像；
该实例中，第二检验图像表示将右图像进行轴对称所建立的图像；
该实例中，五官骨骼点表示眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴所在的骨骼点，第一五官合集表示包含上述五个骨骼点的合集；
该实例中，第一虚拟五官表示根据根据第一五官合集中每一五官建立的虚拟五官；
该实例中，第二虚拟五官表示根据根据第二五官合集中每一五官建立的虚拟五官；
该实例中，特点参数表示该骨骼点在面部子图像上的位置以及外观形状；
该实例中，面部融合层表示将第一虚拟五官和第二虚拟五官进行融合，建立融合五官的操作平台；
该实例中，中级虚拟人物表示在初级虚拟人物的基础上，建立虚拟面部的结果。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：在学生听课过程中，建立初级虚拟人物，再通过分析学生的面部特征，再初级虚拟人物的基础上构建中级虚拟人物，由于中级虚拟人物是根据学生的面部特征进行建立的，具有唯一性，最后再将所获取的学生动作与中级虚拟人物结合，这样一来就可以获取用户的虚拟动作状态，便于教师进行授课时查看学生的学习状态，同时仅仅向教师展示虚拟人物在一定程度上保护了学生的隐私。
实施例8
在实施例6的基础上，所述一种基于VR技术的远程在线教育系统：
所述综合处理单元，用于获取对应学生的虚拟动作状态，基于时间顺序将所述虚拟动作状态进行排序；
建立所述虚拟动作状态与所述时间顺序的第一对应关系；
根据教师提前输入的课件，获取课件中的重点知识区域，基于所述时间顺序，标记每一所述重点知识区域在所述同步授课场景中的授课节点，根据所述授课节点在所述同步授课场景标记对应的重点域；
建立已标记的同步授课场景与所述时间顺序的第二对应关系；
利用所述时间顺序建立时间轴，基于所述第一对应关系和所述第二对应关系将所述已标记的同步授课场景和所述虚拟动作输入到所述时间轴中；
获取所述已标记的同步授课场景和所述虚拟动作重合的时间段，生成检验时间轴；
将每一所述已标记的同步授课场景中的所述重点域依次连接，获取重点授课轨迹；
基于所述检验时间轴的顺序，标记每一剩余虚拟动作中瞳孔的位置并依次连接，获取对应学生的知识涉取轨迹；
将所述重点授课轨迹和所述知识涉取轨迹输入到预设第一坐标系中，获取所述重点授课轨迹和所述知识涉取轨迹的重合轨迹；
基于所述重合轨迹，建立对应学生知识掌握强度图，传输到所述教师终端进行显示。
该实例中，第一对应关系表示虚拟动作状态与时间先后的对应关系；
该实例中，重点知识区域表示课件中展示重点知识的地方；
例如，当前的授课内容为积分运算，那么重点知识区域表示教师进行教学书写过程中所利用的区域；
该实例中，授课节点表示教师讲授重点知识期间的转折部分；
例如，课间休息；
该实例中，重点域表示同步授课场景中的重点知识所在的位置；
该实例中，时间轴表示带有时间先后的单向轴；
该实例中，检验时间轴表示含有同步授课场景和所述虚拟动作重合时间段的时间轴；
该实例中，重点授课轨迹表示随着时间变化重点域的位置发生变化的轨迹；
该实例中，知识涉取轨迹表示学生在同步授课场景中学习过程中的轨迹。上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了更快更好的了解学生的学习状况，在教师授课过程中获取重点授课轨迹，再通过获取虚拟动作中瞳孔位置的变化获取学生知识涉取轨迹，将两者进行对比，判断学生的学习状况，建立知识掌握强度图，由教师根据该图有针对性的对不同的学生进行不同角度不同强度的辅导，提高学生的学习效率。
实施例9
在实施例4的基础上，所述一种基于VR技术的远程在线教育系统：
所述采集单元，还用于当若干时间段内未采集到对应学生的当前姿态时，确定所述学生离开学习区域，生成第一提醒指令，提醒所述学生回到所述学习区域。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了提高学生的学习效率，督促学生完成当前学生任务，当学生离开学习区域时生成第一提醒指令，提醒学生及时返回学习区域。
实施例10
在实施例4的基础上，所述一种基于VR技术的远程在线教育系统：
所述识别单元，还用于解析所述虚拟动作状态，判断对应学生的坐姿是否标准，若不标准生成第二提醒指令，提醒所述学生及时调整坐姿。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：当学生坐姿不正确时，生成第二提醒指令，提醒学生规范坐姿，这样一来不仅可以提高学生的学习效率，还可以保护学生的身体，让学生全面发展。
实施例11
在实施例2的基础上，所述所述一种基于VR技术的远程在线教育系统：
所述授课单元，还用于接收所述课件，分别获取每一页PPT对应的色彩对比度；
判断是否存在色彩对比度不在预设范围内的第一PPT；
若是，在所述课件中定位所述第一PPT的位置，生成第一更改指令传输到所述执行单元进行显示；
反之，将所述课件输入到预设第二坐标系中，分别获取每一PPT对应的像素点，建立对应PPT的背景区域和前景区域；
将所述背景区域包含的像素点视为背景像素点，将所述前景区域包含的像素点视为前景像素点；
根据公式(Ⅰ)计算每页PPT对应的可视前景亮度；
其中，da表示第a页所述PPT对应的可视前景亮度，gai表示第a页所述PPT上前景区域中第i个前景点的第一亮度，ma表示第a页PPT前景点的总数，σj表示第j个背景点亮度对第i前景点亮度的距离影响系数，其取值与背景点和前景点的距离有关，且距离越近取值越大，当背景点与前景点的距离大于PPT边长的1/2时，距离影响系数均取1，qj表示第j个背景点与第i个前景点的距离，faj表示第a页所述PPT上第j个背景点的第二亮度，ka表示第a页所述PPT上背景点的数量；
当所有PPT的可视前景亮度在预设亮度范围内时，根据公式(Ⅱ)计算学生在虚拟场景中接受PPT时，每页PPT对应的均匀亮度；
其中，
表示第a页PPT转换到虚拟场景中对应的均匀亮度，s表示虚拟场景中PPT所在位置与学生瞳孔的距离，
表示PPT亮度随距离的衰减系数，φ表示PPT转换到虚拟场景中的前景点转换系数，ω表示PPT转换到虚拟场景中的背景点转换系数，c1表示所述虚拟场景的第一平均亮度，c2表示所述虚拟场景中PPT所在位置的第二平均亮度；
其中，
表示虚拟场景PPT从当前位置到学生瞳孔的亮度衰减总量；
当所述PPT转换为虚拟场景后的均匀亮度不符合预设标准时，生成第二更改指令传输到所述执行单元进行显示。
该实例中，色彩对比度表示PPT中多种色彩之间的明暗对比；
该实例中，可视前景亮度表示人眼直视PPT上前景区域时可感知的亮度；
该实例中，均匀亮度表示人眼直视虚拟场景中PPT时，可感知的亮度。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了节约授课时间，提高授课效率，在教师上传课件后检验课件中每一页PPT的色彩对比度，判断课件内容是否方便学生获取，再通过检测课件的亮度，判断学生在虚拟场景中感知课件的亮度，从而帮助教师在正式上课前完成调试工作。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于，包括：
教师终端，用于供教师进行授课，并在教师授课过程中采集教师的授课板书和授课音频；
传输模块，用于将所述授课板书和所述授课音频传输到处理模块；
所述处理模块，用于建立虚拟授课场景，将所述授课板书和所述授课音频进行同步处理后输入到所述虚拟授课场景，构建同步授课场景；
学生终端，用于接受并播放所述同步授课场景。
2.如权利要求1所述的一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于，所述教师终端，包括：
授课单元，用于供教师提前输入课件，同时供教师在所述课件上进行书写，生成当前授课板书；
图像采集单元，用于采集所述授课单元上的当前授课板书；
音频采集单元，用于采集教师的授课音频；
执行单元，用于供教师查看学生学习情况。
3.如权利要求1所述的一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于，所述处理模块，包括：
场景处理单元，用于供教师选择授课场景，生成对应的虚拟授课场景；
同步处理单元，用于将所述授课板书和所述授课音频在同一时间域中展开，建立同步状态；
综合处理单元，用于将所述同步状态输入到所述虚拟授课场景中，构建同步授课场景。
4.如权利要求1所述的一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于，所述学生终端，包括：
显示单元，用于显示所述同步授课场景中的虚拟图画；
播放单元，用于播放所述同步授课场景中的音频；
读写单元，用于供学生进行书写和阅读，并在指定情况下采集对应学生的阅读书写状况传输到所述教师终端；
采集单元，用于获取对应学生的当前姿态；
识别单元，用于获取所述当前姿态，建立对应的虚拟动作状态，并将所述虚拟动作状态传输到所述教师终端。
5.如权利要求1所述的一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于：
所述教师终端，还用于生成读取指令并分别传输到目标读写单元和目标识别单元；
获取所述目标读写单元对应学生的阅读书写状况；
同时，获取所述目标识别单元对应学生的虚拟动作状态；
基于所述第一读写状况和所述虚拟动作状态判断当前学生是否与所述学生终端的合法学生一致，若不是，生成错误结果。
6.如权利要求4所述的一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于：
所述采集单元与所述识别单元连接，用于将所述当前姿态传输到所述识别单元；
所述采集单元和所述识别单元分别与综合处理单元连接，所述综合处理单元与执行单元连接，用于分析学生的学习状况，传输到所述教师终端。
7.如权利要求4所述的一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于，识别单元，用于根据所述当前姿态，建立对应的虚拟动作状态，包括：
所述识别单元，用于获取授课单元的课件，获取接受课程学生的年级，并在预设年纪-年龄列表中获取接受课程学生的年龄范围；
在所述当前姿态中获取对应学生的头部装饰物特征、衣物色彩特征，判断所述学生的性别；
根据所述年龄范围以及对应的性别构建初级虚拟人物；
在所述当前姿态中筛选一帧含有学生面部的第一图像，并在所述第一图像上获取对应面部子图像；
将所述面部子图像输入到预设骨骼框架中，获取所述面部子图像中的骨骼点；
根据每一所述骨骼点在所述面部子图像上的位置，为每一所述骨骼点构建对应的骨骼调节参数；
在所述面部子图像上标记额头骨骼点和下巴骨骼点，连接所述额头骨骼点和下巴骨骼点，将所述面部子图像划分为左图像与右图像；
分别将所述左图像和右图像进行轴对称，获取对应的第一检验图像、第二检验图像；
获取所述第一检验图像上的五官骨骼点，建立第一五官合集；
获取所述第二检验图像上的五官骨骼点，建立第二五官合集；
利用预设匹配顺序为所述第一五官合集中的每一五官匹配对应的第一虚拟五官；
利用预设匹配顺序为所述第二五官合集中的每一五官匹配对应的第二虚拟五官；
根据所述第一虚拟五官、第二虚拟五官的对应关系，建立五官匹配表格；
获取剩余骨骼点在所述面部子图像上的第一位置，建立特点参数；
同时，基于所述五官匹配表格建立对应的面部融合层；
将同一五官对应的第一虚拟五官、第二虚拟五官输入到对应面部融合层，将所述第一虚拟五官、第二虚拟器官进行五官融合，生成融合虚拟面部；
利用所述骨骼调节参数和所述特点参数调节所述融合虚拟面部，将调节后的融合虚拟面部输入到所述初级虚拟人物的面部区域，建立中级虚拟人物；
根据所述当前姿态持续获取对应学生的手位置、脚位置，获取所述学生的虚拟当前动作；
将所述融合虚拟器官和所述虚拟当前动作输入到所述中级虚拟人物对应的位置上，建立对应的虚拟人物。
8.如权利要求6所述的一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于：
所述综合处理单元，用于获取对应学生的虚拟动作状态，基于时间顺序将所述虚拟动作状态进行排序；
建立所述虚拟动作状态与所述时间顺序的第一对应关系；
根据教师提前输入的课件，获取课件中的重点知识区域，基于所述时间顺序，标记每一所述重点知识区域在所述同步授课场景中的授课节点，根据所述授课节点在所述同步授课场景标记对应的重点域；
建立已标记的同步授课场景与所述时间顺序的第二对应关系；
利用所述时间顺序建立时间轴，基于所述第一对应关系和所述第二对应关系将所述已标记的同步授课场景和所述虚拟动作输入到所述时间轴中；
获取所述已标记的同步授课场景和所述虚拟动作重合的时间段，生成检验时间轴；
将每一所述已标记的同步授课场景中的所述重点域依次连接，获取重点授课轨迹；
基于所述检验时间轴的顺序，标记每一剩余虚拟动作中瞳孔的位置并依次连接，获取对应学生的知识涉取轨迹；
将所述重点授课轨迹和所述知识涉取轨迹输入到预设第一坐标系中，获取所述重点授课轨迹和所述知识涉取轨迹的重合轨迹；
基于所述重合轨迹，建立对应学生知识掌握强度图，传输到所述教师终端进行显示。
9.如权利要求4所述的一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于：
所述采集单元，还用于当若干时间段内未采集到对应学生的当前姿态时，确定所述学生离开学习区域，生成第一提醒指令，提醒所述学生回到所述学习区域。
10.如权利要求4所述的一种基于VR技术的远程在线教育系统，其特征在于：
所述识别单元，还用于解析所述虚拟动作状态，判断对应学生的坐姿是否标准，若不标准生成第二提醒指令，提醒所述学生及时调整坐姿。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210060213.8A CN114385013B (zh) | 2022-01-19 | 2022-01-19 | 一种基于vr技术的远程在线教育系统 |
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| CN202210060213.8A CN114385013B (zh) | 2022-01-19 | 2022-01-19 | 一种基于vr技术的远程在线教育系统 |
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|---|---|
| CN114385013A true CN114385013A (zh) | 2022-04-22 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114385013B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116996722A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-11-03 | 广州慧思软件科技有限公司 | 一种5g网络环境下虚拟同步课堂教学系统及其工作方法 |
| CN116996722B (zh) * | 2023-06-29 | 2024-06-04 | 广州慧思软件科技有限公司 | 一种5g网络环境下虚拟同步课堂教学系统及其工作方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106023693A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-10-12 | 北京九天翱翔科技有限公司 | 一种基于虚拟现实技术和模式识别技术的教育系统及方法 |
| CN108831218A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-16 | 邹浩澜 | 基于虚拟现实的远程教学系统 |
| CN110290211A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-27 | 北京大米科技有限公司 | 多人联机的通信方法、电子设备和可读存储介质 |
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2022
- 2022-01-19 CN CN202210060213.8A patent/CN114385013B/zh active Active
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