CN116469292B - 一种电商仿真教学管理系统及教学培训方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电商仿真教学管理系统及教学培训方法，涉及仿真教学技术领域，解决了因虚拟场景与实际场景存在差异，部分虚拟人员存在一些危险操作时，系统也未对其进行警告，个人也并不得知的技术问题，根据实操影像包，确认危险器件，再确认此危险器件相适配的适配件模型，分析预警画面内是否存在适配件模型，若存在对应的适配件模型，则不进行任何处理，反之，则生成错误信号，并进行展示，对实操画面进行实时分析，确认危险操作，并警示对应的实训人员，提升整个实训教学管理的全面性，提升实训的整体效果。

Description

一种电商仿真教学管理系统及教学培训方法

技术领域

本发明属于仿真教学技术领域，具体是一种电商仿真教学管理系统及教学培训方法。

背景技术

仿真教学也称为模拟教学，就是用计算机来模拟真实自然现象或社会现象，学生模拟扮演某一角色进行技能训练的一种教学方法。

专利申请公开号为CN114693477A的申请公开了一种虚拟仿真实训教学管理系统，权限管理子系统用于验证登录者的身份合法性并规定其使用权限；教学管理子系统用于向教师提供在线制定所选择的虚拟仿真项目的课程安排计划的服务，再生成实操请求信息反馈至仿真应用子系统；实操管理子系统用于向具备实操权限的学生提供在线执行实训理论知识测试的服务，再提供进入仿真应用子系统的对接服务；仿真应用子系统用于向该学生提供在线实训模拟操作与同步自动评分的服务，再将实训结果反馈至教学管理子系统。本发明提出更为高效的教学模式，提高学生的动手实操能力。

在实际的仿真教学实训过程中，一般根据实际的应用场景构建虚拟场景，实训人员操控指定的虚拟人物进行实训，虽然虚拟场景的实训安全程度高，但监测过程并不全面，因虚拟场景与实际场景存在差异，部分虚拟人员存在一些危险操作时，系统也未对其进行警告，个人也并不得知，很容易在实际场景实训时出现问题，从而出现危险事故。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种电商仿真教学管理系统及教学培训方法，用于解决因虚拟场景与实际场景存在差异，部分虚拟人员存在一些危险操作时，系统也未对其进行警告，个人也并不得知的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种电商仿真教学管理系统，包括：

场地监控终端，设置于实际教学培训场地内，用于对场地的实际场景进行监控，并将所监控的具体画面传输至教学管理系统内；

场景初步构建单元，根据场地监控终端所监控的场地实际场景，构建虚拟仿真场景，并在构建过程中，通过实时调整单元对构建的虚拟仿真场景进行参数调整，具体方式为：

根据场地监控终端所监控的初步场景，进行虚拟仿真场景构建，并从设备参数存储单元内随机选取设备的运行参数，使虚拟仿真场景内实训设备按照运行参数进行运行，其中每组实训设备的运行参数均不一致；

限定一组调整周期T，且T为预设值，实时调整单元直接从场地监控终端内提取前一组调整周期T的场地场景录像；

根据所获取的场地场景录像，实时调整单元直接根据场地场景录像对所构建的虚拟仿真场景进行实时调整，从场地场景录像开始时调整，直至结束时停止，结束前，再获取下一组调整周期T的场地场景录像，随后实时调整虚拟仿真场景，且将实时调整的虚拟仿真场景传输至实操中心以及危险件标记单元内；

危险件标记单元，由外部的操作人员自行操作，将虚拟仿真场景内部不同的器件进行危险标记，并将完成标记后的虚拟仿真场景传输至自适应监视单元内；

实操中心，对虚拟仿真场景进行接收并进行展示，供对应的实训人员进行仿真教学实训操作；

自适应监视单元，对实训人员所进行的仿真教学实训操作进行监视，并根据带有危险标记的器件，并将具有危险性的画面进行捆绑，得到实操影像包并传输至实操影像分析单元内，具体方式为：

将带有危险标记的器件进行确认，并以此器件的外表面为基准面，依次向外部进行延伸，延伸距离为X1，其中X1为预设值，根据所确认的延伸范围，将此范围标记为危险范围；

并从虚拟仿真场景内确认各个不同带有危险标记的器件的危险范围画面，并将其作为基准画面，后续再实时获取后续每个不同时间的危险范围画面，将危险范围画面与基准画面进行重合度分析，得到重合度参数CH_i，其中i代表不同的危险范围画面；

将重合度参数CH_i与预设参数Y1进行比对，且Y1为预设值，当CH_i<Y1时，将对应的危险范围画面标记为预警画面，反之，不进行任何处理；

将所确定的若干组预警画面进行捆绑，得到不同危险标记器件的实操影像包，并将实操影像包传输至实操影像分析单元内；

实操影像分析单元，对实操影像包进行接收，并确认对应危险标记器件的适配件模型，并进行分析确认，是否存在危险操作，具体方式为：

根据所接收的实操影像包，确认对应的危险标记器件，并根据危险标记器件，提取与此危险标记器件相适配的适配件模型；

根据所确认的适配件模型，分析实操影像包内若干个预警画面是否存在对应的适配件模型，若存在，则代表对应的实训人员的操作为正常操作，无需进行任何处理，若不存在，则直接通过信号生成单元生成错误信号，并传输至展示单元内。

优选的，还包括设备参数存储单元，用于对设备的运行参数进行存储，其中所存储的设备运行参数均由操作人员自行输入。

优选的，所述展示单元，管理人员根据错误信号，查询到对应的实训人员，并给出对应的惩罚措施。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：预先构建虚拟仿真场景，再根据所监测的场地场景录像，对虚拟仿真场景实时调整，同时选取不同设备的实际运行参数作为虚拟仿真场景内对应设备的运行参数，为了提升虚拟仿真场景与实际场景更加贴切，将虚拟仿真场景按照实际场景的变化参数进行实时变化，采用此种方式，便能更好的看出实训结果，因在原始的虚拟仿真场景内，场景一直不变，并不会对实训人员造成影响，通过改变设备的运行参数以及实时改变虚拟场景，便能在一定程度上影响实训人员，从而更好的体现出实训结果，提升虚拟仿真场景的真实性；

根据实操影像包，确认危险器件，再确认此危险器件相适配的适配件模型，分析预警画面内是否存在适配件模型，若存在对应的适配件模型，则不进行任何处理，反之，则生成错误信号，并进行展示，对实操画面进行实时分析，确认危险操作，并警示对应的实训人员，提升整个实训教学管理的全面性，提升实训的整体效果。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图；

图2为本发明方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本申请提供了一种电商仿真教学管理系统及教学培训方法，包括场地监控终端、教学管理系统以及展示单元，其中场地监控终端与教学管理系统输入端电性连接，所述教学管理系统与展示单元输入端电性连接；

所述教学管理系统包括设备参数存储单元、场景初步构建单元、实时调整单元、危险件标记单元、自适应监视单元、实操中心、实操影像分析单元以及信号生成单元，所述设备参数存储单元与场景初步构建单元输入端电性连接，所述实时调整单元与场景初步构建单元输入端电性连接，所述场景初步构建单元与危险件标记单元输入端电性连接，所述危险件标记单元与自适应监视单元输入端电性连接，所述实操中心与自适应监视单元输入端电性连接，所述自适应监视单元与实操影像分析单元输入端电性连接，所述实操影像分析单元与信号生成单元输入端电性连接；

所述场地监控终端，设置于实际教学培训场地内，用于对场地的实际场景进行监控，并将所监控的具体画面传输至教学管理系统内；

所述设备参数存储单元，用于对设备的运行参数进行存储，其中所存储的设备运行参数均由操作人员自行输入，每组实训设备的运行参数均涵盖在内，具体的，此处之所以要将原始的设备运行参数进行存储，便是为了在场景构建过程中，每组设备的运行参数均不是最佳状态，而是实际中所存在的状态，便是为了提升后期整个教学培训的真实性，与现实场景更加贴切；

所述场景初步构建单元，根据场地监控终端所监控的场地实际场景，构建虚拟仿真场景，并在构建过程中，通过实时调整单元对构建的虚拟仿真场景进行参数调整，以此提升虚拟仿真场景的真实性，其中，进行参数调整的具体方式为：

根据场地监控终端所监控的初步场景，进行虚拟仿真场景构建，并从设备参数存储单元内随机选取设备的运行参数，使虚拟仿真场景内实训设备按照运行参数进行运行，其中每组实训设备的运行参数均不一致；

限定一组调整周期T，且T为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，其中T一般取值5min，实时调整单元直接从场地监控终端内提取前一组调整周期T的场地场景录像；

根据所获取的场地场景录像，实时调整单元直接根据场地场景录像对所构建的虚拟仿真场景进行实时调整，从场地场景录像开始时调整，直至结束时停止，结束前，再获取下一组调整周期T的场地场景录像，随后实时调整虚拟仿真场景，且将实时调整的虚拟仿真场景传输至实操中心以及危险件标记单元内，具体的，场地场景录像内一般涵盖很多不确定因素，例如外部光照强度、场景内部的人员走动以及一些其他情况，均会在一定程度上对实训人员造成影响，为了提升虚拟仿真场景与实际场景更加贴切，将虚拟仿真场景按照实际场景的变化参数进行实时变化，采用此种方式，便能更好的看出实训结果，因在原始的虚拟仿真场景内，场景一直不变，并不会对实训人员造成影响，通过改变设备的运行参数以及实时改变虚拟场景，便能在一定程度上影响实训人员，从而更好的体现出实训结果，提升虚拟仿真场景的真实性。

实施例二

所述危险件标记单元，由外部的操作人员自行操作，将虚拟仿真场景内部不同的器件进行危险标记，并将完成标记后的虚拟仿真场景传输至自适应监视单元内，其中，在实际操作过程中，很多实训器件均具有一定的危险性，为了提升实训人员的实训真实度，将场景内部带有危险性的器件进行标记，所谓带有危险性，便是不能接触的器件，若直接进行接触，很容易对实训人员造成危害；

所述实操中心，对虚拟仿真场景进行接收并进行展示，供对应的实训人员进行仿真教学实训操作；

所述自适应监视单元，对实训人员所进行的仿真教学实训操作进行监视，并根据带有危险标记的器件，并将具有危险性的画面进行捆绑，得到实操影像包并传输至实操影像分析单元内，其中，进行监视的具体方式为：

将带有危险标记的器件进行确认，并以此器件的外表面为基准面，依次向外部进行延伸，延伸距离为X1，其中X1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，根据所确认的延伸范围，将此范围标记为危险范围；

并从虚拟仿真场景内确认各个不同带有危险标记的器件的危险范围画面，并将其作为基准画面，后续再实时获取后续每个不同时间的危险范围画面，将危险范围画面与基准画面进行重合度分析，得到重合度参数CH_i，其中i代表不同的危险范围画面；

将重合度参数CH_i与预设参数Y1进行比对，且Y1为预设值，且Y1的具体取值由操作人员根据经验拟定，且Y1一般取值99%，当CH_i<Y1时，将对应的危险范围画面标记为预警画面，反之，不进行任何处理；

将所确定的若干组预警画面进行捆绑，得到不同危险标记器件的实操影像包，并将实操影像包传输至实操影像分析单元内。

所述实操影像分析单元，对实操影像包进行接收，并确认对应危险标记器件的适配件模型，并进行分析确认，是否存在危险操作，其中，进行分析确认的具体方式为：

根据所接收的实操影像包，确认对应的危险标记器件，并根据危险标记器件，提取与此危险标记器件相适配的适配件模型，具体的，在实际培训过程中，某些危险器件只能通过某些固定的适配件去进行接触或者操作，而不是直接用手去触碰，若用手去触碰，很容易对手部造成损伤，例如在进行化学实验时，对应的试剂杯只能通过试管夹去夹取，而不是用手去操作；

根据所确认的适配件模型，分析实操影像包内若干个预警画面是否存在对应的适配件模型，若存在，则代表对应的实训人员的操作为正常操作，无需进行任何处理，若不存在，则直接通过信号生成单元生成错误信号，并传输至展示单元内。

所述展示单元，管理人员根据错误信号，查询到对应的实训人员，并给出对应的惩罚措施。

实施例三

一种电商仿真教学管理系统的教学培训方法，包括以下步骤：

步骤一、预先构建虚拟仿真场景，再根据所监测的场地场景录像，对虚拟仿真场景实时调整，同时选取不同设备的实际运行参数作为虚拟仿真场景内对应设备的运行参数；

步骤二、根据原始所确认的危险件，在虚拟仿真场景内进行标记，标记完毕后，再进行周边覆盖，确认属于此危险件的危险范围；

步骤三、后续直接根据危险范围的画面变化，确认预警画面，再将属于同一实训人员同一器件的预警画面进行捆绑，得到实操影像包；

步骤四、根据实操影像包，确认危险器件，再确认此危险器件相适配的适配件模型，分析预警画面内是否存在适配件模型，若存在对应的适配件模型，则不进行任何处理，反之，则生成错误信号，并进行展示。

实施例四

本实施例在具体实施过程中，包含上述三组实施例的全部实施内容。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (4)

1.一种电商仿真教学管理系统，其特征在于，包括：

场地监控终端，设置于实际教学培训场地内，用于对场地的实际场景进行监控，并将所监控的具体画面传输至教学管理系统内；

场景初步构建单元，根据场地监控终端所监控的场地实际场景，构建虚拟仿真场景，并在构建过程中，通过实时调整单元对构建的虚拟仿真场景进行参数调整；

危险件标记单元，由外部的操作人员自行操作，将虚拟仿真场景内部不同的器件进行危险标记，并将完成标记后的虚拟仿真场景传输至自适应监视单元内；

实操中心，对虚拟仿真场景进行接收并进行展示，供对应的实训人员进行仿真教学实训操作；

自适应监视单元，对实训人员所进行的仿真教学实训操作进行监视，并根据带有危险标记的器件，将具有危险性的画面进行捆绑，得到实操影像包并传输至实操影像分析单元内；

实操影像分析单元，对实操影像包进行接收，并确认对应危险标记器件的适配件模型，并进行分析确认，是否存在危险操作；

还包括设备参数存储单元，用于对设备的运行参数进行存储，其中所存储的设备运行参数均由操作人员自行输入；

所述场景初步构建单元，进行参数调整的具体方式为：

根据场地监控终端所监控的初步场景，进行虚拟仿真场景构建，并从设备参数存储单元内随机选取设备的运行参数，使虚拟仿真场景内实训设备按照运行参数进行运行，其中每组实训设备的运行参数均不一致；

限定一组调整周期T，且T为预设值，实时调整单元直接从场地监控终端内提取前一组调整周期T的场地场景录像；

根据所获取的场地场景录像，实时调整单元直接根据场地场景录像对所构建的虚拟仿真场景进行实时调整，从场地场景录像开始时调整，直至结束时停止，结束前，再获取下一组调整周期T的场地场景录像，随后实时调整虚拟仿真场景，且将实时调整的虚拟仿真场景传输至实操中心以及危险件标记单元内；

所述自适应监视单元，对实训人员所进行的仿真教学实训操作进行监视的具体方式为：

将带有危险标记的器件进行确认，并以此器件的外表面为基准面，依次向外部进行延伸，延伸距离为X1，其中X1为预设值，根据所确认的延伸范围，将此范围标记为危险范围；

并从虚拟仿真场景内确认各个不同带有危险标记的器件的危险范围画面，并将其作为基准画面，后续再实时获取后续每个不同时间的危险范围画面，将危险范围画面与基准画面进行重合度分析，得到重合度参数CH_i，其中i代表不同的危险范围画面；

将重合度参数CH_i与预设参数Y1进行比对，且Y1为预设值，当CH_i<Y1时，将对应的危险范围画面标记为预警画面，反之，不进行任何处理；

将所确定的若干组预警画面进行捆绑，得到不同危险标记器件的实操影像包，并将实操影像包传输至实操影像分析单元内。

2.根据权利要求1所述的一种电商仿真教学管理系统，其特征在于，所述实操影像分析单元，进行分析确认的具体方式为：

根据所接收的实操影像包，确认对应的危险标记器件，并根据危险标记器件，提取与此危险标记器件相适配的适配件模型；

根据所确认的适配件模型，分析实操影像包内若干个预警画面是否存在对应的适配件模型，若存在，则代表对应的实训人员的操作为正常操作，无需进行任何处理，若不存在，则直接通过信号生成单元生成错误信号，并传输至展示单元内。

3.根据权利要求2所述的一种电商仿真教学管理系统，其特征在于，所述展示单元，管理人员根据错误信号，查询到对应的实训人员，并给出对应的惩罚措施。

4.一种电商仿真教学培训方法，该培训方法应用于权利要求1-3任一项所述的教学管理系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、预先构建虚拟仿真场景，再根据所监测的场地场景录像，对虚拟仿真场景实时调整，同时选取不同设备的实际运行参数作为虚拟仿真场景内对应设备的运行参数；

步骤二、根据原始所确认的危险件，在虚拟仿真场景内进行标记，标记完毕后，再进行周边覆盖，确认属于此危险件的危险范围；

步骤三、后续直接根据危险范围的画面变化，确认预警画面，再将属于同一实训人员同一器件的预警画面进行捆绑，得到实操影像包；

步骤四、根据实操影像包，确认危险器件，再确认此危险器件相适配的适配件模型，分析预警画面内是否存在适配件模型，若存在对应的适配件模型，则不进行任何处理，反之，则生成错误信号，并进行展示。