CN117151943A - 一种基于虚拟现实的建筑教学培训系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及职业教育教学技术领域，具体涉及一种基于虚拟现实的建筑教学培训系统：包括操作子系统、显示子系统、储存子系统、判断子系统和执行子系统，显示子系统与操作子系统连接，储存子系统与显示子系统连接，判断子系统储存子系统连接，执行子系统分别与判断子系统和操作子系统连接；操作子系统，用于对学员进行虚拟现实教学的实际操作和体验；显示子系统，用于将学员的实际操作画面进行显示；判断子系统，用于对学员的操作进行对比和判断；执行子系统，用于将系统生成的判断结果及时反馈给学员，解决了教学过程中学生由于缺乏工程实操环境而导致理论知识和实践应用两者间知识内化效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及职业教育教学技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实的建筑教学培训系统。
背景技术
建筑设计类的专业属性要求从业人员对于规范条例和实践应用比较重视，但出于安全性、场地限制、教育经费等原因，大多数学校缺乏给学生提供工程实践类的教学环境条件，因此在目前的职业教育领域中，学生在校学习阶段主要是通过授课老师讲解理论知识，辅助部分图片或者视频等二维材料展示来帮助学生理解较为抽象晦涩的规范条例或其他相关理论，这种传统教学方式缺乏三维画面感，容易因学生的个人理解能力差异导致学生的知识吸收水平和教学效果难以保证，以致在后续的实习实践过程中，无法提供较好的理论知识基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于虚拟现实的建筑教学培训系统，旨在解决教学过程中学生由于缺乏工程实操环境而导致理论知识和实践应用两者间知识内化效率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种基于虚拟现实的建筑教学培训系统，包括操作子系统、显示子系统、储存子系统、判断子系统和执行子系统，所述显示子系统与所述操作子系统连接，所述储存子系统与所述操作子系统连接，所述判断子系统与储存子系统连接，所述执行子系统分别与所述判断子系统和所述操作子系统连接；
所述操作子系统，用于对学员进行虚拟现实教学的实际操作和体验；
所述显示子系统，用于将学员的实际操作画面进行显示；
所述判断子系统，用于对学员的操作进行对比和判断；
所述执行子系统，用于将系统生成的判断结果及时反馈给学员。
其中，所述操作子系统包括VR头显、手柄、识别模块和控制器，所述手柄与所述控制器连接；所述识别模块与所述控制器连接；所述控制器与所述VR头显连接；
所述VR头显，用于给学员提供一个虚拟现实环境进行训练教学；
所述手柄，用于学员在虚拟现实环境中进行对应操作；
所述识别模块，用于识别三维建模模型的文字图片等信息；
所述控制器，用于连接和控制多个模块，将不同模块所发出的信号进行转换后完成反馈。
其中，所述显示子系统包括传输模块和显示模块，所述传输模块与所述控制器连接；所述显示模块与所述传输模块连接；
所述传输模块，用于将所述控制器中的对应信号进行转换传输；
所述显示模块，用于对学员实操训练中的画面进行展示。
其中，所述储存子系统包括收集模块和存储模块，所述收集模块与所述控制器连接；所述存储模块与所述判断子系统连接；
所述收集模块，用于对学员实操过程中的训练数据进行收集；
所述存储模块，用于管理员提前进行数据的预设和预设数据的存储。
其中，所述判断子系统包括判断模块、评选模块和接收模块，所述判断模块分别与所述收集模块和所述存储模块连接；所述评选模块与所述判断模块连接；所述接收模块与所述评选模块连接；
所述判断模块，用于对学员的操作数据和预设的存储数据进行对比和判断；
所述评选模块，用于对所述判断模块生成的对比数据进行评选；
所述接收模块，用于接收所述评选模块最终生成的评选数据。
其中，所述执行子系统包括生成模块和执行模块，所述生成模块与所述接收模块连接；所述执行模块分别与所述生成模块和所述控制器连接；
所述生成模块，用于对生成的判断评选数据进行生成转换；
所述执行模块，用于对最终的判断数据结果进行传输反馈。
本发明的基于虚拟现实的建筑教学培训系统，学员通过所述操作子系统进行对应的虚拟现实实训操作，然后通过设有的所述显示子系统将学员的操作实训画面进行展示，同时所述判断子系统根据所述操作子系统的操作内容与所述储存子系统内部预设的数据进行对比判断，最终通过所述执行子系统将所述判断子系统所生成的结果通过所述操作子系统反馈给学员，从而完成整个虚拟现实的建筑教学培训，因此本申请提出的基于虚拟现实技术构建建筑教学培训系统，能让授课老师可根据教学需求将抽象的、晦涩难懂的理论知识点或实践操作任务经过图文转化等方式在培训系统中构建虚拟建筑场景，同时设置好学习路径并置入相关文字说明、图片视频等辅助材料，以及练习题和答案，学生通过外接所述VR头显和所述手柄等设备以及模块，可进入虚拟场景并按照老师预设的学习路径完成构件选择、体量搭建、选择答题等操作，系统会根据学生操作结果收集统计成绩，用于判断学生的知识掌握情况，完成理论知识的实践和应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的基于虚拟现实的建筑教学培训系统的结构示意图。
图2是本发明的操作子系统的结构示意图。
图3是本发明的显示子系统的结构示意图。
图4是本发明的储存子系统的结构示意图。
图5是本发明的判断子系统的结构示意图。
图6是本发明的执行子系统的结构示意图。
图中：1-操作子系统、2-显示子系统、3-储存子系统、4-判断子系统、5-执行子系统、11-VR头显、12-手柄、13-识别模块、14-控制器、21-传输模块、22-显示模块、31-收集模块、32-存储模块、41-判断模块、42-评选模块、43-接收模块、51-生成模块、52-执行模块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图6，本发明提供了一种基于虚拟现实的建筑教学培训系统，包括操作子系统1、显示子系统2、储存子系统3、判断子系统4和执行子系统5，所述显示子系统2与所述操作子系统1连接，所述储存子系统3与所述操作子系统1连接，所述判断子系统4与储存子系统3连接，所述执行子系统5分别与所述判断子系统4和所述操作子系统1连接；
所述操作子系统1，用于对学员进行虚拟现实教学的实际操作和体验；
所述显示子系统2，用于将学员的实际操作画面进行显示；
所述判断子系统4，用于对学员的操作进行对比和判断；
所述执行子系统5，用于将系统生成的判断结果及时反馈给学员。
在本实施方式中，首先，学员通过所述操作子系统1进行对应的虚拟现实实训操作，然后通过设有的所述显示子系统2将学员的操作实训画面进行展示，同时所述判断子系统4根据所述操作子系统1的操作内容与所述储存子系统3内部预设的数据进行对比判断，最终通过所述执行子系统5将所述判断子系统4所生成的结果通过所述操作子系统1反馈给学员，从而完成整个虚拟现实的建筑教学培训，因此本申请提出的基于虚拟现实技术构建建筑教学培训系统，能让授课老师可根据教学需求将抽象的、晦涩难懂的理论知识点或实践操作任务经过图文转化等方式在培训系统中构建虚拟建筑场景，同时设置好学习路径并置入相关文字说明、图片视频等辅助材料，以及练习题和答案，学生通过外接所述VR头显11和所述手柄12等设备以及模块，可进入虚拟场景并按照老师预设的学习路径完成构件选择、体量搭建、选择答题等操作，系统会根据学生操作结果收集统计成绩，用于判断学生的知识掌握情况，完成理论知识的实践和应用。
进一步地，请参阅图2，所述操作子系统1包括VR头显11、手柄12、识别模块13和控制器14，所述手柄12与所述控制器14连接；所述识别模块13与所述控制器14连接；所述控制器14与所述VR头显11连接；
所述VR头显11，用于给学员提供一个虚拟现实环境进行训练教学；
所述手柄12，用于学员在虚拟现实环境中进行对应操作；
所述识别模块13，用于识别三维建模模型的文字图片等信息；
所述控制器14，用于连接和控制多个模块，将不同模块所发出的信号进行转换后完成反馈。
在本实施方式中，所述VR头显11和所述手柄12都与所述控制器14连接，所述控制器14内部设有用于进行各类信号转换以及传输的线路结构以及对各种信号进行处理的处理器结构，因此所述控制器14可以直接作为所述VR头显11的处理控制中枢，通过设有的所述控制器14用户可以实现所述手柄12与所述VR头显11的对应操作和虚拟现实环境的模拟，所述识别模块13用于识别第三方建模软件文件格式，以及用于三维建筑模型的文字、图片、视频等，将识别结果发送至所述控制器14。
进一步地，请参阅图3，所述显示子系统2包括传输模块21和显示模块22，所述传输模块21与所述控制器14连接；所述显示模块22与所述传输模块21连接；
所述传输模块21，用于将所述控制器14中的对应信号进行转换传输；
所述显示模块22，用于对学员实操训练中的画面进行展示。
在本实施方式中，首先，所述传输模块21对所述控制器14中学员进行虚拟现实实训的对应操作数据进行接收，然后通过所述传输模块21传输给所述显示模块22，最终通过所述显示模块22将学员进行虚拟显示实训的画面进行展示，以便于外界人员对学员的操作进行观察。
进一步地，请参阅图4，所述储存子系统3包括收集模块31和存储模块32，所述收集模块31与所述控制器14连接；所述存储模块32与所述判断子系统4连接；
所述收集模块31，用于对学员实操过程中的训练数据进行收集；
所述存储模块32，用于管理员提前进行数据的预设和预设数据的存储。
进一步地，请参阅图5，所述判断子系统4包括判断模块41、评选模块42和接收模块43，所述判断模块41分别与所述收集模块31和所述存储模块32连接；所述评选模块42与所述判断模块41连接；所述接收模块43与所述评选模块42连接；
所述判断模块41，用于对学员的操作数据和预设的存储数据进行对比和判断；
所述评选模块42，用于对所述判断模块41生成的对比数据进行评选；
所述接收模块43，用于接收所述评选模块42最终生成的评选数据。
进一步地，请参阅图6，所述执行子系统5包括生成模块51和执行模块52，所述生成模块51与所述接收模块43连接；所述执行模块52分别与所述生成模块51和所述控制器14连接；
所述生成模块51，用于对生成的判断评选数据进行生成转换；
所述执行模块52，用于对最终的判断数据结果进行传输反馈。
在本实施方式中，所述收集模块31与所述控制器14通过设有的对应传输线路进行连接，以便于将学员实训过程中采集的数据信息进行收集，所述存储模块32内部设有对应的输入单元和储存单元，通过设有的输入单元可以让管理人员提前预设对应的操作数据，之后通过储存单元对预设的数据进行储存，所述判断模块41通过将所述收集模块31传输过来的操作数据与所述存储模块32预设储存的操作数据进行对比判断，之后再通过所述评选模块42对生成的对应判断数据进行评选，而评选后的数据便会通过所述接收模块43传递给所述生成模块51，最终通过所述执行模块52将生成模块51接收的评选数据反馈给所述控制器14，通过所述控制器14传输给所述VR头显11以及对应的所述显示模块22，进而完成对学员整个实训操作的打分评判。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种基于虚拟现实的建筑教学培训系统，其特征在于，包括操作子系统、显示子系统、储存子系统、判断子系统和执行子系统，所述显示子系统与所述操作子系统连接，所述储存子系统与所述操作子系统连接，所述判断子系统与储存子系统连接，所述执行子系统分别与所述判断子系统和所述操作子系统连接；
所述操作子系统，用于对学员进行虚拟现实教学的实际操作和体验；
所述显示子系统，用于将学员的实际操作画面进行显示；
所述判断子系统，用于对学员的操作进行对比和判断；
所述执行子系统，用于将系统生成的判断结果及时反馈给学员。
2.如权利要求1所述的基于虚拟现实的建筑教学培训系统，其特征在于，
所述操作子系统包括VR头显、手柄、识别模块和控制器，所述手柄与所述控制器连接；所述识别模块与所述控制器连接；所述控制器与所述VR头显连接；
所述VR头显，用于给学员提供一个虚拟现实环境进行训练教学；
所述手柄，用于学员在虚拟现实环境中进行对应操作；
所述识别模块，用于识别三维建模模型的文字图片等信息；
所述控制器，用于连接和控制多个模块，将不同模块所发出的信号进行转换后完成反馈。
3.如权利要求2所述的基于虚拟现实的建筑教学培训系统，其特征在于，
所述显示子系统包括传输模块和显示模块，所述传输模块与所述控制器连接；所述显示模块与所述传输模块连接；
所述传输模块，用于将所述控制器中的对应信号进行转换传输；
所述显示模块，用于对学员实操训练中的画面进行展示。
4.如权利要求2所述的基于虚拟现实的建筑教学培训系统，其特征在于，
所述储存子系统包括收集模块和存储模块，所述收集模块与所述控制器连接；所述存储模块与所述判断子系统连接；
所述收集模块，用于对学员实操过程中的训练数据进行收集；
所述存储模块，用于管理员提前进行数据的预设和预设数据的存储。
5.如权利要求4所述的基于虚拟现实的建筑教学培训系统，其特征在于，
所述判断子系统包括判断模块、评选模块和接收模块，所述判断模块分别与所述收集模块和所述存储模块连接；所述评选模块与所述判断模块连接；所述接收模块与所述评选模块连接；
所述判断模块，用于对学员的操作数据和预设的存储数据进行对比和判断；
所述评选模块，用于对所述判断模块生成的对比数据进行评选；
所述接收模块，用于接收所述评选模块最终生成的评选数据。
6.如权利要求5所述的基于虚拟现实的建筑教学培训系统，其特征在于，
所述执行子系统包括生成模块和执行模块，所述生成模块与所述接收模块连接；所述执行模块分别与所述生成模块和所述控制器连接；
所述生成模块，用于对生成的判断评选数据进行生成转换；
所述执行模块，用于对最终的判断数据结果进行传输反馈。
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