CN208208121U - 一种终端、终端配件及增强现实显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种终端配件包括：一个或多个底座，所述底座上方具备一凹槽，所述凹槽用于支撑终端竖立；反光镜组件，包括反光镜及壳体，反光镜固定置于该壳体内部，所述壳体具备一凹槽，所述反光镜组件可通过该凹槽固定置于所述终端上方；教学道具，所述教学道具具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具。相应地，本实用新型还提供了一种终端及AR显示系统，解决了现有技术人机缺少实体教学道具与虚拟化教学内容相结合的问题。

Description

一种终端、终端配件及增强现实显示系统

技术领域

本实用新型属于增强现实技术领域，具体地，涉及一种终端、终端配件及增强现实显示系统。

背景技术

目前的传统的低年级学生使用的家庭式教学道具，一般而言，会分为以下几种：基于学生各个年龄段提供不同的教学书籍、实物玩具或教学道具、电子教学或电子游戏。学生往往要使用不同的教学道具才能达到学习效果，而针对电子类的教学道具或游戏，由于是纯虚拟化的教学场景，属于平面式的展示形式，并不包括对实际物体或教具的接触与使用，对幼儿园和小学低年级学生来说，对于学生的认识能力、动手能力均没有有效地提升，故作用有限。而市面上也缺少一款能够将实体教学道具与虚拟化教学内容相结合的产品，导致用户体验低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种终端、终端配件及增强现实显示系统，解决了现有技术人机缺少实体教学道具与虚拟化教学内容相结合的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种终端配件，包括：

一个或多个底座，所述底座上方具备一凹槽，所述凹槽用于支撑终端竖立；

反光镜组件，包括反光镜及壳体，反光镜固定置于该壳体内部，所述壳体具备一凹槽，所述反光镜组件可通过该凹槽固定置于所述终端上方；

教学道具，所述教学道具具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具。

可选地，所述反光镜组件固定放置于所述终端的摄像头前端，且所述反光镜与水平线成一夹角，以便反光镜采集水平面上的图像，并反射所述图像至所述终端摄像头内。

可选地，所述教学道具还包括方向标识，所述方向标识位于所述内容区域内，或置于所述边框上。

可选地，当所述教学道具至于所述反光镜采集范围内时，所述反光镜将所述教学道具的图像反射至所述终端的摄像头内，以使所述终端对所述教学道具进行识别，输出与所述教学道具相对应的教学内容。

可选地，本实用新型还提供一种终端，所述终端包括：

本体，可固定放置在水平面上，所述本体包含一个或多个处理器；

图像传感器，与所述本体耦合连接，被配置于捕获图像或视频流，所述图像或视频流为经过反射镜反射的包含了一个或多个教学道具的图像或视频流，其中，所述教学道具具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具；

所述一个或多个处理器用于：对所述图像或视频流中的教学道具进行识别，生成与所述教学道具匹配的教学内容；

显示设备，用于显示所述处理器生成的教学内容。

可选地，所述终端为移动终端或计算机。

可选地，所述系统包括一个或多个底座、反光镜组件、教学道具和终端，其中，

所述底座上方具备一凹槽，所述凹槽用于支撑终端竖立；

所述反光镜组件包括反光镜及壳体，反光镜固定置于该壳体内部，所述壳体具备一凹槽，所述反光镜组件可通过该凹槽固定置于所述终端上方；

所述教学道具具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具；

所述终端为移动终端或计算机，所述终端包括本体、图像传感器及显示设备，其中，

所述本体可固定放置在水平面上，所述本体包含一个或多个处理器；

所述图像传感器与所述本体耦合连接，被配置于捕获图像或视频流，所述图像或视频流为经过反射镜反射的包含了一个或多个教学道具的图像或视频流；

所述一个或多个处理器用于：对所述图像或视频流中的教学道具进行识别，生成与所述教学道具匹配的教学内容；

所述显示设备，用于显示所述处理器生成的教学内容。

可选地，所述反光镜组件固定放置于所述终端的摄像头前端，且所述反光镜与水平线成一夹角，以便反光镜采集水平面上的图像，并反射所述图像至所述终端摄像头内。

可选地，所述教学道具还包括方向标识，所述方向标识位于所述内容区域内，或置于所述边框上。

可选地，当所述教学道具至于所述反光镜采集范围内时，所述反光镜将所述教学道具的图像反射至所述终端的摄像头内，以使所述终端对所述教学道具进行识别，输出与所述教学道具相对应的教学内容。

本实用新型实施例的方法及系统具有下列优点：

通过反光镜模组、底座、终端及教学道具的组合，使得实体的教学道具能够被终端摄像头采集并识别，从而实现人机交互，在智能终端领域，能够更好地帮助幼儿或小学生学习与互动，同时通过本实用新型实施例提供的识别方法，根据方向标识，可识别出任意角度摆放的教学道具，同时可根据任意两张教学卡摆放位置的远近，确定是否进行教学内容的组合，相比于传统的AR识别，提高了识别率及识别速度。

附图说明

图1是本实用新型实施例中配件组成示意图；

图2是本实用新型实施例中底座组成示意图；

图3是本实用新型实施例中反光镜组件组成示意图；

图4a是本实用新型实施例中教学道具示意图；

图4b是本实用新型实施例中另一教学道具示意图；

图4c是本实用新型实施例中另一教学道具示意图；

图5是本实用新型实施例中AR显示系统组成结构示意图；

图6是本实用新型实施例中AR显示系统工作状态示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为达到以上目的，如图1所示，本实用新型提供了一种终端配件11，该配件11包括：

一个或多个底座101，所述底座101上方具备一凹槽1011，所述凹槽 1011用于支撑终端竖立；图2是该底座的其中一个实例，如图2所示，该底座呈半椭圆状或类椭圆状，且上表面具备一凹槽，凹槽开口与水平面可呈一夹角，两个底座一左一右放置，终端底部放置在一左一右的凹槽中，可固定竖立。

反光镜组件102，包括反光镜1021及壳体1022，反光镜1021固定置于该壳体1022内部，所述壳体1022具备一凹槽，所述反光镜组件102可通过该凹槽固定置于所述终端上方；图3是该反光镜组件的其中一个实例，如图3所示，该反光镜1021置于壳体1022内部，且该壳体1022呈现U型弯曲形状，弯曲部分作为一个凹槽，可将凹槽放置于终端上方，且该反光镜1021正对着终端的前置摄像头前方，固定好之后，反光镜1021与水平线成一夹角，以便反光镜采集水平面上的图像，并反射所述图像至所述终端摄像头内。

教学道具103，所述教学道具具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具。

教学道具可以是单独的拼音、声调、汉字或数字的教学卡(教学卡材质可以是纸片、塑料片、木质、橡胶或金属片等材质)，也可以是拼音、汉字和/或数字的组合教学卡，还可以是某些印有拼音、声调、汉字或数字的教具，例如书本、小棍、直尺、三角尺、教尺/教鞭、圆规等常规教具。目前市面上应用于现实增强教学的教学道具中，均是采用具备二维码或射频识别等具备特定识别标识的一些教学道具，而本实用新型实施例中，创造性地提出了一种全新的教学道具，区别于目前市面上所有的教学道具，本实用新型实施例中，教学道具103具备边框，该边框可以呈封闭式(或半封闭式)且具备一定宽度，边框颜色与教学内容区的底色区别明显，例如边框颜色可以是黑色，教学内容区底色可以是白色，或者，边框颜色为白色，教学内容区颜色为黑色(如图4a所示)。边框为多边形，如三角形、矩形、菱形和梯形等，边框也可以为椭圆、正圆形。为了方便说明，本实用新型实施例以四边形教学卡为例，如图4a所示，该四边形可以为方形或近似方形，如正方形、长方形、圆角矩形等，且边框与教学内容区间隔一定的宽度。教学道具103具备边框这一特征具备如下技术效果：可通过增强显示技术快速定位并识别出边框，从而快读识别出边框内的教学区的教学内容。与现有的增强现实识别技术相比，本实用新型实施例中先识别边框后识别教学内容的方案，保证了识别教学道具103的时间更短，识别准度更高。可选地，为方便能从任意角度采集到教学道具中的教学内容，对于一些不同方向看起来有歧义的内容(如6和9，u和n)，教学道具103 还包括方向标识，所述方向标识位于所述内容区域内，或置于所述边框上。如图4b所示，方向标识可以是较厚的其中一边的边框(即一边厚，其余三边窄)，也可以是一个点，两个矩形边角，一条横线等。如果边框是圆形，则可以在圆形边框的其中一段加入方向标识，例如圆形边框正上方的某一段加粗，或加入一个或多个点，或加入某些不规则图形。方向标识具备如下技术效果：可快速定位到教学内容的方向，从而快速定位并识别教学内容的信息，提高了识别的准确率及速度。图4c是本实用新型实施例中教学道具103的一个组成示例，图4c是一张教学卡，卡内具备一圆角矩形的封闭式边框，边框具备一定的宽度(可分为内边框及外边框)，且边框与教学内容区有一定的间隔。此外，该边框满足底边厚其余三边薄的特征，底边即为该教学卡的方向标识。本实用新型实施例可快速定位并识别边框，并根据方向标识识别出该教学卡的旋转角度，从而快速识别出边框内教学内容区中的教学内容信息。

可选地，本实用新型实施例中，教学道具103包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具，如七巧板等实物道具，本实用新型实施例可以对不同颜色，不同形状(例如等边三角形、钝角三角形、四边形等)实物道具进行识别，不仅能精确定位该实物道具在空间哪一个具体位置，还能够给出旋转角度，是否需要摆正等提示性信息，方便与用户的互动。

可选地，当教学道具103置于反光镜1021采集范围内时，所述反光镜 1021将所述教学道具103的图像反射至所述终端的摄像头内，以使所述终端对所述教学道具进行识别，输出与所述教学道具相对应的教学内容。

实施例二

本实用新型实施例提供一种终端21，该终端21可以是移动终端，例如手机、平板电脑等，也可以是个人电脑、PDA等计算机，该终端21包括：

本体201，可固定放置在水平面上，所述本体包含一个或多个处理器；

图像传感器202，与所述本体耦合连接，被配置于捕获图像或视频流，所述图像或视频流为经过反射镜反射的包含了一个或多个教学道具的图像或视频流，其中，所述教学道具具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具；

所述一个或多个处理器203用于：对所述图像或视频流中的教学道具进行识别，生成与所述教学道具匹配的教学内容；

显示设备204，用于显示所述处理器生成的教学内容。

实施例三

如图5所示，本实用新型实施例还提供一种增强现实(AR)显示系统 31，该系统31包括：

一个或多个底座301、反光镜组件302、教学道具303和终端304，其中，

所述底座301上方具备一凹槽，所述凹槽用于支撑终端竖立；

所述反光镜组件302包括反光镜3021及壳体3022，反光镜固定置于该壳体内部，所述壳体具备一凹槽，所述反光镜组件可通过该凹槽固定置于所述终端上方；

所述教学道具303具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具；

所述底座301、反光镜组件302及教学道具的具体描述可参加实施例一相关部分，再此不再累述。

所述终端304为移动终端或计算机，所述终端包括本体3041、图像传感器3042及显示设备3043，其中，

所述本体可固定放置在水平面上，所述本体包含一个或多个处理器；

所述图像传感器与所述本体耦合连接，被配置于捕获图像或视频流，所述图像或视频流为经过反射镜反射的包含了一个或多个教学道具的图像或视频流；

所述一个或多个处理器用于：对所述图像或视频流中的教学道具进行识别，生成与所述教学道具匹配的教学内容；

所述显示设备，用于显示所述处理器生成的教学内容。

此外，针对多个教学道具的情况，可识别出至少两个教学道具的教学内容信息，并根据所述至少两个教学道具的摆放距离，将所述教学内容信息进行组合，输出组合后的教学内容信息。例如，当识别出教学内容分别为拼音“e”和“i”时，若识别出的教学卡距离较近，即二者像素位置距离低于预设的一阈值，则直接输出“e”和“i”的组合“ei”。以此类推，当识别出的教学内容分别为拼音“e”和拼音四声调其中的第一声，且二者呈严格的上下摆放，且摆放距离低于预先设置的一阈值，则输出带有第一声调的拼音“ē”。

图6是本实用新型中AR显示系统工作示意图。如图6所示，在反光镜采集范围内放置了一个教学道具(一张教学卡)，卡片是一个拼音字母a，通过摄像头的采集、处理器的识别之后，在显示屏上显示与该实体教学卡对应的教学内容：拼音a。并可以通过扬声器进行发音。

利用本实用新型提供的教学产品，在学习拼音时，学生可以使用不同的声母、韵母卡片在桌上摆放出不同的组合，AR显示系统通过检测、识别并定位到用户摆放的卡片，并进行分析，如果能组合成一个完整的拼音，就在屏幕上显示相应的拼音组合，同时还可以显示出其中一个对应的汉字与图片。在学习汉字时，用户可以把不同的汉字放在桌上的不同区域放置不同的汉字卡片，同时屏幕上出现与汉字对应的形象，并且与桌上的汉字相对位置一致。用户可以进一步根据屏幕上出现的形象来讲故事。可加强用户对汉字的印象，同时让用户发挥想象力构建不同的故事。另，当电子屏幕上显示一个图形，用户可以用积木(如七巧板等)在桌上尝试拼出看到的图形，AR系统通过摄像头分析学生的完成情况，并给出提示；当用户完成任务之后可以播放胜利动画作为奖励。

应理解，在本申请的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本说明书的各个部分均采用递进的方式进行描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点介绍的都是与其他实施例不同之处。尤其，对于装置和系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例部分的说明即可。

最后，需要说明的是：以上所述仅为本申请技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。显然，本领域技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种终端配件，其特征在于，包括：

一个或多个底座，所述底座上方具备一凹槽，所述凹槽用于支撑终端竖立；

反光镜组件，包括反光镜及壳体，反光镜固定置于该壳体内部，所述壳体具备一凹槽，所述反光镜组件可通过该凹槽固定置于所述终端上方；

教学道具，所述教学道具具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具。

2.根据权利要求1所述的终端配件，其特征在于，所述反光镜组件固定放置于所述终端的摄像头前端，且所述反光镜与水平线成一夹角，以便反光镜采集水平面上的图像，并反射所述图像至所述终端摄像头内。

3.根据权利要求1所述的终端配件，其特征在于，所述教学道具还包括方向标识，所述方向标识位于所述边框内的教学内容区内，或置于所述边框上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的终端配件，其特征在于，当所述教学道具至于所述反光镜采集范围内时，所述反光镜将所述教学道具的图像反射至所述终端的摄像头内，以使所述终端对所述教学道具进行识别，输出与所述教学道具相对应的教学内容。

5.一种终端，其特征在于，所述终端包括：

本体，可固定放置在水平面上，所述本体包含一个或多个处理器；

图像传感器，与所述本体耦合连接，被配置于捕获图像或视频流，所述图像或视频流为经过反射镜反射的包含了一个或多个教学道具的图像或视频流，其中，所述教学道具具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具；

所述一个或多个处理器用于：对所述图像或视频流中的教学道具进行识别，生成与所述教学道具匹配的教学内容；

显示设备，用于显示所述处理器生成的教学内容。

6.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述终端为移动终端或计算机。

7.一种增强现实显示系统，其特征在于，所述系统包括一个或多个底座、反光镜组件、教学道具和终端，其中，

所述底座上方具备一凹槽，所述凹槽用于支撑终端竖立；

所述反光镜组件包括反光镜及壳体，反光镜固定置于该壳体内部，所述壳体具备一凹槽，所述反光镜组件可通过该凹槽固定置于所述终端上方；

所述教学道具具备边框及位于所述边框内的教学内容区，和/或，所述教学道具包含一个或多个不同颜色的三维多边形道具；

所述终端为移动终端或计算机，所述终端包括本体、图像传感器及显示设备，其中，

所述本体可固定放置在水平面上，所述本体包含一个或多个处理器；

所述图像传感器与所述本体耦合连接，被配置于捕获图像或视频流，所述图像或视频流为经过反射镜反射的包含了一个或多个教学道具的图像或视频流；

所述一个或多个处理器用于：对所述图像或视频流中的教学道具进行识别，生成与所述教学道具匹配的教学内容；

所述显示设备，用于显示所述处理器生成的教学内容。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述反光镜组件固定放置于所述终端的摄像头前端，且所述反光镜与水平线成一夹角，以便反光镜采集水平面上的图像，并反射所述图像至所述终端摄像头内。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述教学道具还包括方向标识，所述方向标识位于所述边框内的教学内容区内，或置于所述边框上。

10.根据权利要求7-9任一项所述的系统，其特征在于，当所述教学道具至于所述反光镜采集范围内时，所述反光镜将所述教学道具的图像反射至所述终端的摄像头内，以使所述终端对所述教学道具进行识别，输出与所述教学道具相对应的教学内容。