CN210119873U - 一种基于vr设备的监督装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于VR设备的监督装置。技术方案是：对任意一个VR场景，包括采集模块、处理模块和通信模块。采集模块具有采集使用VR场景的凝视数据的功能，包括：采集完整使用VR场景的凝视数据的功能；实时采集对VR场景进行使用时的凝视数据的功能。处理模块具有对不同的凝视数据进行匹配，得到匹配结果的功能。通信模块具有将凝视数据传输给处理模块，将匹配结果输出的功能。本实用新型不仅可用于教学，也可用于任何想监控VR、AR观看、操作进度的领域。不仅可以适用于对一个VR设备使用者的监督，还可以实现对多个VR设备使用者使用情况的同时监督。

Description

一种基于VR设备的监督装置

技术领域

本实用新型属于虚拟现实技术领域，特别涉及一种利用虚拟现实技术辅助教学过程的装置。

背景技术

随着虚拟现实技术的发展，在课堂教学等过程中的应用越来越多。利用虚拟现实技术进行教学的特点是生动、形象，易于激发学习者的学习积极性和兴趣性，提高学习效果。在课堂教学中，最常用的VR(Virtual Reality，虚拟现实)设备是VR头盔。

目前，在使用VR头盔学习过程中，存在一个常见的问题是：老师无法知道教学进度。解决的方式是，将VR头盔的虚拟场景投影到某个显示终端，查看终端显示的状态，见参考文献：CN201110275373.6无线同屏显示的系统、通信方法、移动终端和显示终端。但是这种方式的缺点十分明显：如果一个班级有50 个学生，老师需要对每位学生的VR头盔逐个投影确认，浪费很多时间。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于VR设备的监督装置，利用VR设备的凝视数据，可以同时实现对若干个VR设备的使用状态进行监督，同时将监督的结果进行反馈。同时，实现本实用新型使用的设备灵活多样，具备或者不具备VR功能的设备均可。

本实用新型还的技术方案是：一种基于VR设备的监督装置，对任意一个VR 场景，其特征在于，包括采集模块，处理模块，通信模块；

采集模块具有采集使用VR场景的凝视数据的功能，包括：

采集完整使用VR场景的凝视数据T1的功能；

实时采集对VR场景进行使用时的凝视数据T2的功能；

处理模块具有对不同的凝视数据进行匹配，得到匹配结果的功能，即具有对凝视数据T1和凝视数据T2进行匹配，得到匹配结果的功能；

通信模块具有接收采集模块采集的凝视数据T1和T2，并传输给处理模块，接收处理模块计算的匹配结果，将匹配结果输出的功能。

此外，还包括反馈模块，具有将匹配结果进行显示的功能。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型不仅可用于教学，也可用于任何想监控VR、AR(Augmented Reality，增强现实)观看、操作进度的领域。

2、监督的结果不需要使用VR虚拟设备，只要能够显示本实用新型得到的匹配结果，即可快速地实现监督功能。

3、本实用新型不仅可以适用于对一个VR设备使用者的监督，还可以实现对多个VR设备使用者使用情况的同时监督。

4、本实用新型可以将得到的匹配结果进行后续的提交，从而将监督的结果及时反馈给使用者，便于开展后续利用。

附图说明

图1是本实用新型基于的监督方法的原理流程示意图；

图2是本实用新型提供的一种基于VR设备的监督装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种基于VR设备的监督装置，可以快速、并行地同时了解多个VR设备的使用情况。以下分别进行说明。

需要说明的是VR设备可以是各种类型的VR设备，包括依赖PC或专有计算设备进行图形渲染计算的VR头盔、与智能手机结合的VR头盔、一体式VR头盔等。

请参阅图1，是本实用新型基于的监督方法的原理流程示意图。如图1所示，采用本实用新型时，实现的方法包括以下步骤：

S1：采集完整使用VR场景的凝视数据T1

需要说明的是，本步骤可以看作是训练过程，即通过完整的使用过程采集所有使用VR场景的凝视数据。当然，还可以将实时采集的凝视数据进行分析，得到的数据也可以作为训练数据。将这样的过程得到的凝视数据T1作为标准的使用信息，如在某些情况下是学习某VR场景必须要得到的使用信息。

还需要说明的是，凝视数据包括凝视区域信息；凝视区域信息包括凝视区域位置，即VR设备使用者的凝视点所在的区域。例如：将3维的VR场景空间划分成若干份细小的三角区域，给每个区域标上编号。训练的数据可以是110、111、121、131、120、115、220、330、440等编号，这些区域编号表明是需要观看的区域。此外，凝视数据还可以包括凝视区域位置被凝视的频次，如在5 分钟内110区域被凝视3次。通用的表达式还可以是(n,m,t₁，t₂),表示在时刻 t₁至时刻t₂期间，编号为n的区域被凝视了m次。此外，凝视数据还可以包括凝视区域位置被凝视的时间，如110区域被凝视的时间达到3分钟。对VR设备使用者的凝视数据的获得，相对本领域的技术人员来说通过现有技术是可以获得的。

此外，凝视数据还包括VR相机信息，包括VR相机的位置和姿态信息。例如：(x_t,y_t,z_t,ψ_t,χ_t,φ_t)，其中(x_t,y_t,z_t)表示在t时刻VR相机在世界坐标系中的位置信息，(ψ_t,χ_t,φ_t)表示在t时刻VR相机的姿态，即VR相机在 t时刻的滚转角、俯仰角、偏航角。其中相机的姿态也可以用四元数等表示方式，在此不做限制。当然，关于VR相机信息还可以是VR相机在某位置停留的频次或时间，VR相机保持某姿态的时间等。

或者，凝视数据包括凝视区域信息和VR相机信息的组合。

上述类型的凝视数据在现有技术的基础上，通过开发相应的软件或者硬件，均可获得。

S2：实时采集凝视数据

需要说明的是，实时采集的凝视数据信息内容应该与步骤S1采集的凝视数据信息内容一致。这样才能保证后续的有效的比对，或者说进行有效的匹配。

实时采集的凝视数据主要是反应了VR设备使用者在使用或者学习某VR场景的状态。比如对学习者来说，这种状态可以充分反映学习者是否学习了该场景中应该学习的内容。

S3：对凝视数据T1和凝视数据T2进行匹配

需要说明的是，匹配实际是将步骤S2实时采集凝视数据和步骤S1得到凝视数据进行相似度比较。

匹配的方法和判定原则可以根据实际情况确定。比如，对于凝视区域位置，实时采集的凝视区域编号n₁，步骤S1中采集的凝视区域编号n₂。如果编号n₁等于n₂，或者n₁等于n₂的任意一个临近区域编号n₂₁、n₂₂、n₂₃、n₂₄，则认为匹配成功，即凝视区域编号n₂对应的内容被学习。否则，可以认为匹配不成功，凝视区域编号n₂对应的内容没有被学习。

再比如，对于VR相机信息，如果实时采集的VR相机姿态和步骤S1采集的相机姿态，在设定误差范围内相等，则认为该相机姿态下被凝视的目标物体被凝视到，即匹配成功，目标物体被使用者学习了；如果匹配不成功，则目标物体没有被使用者学习。

本实用新型提供的一种基于VR设备的监督装置，如图2所示为该装置的结构示意图，该装置包括以下几个模块：

采集模块，用于实现本实用新型提供的方法中步骤S1和步骤S2所述凝视数据。

处理模块具有对步骤S1和步骤S2所采集的凝视数据进行匹配，得到匹配结果的功能。

通信模块具有接收采集模块采集的凝视数据，并传输给处理模块，接收处理模块计算的匹配结果，将匹配结果输出的功能。

还包括反馈模块，具有将匹配结果进行显示的功能。

需要说明的是，本监督装置可以利用现有的VR设备实现。只有将所述的模块功能基于开发的软件或硬件即可实现。比如，在现有的利用VR头盔进行教学的课堂上，包括1名老师和50名学生，通过添加相应的软件或硬件模块，可以实现在任意一个VR头盔中显示本实用新型所提供的匹配结果，当然实际应用中是在老师使用的VR头盔中实现本实用新型所 述的方法或装置，对50学生的学习情况进行实时和并行的监督。当然，本实用新型的装置所包括的模块可以在不同的设备中，比如可以用一台单独的电脑作为本装置中的反馈模块。老师可以查看任何一个学生的学习情况，这种实时的切换功能，即从查看学生甲到查看学生乙的切换，利用现有技术是可以很方便的实现。本实用新型在使用中所涉及的其他功能，如多种显示功能、提示功能等，利用现有技术均可方便地实现。如反馈匹配结果显示方式可以是以图表形式提示、以声音播报方式提示、以导航箭头方式提示等等，在此不做限制。例如：可以以饼图的方式提示操作完成程度，或者以导航箭头提示VR使用者去凝视没有凝视的区域。

Claims (2)

1.一种基于VR设备的监督装置，其特征在于，包括采集模块，处理模块，通信模块；

采集模块具有采集使用VR场景的凝视数据的功能；

处理模块具有对不同的凝视数据进行匹配，得到匹配结果的功能；

通信模块具有将采集模块采集的凝视数据传输给处理模块，并且接收处理模块计算的匹配结果，将匹配结果输出的功能。

2.根据权利要求1所述的监督装置，其特征在于，还包括反馈模块，具有将匹配结果进行显示的功能。

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