CN214429610U - 一种教学辅助系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例属于教学技术领域，公开了一种教学辅助系统。系统包括：至少两个摄像头；至少两个第一画面分割器，一第一画面分割器与至多四个摄像头通信连接；第二画面分割器，第二画面分割器与至多四个第一画面分割器通信连接；教学一体机；以及服务器，分别通过I P网络与每个摄像头、每个第一画面分割器、第二画面分割器以及教学一体机通信连接。通过上述方式，能够将至多四个第一画面分割器接入第二画面分割器，第二画面分割器可将至多4路视频信号实时显示于教学一体机的显示屏上，并产生视频分割效果，因而讲师可以同时查看多个学员的实操，减少讲师需频繁切换画面以查看各学员的实操所花费的时间，提高了辅助教学效果。

Description

一种教学辅助系统

技术领域

本实用新型属于教学技术领域，特别是涉及一种教学辅助系统。

背景技术

传统的职业技能培训，例如，烹饪、汽修或医学模拟等，往往是师生共处于一空间较大的实训室内，讲师在主操作区为学员讲解需掌握的理论知识，以及通过主操作台为学员展示实际的操作技巧，学员也会在各自的操作台上手操作。在此环节中，为保证培训的教学效果，学员在实操时，讲师会去各个操作台查看指导，以及时的对学员在实操时所产生的问题进行反馈。

然而，受限于教学时间，讲师很难顾及到所有学员的实操，因而，在现有的实训教学环节中，实训室内特意增加了教学辅助系统，以便于能够实时展示并记录讲师教学和学员实操的所有操作，现有的教学辅助系统通常包括安装于各学员操作台上的摄像头、录制以及传输摄像头所采集到视频画面的画面分割器、用于播放视频画面的教学一体机以及摄像头、画面分割器、教学一体机均与之通信连接的服务器。

发明人在实现本实用新型的过程中，发现：教学一体机查看多个录播一体机所共同传输的视频画面时，由于多个画面分割器与服务器的各端口一一对应，因而，无法同时在一教学一体机上显示多个画面分割器所传输的视频画面，只能查看其中一画面分割器所传输的视频画面，若讲师对多个学员的操作进行指导，会花费更多地教学时间，整体辅助教学效果较差。

实用新型内容

本实用新型实施实施例的目的在于提供一种教学辅助系统，旨在解决传统的教学辅助系统的辅助教学效果较差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：提供一种教学辅助系统，所述系统包括：

至少两个摄像头，所述摄像头用于采集位于所覆盖区域的学员的视频画面并输出包含学员的视频画面的视频信号；

至少两个第一画面分割器，一所述第一画面分割器与至多四个所述摄像头通信连接，所述第一画面分割器用于将接收的多个视频信号进行处理并输出分割处理后的多个视频信号；

第二画面分割器，所述第二画面分割器与至多四个所述第一画面分割器通信连接；所述第二画面分割器用于将接收的多个视频信号进行处理并输出分割处理后的多个视频信号；

教学一体机，用于同时显示所述第二画面分割器处理后分割的多个视频信号与用于采集并存储位于所覆盖区域内讲师的视频画面；以及

服务器，分别通过IP网络与每个所述摄像头、每个所述第一画面分割器、所述第二画面分割器以及所述教学一体机通信连接。

可选地，所述第一画面分割器包括壳体、至多四个信号输入接口、信号输入模块、第一信号输出接口、信号输出模块以及主控模块；所述信号输入接口与所述第一信号输出接口均设置于所述壳体上，所述信号输入模块、所述信号输出模块以及所述主控模块均设置于所述壳体内，所述至多四个信号输入接口均连接于所述信号输入模块，所述信号输出接口连接于所述信号输出模块，所述信号输入模块与所述信号输出模块均与所述主控模块连接；其中，所述信号输入接口用于供一所述摄像头通信连接，所述信号输入模块用于接收至多四个所述摄像头的视频信号并将其反馈至所述主控模块，所述主控模块用于将接收的至多四个视频信号进行处理并将处理后的至多四个视频信号经信号输出模块分割排列输出，所述第一信号输出接口用于与所述第二画面分割器通信连接。

可选地，所述系统还包括接口转接模块；所述第一画面分割器还包括第二信号输出接口，所述第二信号输出接口与所述第一信号输出接口的信号输出接口类型不同；所述第二信号输出接口设置于所述壳体上，所述第二信号输出接口连接于所述信号输出模块，所述第二信号输出接口通过所述接口转接模块与所述第二画面分割切换器通信连接。

可选地，所述第一信号输出接口为SDI接口，所述第二信号输出接口为HDMI接口。

可选地，所述壳体上开设有若干散热孔。

可选地，所述第一画面分割器还包括分别与主控模块连接的音频播放模块、音频采集模块。

可选地，所述第二画面分割器的数量为至少两个；一所述第二画面分割切换器与至多四个所述第一画面分割切换器通信连接，至少两个所述第二画面分割切换器均与所述服务器通信连接。

可选地，所述多个第二画面分割切换器通过IP网络与所述服务器通信连接。

可选地，所述系统还包括网络存储器；所述网络存储器与所述服务器通过IP网络通信连接，所述网络存储器用于存储所述摄像头采集位于所覆盖区域的学员的视频画面以及所述教学一体机采集位于所覆盖区域内的讲师的视频画面。

可选地，所述摄像头通过无线网络与所述第一画面分割器通信连接。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例提供的一种教学辅助系统，通过在服务器与第一画面分割器之间增设第二画面分割器，将至多四个第一画面分割器接入第二画面分割器，第二画面分割器可将至多4路视频信号实时显示于同一教学一体机的显示屏上，并产生视频分割效果，因而讲师可以同时查看多个学员的实操，减少讲师需频繁切换画面以查看各学员的实操所花费的时间，提高了辅助教学效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。

图1为本实用新型其中一实施例提供的教学辅助系统的系统架构示意框图；

图2为图1提供的教学辅助系统的第一画面分割器的结构图；

图3为图中的第一画面分割器的架构示意框图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参见图1，为本实用新型实施例提供的一种教学辅助系统的系统架构示意框图，该系统包括至少两个摄像头10、至少两个第一画面分割器20、第二画面分割器30、教学一体机40以及服务器50。至少两个摄像头10均与一第一画面分割器20通信连接，至多四个第一画面分割器20均与第二画面分割器30通信连接，每个摄像头10、每个第一画面分割器20、第二画面分割器30以及教学一体机40均通过IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)网络与服务器50通信连接，优选地，IP网络采用RTSP(Real Time Streaming Protocol，实时流传输协议)网络。

通过在服务器50与第一画面分割器20之间增设第二画面分割器30，将多路视频信号实时显示于同一教学一体机40的显示屏上，并产生视频分割效果，因而讲师可同时查看多个学员的实操，减少讲师需频繁切换画面以查看各学员的实操所花费的时间，提高了辅助教学效果。

需要说明的是，摄像头10、第一画面分割器20以及第二画面分割器30之间的通信连接仅仅用于表明存在通信连接关系，并不仅代表存在实体连线。在实际应用中，三者之间的实现方式存在多种，例如，在一些使用场景中，三者之间可以分别通过SDI(serialdigital interface，数字串行接口)线实现各自的通信连接，或者，三者之间可以分别连接于同一无线网络下实现各自的通信连接。另外，在实际使用场景中，摄像头10、第一画面分割器20、第二画面分割器30分别通过局域网lan与服务器50通信连接，当然并不局限于此，在此不再赘述。

对于上述的摄像头10，摄像头10可以安装于实训教室内的各操作台上，具体的，摄像头10可以对准各个学员面前的操作台的平面，以便于镜头模组采集所覆盖区域内的学员的实训操作画面，优选地，一操作台上所安装的摄像头10的数量为四个，四个摄像头10分别位于学员的四周，以便于从各不同的视角采集同一学员的实际操作。其中，上述摄像头10为数字摄像头，具体的，摄像头10的视频输出接口类型为SDI(serial digital interface，数字分量串行接口)，当然了，还可以采用其他能够实现视频跟踪采集的摄像头。

为降低搭建该教学辅助系统的成本，在本实用新型实施例中，摄像头10仅具有实时收录以及传输其镜头所覆盖的范围内的视频画面，而并不具备存储其实时收录的视频画面的功能，应当理解的是，在本实用新型其他实施例中，摄像头10的功能可根据实际情况进行适应性调整，在此不再赘述。

对于上述的第一画面分割器20，请一并参阅图2以及图3，第一画面分割器20包括壳体210、至多四个信号输入接口211、信号输入模块212、第一信号输出接口213、信号输出模块215以及主控模块216。

至多四个第信号输入接口211与第一信号输出接口213均设置于壳体210上，信号输入模块212、信号输出模块215以及主控模块216均设置于壳体210内，至多四个第一信号输入接口211均连接于信号输入模块212，第一信号输出接口213连接于信号输出模块215，信号输入模块212与信号输出模块215均与主控模块216连接。优选地，第一信号输入接口211与第一信号输出接口213的视频输入接口类型均为SDI；主控模块216包括但不限于微处理器和其他支持电路，例如，ARM芯片，可支持SDI、I2C、UART等接口通信。

进一步地，第一画面分割器20还包括第二输出接口，第二输出接口与第一信号输出接口213的信号输出接口类型不同，具体的，第二信号输出接口214的视频输出接口类型为HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口)，

为便于第一画面分割器20的散热，可选地，壳体210上开设有若干散热孔210a，散热孔210a的与主控模块216相对应。应当理解的是，在本实用新型其他实施例中，还可采用其它的散热方式，例如，在壳体210与主控模块216之间设置导热胶层，以便于主控模块216所产生的热量快速的传导至壳体210上。

为了使得讲师可通过语音指导各学员，以进一步提高辅助教学效果，可选地，上述第一画面分割器20还包括分别与主控模块216连接的音频播放模块217、音频采集模块218。更具体地，音频播放模块217可以包括音频放大电路和扬声器，扬声器通过音频放大电路与主控模块216连接。音频采集模块218可以包括信号信号处理电路和麦克风，麦克风通过信号处理电路与主控模块216连接。

第一画面分割器20可以安装于实训教室内的操作台，具体的，第一画面分割器20设置于两个操作台之间，在一些使用场景下，例如，一操作台上分配两个摄像头10即可无死角的采集学员的实训操作，而第一画面分割器20上设有最多四个信号输入接口211，两个操作台上的各两个摄像头10可分别插接于各两个信号输入接口211，再分别通过第一画面分割器20上的第一信号输出接口213与第二信号输出接口214分别输出两路不同的视频信号，以实现第一画面分割器20的最大化利用。

对于上述的第二画面分割器30，第二画面分割器30可以安装于实训教室内，例如，位于实训教室内的操作台下，当然，第二画面分割器30并不局限于实训教室，例如，在某些应用场景下，第二画面分割器30可以为位于实训教室外。此外，第二画面分割器30的结构与第一画面分割器20的结构与功能均基本一致，在此不再赘述。

为保证第一画面分割器20的第二信号输出接口214与第二画面分割器30通信连接，可选地，教学辅助系统包括接口转接模块60，优选地，接口转接模块60为HDMI转SDI模块，第二信号输出接口214通过接口转接模块60与第二画面分割切换器通信连接。

对于上述的服务器50，优选地，服务器50安装于实训教室外。

对于上述教学一体机40，教学一体机40安装于实训教室内，并且教学一体机40内设有摄像头，摄像头的镜头模组对准讲师且能够采集到讲师的全景，具体的，在实际应用中，摄像头可以位于讲师的正后方，从而保证摄像头可以采集到关于讲师的全景。应当理解的是，教师一体机不仅具备录制视频的功能，还具有显示画面的功能，优选地，能够同时显示第二画面分割器30处理后分割的多个视频信号，并且还具有存储讲师的视频画面的功能，当然了，在此仅罗列出教学一体机40的部分功能，并不代表教学一体机40仅具备该部分功能。

为便于学员复习讲师教授过的实操技能，可选地，教学辅助系统还包括网络存储器70，网络存储器70邻近于服务器50设置，网络存储器70与服务器50通过IP网络通信连接，网络存储器70用于存储摄像头10所采集到的学员的视频画面以及教学一体机40所采集的讲师的视频画面。

在本实用新型实施例中，通过在服务器50与第一画面分割器20之间增设第二画面分割器30，将至多四个第一画面分割器20接入第二画面分割器30，第二画面分割器30可将至多4路视频信号实时显示于同一教学一体机40的显示屏上，并产生视频分割效果，因而讲师可以同时查看多个学员的实操，减少讲师需频繁切换画面以查看各学员的实操所花费的时间，提高了辅助教学效果。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种教学辅助系统，其特征在于，所述系统包括：

至少两个摄像头，所述摄像头用于采集位于所覆盖区域的学员的视频画面并输出包含学员的视频画面的视频信号；

至少两个第一画面分割器，一个所述第一画面分割器与至多四个所述摄像头通信连接，所述第一画面分割器用于将接收的多个视频信号进行处理并输出分割处理后的多个视频信号；

第二画面分割器，所述第二画面分割器与至多四个所述第一画面分割器通信连接；所述第二画面分割器用于将接收的多个视频信号进行处理并输出分割处理后的多个视频信号；

教学一体机，用于同时显示所述第二画面分割器处理后分割的多个视频信号与用于采集并存储位于所覆盖区域内讲师的视频画面；以及

服务器，分别通过IP网络与每个所述摄像头、每个所述第一画面分割器、所述第二画面分割器以及所述教学一体机通信连接。

2.根据权利要求1所述的教学辅助系统，其特征在于，

所述第一画面分割器包括壳体、至多四个信号输入接口、信号输入模块、第一信号输出接口、信号输出模块以及主控模块；

所述信号输入接口与所述第一信号输出接口均设置于所述壳体上，所述信号输入模块、所述信号输出模块以及所述主控模块均设置于所述壳体内，所述至多四个信号输入接口均连接于所述信号输入模块，所述信号输出接口连接于所述信号输出模块，所述信号输入模块与所述信号输出模块均与所述主控模块连接；

其中，所述信号输入接口用于供一所述摄像头通信连接，所述信号输入模块用于接收至多四个所述摄像头的视频信号并将其反馈至所述主控模块，所述主控模块用于将接收的至多四个视频信号进行处理并将处理后的至多四个视频信号经信号输出模块分割排列输出，所述第一信号输出接口用于与所述第二画面分割器通信连接。

3.根据权利要求2所述的教学辅助系统，其特征在于，所述系统还包括接口转接模块；

所述第一画面分割器还包括第二信号输出接口，所述第二信号输出接口与所述第一信号输出接口的信号输出接口类型不同；

所述第二信号输出接口设置于所述壳体上，所述第二信号输出接口连接于所述信号输出模块，所述第二信号输出接口通过所述接口转接模块与所述第二画面分割切换器通信连接。

4.根据权利要求3所述的教学辅助系统，其特征在于，所述第一信号输出接口为SDI接口，所述第二信号输出接口为HDMI接口。

5.根据权利要求2所述的教学辅助系统，其特征在于，所述壳体上开设有若干散热孔。

6.根据权利要求2所述的教学辅助系统，其特征在于，所述第一画面分割器还包括分别与主控模块连接的音频播放模块、音频采集模块。

7.根据权利要求1所述的教学辅助系统，其特征在于，所述第二画面分割器的数量为至少两个；

一所述第二画面分割切换器与至多四个所述第一画面分割切换器通信连接，至少两个所述第二画面分割切换器均与所述服务器通信连接。

8.根据权利要求7所述的教学辅助系统，其特征在于，多个所述第二画面分割切换器通过IP网络与所述服务器通信连接。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的教学辅助系统，其特征在于，所述系统还包括网络存储器；

所述网络存储器与所述服务器通过IP网络通信连接，所述网络存储器用于存储所述摄像头采集位于所覆盖区域的学员的视频画面以及所述教学一体机采集位于所覆盖区域内的讲师的视频画面。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的教学辅助系统，其特征在于，所述摄像头通过无线网络与所述第一画面分割器通信连接。

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