[發明專利]基于VR（虛擬現實）技術的智慧教學系統

在審

• 申請號: 201710697271.0
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107341980A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 鮑魁龍;鄭建平;袁明
• 申請（專利權）人: 長春眾智銳博科技有限公司
• 主分類號: G09B5/14
• 分類號: G09B5/14
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司22204
• 代理人: 唐盼

技術領域

本發明屬于互聯網+和虛擬現實技術領域，尤其涉及一種基于VR（虛擬現

實）技術的智慧教學系統。

背景技術

教育乃立國之本，但是由于中國教育存在東西部、城鄉之間發展不均衡的現狀，導致西部和鄉鎮地區教育資金投入不足，教育資源短缺，尤其是針對實驗、實操、實訓等硬件相關的教學環節投入嚴重不足。在基礎教育領域，小學、初中、高中的實驗課內容非常多，但是實驗室的硬件設備配備卻不均衡，也不完善，導致學生無法親自動手做實驗，體驗不到學習實驗的樂趣，也無法提高動手操作能力。同時，針對職業教育領域，車床加工，汽車維修等實操性課程非常多，但是這些硬件都非常昂貴，而且容易折舊和過時，學校往往不具備這樣的資金實力來讓所有學生人手一套設備進行操作，導致硬件資源的分配不均衡，教學效果達不到最好。

交互式在線學習，是指利用多媒體計算機技術和網絡技術，實現教師與學習者以及學習者群體之間形成交流互動的一種新興學習方式，是在傳統教育體制和教學方法的框架之外，探索出的一種全新的教學模式。現有的互動教學系統主要將多媒體網絡教學資源整合在數據庫中，學生通過登錄到系統內進行在線學習或與教師互動，該教學系統雖然克服了時間上、空間上的教學資源配置不均的問題，提高了教學效果，但仍無法實現滿足學生對實驗、實操、實訓的需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于VR（虛擬現實）技術的智慧教學系統，采用虛擬現實技術對硬件進行了完美的虛擬仿真模擬，采用互聯網+的技術和理念進行教學內容的分發，既解決了硬件成本高的問題，又解決了地區之間教學資源不均衡的問題，使每一位學生均能夠體驗到親手做實驗的樂趣，達到教學效果的趨同，讓落后地區也能享受到優質的教學資源和效果。

為實現上述目的，本發明提供的基于VR（虛擬現實）技術的智慧教學系統包括：云平臺端、教師端、學生端；所述教師端與學生端分別與云平臺端通信連接；所述云平臺端用于存儲第三方機構或個人上傳的虛擬現實教學資源以及教師和學生的信息；通過互聯網負責教師端、學生端的數據交換、統計和管理；所述教師端是教師教學中使用的中控端，用于打開或關閉學生端顯示的教學資源，控制學生端視頻內容的播放和暫停，在教育內容上對學生端進行限制，保持多個學生端教學資源使用的一致性和同步性；所述學生端包括：指令接收模塊、高性能主機、無線通信模塊、虛擬現實顯示模塊、虛擬現實手持交互模塊、虛擬現實定位模塊；所述指令接收模塊，用于接收教師端發送的遠程控制指令，跟隨教師端的控制和引導進行學習；所述高性能主機上安裝有虛擬現實APP軟件；高性能主機與虛擬現實顯示模塊連接；

所述無線通信模塊，用于虛擬現實顯示模塊與虛擬現實手持交互模塊、虛擬現實定位模塊之間進行無線通信，完成數據的交互；

所述虛擬現實顯示模塊包括頭盔顯示模塊，所述頭盔顯示模塊一端與高性能主機連接，頭盔顯示模塊由用戶佩戴到頭部眼前的位置，用于將高性能主機顯卡里處理的虛擬現實的數據信息高速、低延遲的顯示在用戶的眼前；

所述虛擬現實手持交互模塊包括兩個無線手柄，所述無線手柄與無線通信模塊連接，當用戶在進行虛擬現實內容體驗的時候，用戶每只手手持一個，在虛擬現實的環境中模擬真實的雙手進行操作；

所述虛擬現實定位模塊包括：兩個對角放置的紅外傳感器，每個所述的紅外傳感器與無線通信模塊連接，學生使用時站在兩個對角放置的紅外傳感器所組成的矩形區域范圍內，通過虛擬現實顯示模塊和虛擬現實手持交互模塊紅外線的發射和接收，數據的交互，獲取到頭盔顯示模塊和無線手柄的三維信息，實現對學生動作的準確定位。

本發明所述云平臺端為一個開放的云平臺，任何第三方機構或個人都可以進行內容的開發和上傳分享，通過收集，云平臺積累大量的虛擬現實軟件內容，便于給用戶提供更多樣化的選擇。

所述云平臺端具體包括：賬號管理模塊：用于對平臺的賬號進行管理，包括賬號的注冊、查詢、刪除、修改，禁用、解禁等功能；

角色管理模塊：用于對賬號進行系統權限的分配，包括超級管理員，管理員，運營人員，編輯人員，教師用戶、學生用戶幾個角色；

安全管理模塊：用于對賬號的登錄情況進行安全管理，包括異常地區登錄報警，網絡攻擊報警，密碼修改報警等，當學生端或教師端出現登錄賬號或密碼或IP地址異常時，云平臺端會出現提示信息，該提示信息可以通過短信或email等形式通知注冊用戶；

登錄統計模塊：用于統計用戶的登錄情況，主要根據并發量，區域、時段，當前在線人數對用戶的當前和歷史登錄數據進行統計；