[發明專利]一種基于筆式交互的物理運動實驗演示系統

有效

• 申請號: 202011106502.4
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112396875B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 馮桂煥;步浩然;于建平;孫玲;朱明輝;余楊誠
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G09B5/02
• 分類號: G09B5/02;G06F3/0487;G06F3/0484
• 代理公司: 北京新科華領知識產權代理事務所(普通合伙) 16115
• 代理人: 吳變變

1.一種基于筆式交互的物理運動實驗演示系統，其特征在于，包括：

用戶界面模塊：用于接收用戶輸入的命令和演示物理運動實驗；

數據識別模塊：用于識別輸入的字符或者圖形；

物理運動計算模塊：用于計算在當前運動條件下物塊運動的數據；

動畫和圖表模塊：用于將物理引擎計算的結果以動畫的形式展示到所述用戶界面模塊上，并將運動參數以圖表的形式展示；

所述用戶界面模塊與所述數據識別模塊之間的數據傳遞是雙向的；

所述物理運動計算模塊包括：圖形修正子模塊、命令執行子模塊、物理引擎子模塊；其中，所述圖形修正子模塊用于對識別到的物理圖形進行修正后重新展示，所述修正功能包括自動規整物理圖形，貼合圖形；所述命令執行子模塊用于將輸入的物理參數施加到物理模型上，在命令執行之前，所述基于筆式交互的物理運動實驗演示系統會對命令進行語法分析，防止執行非法的命令；

所述基于筆式交互的物理運動實驗演示系統還包括命令推薦功能，在指定的物理實驗環境中，將教師輸入的字符與命令庫中的命令進行比對，選擇最相似的命令以列表的形式在所述用戶界面模塊展示，只需點擊命令即可觸發命令的執行；

所述物理運動實驗演示系統基于PhyBoard開發。

2.根據權利要求1所述的基于筆式交互的物理運動實驗演示系統，其特征在于，所述用戶界面模塊將手寫內容識別為圖形數據或者字符數據；當手寫內容被識別為圖形數據，系統會調用物理運動計算模塊，將圖形進行修正并重新展示；當手寫內容被識別為字符數據時，且這些字符組成的命令合法的情況下，系統會執行命令，更改圖形的物理參數。

3.根據權利要求1所述的基于筆式交互的物理運動實驗演示系統，其特征在于，所述數據識別模塊需要識別的數據分為兩種：圖形數據、字符數據，使用＄Q分類器對所述圖形數據進行識別，使用機器學習的方法訓練模型對所述字符數據進行識別。

4.根據權利要求1所述的基于筆式交互的物理運動實驗演示系統，其特征在于，所述用戶界面模塊與所述數據識別模塊之間的數據傳遞是雙向的，所述用戶界面模塊需要將獲取的筆跡點集交給所述數據識別模塊來識別，所述數據識別模塊識別后需要給所述用戶界面返回信息，更改所述用戶界面的顯示狀態或識別模式。

5.根據權利要求1所述的基于筆式交互的物理運動實驗演示系統，其特征在于，當物理世界準備完畢時，在所述用戶界面模塊通過開始實驗按鈕、暫停實驗按鈕、重置實驗按鈕控制物理世界的行為。