[發明專利]一種基于VR的多人虛擬實驗教學系統

有效

• 申請號: 202110585611.7
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113296607B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 羅濤;王志遠;陳美松
• 申請（專利權）人: 北京潤尼爾網絡科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06T19/00;G06Q50/20;G09B9/00
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 姜艷華

1.一種基于VR的多人虛擬實驗教學系統，其特征在于，包括：

VR設備，其用以進行虛擬實驗；

實驗主機，其用以與所述VR設備相連接并實時完成數據交換，并實時處理對應VR設備所傳輸的數據，所述實驗主機將實驗過程劃分為若干階段，對于所述實驗過程的每個階段，所述實驗主機將實驗階段中的所有數據項變化情況進行記錄，所述實驗主機內部預設有第i關鍵數據項劃分矩陣Ki(Ki1，Ki2，Ki3)，i＝1，2...n，其中，Ki1表示第i關鍵事件數據項，Ki2表示關鍵事件數據項標準數據，Ki3表示關鍵事件數據項對應錯誤等級，Ki3＝1、2、3；

所述實驗主機根據第i關鍵數據項劃分矩陣Ki(Ki1，Ki2，Ki3)實時確定每一實驗階段中數據項變化是否為關鍵事件，并確定關鍵事件是否錯誤，判定關鍵事件發生錯誤的等級，判定出該實驗階段內所有發生關鍵數據錯誤的數據項后，計算該實驗主機對應的對照參數G，并將對照參數和預先記載在實驗主機的監控對比參數發送至監控主機，用以判定實驗主機的監控等級；

監控主機，其與所述實驗主機相連接，用以同步接收所述實驗主機傳輸的信息，在每個實驗階段，所述監控主機在第n實驗階段結束后，判定所有實驗主機在第n實驗階段的監控等級，并結合預先通過大數據建立的實驗過程中各階段數據項對應下一階段的映射關系對應的第g映射關系矩陣Y_g(K_nij，Y_n+1iq)預測所有第n+1階段可能發出關鍵數據錯誤的數據項，并計算第n+1實驗階段的第二對照參數D0，根據所述第二對照參數D0預測第n+1階段實驗主機的監控等級；

當實驗進行至第n+1階段時，所述監控主機按照預先預測的第n+1階段實驗主機的監控等級將對應實驗主機所接收的VR畫面數據在web客戶端按順序顯示，以便監測實驗情況；

Web客戶端，其與所述監控主機相連接并實時完成數據交換，監控主機能將實驗主機獲取的VR圖像信息以及實驗主機對應的監控等級信息傳輸至web客戶端，以實現實驗過程的遠程監控；

數據庫，其用以儲存云端數據，與所述監控主機實時完成數據交換；

所述實驗主機內部預設有第i關鍵數據項劃分矩陣Ki(Ki1，Ki2，Ki3)，i＝1，2...n，其中，Ki1表示第i關鍵事件數據項，Ki2表示關鍵事件數據項標準數據，Ki3表示關鍵事件數據項對應錯誤等級，Ki3＝1、2、3；所述實驗主機實時確定每一實驗階段中數據項變化是否為關鍵事件，并確定關鍵事件是否錯誤，判定關鍵事件發生錯誤的等級，其中，

所述實驗主機將發生變化的數據項與所述第i關鍵數據項劃分矩陣Ki(Ki1，Ki2，Ki3)內的第i關鍵事件數據項Ki1逐個匹配，若發生變化的數據項與所述第i關鍵事件數據項Ki1匹配，則判定所述數據項為關鍵數據，所述實驗主機將對應數據項提取，判定其是否與關鍵事件數據項標準數據Ki2相匹配，若匹配則判定所述數據項操作正確，若不匹配則判定所述數據項為關鍵數據錯誤，并確定發生錯誤的錯誤等級為關鍵事件數據項對應錯誤等級Ki3，

同時將關鍵數據錯誤的數據項統計并記錄為第i錯誤數據項矩陣Hi(Hi1，Hi2，Hi3)，其中,Hi1表示第i錯誤數據項發生變化的時間，Hi2表示第i錯誤數據項發生變化的參數，Hi3表示第i錯誤數據項發生變化時對應VR畫面關鍵幀；

所述實驗主機判定出該實驗階段內所有發生關鍵數據錯誤的數據項以及其對應的錯誤等級后，計算對照參數G，并將信息發送至監控主機，用以判定實驗主機的監控等級，

G＝(H1×α1+H2×α2+Hi×αi...+Hn×αn)

其中，αi表示參數，其取值為0.68、0.72以及0.82；

αi根據關鍵事件錯誤等級確定，當Ki3＝1時αi取0.68；當Ki3＝2時αi取0.72；當Ki3＝3時αi取0.82。

2.根據權利要求1所述的基于VR的多人虛擬實驗教學系統，其特征在于，所述數據庫中設置有第t類型實驗數據矩陣At(At1，At2...Atn)，At1表示預設第一劃分節點，At2表示預設第二劃分節點...預設第n劃分節點，實驗進行前所述實驗主機根據所選實驗的種類選定對應第t類型實驗數據矩陣At(At1，At2...Atn)，根據所述第t類型實驗數據矩陣At(At1，At2...Atn)中記載的第t劃分節點將實驗劃分為若干階段。

3.根據權利要求1所述的基于VR的多人虛擬實驗教學系統，其特征在于，所述實驗主機實時處理VR設備傳輸的數據，將實驗內容中的所有數據項變化情況進行記錄，包括記錄數據項發生變化的時間、數據項發生變化的參數以及數據項變化時對應VR畫面的關鍵幀，生成第i數據項變化矩陣Bi(Bi1，Bi2，Bi3)，其中,Bi1表示第i數據項發生變化的時間，Bi2表示第i數據項發生變化的參數，Bi3表示第i數據項發生變化時對應VR畫面關鍵幀。