[發(fā)明專利]一種基于Augmented Reality的磁場(chǎng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210570237.8
• 申請(qǐng)日: 2022-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN114882773A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊光;王正奇;李佳棟;許慶呈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): G09B23/18
• 分類號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 成都其高專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 廖曾

本發(fā)明公開了一種基于Augmented Reality的磁場(chǎng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，屬于智能教學(xué)領(lǐng)域，包括識(shí)別追蹤模塊、電流描述模塊、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)選擇模塊以及更新匹配模塊，其中，所述電流描述模塊分別與識(shí)別追蹤模塊以及數(shù)據(jù)計(jì)算模塊通信連接，所述數(shù)據(jù)選擇模塊分別與數(shù)據(jù)計(jì)算模塊以及更新匹配模塊通信連接，所述識(shí)別追蹤模塊用于對(duì)平面圖像進(jìn)行識(shí)別追蹤；本發(fā)明能夠做到在實(shí)際教學(xué)過程中不需要實(shí)際元件，節(jié)省教學(xué)成本，能夠?qū)⒉豢梢姷拇鸥芯€動(dòng)態(tài)展示出來，有利于學(xué)生理解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能教學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于Augmented Reality的磁場(chǎng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電磁學(xué)是研究電磁現(xiàn)象的規(guī)律和應(yīng)用的物理學(xué)分支學(xué)科，主要研究電磁波、電磁場(chǎng)以及有關(guān)電荷、帶電物體的動(dòng)力學(xué)，其中電磁場(chǎng)相關(guān)理論與技術(shù)是現(xiàn)代物理發(fā)展的重要基石，是電力、通訊、傳感、信息等現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)誕生和發(fā)展的源泉，現(xiàn)代生活的方方面面都離不開電與磁，因此電磁場(chǎng)理論與技術(shù)一直是物理教學(xué)領(lǐng)域的重要篇章，然而由于電場(chǎng)、磁場(chǎng)在真實(shí)世界中的一些物理特點(diǎn)，使得對(duì)其直觀化、形象化地授課與學(xué)習(xí)存在著困難。

經(jīng)檢索，中國(guó)專利號(hào)CN201410591472.9公開了一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的電磁場(chǎng)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該發(fā)明雖然增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)理論的深入理解，但是需要實(shí)際元件進(jìn)行操作，教學(xué)成本較高，為此，我們提出基于Augmented Reality的磁場(chǎng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，而提出的一種基于AugmentedReality的磁場(chǎng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種基于Augmented Reality的磁場(chǎng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，所述磁場(chǎng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括識(shí)別追蹤模塊、電流描述模塊、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)選擇模塊以及更新匹配模塊；

其中，所述電流描述模塊分別與所述識(shí)別追蹤模塊以及數(shù)據(jù)計(jì)算模塊通信連接，所述數(shù)據(jù)選擇模塊分別與所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊以及更新匹配模塊通信連接；

所述識(shí)別追蹤模塊用于對(duì)平面圖像進(jìn)行識(shí)別追蹤；

所述電流描述模塊用于構(gòu)建腳本描述模型，并通過該模型對(duì)電流進(jìn)行描述說明；

所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊用于對(duì)連續(xù)的電流進(jìn)行分割計(jì)算；

所述數(shù)據(jù)選擇模塊用于對(duì)相關(guān)空間中的有限點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算選擇；

所述更新匹配模塊用于對(duì)多個(gè)圖像進(jìn)行掃描匹配處理。

進(jìn)一步的，所述識(shí)別追蹤具體步驟如下：

步驟一：通過Augmented Reality接口對(duì)平面圖像進(jìn)行掃描并構(gòu)建展示模型；

步驟二：設(shè)置追蹤器以及追蹤目標(biāo)，并將追蹤目標(biāo)更換為對(duì)應(yīng)圖像；

步驟三：將構(gòu)建完成的展示模型加入追蹤目標(biāo)下層進(jìn)行圖像追蹤。

進(jìn)一步的，所述描述說明具體步驟如下：

步驟(1)：收集電流元所在的位置與大小，并將其導(dǎo)入腳本描述模型中；

步驟(2)：腳本描述模型對(duì)電流所在的空間位置和電流大小進(jìn)行描述，并將描述腳本導(dǎo)入展示模型下層進(jìn)行電流分布描述。

進(jìn)一步的，所述分割計(jì)算具體步驟如下：

第一步：將連續(xù)的電流通過離散化處理變成有限個(gè)有限長(zhǎng)直導(dǎo)線；

第二步：通過比奧薩法爾定律對(duì)相關(guān)空間中個(gè)點(diǎn)的磁感強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，其具體計(jì)算公式如下：

其中，B代表磁感強(qiáng)度，μ代表磁導(dǎo)率，I代表電流大小，θ代表角度。