一种利用AR实现远程教育的方法及设备技术

一种利用AR实现远程教育的方法及设备，本发明专利技术将AR眼镜通过无线通信模块与远程终端控制系统远程信号连接，使得老师在AR眼镜上看到的图像能够实时传送给位于教学现场之外的远程终端控制系统，让学生即使在家也能够身临其境般地看到老师看到的教学内容，相比于现有的远程教育方式更具有真实性，使学生能够更有学习时的代入感，更能提高注意力；并且让老师能够在AR眼镜上与学生进行动态的互动，让老师能够很容易地将重点标示出来给学生看而不需在真实的教学内容上进行涂涂画画，操作简单、不影响观感，而且能清楚地发现学生所指出的问题所在，并有针对性地对该位置进行释疑，大大提高了教学的效果。

Method and equipment for realizing distance education by using AR

A method and apparatus for implementing distance education based on AR, the invention of AR glasses through the wireless communication module and the remote terminal remote control signal connection system, image makes the teacher saw in the AR glasses can be transmitted to the remote terminal control system in the teaching field outside, let the students even at home can also be personally on the scene. See see the teacher teaching content, compared to the existing mode of distance education has more authenticity, so that students can learn more when the sense of substitution, can improve attention; and let the teacher can dynamically interact with the students in the AR glasses, so that teachers can easily be marked emphasis to the students and not to draw in the real teaching content, simple operation, does not affect the perception, but also can clearly find the students pointed out the problem, and Targeted on the position, can greatly improve the teaching effect.

【技术实现步骤摘要】
一种利用AR实现远程教育的方法及设备
本专利技术涉及远程教育领域，尤其是指一种利用AR实现远程教育的方法及设备。
技术介绍
远程教育是指使用电视及互联网等传播媒体的教学模式，它突破了时空的界线，有别于传统的在校住宿的教学模式。使用这种教学模式的学生，通常是业余进修者。由于不需要到特定地点上课，因此可以随时随地上课。学生亦可以透过电视广播、互联网、辅导专线、课研社、面授（函授）等多种不同管道互助学习。是现代信息技术应用于教育后产生的新概念，即运用网络技术与环境开展的教育。招生对象不受年龄和先前学历限制，为广大已步入社会的群众提供了学历提升的机会。虽然现今远程教育已经得到了一定程度的应用，但是始终存在一个问题：老师与学生难以进行高效、便捷的互动，老师与学生的思路难以达成统一，因此影响了教学的进度。增强现实技术（AR技术）是利用计算机生成一种逼真的视、听、力、触和动等感觉的虚拟环境，通过各种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，实现用户和环境直接进行自然交互。它是一种全新的人机交互技术，利用这样一种技术，可以模拟真实的现场景观，它是以交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面。增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。如果能将AR技术应用到远程教育领域，则将有可能彻底改变现有的远程教育模式，但是至今远程教育领域依然鲜有AR技术的身影。中国专利技术专利一种基于AR技术和地理信息技术的埋地管线巡检方法及装置（申请公布号：CN106791620A），公开了其包括AR眼镜和安装在AR眼镜上的摄像头、数据处理融合终端；所述数据处理融合终端包括摄像头接口、GPS定位模块、网络通信模块、微处理模块、视频接口，所述摄像头接口、GPS定位模块、网络通信模块、视频接口分别与微处理模块连接；所述摄像头与摄像头接口连接，所述AR眼镜与视频接口连接。将该专利技术应用到远程教育，也仅能让学生通过云端数据自行调取相应的知识点学习，而无法让教师在画面上与学生进行动态的互动。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用AR实现远程教育的方法及设备，其主要目的在于克服现有远程教育中，老师与学生难以进行高效、便捷的互动，老师与学生的思路难以达成统一的缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种利用AR实现远程教育的方法，包括以下步骤：1)正在教学现场进行教学的老师戴上AR眼镜，AR眼镜上的摄像头根据老师的视角实时采集当前的教学内容实景，并将该教学内容实景实时传输到CPU模块；2)所述CPU模块通过视频接口将该教学内容实景传输到所述AR眼镜上进行实时的投影显示；同时，该CPU模块还将该教学内容实景的数据通过无线通信模块传输到远程终端控制系统上实时显示；3)老师对AR眼镜投影出来的教学内容实景中需要重点注意的位置进行标记，该老师标记的数据再实时传输至所述CPU模块中，与CPU模块中的教学内容实景进行叠加；4)CPU模块将叠加有所述老师标记的教学内容实景数据通过无线通信模块传输到所述远程终端控制系统上实时显示；5)学生对显示在远程终端控制系统上的教学内容实景需要老师释疑的位置进行标记，该学生标记的数据再通过无线通信模块实时传输到所述CPU模块，与CPU模块中的教学内容实景、老师标记进行叠加；6)CPU模块通过所述视频接口将叠加有所述老师标记、学生标记的教学内容实景传输到所述AR眼镜上进行实时的投影显示；7)步骤1～6进行的同时，老师通过AR眼镜上的蓝牙耳机与位于远程终端控制系统处的学生进行实时对话。进一步的，步骤3中，老师进行标记的方法为：老师通过操作与所述CPU模块信号控制连接的驱动装置使所述AR眼镜中的系统光标移动至要标记的位置进行标记。进一步的，所述驱动装置可以为外置的触摸板、手柄、鼠标中的一种。进一步的，所述远程终端控制系统为PC、手机、平板电脑中的一种。一种利用AR实现远程教育的设备，包括供老师佩戴的AR眼镜、装设于该AR眼镜上的摄像头、CPU模块、无线通信模块、摄像头接口、视频接口、供学生使用的远程终端控制系统以及蓝牙耳机，所述CPU模块、无线通信模块、视频接口、摄像头接口集成在一控制盒内并装设于所述AR眼镜上；所述CPU模块通过所述无线通信模块与所述远程终端控制系统无线信号连接；所述摄像头通过所述摄像头接口与所述CPU模块连接，所述AR眼镜通过所述视频接口与所述CPU模块连接；所述蓝牙耳机可翻转地套设在所述AR眼镜的镜架上。进一步的，所述远程终端控制系统为PC、手机、平板电脑中的一种。进一步的，所述蓝牙耳机通过一支架连接有一可套设在所述镜架上的套筒，并且该蓝牙耳机可下翻至插设在耳朵内。进一步的，所述镜架上开设有与所述套筒内周侧相适配的环形凹槽，所述套筒可翻转地套设在所述环形凹槽上。和现有技术相比，本专利技术产生的有益效果在于:本专利技术将AR眼镜通过无线通信模块与远程终端控制系统远程信号连接，使得老师在AR眼镜上看到的图像能够实时传送给位于教学现场之外的远程终端控制系统，让学生即使在家能够身临其境般地看到老师看到的教学内容，相比于现有的远程教育方式更具有真实性，使学生能够更有学习时的代入感，更能提高注意力；此外，由于AR眼镜的图像叠加功能，使得老师可在AR眼镜投影出来的教学内容实景中进行标记，并将该老师标记与教学内容实景叠加的图像实时发送给远程终端控制系统，学生则可在远程终端控制系统上的教学内容实景中进行标记，并将该学生标记实时发送给CPU模块叠加，最终使得老师与学生能够同步地看到教学内容实景、老师标记、学生标记三者叠加的图像，从而让老师能够在AR眼镜上与学生进行动态的互动，让老师能够很容易地将重点标示出来给学生看而不需在真实的教学内容上进行涂涂画画，操作简单、不影响观感，而且能清楚地发现学生所指出的问题所在，并有针对性地对该位置进行释疑，大大提高了教学的效果；同时，学生与老师之间还能像面对面一般地进行提问和回答，学生可以直接在远程终端控制系统上以文字、图形的形式作答，老师则能直接看到该学生的答案并对该答案正确与否进行解答、修正，一切都发生在同一时刻，没有滞后性，让双方都能及时地得到反馈，有助于知识连贯性地传输给学生，相比于现有的远程教育能大大提高学生的学习热情。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术中所述AR眼镜上的模块连接框图。图3为本专利技术的数据信号传输框图。图4为本专利技术的应用框图。具体实施方式下面参照附图说明本专利技术的具体实施方式。参照图1、图2、图3和图4。一种利用AR实现远程教育的设备，包括供老师佩戴的AR眼镜1、装设于该AR眼镜1上的摄像头2、CPU模块3、无线通信模块4、摄像头接口51、视频接口52、供学生使用的远程终端控制系统7，其中，CPU模块3、无线通信模块4、视频接口52、摄像头接口51集成在一控制盒8内并装设于AR眼镜1上；CPU模块3通过无线通信模块4与远程终端控制系统7无线信号连接；摄像头2通过摄像头接口51与CPU模块3连接，AR眼镜1通过视频接口52与CPU模块3连接。具体的，参照图1、图2、图3和图4。AR眼镜1具有镜片11和镜架12，该摄像头2可以采用双目深度摄像头，该双目深度摄像头嵌设在镜架12的中间位置，双目深度摄像头是使用立体视觉的原理（stereo，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用AR实现远程教育的方法，其特征在于，包括以下步骤：1) 正在教学现场进行教学的老师戴上AR眼镜，AR眼镜上的摄像头根据老师的视角实时采集当前的教学内容实景，并将该教学内容实景实时传输到CPU模块；2)所述CPU模块通过视频接口将该教学内容实景传输到所述AR眼镜上进行实时的投影显示；同时，该CPU模块还将该教学内容实景的数据通过无线通信模块传输到远程终端控制系统上实时显示；3) 老师对AR眼镜投影出来的教学内容实景中需要重点注意的位置进行标记，该老师标记的数据再实时传输至所述CPU模块中，与CPU模块中的教学内容实景进行叠加；4) CPU模块将叠加有所述老师标记的教学内容实景数据通过无线通信模块传输到所述远程终端控制系统上实时显示；5) 学生对显示在远程终端控制系统上的教学内容实景需要老师释疑的位置进行标记，该学生标记的数据再通过无线通信模块实时传输到所述CPU模块，与CPU模块中的教学内容实景、老师标记进行叠加；6) CPU模块通过所述视频接口将叠加有所述老师标记、学生标记的教学内容实景传输到所述AR眼镜上进行实时的投影显示；7) 步骤1～6进行的同时，老师通过AR眼镜上的蓝牙耳机与位于远程终端控制系统处的学生进行实时对话。...

【技术特征摘要】
1.一种利用AR实现远程教育的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)正在教学现场进行教学的老师戴上AR眼镜，AR眼镜上的摄像头根据老师的视角实时采集当前的教学内容实景，并将该教学内容实景实时传输到CPU模块；2)所述CPU模块通过视频接口将该教学内容实景传输到所述AR眼镜上进行实时的投影显示；同时，该CPU模块还将该教学内容实景的数据通过无线通信模块传输到远程终端控制系统上实时显示；3)老师对AR眼镜投影出来的教学内容实景中需要重点注意的位置进行标记，该老师标记的数据再实时传输至所述CPU模块中，与CPU模块中的教学内容实景进行叠加；4)CPU模块将叠加有所述老师标记的教学内容实景数据通过无线通信模块传输到所述远程终端控制系统上实时显示；5)学生对显示在远程终端控制系统上的教学内容实景需要老师释疑的位置进行标记，该学生标记的数据再通过无线通信模块实时传输到所述CPU模块，与CPU模块中的教学内容实景、老师标记进行叠加；6)CPU模块通过所述视频接口将叠加有所述老师标记、学生标记的教学内容实景传输到所述AR眼镜上进行实时的投影显示；7)步骤1～6进行的同时，老师通过AR眼镜上的蓝牙耳机与位于远程终端控制系统处的学生进行实时对话。2.如权利要求1所述一种利用AR实现远程教育的方法，其特征在于：步骤3中，老师进行标记的方法为：老师通过操作与所述CPU模块信号控制连接的驱动装置使所述AR眼...

【专利技术属性】
技术研发人员：阙凯，阙宇，阙小鸿，
申请(专利权)人：福建铁工机智能机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35