基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法技术

本发明专利技术涉及互动教学技术领域，具体涉及一种基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法。K1子系统上的Ki装置通过Ki交互控制输出数据或经由Ki音频输出单元通过S1装置上的语音识别引擎输出数据并结合S1数据库中已有的题目数据模组、教案数据模组、用户数据组件、基础数据模组、可识别图像模组中的全部数据，由S1主系统中的AI引擎进行数据处理；形成Ki装置对应的自定义答案数据、成绩数据、自定义可识别图像、自定义题目数据；并储存到S1数据库中。既可以实现教学内容更加生动、有趣，具有沉浸感体验，还可以实现教师、学生、监管等多角色和多终端的实时互动。

Display method of multi person interactive teaching based on augmented reality and artificial intelligence

【技术实现步骤摘要】
基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法
本专利技术涉及互动教学
，具体涉及一种基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法。
技术介绍
市场上现有的互动教学装置包括：电脑/平板电脑或智能手机上的教育软件、点读机、点读笔、电子书等。但是上述这些现有的互动教学装置存在着下列缺点和缺陷：1)互动教学装置趣味性不足，难以吸引学习者主动参与。2)互动教学装置中的课件内容无法及时更新，亦无法根据每位学习者的学习情况进行量身定做。3)教学系统设计复杂，操作繁琐，使用门槛较高。4)没有讲更先进的人工智能和增强现实应用到教学中。5)没有实现多人互动学习和学习情况的实时反馈。科技伴随着时代不断进步，图片、文字、视频等媒介在互动教学过程里起到的作用越来越大，从三岁孩子到花甲老人在日常生活和学习中都会接触到大量的上述媒介资料。然而传统的媒介在表现手法上存在着表述不清晰、内容更新慢、不能根据学习进度定制学习内容等弊端，无法让学习效率最大化，使得学习者、教学者和监督者不得不付出额外的精力来持续矫正教学过程。近年来增强现实(AugmentedReality简称AR)逐渐被研究和应用。其通过计算机装置将虚拟信息应用到现实世界，将现实世界与虚拟信息实时地叠加到装置上显示的方法非常适合应用到教学中。使用AR技术将虚拟信息和真实世界呈现的信息融合显示，让两者实现信息互补、强调，促使使用者扩大感官上的体验，提升接收信息的质量。另外，教师虽然使用了AR技术等先进手段进行教学，实现了更有效的讲授知识，但依然未能解决一名教师面对多名学生时的有针对性的辅导问题。学生在学习过程中，因个体学习能力差异必然出现进度不同，掌握知识点程度不同等问题，当一个知识点某位学生已经掌握后，教师如果继续教授该知识点，学生必然会出现注意力转移等情况。又或者教师在单独为某一名学生有针对性的教学时，其他学生也会出现注意力涣散等情况。并且教师也很难因材施教，高效、快速的掌握每一名学生的学习进度和知识掌握情况。随着人工智能(ArtificialIntelligence简称AI)的发展，其能够具有推理、知识、规划、学习、交流、感知、移动和操作物体的能力等。但如何将上述AI技术已经拥有的能力应用到教学当中，并且与AR技术相结合，尚存在技术空白。
技术实现思路
针对现有的技术不足和空白，本专利技术提供了一种基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法及系统，既可以实现教学内容更加生动、有趣，具有沉浸感体验，还可以实现教师、学生、监管等多角色和多终端的实时互动，并且还能够根据每名学生的学习情况由系统自动调整学习内容和教学方法，大大提升学生学习的兴趣，提高主观能动性和学习效果，同时，也让教师、监管等角色更轻松有效的完成工作，增强学生之间、教师之间、监管之间的互动效果。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法，其包括S1主系统、S1数据库、C1控制系统、K1子系统、F1辅助系统；步骤1：C1控制系统发出指令至S1主系统，S1主系统控制S1数据库输出数据模组到K1子系统；步骤2：K1子系统上的Ki装置，其中i＝1,2,…，n，接收上述数据模组，将所述数据模组呈现到Ki显示单元和/或Ki音频输出单元上，通过Ki交互控制单元进行互动学习；步骤3：K1子系统将Ki装置上呈现的实时数据由F1辅助系统分配到对应的Fi装置上，其中i＝1,2,…，n；并由Fi运算单元和Fi显示单元进行实时显示；步骤4：K子系统上的Ki装置，其中i＝1,2,…，n，经S1主系统中的AI引擎输出数据至S1数据库，并结合S1数据库中已有数据模组中的全部数据，由S1主系统中的AI引擎进行数据处理，形成Ki装置对应的自定义数据模组，并储存到S1数据库中，其中自定义数据模组包括成绩数据；步骤5：S1主系统由S1数据库获得自定义数据模组，并向K1子系统、F1辅助系统中的对应的Ki装置、Fi装置输出成绩数据；步骤6：C1控制系统发出指令至S1主系统，S1主系统控制S1数据库输出经过AI引擎数据处理后的自定义数据模组到K1子系统；重复步骤2-6。需要说明的是，本申请中i＝1,2,…，n；其中n取大于0的自然数，上述的自定义数据模组中包括成绩数据，还包括由AI引擎输出的自定义教案数据、自定义题目数据、自定义语言数据、自定义提问数据、自定义答案数据等一些其他的自定义数据。成绩数据是分为题目数据和自定义成绩数据。成绩数据是未经过AI引擎输出的，自定义成绩数据是经过AI引擎处理输出的数据。基于上述的技术方案，K1子系统将Ki装置上呈现的实时数据由F1辅助系统分配到对应的Fi装置上，即可实现监管者，包括家长、教师等第三方可以实时获得其对应的学生的学习状况。另外，对单独的第i个学生而言，其获得的数据模组在不断更新，并且是根据其自身对上一次数据模组的学习情况，进行的个性化更新，不断形成新的自定义数据模组，这样的教学更加具有针对性，教学效果更好。其次，实现多角色和多终端的实时互动，多名学生可同时对数据模组进行学习。优选的，所述数据模组包括基础数据模组、可识别图像模组、题目数据模组、教案数据模组和用户数据组件中的一项或多项。优选的，所述基础数据模组包括文本数据、脚本数据、三维模型数据、音效数据、音乐数据、语音数据、动画数据、视频数据和/或特效数据；可识别图像模组包括可识别图像数据和/或自定义可识别图像数据；题目数据模组包括题目数据和/或自定义题目数据；教案数据模组包括标准答案数据、教案数据和/或自定义教案数据；用户数据组件包括成绩数据、用户信息数据、自定义答案数据和/或自定义提问数据。进一步的，所述步骤4中AI引擎进行数据处理具体包括数据推理、知识总结、规划数据、学习数据、数据交流、感知能力、移动数据和操作数据。需要说明的是，上述的数据处理方法，为利用本领域公知常识均可以完成的方法。进一步的，所述步骤4中AI引擎得到Ki装置，其中i＝1,2,…，n，输出的数据后结合由S1数据库中已存在的可识别图像模组中的数据，包括每一张可识别图像中的vi(i＝1,2,…，n)、yi(i＝1,2,…，n)、wi(i＝1,2,…，n)关键点数据；经由AI引擎结合S1数据库中其它数据模组进行数据训练，得到全新的自定义可识别图像；AI引擎得到Ki装置输出的数据后结合由S1数据库中已存在的教案数据模组中的数据，包括每一节课程数据中的mi(i＝1,2,…，n)、ji(i＝1,2,…，n)、Ii(i＝1,2,…，n)、ki(i＝1,2,…，n)关键点数据，经由AI引擎结合S1数据库中其它数据模组进行数据训练，得到新自定义教案数据；AI引擎得到Ki装置输出的数据后结合由S1数据库中已存在的题目数据模组中的数据，包括每一个问题数据中的ni(i＝1,2,…，n)、nai(i＝1,2,…，n)、qi(i＝1,2,…，n)、qai(i＝1,2,…，n)、pi(i＝1,2,…，n)关键点数据，经由AI引擎结合S1数据库中其它数据模组进行数据训练，得到新的自定义题目数据；AI引擎得到Ki装置输出的数据后结合由S1数据库中已存在的基础数据模组中的数据，包括每一个三维模型数据中的a1、a2、a3、…、an关键点数据；每一个视频数据中的b1、b本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法，其特征在于：包括S1主系统、S1数据库、C1控制系统、K1子系统、F1辅助系统；步骤1：C1控制系统发出指令至S1主系统，S1主系统控制S1数据库输出数据模组到K1子系统；步骤2：K1子系统上的Ki装置，其中i＝1,2,…，n，接收上述数据模组，将所述数据模组呈现到Ki显示单元和/或Ki音频输出单元上，通过Ki交互控制单元进行互动学习；步骤3：K1子系统将Ki装置上呈现的实时数据由F1辅助系统分配到对应的Fi装置上，其中i＝1,2,…，n；并由Fi运算单元和Fi显示单元进行实时显示；步骤4：K子系统上的Ki装置，其中i＝1,2,…，n，经S1主系统中的AI引擎输出数据至S1数据库，并结合S1数据库中已有数据模组中的全部数据，由S1主系统中的AI引擎进行数据处理，形成Ki装置对应的自定义数据模组，并储存到S1数据库中，其中自定义数据模组包括成绩数据；步骤5：S1主系统由S1数据库获得自定义数据模组，并向K1子系统、F1辅助系统中的对应的Ki装置、Fi装置输出成绩数据；步骤6：C1控制系统发出指令至S1主系统，S1主系统控制S1数据库输出经过AI引擎数据处理后的自定义数据模组到K1子系统；重复步骤2‑6。...

【技术特征摘要】
1.基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法，其特征在于：包括S1主系统、S1数据库、C1控制系统、K1子系统、F1辅助系统；步骤1：C1控制系统发出指令至S1主系统，S1主系统控制S1数据库输出数据模组到K1子系统；步骤2：K1子系统上的Ki装置，其中i＝1,2,…，n，接收上述数据模组，将所述数据模组呈现到Ki显示单元和/或Ki音频输出单元上，通过Ki交互控制单元进行互动学习；步骤3：K1子系统将Ki装置上呈现的实时数据由F1辅助系统分配到对应的Fi装置上，其中i＝1,2,…，n；并由Fi运算单元和Fi显示单元进行实时显示；步骤4：K子系统上的Ki装置，其中i＝1,2,…，n，经S1主系统中的AI引擎输出数据至S1数据库，并结合S1数据库中已有数据模组中的全部数据，由S1主系统中的AI引擎进行数据处理，形成Ki装置对应的自定义数据模组，并储存到S1数据库中，其中自定义数据模组包括成绩数据；步骤5：S1主系统由S1数据库获得自定义数据模组，并向K1子系统、F1辅助系统中的对应的Ki装置、Fi装置输出成绩数据；步骤6：C1控制系统发出指令至S1主系统，S1主系统控制S1数据库输出经过AI引擎数据处理后的自定义数据模组到K1子系统；重复步骤2-6。2.根据权利要求1所述的基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法，其特征在于：所述数据模组包括基础数据模组、可识别图像模组、题目数据模组、教案数据模组和用户数据组件中的一项或多项。3.根据权利要求2所述的基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法，其特征在于：所述基础数据模组包括文本数据、脚本数据、三维模型数据、音效数据、音乐数据、语音数据、动画数据、视频数据和/或特效数据；可识别图像模组包括可识别图像数据和/或自定义可识别图像数据；题目数据模组包括题目数据和/或自定义题目数据；教案数据模组包括标准答案数据、教案数据和/或自定义教案数据；用户数据组件包括成绩数据、用户信息数据、自定义答案数据和/或自定义提问数据。4.根据权利要求1所述的基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法，其特征在于：所述步骤4中AI引擎进行数据处理具体包括数据推理、知识总结、规划数据、学习数据、数据交流、感知能力、移动数据和操作数据。5.根据权利要求1所述的基于增强现实和人工智能的多人互动教学的展示方法，其特征在于：所述步骤4中AI引擎得到Ki装置，其中i＝1,2,…，n，输出的数据后结合由S1数据库中已存在的可识别图像模组中的数据，包括每一张可识别图像中的关键点数据；经由AI引擎结合S1数据库中其它数据模组进行数据训练，得到全新的自定义可识别图像；AI引擎得到Ki装置输出的数据后结合由S1数据库中已存在的教案数据模组中的数据，包括每一节课程数据中的关键点数据，经由AI引擎结合S1数据库中其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵良华，解长庆，
申请(专利权)人：赵良华，
类型：发明
国别省市：辽宁,21