学习支持系统和计算机可读记录介质技术方案

本发明专利技术提供一种学习支持系统和计算机可读记录介质。该学习支持系统是用于支持使用用于对测量对象进行测量的实际测量机的作业的学习的学习支持系统，所述学习支持系统包括：位置和姿势识别单元，用于识别实际三维空间内的对象的位置和/或姿势；存储单元，用于存储学习数据，所述学习数据定义在虚拟三维空间内化身使用虚拟测量机进行的示范作业；立体视频生成单元，用于基于所述位置和姿势识别单元所识别的所述对象的位置和/或姿势、以及所述存储单元中所存储的所述学习数据，来生成所述化身进行的示范作业的三维视频；以及头戴式显示器，其安装在学习者的头部上，并且将所述三维视频以叠加在所述实际三维空间上的方式显示。

Learning support system and computer readable recording medium

The invention provides a learning support system and a computer-readable recording medium. The learning support system is a learning support system used to support the learning of the jobs of the actual measuring machine used to measure the measured objects. The learning support system includes: position and posture recognition unit, which is used to identify the position and / or posture of the objects in the actual three-dimensional space; storage unit, which is used to store the learning data, which is defined in the virtual three-dimensional space The avatar in the room uses the virtual measuring machine to perform the demonstration work; the stereoscopic video generating unit is used to generate the 3D video of the avatar's demonstration work based on the position and / or posture of the object recognized by the position and posture recognition unit and the learning data stored in the storage unit; and the headset display installed in the learner's On the head, and the 3D video is displayed in a way of superimposing on the actual 3D space.

【技术实现步骤摘要】
学习支持系统和计算机可读记录介质
本专利技术涉及支持设备操作或作业过程的学习的学习支持系统和程序。
技术介绍
传统上采用各种方法作为学习设备操作方法或作业过程的方法，诸如通过课程等中的课堂讲座的学习、OJT(在职培训)和一对一培训等的在来自专家的直接指导下的学习、通过程序文件或教科书的学习、以及通过培训视频的学习等。还提出了用于基于个体作业人员的水平来针对使用设备的作业进行作业管理或作业学习的支持系统(例如，参见日本特开2016-092047)。
技术实现思路
专利技术要解决的问题不利地，上述学习方法分别存在如以下所述的问题。例如，尽管OJT是可以将初学者的不成功经验转换成他/她的知识和技术能力的积累的方法，但OJT存在如下问题。学习者经常担心不能跟上作业内容。对指导者施加了沉重的时间和心理负担。OJT的效果在很大程度上取决于指导者的教学能力(诸如指导者的素质、能力和行为等)。指导者必须学习教学方法。初学者往往很难获得学习的基本理解或者达不到学习的基本理解。此外，尽管一对一培训对于学习者来说是理想的，但除了与OJT的问题类似的问题之外，一对一培训还存在如下问题。一对一培训无法有效地将指导者与重复性培训绑定。作业过程的变化导致培训成本的下降很小。在通过诸如程序文件或教科书等的文件的指导下，学习者可以进行自学。然而，这种指导存在如下问题。学习者的理解水平取决于文件的质量。需要适合于学习者的水平的文件。创建文件需要相当长的时间。学习者必须想象学习内容的实际实践的状况。由于难以用文字表达，因此无法传递诀窍或技巧。尽管培训视频与文件同样地也能够进行自学，但培训视频存在如下问题。学习者经常无法观看并理解期望的部分。学习者很难在观看视频的同时记住过程，因而视频在学习者自己尝试时不那么有用。诸如针对学习者必须记住的各过程停止视频、以及播放相同部分等的操作也很麻烦。学习者需要在他面前的作业内容和视频之间频繁地且低效地改变他的视点。这样，尚未实现如下的指导方法，该指导方法尽可能地减少指导者的绑定时间，并且使得学习者能够通过高质量的自学来重复地获取技术。本专利技术的目的是提供抑制指导者的绑定时间并且使得学习者能够通过高质量的自学来重复地获得技术的学习支持系统和适合于该学习支持系统的程序。用于解决问题的方案为了解决上述问题，根据本专利技术实施例的一种学习支持系统是用于支持使用用于对测量对象进行测量的实际测量机的作业的学习的学习支持系统，所述学习支持系统包括：位置和姿势识别单元，用于识别实际三维空间内的对象的位置和/或姿势；存储单元，用于存储学习数据，所述学习数据定义在虚拟三维空间内化身使用虚拟测量机进行的示范作业；立体视频生成单元，用于基于所述位置和姿势识别单元所识别的所述对象的位置和/或姿势、以及所述存储单元中所存储的所述学习数据，来生成所述化身进行的示范作业的三维视频；以及头戴式显示器，其安装在学习者的头部上，并且将所述三维视频以叠加在所述实际三维空间上的方式显示。这样，学习者可以从各种角度重复地观察化身所再现的示范作业的外观。在本专利技术中，所述位置和姿势识别单元可以基于来自三维传感器和/或来自头部传感器的输出来识别所述实际三维空间内的所述对象的位置和/或姿势，所述三维传感器用于检测所述实际三维空间中的所述对象的三维坐标，所述头部传感器包括在所述头戴式显示器中并用于感测所述头戴式显示器的位置和/或姿势。这样，可以识别实际三维空间中的实际测量机或学习者的位置和/或姿势。在本专利技术中，所述立体视频生成单元可以识别所述实际三维空间中的坐标系和所述虚拟三维空间中的坐标系之间的对应关系，并且以使视野根据所述头戴式显示器在所述实际三维空间中的移动而在所述虚拟三维空间内移动的方式生成三维视频数据。这样，学习者可以在无需任何复杂操作的情况下，在实际移动期间从自由视点观察示范作业。在本专利技术中，所述立体视频生成单元可以进行以下操作：将所述化身放置于所述虚拟三维空间内、与在所述实际三维空间中所述头戴式显示器存在于的位置坐标相对应的位置坐标处；将所述虚拟测量机放置于所述虚拟三维空间内、与在所述实际三维空间中放置所述实际测量机的位置坐标相对应的位置坐标处；基于所述学习数据、以及所述位置和姿势识别单元所输出的所述学习者和/或所述实际测量机的位置和姿势，来掌握所述学习者所进行的作业的进度；以及基于所掌握的作业的进度和所述学习数据，以比所述学习者的作业提前预定时间的方式生成所述示范作业的三维视频数据。这样，根据学习者的作业速度来自动调整化身的动作。学习者可以跟随化身的操作进行作业，并由此模仿专家的作业来练习该作业。在本专利技术中，所述立体视频生成单元可以计算所掌握的作业的进度相对于所述示范作业的延迟时间，并且向所述学习者通知所述延迟时间。这样，学习者可以容易地掌握他/她自己与专家相比的熟练程度。此外，学习者可以掌握该学习者不擅长的过程，识别与目标作业时间的差异，并且还可以尝试缩短测量时间。在本专利技术中，响应于在所述实际三维空间内所述学习者没有移动的情况下的操作，所述立体视频生成单元可以以使视野在所述虚拟三维空间内移动的方式生成三维视频数据。这样，学习者可以在无需任何实际移动的情况下，从虚拟三维空间内的自由位置观察示范作业。在本专利技术中，所述头戴式显示器可以包括透过型的显示器。根据本专利技术实施例的程序使计算机用作任意的上述学习支持系统。附图说明图1是示出学习支持系统1的结构、以及学习者L和实际测量机RM的示意图；图2是示出计算机100的结构的框图；图3是示出头戴式显示器200的结构的框图；图4是示出第一学习模式中的学习者L和化身AV及虚拟测量机AM之间的关系的示意图；以及图5是示出第二学习模式中的学习者L和化身AV及虚拟测量机AM之间的关系的示意图。具体实施方式以下将基于附图来说明根据本专利技术实施例的学习支持系统1。应当注意，在以下说明中，相同的构件被赋予相同的附图标记，并且将适当地省略对说明了一次的构件的说明。学习支持系统1的结构图1是示出学习支持系统1的结构、以及学习者L和实际测量机RM的示意图，其中该实际测量机RM是要学习其操作方法的测量机的实际机器(以下称为“实际测量机”)。在本实施例中，实际测量机RM是用于对测量对象的三维坐标或预定位置处的长度等进行测量的设备。实际测量机RM包括例如三维位置测量机和图像测量机。如图1所示，学习支持系统1包括计算机100、头戴式显示器200和3D传感器300。图2是计算机100的功能框图。计算机100具有CPU(中央处理单元)110、存储单元120、测量机控制单元130、操作输入单元140、以及位置和姿势识别单元150。计算机100还具有立体视频生成单元160和语音输入/输出单元170。头戴式显示器200、3D传感器300和实际测量机RM连接至计算机100。CPU110执行预定程序，以由此控制各单元或者进行预定操作。存储单元120包括主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种学习支持系统，用于支持使用用于对测量对象进行测量的实际测量机的作业的学习，所述学习支持系统包括：/n位置和姿势识别单元，用于识别实际三维空间内的对象的位置和/或姿势；/n存储单元，用于存储学习数据，所述学习数据定义在虚拟三维空间内化身使用虚拟测量机进行的示范作业；/n立体视频生成单元，用于基于所述位置和姿势识别单元所识别的所述对象的位置和/或姿势、以及所述存储单元中所存储的所述学习数据，来生成所述化身进行的示范作业的三维视频；以及/n头戴式显示器，其安装在学习者的头部上，并且将所述三维视频以叠加在所述实际三维空间上的方式显示。/n

【技术特征摘要】
20180515 JP 2018-0936251.一种学习支持系统，用于支持使用用于对测量对象进行测量的实际测量机的作业的学习，所述学习支持系统包括：
位置和姿势识别单元，用于识别实际三维空间内的对象的位置和/或姿势；
存储单元，用于存储学习数据，所述学习数据定义在虚拟三维空间内化身使用虚拟测量机进行的示范作业；
立体视频生成单元，用于基于所述位置和姿势识别单元所识别的所述对象的位置和/或姿势、以及所述存储单元中所存储的所述学习数据，来生成所述化身进行的示范作业的三维视频；以及
头戴式显示器，其安装在学习者的头部上，并且将所述三维视频以叠加在所述实际三维空间上的方式显示。


2.根据权利要求1所述的学习支持系统，其中，
所述位置和姿势识别单元基于来自三维传感器和/或来自头部传感器的输出来识别所述实际三维空间内的所述对象的位置和/或姿势，所述三维传感器用于检测所述实际三维空间中的所述对象的三维坐标，所述头部传感器包括在所述头戴式显示器中并用于感测所述头戴式显示器的位置和/或姿势。


3.根据权利要求1或2所述的学习支持系统，其中，
所述立体视频生成单元识别所述实际三维空间中的坐标系和所述虚拟三维空间中的坐标系之间的对应关系，并且以使视野根据所述头戴式显示器在所述实际三维空间中的移动而在所述虚拟三维空间内移动的方式生成三维视频数据。

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【专利技术属性】
技术研发人员：阿部信策，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本;JP