一种基于图像识别的理化生实验AI课堂系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像识别的理化生实验AI课堂系统，包括实验台、实验课堂智能分析设备、外部设备。实验台，包括学生端、网络摄像机。外部设备包括教师端、教师移动端、学生端。实验台的网络摄像机经由网络与所述实验课堂智能分析设备互通，通过网络摄像机采集学生操作实验视频。实验课堂智能分析设备，包括接收单元、智能分析单元、控制单元。智能分析单元根据所述接收单元接收到实验台学生端发送的实验步骤判断请求及相关网络摄像机的信息，获取网络摄像机拍摄的当前实验台实验状态视频数据进行图像处理、AI分析，进而判断当前步骤结果是否正确。当人工智能分析单元无法判断当前学生提交的步骤是否正确，教师移动端通过网络获取对应学生实验台的实时视频画面，手动判断学生实验步骤操作通过、不通过。

An AI classroom system for physical and chemical students based on image recognition

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的理化生实验AI课堂系统
涉及人工智能领域、课堂理化生实验领域。具体涉及一种基于图像识别的理化生实验AI课堂系统。
技术介绍
实验是发现问题和专利技术创造的基础条件，中学学生理化生实验教学是必不可少的教学活动。实验课堂能够培养学生学习态度、科学方法和科学素养。实验课的学习与操作能够发展学生的思维能力与创造能力。加强实验教学，不但培养学生的观察能力、思维能力和创造能力，更是开发智力、培养能力的重要基础。还可以巩固学生学习的兴趣。目前的理化生实验课堂教学方式主要是由老师统一讲解实验步骤、老师巡视并指导每位学生的实验操作是否正确。这样，老师主观去巡视并判断每个实验桌的每个操作步骤是否正确，很可能会漏掉部分学生操作的实验步骤。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于图像识别的理化生实验AI课堂系统，包括：实验台、实验课堂智能分析设备、外部设备。实验台，包括学生端、网络摄像机。学生端、网络摄像机经由网络与所述实验课堂智能分析设备互通。实验课堂智能分析设备，包括接收单元、智能分析单元、控制单元。所述智能分析单元根据所述接收单元接收到实验台学生端发送的实验步骤判断请求及相关网络摄像机的信息，获取网络摄像机拍摄的当前实验台实验状态视频数据进行图像处理、AI分析，进而判断当前步骤结果是否正确。实验课堂智能分析设备经由网络控制外部设备，外部设备包括学生端、教师端、教师移动端。所述实验课堂智能分析设备的控制单元控制智能分析单元分析结果在外部设备学生端、教师移动端显示。>外部设备包括学生端、教师端、教师移动端。学生端，提供用户接口供学生参与AI课堂实验、提交已完成的实验步骤等操作；学生端发送单元向所述实验课堂智能分析设备发送判断请求消息；学生端单元接收单元接收实验智能分析设备发送的实验步骤分析结果；学生端控制单元控制学生端显示单元显示收到的分析结果。教师端，用于管理AI课堂、实验题目、实验步骤以及控制AI课堂任务。教师移动端，包括显示单元、用户接口单元。显示单元，由所述实验课堂智能分析设备控制单元控制教师移动端显示单元显示所述实验台登录用户信息、实验台操作步骤状态、实时获取的网络摄像机视频画面。用户接口单元，当人工智能分析单元无法判断当前学生提交的步骤是否正确，教师移动端通过网络获取对应学生实验台的实时视频画面，手动判断学生实验步骤操作通过、不通过。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施实例中的网络框图图2是本专利技术学生端结构示意图图3是本专利技术教师移动端结构示意图图4是本专利技术实验课堂智能分析设备结构示意图图5是本专利技术实施例中的一种基于图像识别的理化生实验AI课堂方法流程图。实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施实例提供一种基于图像识别的理化生实验AI课堂系统。包括实验台、实验课堂智能分析设备、教师端、教师移动端、学生端。下面结合图1-图4详细描述一种基于图像识别的理化生实验AI课堂系统。图1是实验AI课堂的网络框图，实验课堂智能分析设备经由网络交换机1连接教师端、教师移动端以及实验室中的每个实验台上的交换机1、交换机2...交换机n。每个实验台上的交换机连接网络摄像机、学生端。实验台：实验台包括学生端、网络摄像机、交换机。交换机连接网络摄像机、学生端。实验台中的交换机连通实验课堂智能分析设备。其中，学生端通过网络连接网络摄像机。优选地，网络摄像机配置可以是1个或多个，采集学生操作实验步骤不同角度的视频数据。优选地，1个实验室可以配置多个实验台。每个实验台通过网络交换机与服务器端网络连通。教师端：网络连接实验课堂智能分析设备，用于管理AI课堂、实验题目、实验步骤以及控制AI课堂任务。控制AI实验课堂任务开始、结束。教师端还包括实验结果管理功能。优选地，教师端可以是运行在PC机上的客户端程序，也可以是B/S的web程序。学生端：包括发送单元、接收单元、控制单元、显示单元、用户接口单元。如图2所示学生端提供用户接口单元供学生参与AI课堂实验、提交已完成的实验步骤等操作；学生端发送单元向所述实验课堂智能分析设备发送判断请求消息；学生端单元接收单元接收实验智能分析设备发送的实验步骤分析结果；学生端控制单元控制学生端显示单元显示收到的分析结果。学生端可以是运行在PC机上的客户端程序，可以是WEB程序，这里不做限定。学生端用户接口单元，连接实验课堂智能分析设备，加入当前实验室中开启的AI实验课堂任务。学生端连接实验台上的网络摄像机，采集学生操作实验视频数据，学生操作一个实验步骤结束，用户接口单元接收用户的提交信息。所述提交信息包括所述实验台学生端发送的实验步骤判断请求及相关网络摄像机的信息。学生端接收单元，连接实验课堂智能分析设备，接收智能分析设备分析后的实验操作步骤分析结果，或当智能分析单元不能分析实验步骤情况下由教师移动端人工给出的实验操作步骤分析结果。学生端发送单元，将由用户接口单元接收的用户请求信息发送至实验课堂智能分析设备。学生端显示单元，显示学生端接收单元收到的实验操作结果。显示参与实验室正在进行的AI实验课堂任务的实验步骤。实验操作结果正确，进入下一实验步骤；结果错误，提示重新进行当前实验步骤。学生端控制单元，控制发送单元发送实验步骤请求消息；控制显示单元显示接收单元接收到的实验操作结果。教师移动端：包括显示单元、用户接口单元。如图3所示显示单元，由所述实验课堂智能分析设备控制单元控制教师移动端显示单元显示所述实验台登录用户信息、实验台操作步骤状态、实时获取的网络摄像机视频画面。用户接口单元，当人工智能分析单元无法判断当前学生提交的步骤是否正确，教师移动端通过网络获取对应学生实验台的实时视频画面，手动判断学生实验步骤操作通过、不通过。教师移动端通过无线接入方式与服务器端网络连通，显示每个实验台的实验状态。当人工智能判断单元无法判断当前学生提交的步骤是否正确，所述教师移动端通过网络获取对应学生实验台的实时视频画面，手动判断学生实验步骤操作通过、不通过。优选地，教师移动端可以是手机、PAD等手持设备，方便老师手持移动。实验课堂智能分析设备：包括接收单元、智能分析单元、控制单元。如图4所示接收单元，接收每个实验台学生端发送的实验步骤判断请求及相关网络摄像机的信息。其中，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像识别的理化生实验AI课堂教学系统，其特征在于，包括：/n实验台、实验课堂智能分析设备、外部设备。/n所述实验台，包括学生端、网络摄像机。/n所述实验课堂智能分析设备，包括接收单元、智能分析单元、控制单元。/n所述外部设备，包括教师端、教师移动端。/n所述实验台的学生端、网络摄像机经由网络与所述实验课堂智能分析设备互通，所述学生端向所述实验课堂智能分析设备发送判断请求消息。/n所述实验课堂智能分析设备通过网络摄像机获取关于学生端发送的请求的相关视频数据，并做出分析、判断。/n所述实验课堂智能分析设备经由网络控制学生端、教师端、教师移动端。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的理化生实验AI课堂教学系统，其特征在于，包括：
实验台、实验课堂智能分析设备、外部设备。
所述实验台，包括学生端、网络摄像机。
所述实验课堂智能分析设备，包括接收单元、智能分析单元、控制单元。
所述外部设备，包括教师端、教师移动端。
所述实验台的学生端、网络摄像机经由网络与所述实验课堂智能分析设备互通，所述学生端向所述实验课堂智能分析设备发送判断请求消息。
所述实验课堂智能分析设备通过网络摄像机获取关于学生端发送的请求的相关视频数据，并做出分析、判断。
所述实验课堂智能分析设备经由网络控制学生端、教师端、教师移动端。


2.根据权利要求1所述的实验台包括的学生端，还包括发送单元、接收单元、控制单元、显示单元、用户接口单元。所述发送单元经由网络向所述实验课堂智能分析设备提交所述用户接口单元提交的判断请求。
其中，在所述请求中能够描述提交的操作实验步骤信息及所述实验台包括的网络摄像机信息。
所述控制单元，根据所述用户接口单元请求控制发送单元发送请求信息，控制所述接收单元收到的判断请求结果信息由显示单元显示。


3.根据权利要求1所述的实验课堂智能分析设备，所述智能分析单元，对接收单元接收到的请求做出响应、分析、判断。
所述接收到的请求，包括所述实验台学生端发送的实验步骤判断请求及相关网络摄像机的信息。
所述智能分析单元根据所述接收到实验台学生端发送的实验步骤判断请求及相关网络摄像机的信息，获取网络摄像机拍摄的当前实验状态视频数据进行图像处理、AI分析，进而判断当前步...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙艳，吉耀玖，汪洋，
申请(专利权)人：上海创视通软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31