青少年互动安全教育增强现实显示方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及人工智能技术领域，提供一种青少年互动安全教育增强现实显示方法及系统，所述方法包括：步骤1，调用摄像机持续获得现实世界图像；步骤2，形成AR引擎单元可识别的现实世界图像特征数据；步骤3，计算单元从存储单元中获得标记模组，并对标记模组进行灰度和色相处理，得到AR引擎单元可识别的已存储图像特征数据；之后将存储图像特征数据与现实世界图像特征数据进行数据匹配；步骤4，计算单元从存储单元中将匹配的数据模组，输出到三维引擎单元；步骤5，进行机器学习，更新安全知识模块和数据模组。本发明专利技术能够对一次教授和学习过程进行有效的显示和记录并通过人工智能训练进行后续学习内容的有针对性的改进。

【技术实现步骤摘要】
青少年互动安全教育增强现实显示方法及系统
本专利技术涉及人工智能
，尤其涉及一种青少年互动安全教育增强现实显示方法及系统。
技术介绍
随着时代的进步和社会的不断发展，城市人口规模和密度越来越大，另一方面偏远乡村的教育落后，家长、学校和社会对于青少年的安全教育存在既重视又难以普及的问题。目前在青少年安全教育方面，需要组织大量专业技术人员进入校园，对固有的安全风险知识进行宣讲授课、电视短片宣传、电台广播宣传、互联网宣传、出版物及海报宣传等形式，由于传统的灌输式教育，青少年在学习到的安全知识兴趣不高。另外，由于青少年在成长时期和客观生活条件等因素不同，所实际可能遇到的安全隐患各不相同，教育人员只能概括性的宣讲枯燥、乏味的专业知识，无法做到具有年龄、性别、地域、生活条件等客观因素个性化的教育。此外，安全教育的成本、技术等方面也是难以推进的一个原因。传统的安全教育效果甚微，在浪费学校的教学资源的同时，学生并没有掌握到相应的安全知识。因此，现在青少年安全教育中存在上述的缺陷是亟待解决的问题。另一方面，传青少年的认知和理解能力有限，12岁前的青少年安全意识不强，进入青春期后又容易主观上忽视安全的重要性，在安全事故发生时，由于突发性的慌张和惊恐等因素，无法根据所学知识进行实际应用自救，为社会和家庭造成了极大的伤害和损失。针对青少年的传统安全教育体验装置，需要在场地上搭建安全体验装置，模拟各种日常生活中的危险场景，让学生在模拟的装置上体验危险的场景，亲身体验遇险的状况是如何产生和所造成的后果，以达到安全警示、教育的目的。在现有技术中的这种做法，需要占用大量的场地资源，搭建安全体验装置也消耗大量的人力、物力、财力，并且由于日常生活中涉及到的安全项目较多，做到全面覆盖成本非常高，而且在项目结束后，安全体验装置很难得以有效周转使用，造成材料极大的量费，因此，有待提出一种更佳的方案实现青少年的安全教育。增强现实技术(AugmentedReality，简称AR)是指透过摄影机影像的位置及角度精算并加上图像分析技术，让屏幕上的虚拟世界能够与现实世界场景进行结合与交互的技术，为使用者提供沉浸式、交互式在现实物理世界中所经历的“身临其境”的仿真体验，并且能够突破现实世界存在的空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中难以亲身经历的体验。近年来，伴随着科技的进步，增强现实和虚拟现实技术逐步从军事模拟、游戏等沉浸式体验行业转向教育、医疗等领域，对应的上下游产业链也发展的较为成熟完善，大规模的行业应用正在逐步实现。但另一方面，现有的增强现实技术中，并没有适合于青少年安全教学的应用技术，尤其是如何发挥增强现实技术的沉浸感体验优势的同时将人工智能技术应用到其中，如何将增强现实的引擎、三维引擎与人工智能引擎进行结合应用以及其中涉及到的众多文件类型组合使用等方面均没有可用技术，从而实现有针对性的青少年安全教育，让每名学生能够以既安全又能“亲眼所见，亲身所示”且复合自身需求的方式将学习到的安全知识进行实际操作。人工智能技术(ArtificialIntelligence，简称AI)通常是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。它的核心问题包括建构能够跟人类似甚至更优的推理、知识、规划、学习、交流、感知、移物、使用工具和操作机械的能力等。目前人工智能已经有初步成果，甚至在一些影像识别、语言分析、棋类游戏等等单方面的能力达到了超越人类的水平。目前应用到人工智能的工具包括搜索和数学优化、逻辑推演。但如何将人工智能技术与针对青少年的互动安全教育结合且以增强现实的形式进行融合显示的系统和实现方法尚存技术空白。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有技术的青少年安全教育模式需要通过一套复杂的设备进行实地体验、难以进行实操体验以及现有技术仅适用于一对多的基于现场的实时教学模式，无法将一次教授的过程有效的利用并面向每名学生的学习能力、认知和学习结果不同进行有效的后续有针对性的学习等技术问题，提出一种青少年互动安全教育增强现实显示方法及系统，能够对一次教授和学习过程进行有效的显示和记录并通过人工智能训练进行后续学习内容的有针对性的改进，并通过便携装置使用增强现实技术在现实环境中反复学习使用。进而，本专利技术还建立在真实世界环境的基础上，让安全教育中的学习体验得到完成的保留。本专利技术提供一种青少年互动安全教育增强现实显示方法，包括以下过程：步骤1，通过AR引擎单元调用摄像机持续获得现实世界图像；步骤2，通过计算单元对现实世界图像进行逐帧灰度和色相处理，形成AR引擎单元可识别的现实世界图像特征数据；步骤3，计算单元从存储单元中获得标记模组，并对标记模组进行灰度和色相处理，得到AR引擎单元可识别的已存储图像特征数据；之后将存储图像特征数据与现实世界图像特征数据进行数据匹配；当匹配成功时，说明现实世界中存在标记图像，执行步骤4；当匹配未成功时，说明现实世界中未出现标记图像，依次执行步骤5和6；其中，所述标记模组属于数据模组；步骤4，计算单元从存储单元中将匹配的数据模组，输出到三维引擎单元；所述三维引擎单元形成增强现实数据，输出到显示单元进行显示；步骤5，使用人工智能引擎单元，结合存储单元的数据库，将所述现实世界图像特征数据与安全知识模块、安全知识训练模块、数据训练模块以及数据模组，进行机器学习，更新安全知识模块和数据模组；步骤6，使用通讯单元，将机器学习后更新的数据模组传输回储存单元进行储存。进一步的，所述数据模组还包括：三维模型模组、文本模组、语音模组、图像模组、特效模组、脚本模组、音乐模组、音效模组、动画模组和视频模组中的一种或多种。进一步的，还包括：用户互动过程；所述用户互动过程包括以下内容：步骤7，通过交互单元、输入单元和/或由麦克风单元采集到的语音数据，通过语音识别引擎单元进行转换，得到的可执行数据对显示单元上正在显示的内容进行控制开始、暂停、动画加速或减速等交互操作。对应的，本专利技术还提供一种青少年互动安全教育增强现实显示系统，包括：摄像机、AR引擎单元、计算单元、存储单元、三维引擎单元、显示单元、人工智能引擎和通讯单元；所述AR引擎单元，用于调用摄像机持续获得现实世界图像；所述计算单元，用于对现实世界图像进行逐帧灰度和色相处理，形成AR引擎单元可识别的现实世界图像特征数据；所述计算单元，还用于从存储单元中获得标记模组，并对标记模组进行灰度和色相处理，得到AR引擎单元可识别的已存储图像特征数据；之后将存储图像特征数据与现实世界图像特征数据进行数据匹配；当匹配成功时，说明现实世界中存在标记图像；当匹配未成功时，说明现实世界中未出现标记图像；其中，所述标记模组属于数据模组；所述计算单元，还用于从存储单元中将匹配的数据模组，输出到三维引擎单元；所述三维引擎单元形成增强现实数据，输出到显示单元进行显示；所述人工智能引擎单元，用于结合存储单元的数据库，将所述现实世界图像特征数据与安全知识模块、安全知识训练模块、数据训练模块以及数据模组，进行机器学习，更新安全知识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种青少年互动安全教育增强现实显示方法，其特征在于，包括：/n步骤1，通过AR引擎单元调用摄像机持续获得现实世界图像；/n步骤2，通过计算单元对现实世界图像进行逐帧灰度和色相处理，形成AR引擎单元可识别的现实世界图像特征数据；/n步骤3，计算单元从存储单元中获得标记模组，并对标记模组进行灰度和色相处理，得到AR引擎单元可识别的已存储图像特征数据；之后将存储图像特征数据与现实世界图像特征数据进行数据匹配；当匹配成功时，说明现实世界中存在标记图像，执行步骤4；当匹配未成功时，说明现实世界中未出现标记图像，依次执行步骤5和6；其中，所述标记模组属于数据模组；/n步骤4，计算单元从存储单元中将匹配的数据模组，输出到三维引擎单元；所述三维引擎单元形成增强现实数据，输出到显示单元进行显示；/n步骤5，使用人工智能引擎单元，结合存储单元的数据库，将所述现实世界图像特征数据与安全知识模块、安全知识训练模块、数据训练模块以及数据模组，进行机器学习，更新安全知识模块和数据模组；/n步骤6，使用通讯单元，将机器学习后更新的数据模组传输回储存单元进行储存。/n

【技术特征摘要】
1.一种青少年互动安全教育增强现实显示方法，其特征在于，包括：
步骤1，通过AR引擎单元调用摄像机持续获得现实世界图像；
步骤2，通过计算单元对现实世界图像进行逐帧灰度和色相处理，形成AR引擎单元可识别的现实世界图像特征数据；
步骤3，计算单元从存储单元中获得标记模组，并对标记模组进行灰度和色相处理，得到AR引擎单元可识别的已存储图像特征数据；之后将存储图像特征数据与现实世界图像特征数据进行数据匹配；当匹配成功时，说明现实世界中存在标记图像，执行步骤4；当匹配未成功时，说明现实世界中未出现标记图像，依次执行步骤5和6；其中，所述标记模组属于数据模组；
步骤4，计算单元从存储单元中将匹配的数据模组，输出到三维引擎单元；所述三维引擎单元形成增强现实数据，输出到显示单元进行显示；
步骤5，使用人工智能引擎单元，结合存储单元的数据库，将所述现实世界图像特征数据与安全知识模块、安全知识训练模块、数据训练模块以及数据模组，进行机器学习，更新安全知识模块和数据模组；
步骤6，使用通讯单元，将机器学习后更新的数据模组传输回储存单元进行储存。


2.根据权利要求1所述的青少年互动安全教育增强现实显示方法，其特征在于，所述数据模组还包括：三维模型模组、文本模组、语音模组、图像模组、特效模组、脚本模组、音乐模组、音效模组、动画模组和视频模组中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的青少年互动安全教育增强现实显示方法，其特征在于，还包括：用户互动过程；所述用户互动过程包括以下内容：
步骤7，通过交互单元、输入单元和/或由麦克风单元采集到的语音数据，通过语音识别引擎单元进行转换，得到的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：解长庆，李妍，
申请(专利权)人：大连米乐宏业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21