一种沉浸式VR教学系统技术方案

本发明专利技术属于VR技术领域，且公开了一种沉浸式VR教学系统，包括教师端、云端服务器和学生端，所述云端服务器和学生端均与云端服务器通讯连接；所述云端服务器用于储存课程教学视频，并发送至教师端和学生端；所述学生端包括：穿戴于体验者头部的VR头盔一体机，该VR头盔一体机用于播放课程教学视频；穿戴于体验者手部的交互手套。本发明专利技术通过设置手铲刮土，文物提取，文物复原等不同课程，通过交互手套配合，进而让学生学习时，不仅可以进行查看学习，也可进行实际操作，避免通过手柄简单体验，通过交互手套进行配合，可以做到跟实际操作差不多的手部动作反馈，逐渐让程序理解手部动作逻辑，自动修正部分不太可能出现的动作。自动修正部分不太可能出现的动作。自动修正部分不太可能出现的动作。

【技术实现步骤摘要】
一种沉浸式VR教学系统


[0001]本专利技术属于VR教学系统
，具体涉及一种沉浸式VR教学系统。

技术介绍

[0002]从目前运行方案分析，现有VR教学系统采用了沉浸式投影技术+VIVE tracker虚拟定位技术，前期投资较高(预计硬件系统在100
‑
150万元，软件系统在50
‑
80万元区间)，且目前仅存在于“观察”体验阶段，由于仅存在跟踪器，场景仅能与体验者产生相对位移互动，由于缺乏VR手套等互动传感器，体验者无法与场景产生互动，仅能“看”，不能“碰”，即不能动手操作，在一些特殊学科中，动手实践尤为重要，例如田野考古学是一门实践性很强的专业，“动手”能力的培养显得尤为重要，现有VR教学系统只能通过手柄操作观看，无法动手学习。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种沉浸式VR教学系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种沉浸式VR教学系统，包括教师端、云端服务器和学生端，所述云端服务器和学生端均与云端服务器通讯连接；所述云端服务器用于储存课程教学视频，并发送至教师端和学生端；所述学生端包括：穿戴于体验者头部的VR头盔一体机，该VR头盔一体机用于播放课程教学视频；穿戴于体验者手部的交互手套，该交互手套用于产生振动、升温或降温模拟触感；用于捕捉体验者动作的动作捕捉器；所述教师端包括：用于播放课程教学视频的显示器；用于控制VR头盔一体机播放课程教学视频的控制设备。
[0005]优选的，所述学生端还包括第二通讯模块；所述第二通讯模块用于与云端服务器进行数据交互。
[0006]优选的，所述学生端还包括第二身份识别模块；所述第二身份识别模块用于识别体验者身份。
[0007]优选的，所述教师端还包括第一通讯模块；所述第一通讯模块用于与云端服务器进行数据交互。
[0008]优选的，所述教师端还包括第一身份识别模块；所述第一身份识别模块用于识别教师身份。
[0009]优选的，所述交互手套包括；手套，手套用于套设至体验者手部；振动模块，所述振动模块用于产生振动带动手套振动；温度模块，所述温度模块用于加热或降低手套内部温度。
[0010]优选的，所述温度模块包括至少一个加热片和半导体制冷片；所述加热片用于加热手套内部；所述半导体制冷片用于降低手套内部温度。
[0011]优选的，所述VR头盔一体机内部设置有可更换的一次性一体式隔垫，所述一次性
一体式隔垫用于隔离VR头盔一体机内部和体验者的头部及眼部。
[0012]优选的，所述手套的收口为自紧式手套收口。
[0013]优选的，所述交互手套还包括温度传感器；所述温度传感器用于检测手套内部温度。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]本专利技术通过设置手铲刮土，文物提取，文物复原等不同课程，通过交互手套配合，进而让学生学习时，不仅可以进行查看学习，也可进行实际操作，避免通过手柄简单体验，通过交互手套进行配合，可以做到跟实际操作差不多的手部动作反馈，避免实际操作中误操作率较高，通过大量的模拟学习训练，逐渐让程序理解手部动作逻辑，自动修正部分不太可能出现的动作，例如手指后翻角度过大时，系统会自动修正后翻角度，降低误操作的可能性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的结构框图。
具体实施方式
[0017]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做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。
[0018]请参阅图1所示，本专利技术提供如下技术方案：
[0019]实施例一：一种沉浸式VR教学系统，包括教师端、云端服务器和学生端，云端服务器和学生端均与云端服务器通讯连接；
[0020]云端服务器用于储存课程教学视频，并发送至教师端和学生端；
[0021]学生端包括：
[0022]穿戴于体验者头部的VR头盔一体机，该VR头盔一体机用于播放课程教学视频，VR头盔一体机为htcVR头盔一体机；
[0023]穿戴于体验者手部的交互手套，该交互手套用于产生振动、升温或降温模拟触感，交互手套为hi5交互手套；
[0024]用于捕捉体验者动作的动作捕捉器，捕捉器为tracker跟踪器；
[0025]教师端包括：
[0026]用于播放课程教学视频的显示器；
[0027]用于控制VR头盔一体机播放课程教学视频的控制设备；
[0028]学生端还包括第二通讯模块；
[0029]第二通讯模块用于与云端服务器进行数据交互；
[0030]学生端还包括第二身份识别模块；
[0031]第二身份识别模块用于识别体验者身份；
[0032]教师端还包括第一通讯模块；
[0033]第一通讯模块用于与云端服务器进行数据交互；
[0034]教师端还包括第一身份识别模块；
[0035]第一身份识别模块用于识别教师身份。
[0036]通过上述技术方案，需要辅助学生进行学习时，将VR头盔一体机套设于体验者的头部，将交互手套穿戴于体验者手部，并且通过第一通讯模块和第二通讯模块配合，让学生端和教师端与云端服务器进行数据交互，通过教师端的控制设备控制VR头盔一体机播放课程教学视频，并且通过显示器同步播放课程教学视频，当学生和教师使用设备时，通过第一身份识别模块用于识别教师身份，通过第二身份识别模块用于识别学生身份，并且学生通过设备学习时，辅助学生进行下述课程：
[0037]一、地层堆积断面位置识别
[0038]体验者需要通过地层学知识，对挖掘现场墙壁图层年代进行判断，并通过手部动作，将标牌“挂”到对应的图层位置上，通过大量实验后，捕捉到了大量习惯性手部动作规律，并以此将操作提升到了接近现实操作的水平。
[0039]二、遗迹提取体验
[0040]该部分主要考察对流程掌握的情况，程序中设计了文字加语音提示，以及错误提示及惩罚，帮助体验者加深记忆。
[0041]三、破碎遗迹修复
[0042]该部分也同样通过大量实验和机器学习的技术，将文物复原操作还原到了接近实际操作的水平，由于本体验环节涉及大幅度的身体运动结算，我们在现实中设计了实体围栏，并在空间中模拟为虚拟墙，避免体验者由于动作过大，碰到其他物体造成伤害。
[0043]四、动物、植物遗迹辨识
[0044]本板块主要设计植物种子的辨识，由于种子较小，特别设计了放大镜，可将种子放大、旋转操作，从而观看细节，判定植物种类。
[0045]通过铲刮土，文物提取，文物复原等操作，加深学生学习体验，并且当人员通过交互手套进行动作时，通过交互手套产生振动、升温或降温模拟触感，让学生学习时更加高效，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉浸式VR教学系统，其特征在于：包括教师端、云端服务器和学生端，所述云端服务器和学生端均与云端服务器通讯连接；所述云端服务器用于储存课程教学视频，并发送至教师端和学生端；所述学生端包括：穿戴于体验者头部的VR头盔一体机，该VR头盔一体机用于播放课程教学视频；穿戴于体验者手部的交互手套，该交互手套用于产生振动、升温或降温模拟触感；用于捕捉体验者动作的动作捕捉器；所述教师端包括：用于播放课程教学视频的显示器；用于控制VR头盔一体机播放课程教学视频的控制设备。2.根据权利要求1所述的一种沉浸式VR教学系统，其特征在于：所述学生端还包括第二通讯模块；所述第二通讯模块用于与云端服务器进行数据交互。3.根据权利要求1所述的一种沉浸式VR教学系统，其特征在于：所述学生端还包括第二身份识别模块；所述第二身份识别模块用于识别体验者身份。4.根据权利要求1所述的一种沉浸式VR教学系统，其特征在于：所述教师端还包括第一通讯模块；所述第一通讯模块用于与云端服务器进行数据交互。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡静野，李超，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：