[发明专利]面向幼教的沉浸式交互CAVE教室

权利要求书

1.一种面向幼教的沉浸式交互CAVE教室，其特征在于，包括：

硬件标准化系统：用于构建供多人互动体验的具有高清晰度和沉浸感的交互式虚拟现实CAVE教室系统，为内容呈现提供硬件平台及技术接口；

软件标准化系统：用于实现沉浸式交互CAVE教室的课程软件系统、云端内容服务平台、整套系统维护与升级体系、内容制作、认证和管理系统，还提供针对幼儿教师或专业幼教机构的专业VR PPT制作工具；

交互式教具系统：用于提供不同的教具和互动方式，并对不同小朋友提供身份ID的个性化定制；能根据学习目标或任务的不同，将不同教具进行组合和搭配，通过排列组合或拼接顺序产生不同的互动形式；

所述硬件标准化系统、软件标准化系统和交互式教具系统相互连接；

所述硬件标准化系统包括：

CAVE多投影环境系统：用于建立能交互体验的VR教育环境；

多点触摸互动系统：用于建立能供多人协作参与的、身临其境的交互环境；

地面定位互动系统：用于建立能供多人协作参与的、身临其境的交互环境；

实物教具互动系统：用于构建虚拟世界与现实世界的工具；

所述CAVE多投影环境系统、多点触摸互动系统、地面定位互动系统和实物教具互动系统相互连接。

2.根据权利要求1所述的面向幼教的沉浸式交互CAVE教室，其特征在于，所述软件标准化系统包括：

课程软件系统：用于实现沉浸式交互CAVE教室的课程；

云端内容服务平台：用于进行硬件管理、完备自检、硬件备用件管理、软件管理、升级管理、在线升级、网络管理、路由通路、远程维护支持、内容管理、内容更新、扫描更新、用户管理、用户管理、认证机制和网上支付；

内容制作平台及技术接口：用于进行课程内容分包、大数据分析、课程设计、专家论证、方案制定、体验评测、认证加密、数字版权申请和内容发布；所述方案制定包括内容开发、数字内容制作、教具开发、设备研发、标准化硬件接口和硬件备用件管理；

内容版权认证管理系统：用于防止内容被盗版和设备被山寨，对内容和设备进行加密，只有加密内容能在内容制作平台中播放；

课程内容管理系统：用于组织未来教室课程内容；

所述课程软件系统、云端内容服务平台、内容制作平台及技术接口、内容版权认证管理系统和课程内容管理系统相互连接。

3.根据权利要求2所述的面向幼教的沉浸式交互CAVE教室，其特征在于，所述课程软件系统包括：

CAVE多通道沉浸式虚拟现实系统：用于将虚拟现实场景以正确的透视投影到展厅的上下左右以及正前方五面墙上，用户能使用交互设备与场景进行相关交互；

多墙面多点触摸系统：用于通过激光雷达和红外摄像头，让用户通过自然肢体动作及与墙面或地面的触摸来控制CAVE界面的内容，完成触电追踪和手势/动作识别功能；

实体标签系统：用于通过RFID传感器，构建电子标签系统，用户能使用标签式道具与整个CAVE虚拟情景及内容完成交互，通过所述电子标签系统能对不同用户进行多种个性化内容定制；

传感器网络管理系统：用于将多个激光雷达、RFID传感器和红外摄像头部署在CAVE空间区域内，建立自适应的智能传感器网络跨层管理框架，能实现协作地实时监测、感知、采集和处理CAVE环境内的对象信息，通过嵌入式系统对所述CAVE环境内的对象信息进行处理，并通过网络进行连接，实现整个CAVE教室系统内的多用户实时交互功能；

投影管理系统：用于实现多个投影的同步运算及矫正拼接，将三维图形计算机生成的三维数字图像实时地输出并显示在一个多面的CAVE环境中；

用户管理系统：用于实现对CAVE教室的所有用户的信息管理；

网络系统：用于实现对多通道内容的视景同步渲染及播放功能，实现单台主机对整个CAVE系统的操作和控制，具有系统自检功能，实现与云平台完成数据交换传输功能；实现面向不同用户端的用户数据采集与分析功能；

所述CAVE多通道沉浸式虚拟现实系统、多墙面多点触摸系统、实体标签系统、传感器网络管理系统、投影管理系统、用户管理系统和网络系统相互连接。