[发明专利]混合现实的教学环境、教师、教具互动系统及互动方法

权利要求书

1.一种混合现实的教学环境互动系统，其特征在于，至少包括一个AR显示设备，所述AR显示设备根据真实环境的空间尺寸，提供用于显示覆盖于所述真实环境的真实地面、真实墙面和真实顶棚的不同教学环境相关内容选项的虚拟地面、虚拟墙面和虚拟顶棚，所述虚拟地面、所述虚拟墙面及所述虚拟顶棚组成一虚拟环境。

2.根据权利要求1所述的教学环境互动系统，其特征在于，所述AR显示设备包括一第一图像采集模块与一第一传感器模块；

所述第一图像采集模块，用于获取所述真实环境的图像信息；

所述第一传感器模块，用于获取所述AR显示设备的状态信息，以及相对于所述AR显示设备的所述真实环境的状态信息。

3.根据权利要求2所述的教学环境互动系统，其特征在于，所述第一图像采集模块包括一3D扫描仪或TOF摄像头；

所述3D扫描仪或TOF摄像头，用于采集所述真实环境内的图像信息、距离信息及尺寸信息，并根据所述图像信息、所述距离信息及所述尺寸信息来识别用户与所述真实环境的实时相对位置状态。

4.根据权利要求2所述的教学环境互动系统，其特征在于，所述第一传感器模块包括一角速度传感器、一陀螺仪或IMU传感器；

所述角速度传感器，用于识别所述AR显示设备在所述真实环境内的旋转角度，并根据所述旋转角度计算得到所述AR显示设备在所述虚拟环境内的位置信息；

所述陀螺仪或IMU传感器，用于识别所述AR显示设备在所述真实环境内的移动距离，并根据所述移动距离计算得到所述AR显示设备在所述虚拟环境内的所述位置信息。

5.根据权利要求1所述的教学环境互动系统，其特征在于，所述教学环境互动系统还包括一虚拟环境生成模块，所述虚拟环境生成模块用于根据所述真实环境建立与教学环境相关的所述虚拟环境，并将所述虚拟环境投射至所述AR显示设备中，并敷贴显示于所述真实环境的表面。

6.一种混合现实的教师互动系统，其特征在于，至少包括一个AR显示设备，所述AR显示设备根据真实教师的影像/图像，提供用于显示虚拟教师的影像/图像，用户通过使用所述AR显示设备与所述虚拟教师进行教学互动。

7.根据权利要求6所述的教师互动系统，其特征在于，所述AR显示设备包括一第二图像采集模块与一第二传感器模块；

所述第二图像采集模块，用于获取所述真实教师的影像/图像信息；

所述第二传感器模块，用于获取所述AR显示设备的状态信息，以及相对于所述AR显示设备的所述真实教师和/或虚拟教师的状态信息。

8.根据权利要求7所述的教师互动系统，其特征在于，所述第二图像采集模块包括一3D扫描仪或TOF摄像头；

所述3D扫描仪或TOF摄像头，用于采集所述真实教师的所述影像/图像信息，并根据所述影像/图像信息来识别所述真实教师的实时状态。

9.根据权利要求7所述的教师互动系统，其特征在于，所述第二传感器模块包括一角速度传感器、一陀螺仪或IMU传感器；

所述角速度传感器，用于识别所述AR显示设备在所述真实环境内的旋转角度，并根据所述旋转角度计算得到所述AR显示设备在所述虚拟环境内的位置信息；

所述陀螺仪或IMU传感器，用于识别所述AR显示设备在所述真实环境内的移动距离，并根据所述移动距离计算得到所述AR显示设备在所述虚拟环境内的所述位置信息。

10.根据权利要求6所述的教师互动系统，其特征在于，所述教师互动系统还包括一虚拟人物生成模块，所述虚拟人物生成模块用于根据所述真实教师建立所述虚拟教师，并将所述虚拟教师投射至所述AR显示设备中。