[发明专利]基于VR技术和6DOF姿态跟踪的知识教育系统

说明书

本发明公开了一种基于VR技术和6DOF姿态跟踪的知识教育系统，包括：手机VR设备，包括智能手机和佩戴头盔，智能手机安装在佩戴头盔上，用户佩戴上佩戴头盔后对运行在智能手机上的VR场景进行沉浸式学习；六自由度姿态跟踪器，用于实现对手机的六自由度空间姿态和用户在VR场景中的行为的可视化跟踪；教学监测设备，用于对用户的VR教学过程进行数据监测；教学效果评价系统，用于基于监测到的教学数据对用户的VR教学效果进行综合分析评价。本发明基于VR技术提高了知识教育的沉浸感，提升了知识教育培训效果。另外本发明通过对VR知识教育效果进行量化评价，解决了传统的知识教育培训方式无法获知学员的培训效果的问题。

技术领域

本发明涉及VR教学技术领域，具体涉及一种基于VR技术和6DOF姿态跟踪的知识教育系统。

背景技术

目前，各种类型的知识教育培训方式有集中培训、集体学习、个人自学和组织生活、实践锻炼、网络培训、交流研讨等，但现场教学方式需要将学员组织在一起，存在培训时间难以协调、培训成本较高等问题。网络培训虽然解决了培训时间难以协调的问题，但学员难以与授课者进行互动交流，培训效果不够理想。实践锻炼培训方式比如通过游览博物馆、组织室外活动等的体验式教育方式虽然教学方式更加直观，更具现场感，但培训成本很高，而且需要专业的解说员进行现场解说，学员很难通过独自游览方式深入了解相关知识，教育效果大大折扣。

另外，现有的知识教育培训方式无法对每个培训对象的培训效果进行较为科学的量化评价，导致各种类型的知识教育培训流于形式，培训效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于VR技术和6DOF姿态跟踪的知识教育系统，通过专门制作的VR场景供学员对知识教育进行沉浸式学习、体验、交互，不仅解决了目前集中培训方式存在的难以协调培训时间、培训成本大的问题，而且极大提高了教育培训的效果。另外，本发明将学员在VR场景中的互动画面投影到外部显示设备上，实现了培训组织方对学员在VR 场景中的学习行为的可视化跟踪，能够让培训组织方第一时间掌握每个学员的学习情况，实现对学员培训的监管，有助于有效提升学习效果。本发明还通过对VR知识教育效果进行量化评价，解决了传统的知识教育培训方式无法获知学员的培训效果的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种基于VR技术和6DOF姿态跟踪的知识教育系统，包括：

知识教育VR场景制作设备，用于提供给VR场景设计人员制作知识教育VR场景；

手机VR设备，包括智能手机和佩戴头盔，所述智能手机安装在所述佩戴头盔上，用户佩戴上所述佩戴头盔后对运行在所述智能手机上的所述VR场景进行沉浸式学习、体验、互动；

六自由度姿态跟踪器，通信连接所述手机VR设备，用于实现对所述智能手机的六自由度空间姿态和所述用户在VR场景中的行为的可视化跟踪；

教学监测设备，通信连接所述手机VR设备，用于对所述用户的VR教学过程进行数据监测并保存监测到的教学数据；

教学效果评价系统，通信连接所述教学监测设备，用于基于监测到的所述教学数据对所述用户的VR教学效果进行综合分析评价，形成教学评价报告。

作为本发明的一种优选方案，所述知识教育VR场景制作设备中具体包括：

知识教育VR场馆空间设计模块，用于提供给设计人员根据整理的素材设计知识教育VR 场馆的空间布局结构；

VR场馆三维建模模块，连接所述知识教育VR场馆空间设计模块，用于提供给所述设计人员对设计的场馆空间布局结构进行三维建模，形成知识教育VR场馆的三维模型；

图片获取模块，用于提供给所述设计人员从一知识教育图片资料库中获取资料图片；