[发明专利]一种基于虚拟现实多源深度交互的智慧教育平台及方法

说明书

本发明涉及一种基于虚拟现实多源深度交互的智慧教育平台及方法，包括基于大数据的教育资源服务器、虚拟现实显示服务器、中继服务器、数据通讯网络、教育服务终端，基于大数据的教育资源服务器、虚拟现实显示服务器间通过中继服务器连接，中继服务器另通过数据通讯网络与教育服务终端建立数据连接。使用方法包括系统装配，教学活动及教学交互步骤。本发明可有效满足多种复杂环境下远程教学活动作业的需要；通过采集的学员眼动信息对学习状态进行分析，对学员学习注意力及疲劳度进行分析预判，并在教学过程中根据学习注意力及疲劳度调整教学计划及内容，从而有效的满足根据学员特点有针对性开展教学活动，并对学员学习习惯纠正和培养。

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟现实多源深度交互的智慧教育平台及方法，属于在线远程教育技术领域。

背景技术

目前随着远程教育在市场上得到了广泛的应用和推广，但在实际远程教学活动中发现，当前所使用的教学系统往往均基于传统的电脑、智能通讯终端等设备，从配置了教学资源的远程服务器中获得相应的教学资源，从而满足学员学习的需要，虽然可以一定程度上满足使用的需要，但一方面导致学员在学习过程中，往往均处于单方面教学资源接收状态，与教育系统及处于同一教学系统中相关学员间缺乏有效的信息交流，同时也无法根据学员学习需要调整学习环境和对学员学习状态进行监控，从而导致教学活动单调且枯燥，教学效率和质量相对较差，另一方面在教学过程中，当前的学习系统也无法精确的对各学员的学习能力、学习需求及学习习惯进行分析判断，因此无法对各学员的学习需求精确的进行教学资源匹配，从而进一步影响了学员远程学习效率和学习质量。

发明内容

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种基于虚拟现实多源深度交互的智慧教育平台及方法，通过采集的学员眼动信息对学习状态进行分析，对学员学习注意力及疲劳度进行分析预判，从而有效的满足根据学员特点有针对性开展教学活动，并对学员学习习惯纠正和培养，有效的提高远程教学作业的工作效率和学习质量。

本发明的基于虚拟现实多源深度交互的智慧教育平台，包括基于大数据的教育资源服务器、虚拟现实显示服务器、中继服务器、数据通讯网络、教育服务终端，所述基于大数据的教育资源服务器、虚拟现实显示服务器间通过中继服务器连接，所述中继服务器另通过数据通讯网络与教育服务终端建立数据连接，所述教育服务终端若干，各教育服务终端均通过通讯网关与数据通讯网络建立数据连接，且每个通讯网关均与至少一个教育服务终端构成一个学习组；所述的基于大数据的教育资源服务器采用基于ACT—R构架的数据处理系统，包括基于CNN神经网络系统、RNN神经网络系统、ResNet残差网络、前馈神经网络系统、LSTM神经网络系统、PID模糊控制系统及教学资源数据库，所述CNN神经网络系统、RNN神经网络系统和LSTM神经网络系统相互并联，且CNN神经网络系统、RNN神经网络系统和LSTM神经网络系统输入端分别与ResNet残差网络、前馈神经网络系统连接，且所述ResNet残差网络、前馈神经网络系统间通过PID模糊控制系统连接，所述PID模糊控制系统另与教学资源数据库建立数据连接，所述教学资源数据库另分别与CNN神经网络系统、RNN神经网络系统输出端连通；所述的教育服务终端包括虚拟现实头盔、操控手柄、监控摄像头、显示器、主控箱及驱动电路，每个监控摄像头外表面均设一个亮度传感器，所述虚拟现实头盔、操控手柄、监控摄像头、显示器、亮度传感器均至少一个，并分别与驱动电路电气连接，所述驱动电路嵌于主控箱内。

上述的虚拟现实显示服务器为采用Faster-R-CNN算法为图像识别处理基础；采用空域算法和时域算法相结合的混合算法为视频处理基础；且虚拟现实显示服务器另设图像场景数据库、教学资源数据库、PID模糊控制系统及堆栈管理系统，所述图像识别处理基础、视频处理基础均与PID模糊控制系统建立数据连接，且PID模糊控制系统通过堆栈管理系统分别与图像场景数据库、教学资源数据库建立数据连接。

上述的教学资源数据库、图像场景数据库均为SQL数据库及key-value数据库中的任意一种，同时，所述教学资源数据库、图像场景数据库均采用网状模型、关系模型、面向对象模型中的任意一种或几种共用。