[发明专利]一种基于VR的多人虚拟实验教学系统

权利要求书

1.一种基于VR的多人虚拟实验教学系统，其特征在于，包括：

VR设备，其用以进行虚拟实验；

实验主机，其用以与所述VR设备相连接并实时完成数据交换，并实时处理对应VR设备所传输的数据，所述实验主机将实验过程划分为若干阶段，对于所述实验过程的每个阶段，所述实验主机将实验阶段中的所有数据项变化情况进行记录，所述实验主机内部预设有第i关键数据项划分矩阵Ki(Ki1，Ki2，Ki3)，i＝1，2...n，其中，Ki1表示第i关键事件数据项，Ki2表示关键事件数据项标准数据，Ki3表示关键事件数据项对应错误等级，Ki3＝1、2、3；

所述实验主机根据第i关键数据项划分矩阵Ki(Ki1，Ki2，Ki3)实时确定每一实验阶段中数据项变化是否为关键事件，并确定关键事件是否错误，判定关键事件发生错误的等级，判定出该实验阶段内所有发生关键数据错误的数据项后，计算该实验主机对应的对照参数G，并将对照参数和预先记载在实验主机的监控对比参数发送至监控主机，用以判定实验主机的监控等级；

监控主机，其与所述实验主机相连接，用以同步接收所述实验主机传输的信息，在每个实验阶段，所述监控主机在第n实验阶段结束后，判定所有实验主机在第n实验阶段的监控等级，并结合预先通过大数据建立的实验过程中各阶段数据项对应下一阶段的映射关系对应的第g映射关系矩阵Y_g(K_nij，Y_n+1iq)预测所有第n+1阶段可能发出关键数据错误的数据项，并计算第n+1实验阶段的第二对照参数D0，根据所述第二对照参数D0预测第n+1阶段实验主机的监控等级；

当实验进行至第n+1阶段时，所述监控主机按照预先预测的第n+1阶段实验主机的监控等级将对应实验主机所接收的VR画面数据在web客户端按顺序显示，以便监测实验情况；

Web客户端，其与所述监控主机相连接并实时完成数据交换，监控主机能将实验主机获取的VR图像信息以及实验主机对应的监控等级信息传输至web客户端，以实现实验过程的远程监控；

数据库，其用以储存云端数据，与所述监控主机实时完成数据交换；

所述实验主机内部预设有第i关键数据项划分矩阵Ki(Ki1，Ki2，Ki3)，i＝1，2...n，其中，Ki1表示第i关键事件数据项，Ki2表示关键事件数据项标准数据，Ki3表示关键事件数据项对应错误等级，Ki3＝1、2、3；所述实验主机实时确定每一实验阶段中数据项变化是否为关键事件，并确定关键事件是否错误，判定关键事件发生错误的等级，其中，

所述实验主机将发生变化的数据项与所述第i关键数据项划分矩阵Ki(Ki1，Ki2，Ki3)内的第i关键事件数据项Ki1逐个匹配，若发生变化的数据项与所述第i关键事件数据项Ki1匹配，则判定所述数据项为关键数据，所述实验主机将对应数据项提取，判定其是否与关键事件数据项标准数据Ki2相匹配，若匹配则判定所述数据项操作正确，若不匹配则判定所述数据项为关键数据错误，并确定发生错误的错误等级为关键事件数据项对应错误等级Ki3，

同时将关键数据错误的数据项统计并记录为第i错误数据项矩阵Hi(Hi1，Hi2，Hi3)，其中,Hi1表示第i错误数据项发生变化的时间，Hi2表示第i错误数据项发生变化的参数，Hi3表示第i错误数据项发生变化时对应VR画面关键帧；

所述实验主机判定出该实验阶段内所有发生关键数据错误的数据项以及其对应的错误等级后，计算对照参数G，并将信息发送至监控主机，用以判定实验主机的监控等级，

G＝(H1×α1+H2×α2+Hi×αi...+Hn×αn)

其中，αi表示参数，其取值为0.68、0.72以及0.82；

αi根据关键事件错误等级确定，当Ki3＝1时αi取0.68；当Ki3＝2时αi取0.72；当Ki3＝3时αi取0.82。

2.根据权利要求1所述的基于VR的多人虚拟实验教学系统，其特征在于，所述数据库中设置有第t类型实验数据矩阵At(At1，At2...Atn)，At1表示预设第一划分节点，At2表示预设第二划分节点...预设第n划分节点，实验进行前所述实验主机根据所选实验的种类选定对应第t类型实验数据矩阵At(At1，At2...Atn)，根据所述第t类型实验数据矩阵At(At1，At2...Atn)中记载的第t划分节点将实验划分为若干阶段。

3.根据权利要求1所述的基于VR的多人虚拟实验教学系统，其特征在于，所述实验主机实时处理VR设备传输的数据，将实验内容中的所有数据项变化情况进行记录，包括记录数据项发生变化的时间、数据项发生变化的参数以及数据项变化时对应VR画面的关键帧，生成第i数据项变化矩阵Bi(Bi1，Bi2，Bi3)，其中,Bi1表示第i数据项发生变化的时间，Bi2表示第i数据项发生变化的参数，Bi3表示第i数据项发生变化时对应VR画面关键帧。