本發(fā)明涉及智慧教育技術(shù)領域，特別涉及一種基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

AR，是(Augmented Reality)即增強現(xiàn)實。它通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應用到真實世界，真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。因此頗受大眾矚目。如果你親自體驗過增強現(xiàn)實，才會感覺到它無限的魅力所在。AR游歷于虛擬現(xiàn)實和真實之間。雖然，虛擬現(xiàn)實已經(jīng)受到大眾的關(guān)注，但我們生活的社會畢竟是真實與虛擬相結(jié)合的社會，那才是完美的統(tǒng)一，增強現(xiàn)實最終會證實其用途的廣泛性。增強現(xiàn)實在信息領域，尤其利用國際互聯(lián)網(wǎng)和全球衛(wèi)星定位等技術(shù)，這些技術(shù)的結(jié)合，發(fā)展空間是無限的。

AR提供了在一般情況下，不同于人類可以感知的信息。它不僅展現(xiàn)了真實世界的信息,而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。在視覺化的增強現(xiàn)實中，用戶利用頭盔顯示器，把真實世界與電腦圖形多重合成在一起，便可以看到真實的世界圍繞著它。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出一種基于增強現(xiàn)實技術(shù)的基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)及方法。

一種基于AR的兒童積木搭建方法，其包括如下步驟：

S1、在服務器中配置兒童積木的積木單元信息、兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息、語音提示信息；設置肢體語言操作控制指令信息，建立肢體語言操作控制指令信息與肢體動作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表，并將肢體語言操作控制指令信息以及關(guān)聯(lián)關(guān)系表存儲在服務器中；

S2、通過穿戴式頭盔中數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷是否觸發(fā)兒童積木單元搭建場景；在匹配成功后，啟動兒童積木單元搭建場景，并跳轉(zhuǎn)到步驟S3；

S3、從服務器中讀取兒童積木的積木單元信息、兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息，建立在當前兒童積木單元搭建場景下的積木搭建模型；

S4、繼續(xù)通過數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷用戶對于兒童積木的積木單元信息的操作；

S5、根據(jù)兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息以及用戶對于兒童積木的積木單元信息的操作響應兒童積木的積木單元信息組合動態(tài)信息；實時將兒童積木的積木單元信息組合動態(tài)信息投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上。

在本發(fā)明所述的基于AR的兒童積木搭建方法中，

所述步驟S1中場兒童積木的積木單元組合模型包括組合模型類型、以及組合模型適用等級信息；

語音提示信息包括是否組合成功的信息、肢體語言操作控制指令指導信息。

在本發(fā)明所述的基于AR的兒童積木搭建方法中，

所述步驟S1中肢體語言操作控制指令信息包括觸發(fā)兒童積木單元搭建場景的指令，啟動對于兒童積木的積木單元進行組合的指令，對兒童積木的積木單元進行旋轉(zhuǎn)、縮放的指令。

本發(fā)明還提供一種基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)，其包括如下單元：

搭建信息配置單元，用于在服務器中配置兒童積木的積木單元信息、兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息、語音提示信息；設置肢體語言操作控制指令信息，建立肢體語言操作控制指令信息與肢體動作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表，并將肢體語言操作控制指令信息以及關(guān)聯(lián)關(guān)系表存儲在服務器中；

搭建場景觸發(fā)單元，用于通過穿戴式頭盔中數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷是否觸發(fā)兒童積木單元搭建場景；在匹配成功后，啟動兒童積木單元搭建場景，并跳轉(zhuǎn)到積木搭建模型建立單元；

積木搭建模型建立單元，用于從服務器中讀取兒童積木的積木單元信息、兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息，建立在當前兒童積木單元搭建場景下的積木搭建模型；

積木單元操作響應單元，用于繼續(xù)通過數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷用戶對于兒童積木的積木單元信息的操作；

組合動態(tài)信息投射單元，用于根據(jù)兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息以及用戶對于兒童積木的積木單元信息的操作響應兒童積木的積木單元信息組合動態(tài)信息；實時將兒童積木的積木單元信息組合動態(tài)信息投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上。

在本發(fā)明所述的基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)中，

所述搭建信息配置單元中場兒童積木的積木單元組合模型包括組合模型類型、以及組合模型適用等級信息；

語音提示信息包括是否組合成功的信息、肢體語言操作控制指令指導信息。

在本發(fā)明所述的基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)中，

所述搭建信息配置單元中肢體語言操作控制指令信息包括觸發(fā)兒童積木單元搭建場景的指令，啟動對于兒童積木的積木單元進行組合的指令，對兒童積木的積木單元進行旋轉(zhuǎn)、縮放的指令。

本發(fā)明提供的基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)及方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中積木搭建需要實物，并且由于積木單元容易被誤食的風險，使得兒童積木搭建需要專人看護；同時現(xiàn)有的積木大小事先已經(jīng)固定，無法進行調(diào)整；通過實施本發(fā)明，能夠鍛煉兒童的縮放協(xié)調(diào)能力、動手能力；適應性、擴展性更高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的基于AR的兒童積木搭建方法流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種基于AR的兒童積木搭建方法，其包括如下步驟：

S1、在服務器中配置兒童積木的積木單元信息、兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息、語音提示信息；設置肢體語言操作控制指令信息，建立肢體語言操作控制指令信息與肢體動作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表，并將肢體語言操作控制指令信息以及關(guān)聯(lián)關(guān)系表存儲在服務器中；

S2、通過穿戴式頭盔中數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷是否觸發(fā)兒童積木單元搭建場景；在匹配成功后，啟動兒童積木單元搭建場景，并跳轉(zhuǎn)到步驟S3；

可選地，可以通過紅外線裝置對用戶的肢體信息進行讀取，比如微軟的Kinect套件或者類型裝置。

S3、從服務器中讀取兒童積木的積木單元信息、兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息，建立在當前兒童積木單元搭建場景下的積木搭建模型；

S4、繼續(xù)通過數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷用戶對于兒童積木的積木單元信息的操作；

S5、根據(jù)兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息以及用戶對于兒童積木的積木單元信息的操作響應兒童積木的積木單元信息組合動態(tài)信息；實時將兒童積木的積木單元信息組合動態(tài)信息投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上。

可選地，還包括步驟S6、預先設置不同年齡段對應的安全使用時間并進行計時，在達到安全使用時間時，提示用戶進行休息。

在本發(fā)明所述的基于AR的兒童積木搭建方法中，

所述步驟S1中場兒童積木的積木單元組合模型包括組合模型類型、以及組合模型適用等級信息；

語音提示信息包括是否組合成功的信息、肢體語言操作控制指令指導信息。

在本發(fā)明所述的基于AR的兒童積木搭建方法中，

所述步驟S1中肢體語言操作控制指令信息包括觸發(fā)兒童積木單元搭建場景的指令，啟動對于兒童積木的積木單元進行組合的指令，對兒童積木的積木單元進行旋轉(zhuǎn)、縮放的指令。

本發(fā)明還提供一種基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)，其包括如下單元：

搭建信息配置單元，用于在服務器中配置兒童積木的積木單元信息、兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息、語音提示信息；設置肢體語言操作控制指令信息，建立肢體語言操作控制指令信息與肢體動作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表，并將肢體語言操作控制指令信息以及關(guān)聯(lián)關(guān)系表存儲在服務器中；

搭建場景觸發(fā)單元，用于通過穿戴式頭盔中數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷是否觸發(fā)兒童積木單元搭建場景；在匹配成功后，啟動兒童積木單元搭建場景，并跳轉(zhuǎn)到積木搭建模型建立單元；

積木搭建模型建立單元，用于從服務器中讀取兒童積木的積木單元信息、兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息，建立在當前兒童積木單元搭建場景下的積木搭建模型；

積木單元操作響應單元，用于繼續(xù)通過數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷用戶對于兒童積木的積木單元信息的操作；

組合動態(tài)信息投射單元，用于根據(jù)兒童積木的積木單元組合模型信息、兒童積木的積木單元組合規(guī)則信息以及用戶對于兒童積木的積木單元信息的操作響應兒童積木的積木單元信息組合動態(tài)信息；實時將兒童積木的積木單元信息組合動態(tài)信息投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上。

在本發(fā)明所述的基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)中，

所述搭建信息配置單元中場兒童積木的積木單元組合模型包括組合模型類型、以及組合模型適用等級信息；

語音提示信息包括是否組合成功的信息、肢體語言操作控制指令指導信息。

在本發(fā)明所述的基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)中，

所述搭建信息配置單元中肢體語言操作控制指令信息包括觸發(fā)兒童積木單元搭建場景的指令，啟動對于兒童積木的積木單元進行組合的指令，對兒童積木的積木單元進行旋轉(zhuǎn)、縮放的指令。

本發(fā)明提供的基于AR的兒童積木搭建系統(tǒng)及方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中積木搭建需要實物，并且由于積木單元容易被誤食的風險，使得兒童積木搭建需要專人看護；同時現(xiàn)有的積木大小事先已經(jīng)固定，無法進行調(diào)整；通過實施本發(fā)明，能夠鍛煉兒童的縮放協(xié)調(diào)能力、動手能力；適應性、擴展性更高。

結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機儲存器、內(nèi)存、只讀存儲器、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領域內(nèi)所公知的任意其他形式的存儲介質(zhì)中。

可以理解的是，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。