一種體感教育系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種適用于一種體感教育系統(tǒng)，可適用于軀體感覺，類似觸覺、壓覺、本體感覺等的一種傳感技術(shù)。涉及光學(xué)，電磁學(xué)等高端科技，并且可與3G技術(shù)，腦電波檢測，物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合。感測使用者肢體動作的物理參數(shù)，應(yīng)用于力學(xué)感知教學(xué)，電磁學(xué)認(rèn)知教學(xué)，轉(zhuǎn)動感知教學(xué)。光學(xué)感測技術(shù)將此人體影像的肢體動作與游戲中的內(nèi)容互動。慣性+光學(xué)聯(lián)合感測技術(shù)可應(yīng)用于模擬駕駛、碰撞試驗(yàn)和模擬試驗(yàn)操作。該系統(tǒng)運(yùn)用了理論講解與學(xué)員體驗(yàn)同時進(jìn)行、以學(xué)員為主、教師為輔的培訓(xùn)模式，并將教育課程以情景體驗(yàn)的模式在課堂中展開，能夠?qū)崿F(xiàn)教師與學(xué)員、學(xué)員與學(xué)員之間的實(shí)時互動。提高高課堂效率，也會令教育多元化，豐富了教育的內(nèi)容，使教育更有實(shí)踐性的效果。
【專利說明】一種體感教育系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種體感教育系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種體感教育系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的進(jìn)步，體感技術(shù)還可以用在商場的服裝店，甚至用戶可以在網(wǎng)上隨意試穿自己喜歡的衣服。也許很快我們就可以像科幻電影中描繪的那樣，只需在空中揮一揮手，就可以操作各種電子設(shè)備。
[0003]基于體感技術(shù)的手勢識別，使人們可以很直接地使用肢體動作，與周邊的裝置或環(huán)境互動，而無需使用任何復(fù)雜的控制設(shè)備，便可讓人們身臨其境地與內(nèi)容做互動。
[0004]到目前為止，研究小組已捕捉到了 5個與頻率變化相關(guān)的基本變量:速度、方向、接近性、物體大小和時間變化。通過在電腦前做出手勢時捕獲和測量這些變量，“聲波”能完成頁面的上下滾動、識別模擬鼠標(biāo)的單擊和雙擊以及其他持續(xù)動作，并可通過雙手的前后移動實(shí)現(xiàn)物體在屏幕上的旋轉(zhuǎn)等。因此，該系統(tǒng)能夠支持用戶只用手勢操作俄羅斯方塊游戲，還可在用戶靠近電腦時令其蘇醒，并在用戶離開時使其進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
[0005]可以想見，隨著這些產(chǎn)品的完善及推廣，計(jì)算設(shè)備在日常生活中的應(yīng)用將在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大，并提聞人們的生活品質(zhì)。體感技術(shù)的完善和應(yīng)用，相?目會像iPad觸摸電腦一樣在未來對教育和學(xué)習(xí)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
[0006]目前體感技術(shù)還不夠成熟，也沒有很好地應(yīng)用于教育方面，我們這項(xiàng)技術(shù)將解決這一應(yīng)用領(lǐng)域的空白，將讓上課更有趣，讓學(xué)生能身臨其境地感受一些在傳統(tǒng)課堂不能體驗(yàn)的東西。一些危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)，也可以應(yīng)用體感技術(shù)，讓學(xué)生真正體驗(yàn)到，這是現(xiàn)在還沒有過的嘗試。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種應(yīng)用于教育的體感系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)用了理論講解與學(xué)員體驗(yàn)同時進(jìn)行、以學(xué)員為主、教師為輔的培訓(xùn)模式，并將教育課程以情景體驗(yàn)的模式在課堂中展開，能夠?qū)崿F(xiàn)教師與學(xué)員、學(xué)員與學(xué)員之間的實(shí)時互動。通過實(shí)踐、即時感受和領(lǐng)悟，使學(xué)員充分體會實(shí)踐到知識的形成過程，從而激發(fā)學(xué)員對學(xué)習(xí)的興趣，提高和加強(qiáng)學(xué)員的學(xué)習(xí)效率和實(shí)踐能力。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明一種體感教育系統(tǒng),包含如下模塊:
1.設(shè)置一個體感設(shè)備，并在體感設(shè)備的感應(yīng)空間內(nèi)定義一個虛擬紙張；
2.識別操作者的輸入狀態(tài)，它包括以下步驟:
511:操作者的手向虛擬紙張位置方向伸出表示下筆，接觸虛擬紙張；
512:操作者的手向虛擬紙張位置反方向收回表示抬筆，離開虛擬紙張；
3.體感設(shè)備通過操作者的停頓判斷單個字輸入結(jié)束；
4.計(jì)算機(jī)將操作者劃出的軌跡與庫存選擇進(jìn)行特征匹配； 5.利用3D攝像頭和手勢識別軟件的控制模塊；
6.利用手勢識別的選擇模塊；
7.提供身臨其境的互動模塊；
8.實(shí)施資源共享的網(wǎng)絡(luò)模塊；
9.控制模塊、選擇模塊、互動模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊共同結(jié)合使教育更實(shí)體化。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
它最大的益處就是提高了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，當(dāng)他們看到原本死板僵硬的投影，竟然可以跟隨自己的指尖而動，可以跟隨自己的身體畫出優(yōu)美的曲線，誰不想多看幾眼呢？課堂的時間同學(xué)們會覺得沒有那么難熬了。就老師而言，上課也不要這么費(fèi)勁了，老師可以遠(yuǎn)距離的控制大屏幕，可以站在同學(xué)旁邊遠(yuǎn)距離的控制幻燈片，畫出任何所需要的圖形，寫出任意的文字，學(xué)生可以和老師互動，簡單的把心中所想描繪出來。我相信，有了這樣的體感化教育，它的最終效果會令人贊嘆不已！提高課堂效率這是最為關(guān)鍵的，也會令教育多元化，豐富了教育的內(nèi)容，使教育更有實(shí)踐性的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是體感在教育各方面的應(yīng)用及其相應(yīng)技術(shù)流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
1、體感技術(shù)主要在于人們可以很直接地使用肢體動作，與周邊的裝置或環(huán)境互動，而無需使用任何復(fù)雜的控制設(shè)備，便可讓人們身歷其境地與內(nèi)容做互動。如附圖所示，依照體感方式與原理的不同，主要可分為三大類:慣性感測、光學(xué)感測以及慣性及光學(xué)聯(lián)合感測。
[0012]2、所述慣性感測主要是以慣性傳感器為主，例如用重力傳感器，陀螺儀以及磁傳感器等來感測使用者肢體動作的物理參數(shù)，分別為加速度、角速度以及磁場，再根據(jù)此些物理參數(shù)來求得使用者在空間中的各種動作。相應(yīng)的，重力傳感可以應(yīng)用于力學(xué)感知教學(xué)，磁傳感可以應(yīng)用于電磁學(xué)認(rèn)知教學(xué)，而陀螺儀可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)動感知教學(xué)。
[0013]3、所述光學(xué)感測技術(shù)主要是通過光學(xué)傳感器獲取人體影像，再將此人體影像的肢體動作與游戲中的內(nèi)容互動，主要是以2D平面為主，而內(nèi)容也多屬較為簡易類型的互動游戲。它主要體現(xiàn)在人影3D捕捉，在教學(xué)中也可以有廣泛應(yīng)用，如新概念室內(nèi)體育、便捷化課堂演示和趣味課堂體驗(yàn)。
[0014]4、所述慣性+光學(xué)聯(lián)合感測技術(shù)主要是在手柄上放置一個重力傳感器，用來偵測手部三軸向的加速度，以及一紅外線傳感器，用來感應(yīng)在電視屏幕前方的紅外線發(fā)射器訊號，主要可用來偵測手部在垂直及水平方向的位移，來操控一空間鼠標(biāo)。這一技術(shù)主要體現(xiàn)在Wii手柄+三軸螺旋儀，此技術(shù)可以應(yīng)用于模擬駕駛、碰撞試驗(yàn)和模擬試驗(yàn)操作。
[0015]本發(fā)明中涉及的未說明部份與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種體感教育系統(tǒng)，其特征是:基于體感技術(shù)的手勢識別，使人們可以很直接地使用肢體動作，與周邊的裝置或環(huán)境互動，而無需使用任何復(fù)雜的控制設(shè)備，便可讓人們身臨其境地與內(nèi)容做互動，依照體感方式與原理的不同，主要可分為三大類:慣性感測、光學(xué)感測以及慣性及光學(xué)聯(lián)合感測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，慣性感測主要是以慣性傳感器為主，例如用重力傳感器，陀螺儀以及磁傳感器等來感測使用者肢體動作的物理參數(shù)，分別為加速度、角速度以及磁場，再根據(jù)此些物理參數(shù)來求得使用者在空間中的各種動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，光學(xué)感測技術(shù)主要是通過光學(xué)傳感器獲取人體影像，再將此人體影像的肢體動作與游戲中的內(nèi)容互動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，慣性+光學(xué)聯(lián)合感測技術(shù)主要是在手柄上放置一個重力傳感器，用來偵測手部三軸向的加速度，以及一紅外線傳感器，用來感應(yīng)在電視屏幕前方的紅外線發(fā)射器訊號，主要可用來偵測手部在垂直及水平方向的位移，來操控一空間鼠標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，其操作方法是設(shè)置一個體感設(shè)備后，可在體感設(shè)備的感應(yīng)空間內(nèi)定義一個虛擬紙張；識別操作者的輸入狀態(tài)；體感設(shè)備通過操作者的停頓判斷單個字輸入結(jié)束；計(jì)算機(jī)將操作者劃出的軌跡與庫存選擇進(jìn)行特征匹配；利用3D攝像頭和手勢識別軟件的控制模塊；利用手勢識別的選擇模塊；提供身臨其境的互動模塊；實(shí)施資源共享的網(wǎng)絡(luò)模塊；控制模塊、選擇模塊、互動模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊共同結(jié)合使教育更實(shí)體化。
【文檔編號】G09B5/02GK104464390SQ201310419845
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月15日
【發(fā)明者】高蓉 申請人:南京大五教育科技有限公司