本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，尤其是指一種利用ar實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

遠(yuǎn)程教育是指使用電視及互聯(lián)網(wǎng)等傳播媒體的教學(xué)模式，它突破了時空的界線，有別于傳統(tǒng)的在校住宿的教學(xué)模式。使用這種教學(xué)模式的學(xué)生，通常是業(yè)余進(jìn)修者。由于不需要到特定地點上課，因此可以隨時隨地上課。學(xué)生亦可以透過電視廣播、互聯(lián)網(wǎng)、輔導(dǎo)專線、課研社、面授（函授）等多種不同管道互助學(xué)習(xí)。是現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于教育后產(chǎn)生的新概念，即運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與環(huán)境開展的教育。招生對象不受年齡和先前學(xué)歷限制，為廣大已步入社會的群眾提供了學(xué)歷提升的機(jī)會。

雖然現(xiàn)今遠(yuǎn)程教育已經(jīng)得到了一定程度的應(yīng)用，但是始終存在一個問題：老師與學(xué)生難以進(jìn)行高效、便捷的互動，老師與學(xué)生的思路難以達(dá)成統(tǒng)一，因此影響了教學(xué)的進(jìn)度。

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)（ar技術(shù)）是利用計算機(jī)生成一種逼真的視、聽、力、觸和動等感覺的虛擬環(huán)境，通過各種傳感設(shè)備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶和環(huán)境直接進(jìn)行自然交互。它是一種全新的人機(jī)交互技術(shù)，利用這樣一種技術(shù)，可以模擬真實的現(xiàn)場景觀，它是以交互性和構(gòu)想為基本特征的計算機(jī)高級人機(jī)界面。增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，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(bǔ)充、疊加。如果能將ar技術(shù)應(yīng)用到遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，則將有可能徹底改變現(xiàn)有的遠(yuǎn)程教育模式，但是至今遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域依然鮮有ar技術(shù)的身影。

中國發(fā)明專利一種基于ar技術(shù)和地理信息技術(shù)的埋地管線巡檢方法及裝置（申請公布號：cn106791620a），公開了其包括ar眼鏡和安裝在ar眼鏡上的攝像頭、數(shù)據(jù)處理融合終端；所述數(shù)據(jù)處理融合終端包括攝像頭接口、gps定位模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、微處理模塊、視頻接口，所述攝像頭接口、gps定位模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、視頻接口分別與微處理模塊連接；所述攝像頭與攝像頭接口連接，所述ar眼鏡與視頻接口連接。將該發(fā)明應(yīng)用到遠(yuǎn)程教育，也僅能讓學(xué)生通過云端數(shù)據(jù)自行調(diào)取相應(yīng)的知識點學(xué)習(xí)，而無法讓教師在畫面上與學(xué)生進(jìn)行動態(tài)的互動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種利用ar實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的方法及設(shè)備，其主要目的在于克服現(xiàn)有遠(yuǎn)程教育中，老師與學(xué)生難以進(jìn)行高效、便捷的互動，老師與學(xué)生的思路難以達(dá)成統(tǒng)一的缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用ar實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的方法，包括以下步驟：

1)正在教學(xué)現(xiàn)場進(jìn)行教學(xué)的老師戴上ar眼鏡，ar眼鏡上的攝像頭根據(jù)老師的視角實時采集當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容實景，并將該教學(xué)內(nèi)容實景實時傳輸?shù)絚pu模塊；

2)所述cpu模塊通過視頻接口將該教學(xué)內(nèi)容實景傳輸?shù)剿鯽r眼鏡上進(jìn)行實時的投影顯示；同時，該cpu模塊還將該教學(xué)內(nèi)容實景的數(shù)據(jù)通過無線通信模塊傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)上實時顯示；

3)老師對ar眼鏡投影出來的教學(xué)內(nèi)容實景中需要重點注意的位置進(jìn)行標(biāo)記，該老師標(biāo)記的數(shù)據(jù)再實時傳輸至所述cpu模塊中，與cpu模塊中的教學(xué)內(nèi)容實景進(jìn)行疊加；

4)cpu模塊將疊加有所述老師標(biāo)記的教學(xué)內(nèi)容實景數(shù)據(jù)通過無線通信模塊傳輸?shù)剿鲞h(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)上實時顯示；

5)學(xué)生對顯示在遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)上的教學(xué)內(nèi)容實景需要老師釋疑的位置進(jìn)行標(biāo)記，該學(xué)生標(biāo)記的數(shù)據(jù)再通過無線通信模塊實時傳輸?shù)剿鯿pu模塊，與cpu模塊中的教學(xué)內(nèi)容實景、老師標(biāo)記進(jìn)行疊加；

6)cpu模塊通過所述視頻接口將疊加有所述老師標(biāo)記、學(xué)生標(biāo)記的教學(xué)內(nèi)容實景傳輸?shù)剿鯽r眼鏡上進(jìn)行實時的投影顯示；

7)步驟1～6進(jìn)行的同時，老師通過ar眼鏡上的藍(lán)牙耳機(jī)與位于遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)處的學(xué)生進(jìn)行實時對話。

進(jìn)一步的，步驟3中，老師進(jìn)行標(biāo)記的方法為：老師通過操作與所述cpu模塊信號控制連接的驅(qū)動裝置使所述ar眼鏡中的系統(tǒng)光標(biāo)移動至要標(biāo)記的位置進(jìn)行標(biāo)記。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動裝置可以為外置的觸摸板、手柄、鼠標(biāo)中的一種。

進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)為pc、手機(jī)、平板電腦中的一種。

一種利用ar實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的設(shè)備，包括供老師佩戴的ar眼鏡、裝設(shè)于該ar眼鏡上的攝像頭、cpu模塊、無線通信模塊、攝像頭接口、視頻接口、供學(xué)生使用的遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)以及藍(lán)牙耳機(jī)，所述cpu模塊、無線通信模塊、視頻接口、攝像頭接口集成在一控制盒內(nèi)并裝設(shè)于所述ar眼鏡上；

所述cpu模塊通過所述無線通信模塊與所述遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)無線信號連接；

所述攝像頭通過所述攝像頭接口與所述cpu模塊連接，所述ar眼鏡通過所述視頻接口與所述cpu模塊連接；

所述藍(lán)牙耳機(jī)可翻轉(zhuǎn)地套設(shè)在所述ar眼鏡的鏡架上。

進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)為pc、手機(jī)、平板電腦中的一種。

進(jìn)一步的，所述藍(lán)牙耳機(jī)通過一支架連接有一可套設(shè)在所述鏡架上的套筒，并且該藍(lán)牙耳機(jī)可下翻至插設(shè)在耳朵內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述鏡架上開設(shè)有與所述套筒內(nèi)周側(cè)相適配的環(huán)形凹槽，所述套筒可翻轉(zhuǎn)地套設(shè)在所述環(huán)形凹槽上。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于:

本發(fā)明將ar眼鏡通過無線通信模塊與遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程信號連接，使得老師在ar眼鏡上看到的圖像能夠?qū)崟r傳送給位于教學(xué)現(xiàn)場之外的遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，讓學(xué)生即使在家能夠身臨其境般地看到老師看到的教學(xué)內(nèi)容，相比于現(xiàn)有的遠(yuǎn)程教育方式更具有真實性，使學(xué)生能夠更有學(xué)習(xí)時的代入感，更能提高注意力；此外，由于ar眼鏡的圖像疊加功能，使得老師可在ar眼鏡投影出來的教學(xué)內(nèi)容實景中進(jìn)行標(biāo)記，并將該老師標(biāo)記與教學(xué)內(nèi)容實景疊加的圖像實時發(fā)送給遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，學(xué)生則可在遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)上的教學(xué)內(nèi)容實景中進(jìn)行標(biāo)記，并將該學(xué)生標(biāo)記實時發(fā)送給cpu模塊疊加，最終使得老師與學(xué)生能夠同步地看到教學(xué)內(nèi)容實景、老師標(biāo)記、學(xué)生標(biāo)記三者疊加的圖像，從而讓老師能夠在ar眼鏡上與學(xué)生進(jìn)行動態(tài)的互動，讓老師能夠很容易地將重點標(biāo)示出來給學(xué)生看而不需在真實的教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行涂涂畫畫，操作簡單、不影響觀感，而且能清楚地發(fā)現(xiàn)學(xué)生所指出的問題所在，并有針對性地對該位置進(jìn)行釋疑，大大提高了教學(xué)的效果；同時，學(xué)生與老師之間還能像面對面一般地進(jìn)行提問和回答，學(xué)生可以直接在遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)上以文字、圖形的形式作答，老師則能直接看到該學(xué)生的答案并對該答案正確與否進(jìn)行解答、修正，一切都發(fā)生在同一時刻，沒有滯后性，讓雙方都能及時地得到反饋，有助于知識連貫性地傳輸給學(xué)生，相比于現(xiàn)有的遠(yuǎn)程教育能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中所述ar眼鏡上的模塊連接框圖。

圖3為本發(fā)明的數(shù)據(jù)信號傳輸框圖。

圖4為本發(fā)明的應(yīng)用框圖。

具體實施方式

下面參照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

參照圖1、圖2、圖3和圖4。一種利用ar實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的設(shè)備，包括供老師佩戴的ar眼鏡1、裝設(shè)于該ar眼鏡1上的攝像頭2、cpu模塊3、無線通信模塊4、攝像頭接口51、視頻接口52、供學(xué)生使用的遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7，其中，cpu模塊3、無線通信模塊4、視頻接口52、攝像頭接口51集成在一控制盒8內(nèi)并裝設(shè)于ar眼鏡1上；

cpu模塊3通過無線通信模塊4與遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7無線信號連接；

攝像頭2通過攝像頭接口51與cpu模塊3連接，ar眼鏡1通過視頻接口52與cpu模塊3連接。

具體的，參照圖1、圖2、圖3和圖4。

ar眼鏡1具有鏡片11和鏡架12，該攝像頭2可以采用雙目深度攝像頭，該雙目深度攝像頭嵌設(shè)在鏡架12的中間位置，雙目深度攝像頭是使用立體視覺的原理（stereo，mvs）來估計深度，其利用視差原理來求取深度的，投射一個圖案，然后進(jìn)行比較，其能起到增強(qiáng)現(xiàn)實的作用。

無線通信模塊4可以采用wifi、2g、3g、4g等無線通信模式。

遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7可以為pc、手機(jī)、平板電腦、另外一個ar眼鏡中的一種。遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7中也設(shè)有無線通信模塊，并能與ar眼鏡1上的無線通信模塊4達(dá)成信號對接。

用于集成cpu模塊3、無線通信模塊4、視頻接口52、攝像頭接口51的控制盒8可以裝設(shè)在鏡架12的側(cè)邊上或者鏡架12的中間位置與攝像頭2鄰接。

另外，參照圖1、圖2、圖3和圖4。還包括一藍(lán)牙耳機(jī)9，藍(lán)牙耳機(jī)9可翻轉(zhuǎn)地套設(shè)在ar眼鏡1的鏡架12上，具體應(yīng)用時，也可設(shè)置一對藍(lán)牙耳機(jī)9，并且分別可翻轉(zhuǎn)地套設(shè)在鏡架12的左右兩側(cè)；該藍(lán)牙耳機(jī)與老師的手機(jī)藍(lán)牙對接，其具有接聽電話的功能，使得老師能通過藍(lán)牙耳機(jī)與學(xué)生通話，而不需另外再取出手機(jī)，釋放了老師的雙手，讓他能夠邊通話邊用手教學(xué)。

參照圖1、圖2、圖3和圖4。具體的，藍(lán)牙耳機(jī)9通過一支架91連接有一可套設(shè)在鏡架12上的套筒92，并且該藍(lán)牙耳機(jī)9可下翻至插設(shè)在耳朵內(nèi)；鏡架12上開設(shè)有與套筒92內(nèi)周側(cè)相適配的環(huán)形凹槽13，套筒92可翻轉(zhuǎn)地套設(shè)在所述環(huán)形凹槽13上。該環(huán)形凹槽13既能起到限制套筒92橫移的作用，而且可以避免套筒92繞設(shè)在鏡架12上時形成凸起而影響戴ar眼鏡時的舒適感。其使用方法為：

①、當(dāng)用戶要使用藍(lán)牙耳機(jī)時，向下掰動該支架91，使其上的藍(lán)牙耳機(jī)9插到用戶的耳朵上；由于支架91是根據(jù)人體進(jìn)行設(shè)計，因此藍(lán)牙耳機(jī)下翻時剛好能夠插設(shè)到耳朵內(nèi)，不需要用戶再行調(diào)整，操作方便，并且其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，即使進(jìn)行劇烈運動也不會被輕易震落。

②、當(dāng)用戶使用完藍(lán)牙耳機(jī)后，向上掰動該支架91，使藍(lán)牙耳機(jī)離開耳朵移動至其它不與用戶頭部直接接觸的位置，避免給用戶以不適的體驗。

參照圖1、圖2、圖3和圖4。一種利用ar實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的方法，包括以下步驟：

步驟一

正在教學(xué)現(xiàn)場進(jìn)行教學(xué)的老師戴上ar眼鏡1，ar眼鏡1上的攝像頭2根據(jù)老師的視角實時采集當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容實景，并將該教學(xué)內(nèi)容實景實時傳輸?shù)絚pu模塊3。

步驟二

cpu模塊3通過視頻接口52將該教學(xué)內(nèi)容實景傳輸?shù)絘r眼鏡1上進(jìn)行實時的投影顯示；同時，該cpu模塊3還將該教學(xué)內(nèi)容實景的數(shù)據(jù)通過無線通信模塊4傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7上實時顯示。

步驟三

老師對ar眼鏡1投影出來的教學(xué)內(nèi)容實景中需要重點注意的位置進(jìn)行標(biāo)記，該老師標(biāo)記的數(shù)據(jù)再實時傳輸至cpu模塊3中，與cpu模塊中的教學(xué)內(nèi)容實景進(jìn)行疊加。

其中，老師進(jìn)行標(biāo)記的方法為：老師通過操作與cpu模塊3信號控制連接的驅(qū)動裝置6使ar眼鏡1中的系統(tǒng)光標(biāo)移動至要標(biāo)記的位置進(jìn)行標(biāo)記。該驅(qū)動裝置6可以為外置的觸摸板、手柄、鼠標(biāo)中的一種，此外，也可設(shè)置該驅(qū)動裝置為指環(huán)或手環(huán)，既美觀、便于攜帶，而且操作更加方便。

中國發(fā)明專利公開了一種光標(biāo)控制方法與基于該方法的ar眼鏡與智能指環(huán)（申請公布號：cn106354253a），該智能指環(huán)包括紅外發(fā)射模塊，可以發(fā)射出紅外信號；藍(lán)牙發(fā)射模塊，發(fā)射藍(lán)牙控制信號；觸摸控制模塊，通過不同的觸摸方式，藍(lán)牙發(fā)射模塊發(fā)射出不同藍(lán)牙控制信號以及控制紅外發(fā)射模塊發(fā)射紅外信號。若本發(fā)明的驅(qū)動裝置6設(shè)為指環(huán)，可采用該發(fā)明中智能指環(huán)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。

步驟四

cpu模塊3將疊加有老師標(biāo)記的教學(xué)內(nèi)容實景數(shù)據(jù)通過無線通信模塊4傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7上實時顯示。

遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7可以為pc、手機(jī)、平板電腦、另外一個ar眼鏡中的一種。并且，遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7并不局限于個數(shù)只有一個，也可為復(fù)數(shù)個，且分布在各個不同的地區(qū)，即提供現(xiàn)場教學(xué)的老師只需要一個，遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的學(xué)生卻可以有多個，從而讓老師不僅能完成一對一教學(xué)，還能完成一對多教學(xué)，讓老師能夠?qū)μ幱谕粚W(xué)習(xí)水平的學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)一教學(xué)，提高教學(xué)效率。

步驟五

學(xué)生對顯示在遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7上的教學(xué)內(nèi)容實景需要老師釋疑的位置進(jìn)行標(biāo)記，該學(xué)生標(biāo)記的數(shù)據(jù)再通過無線通信模塊4實時傳輸?shù)剿鯿pu模塊3，與cpu模塊3中的教學(xué)內(nèi)容實景、老師標(biāo)記進(jìn)行疊加。

其中，學(xué)生進(jìn)行標(biāo)記的方法為：學(xué)生通過pc、手機(jī)、平板電腦或另外一個ar眼鏡自帶的功能組件在屏幕上顯示的教學(xué)內(nèi)容實景上相應(yīng)的位置做涂抹、畫圈等標(biāo)記。為了進(jìn)一步更加便利地讓每個普通人均能無礙地進(jìn)行使用，還可在ar眼鏡1的系統(tǒng)中與遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7中分別安裝相同的軟件（如app等），雙方均打開app便可便捷地進(jìn)行互動，該app可利用現(xiàn)有的app軟件，也可找專業(yè)的app開發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，此處不再贅述。

此外，學(xué)生還可以在遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7上通過無線通信模塊4將老師布置的已答完的作業(yè)題、試卷發(fā)送至cpu模塊3中的存儲器內(nèi)供老師調(diào)取查看；老師調(diào)取后，作業(yè)題、試卷便可直接在ar眼鏡上進(jìn)行投影顯示，從而當(dāng)即進(jìn)行批改、釋疑；之后該作業(yè)題、試卷數(shù)據(jù)同步傳輸至cpu模塊3中與教學(xué)內(nèi)容實景進(jìn)行疊加，再傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7上顯示，學(xué)生便可在屏幕上顯示的作業(yè)題、試卷上相應(yīng)的位置做訂正或做標(biāo)記讓老師釋疑，與教學(xué)內(nèi)容實景顯示的內(nèi)容相比對。

步驟六

cpu模塊3通過視頻接口52將疊加有老師標(biāo)記、學(xué)生標(biāo)記的教學(xué)內(nèi)容實景傳輸?shù)絘r眼鏡上進(jìn)行實時的投影顯示。

若遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7的個數(shù)為復(fù)數(shù)個，則位于不同遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7處的學(xué)生可采用不同顏色的學(xué)生標(biāo)記予以區(qū)分。

步驟七

步驟一～六進(jìn)行的同時，老師通過ar眼鏡1上的藍(lán)牙耳機(jī)9與位于遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)7處的學(xué)生進(jìn)行實時對話。

本發(fā)明將ar眼鏡通過無線通信模塊與遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程信號連接，使得老師在ar眼鏡上看到的圖像能夠?qū)崟r傳送給位于教學(xué)現(xiàn)場之外的遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，讓學(xué)生即使在家能夠身臨其境般地看到老師看到的教學(xué)內(nèi)容，相比于現(xiàn)有的遠(yuǎn)程教育方式更具有真實性，使學(xué)生能夠更有學(xué)習(xí)時的代入感，更能提高注意力；此外，由于ar眼鏡的圖像疊加功能，使得老師可在ar眼鏡投影出來的教學(xué)內(nèi)容實景中進(jìn)行標(biāo)記，并將該老師標(biāo)記與教學(xué)內(nèi)容實景疊加的圖像實時發(fā)送給遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，學(xué)生則可在遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)上的教學(xué)內(nèi)容實景中進(jìn)行標(biāo)記，并將該學(xué)生標(biāo)記實時發(fā)送給cpu模塊疊加，最終使得老師與學(xué)生能夠同步地看到教學(xué)內(nèi)容實景、老師標(biāo)記、學(xué)生標(biāo)記三者疊加的圖像，從而讓老師能夠在ar眼鏡上與學(xué)生進(jìn)行動態(tài)的互動，讓老師能夠很容易地將重點標(biāo)示出來給學(xué)生看而不需在真實的教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行涂涂畫畫，操作簡單、不影響觀感，而且能清楚地發(fā)現(xiàn)學(xué)生所指出的問題所在，并有針對性地對該位置進(jìn)行釋疑，大大提高了教學(xué)的效果；同時，學(xué)生與老師之間還能像面對面一般地進(jìn)行提問和回答，學(xué)生可以直接在遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)上以文字、圖形的形式作答，老師則能直接看到該學(xué)生的答案并對該答案正確與否進(jìn)行解答、修正，一切都發(fā)生在同一時刻，沒有滯后性，讓雙方都能及時地得到反饋，有助于知識連貫性地傳輸給學(xué)生，相比于現(xiàn)有的遠(yuǎn)程教育能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

上述僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。