[发明专利]教学自动录播系统用学生发言起座的自动检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种教学录播过程中对发言学生进行定位以便摄像机及时跟踪的学生发言起座的检测方法及装置，尤其是一种基于安装在学生座位上的传感器的自动检测方法及装置，具体地说是一种教学自动录播系统用学生发言起座的自动检测方法及装置。 

背景技术

众所周知，在现代电教室的智能化录播系统中，经常需要根据讲授者与学生之间的互动自动进行录拍。因此当有学生起立提问时，系统需要知道该学生所在位置，然后根据这个位置来控制摄像机转向该学生，并接通自动接通对应区域的话筒，从而实现录播的全智能化，而不必为电教室此配备专门的摄像师。 

目前，电教室中学生位置信息的采集装置普遍采用的是红外线投影感知方案。即在教室的四周墙壁上安装大量的红外线发射和感应器，当学生起立后，其遮挡红外线的投影信号被四周的红外线感应器俘获，然后经过数学运算来判断出该学生所在的位置。理论上，这种位置信息采集方案由于原材料简单具备成本低廉的好处，但同时有如下缺点： 

需要在教室四周墙壁安装大量的红外线辐射器和感应器，这些器件的位置与窗户相矛盾；从而对于教室结构要求过高，破坏了教室的景观。 

为了保证运算结果相对更准确，对于红外器件组的几何精度要求很高，这无疑大大增加了施工安装的难度与工作量。 

红外器件安装布置的密度和数量成为令人头疼的问题：多了，成本高；少了，定位精度差；同时红外线辐射和反射都会干扰位置信息推算的准确性，导致误漏报的比例很高。 

因此，发明一种简单易行、成本低、安装使用方便的学生发言起座检测 方法和装置是提高教学录播系统自动化水平，减少辅助人员，降低自动录播成本的关键。 

发明内容

本发明的目的是针对现有的教学录播系统中学生发言定位需安装大量红外线辐射器和感应器，造成成本高，精度低的问题，发明一种灵敏度高、安装和使用均十分方便的教学自动录播系统用学生发言起座的自动检测方法及装置。 

本发明的技术方案之一是： 

一种教学自动录播系统用学生发言起座的自动检测方法，其特征是： 

首先，在学生座位上安装电容、压力或光学传感器，同时对学生座位的排号进行编码，并使之与编码电路相连； 

其次，使传感器的输出端与信号采集处理电路(包括信号的调制理、转换、放大等)的输入端相连，以便当传感器检测到信号变化时及时将采集到的信号值进行放大； 

第三，使信号采集处理电路及编码电路均与单片机对应的输入脚相连，以便当信号采集处理电路的输出值大于单片机设定的阈值时，单片机作出该座位上的学生起立发言的判断，并输出一个高电平，连同该学生座位的编码值一起送入座位无线发射模块进行解调后以无线的方式发出，教学自动录播系统的通讯控制器接收到座位无线发射模块发出的有学生起立要发言的信号后，及时返回一个返回码给座位无线发射模块，无线发射模块接收到该返回码后即停止无线信号的发送，通讯控制器同时给教学自动录播系统发出信号，教学自动录播系统则控制带有云台的摄像机转向发出发言信号的学生座位并接通其座位上的发言话筒，从而实现学生发言的自动检测； 

第四，当该学生发言结束，传感器恢复初始值后，单片机控制无线发射模块发出一个终止发言码给通讯控制器，通讯控制器立即通知录播系统关闭该座位上的发言话筒，此时通讯控制器才开始准备接收下一个座位的发言请求。这样就可以保证在一个时段内只有一个学生发言，在有学生发言的情形下，其它座位即使有学生起坐请求发言，通讯控制器7也不予响应，其座位 上的话筒也无法打开，摄像机也不会转动，只有当第一个学生发生结束后，通讯控制器7才能响应下一个起坐学生的请求。 

电容传感器是基于惠斯通电桥原理的传感器，它的一个以上的采样电极被安装在座位上正对学生的一面上，与电容传感器相连的信号采集处理电路、单片机、编码电路及无线发射模块均被安装在一个控制盒中，控制盒被安装在座椅的下部。 

所述的压力传感器为压力应变片，它被安装在座椅脚下，与压力应变片相连的信号采集处理电路、单片机、编码电路及无线发射模块均被安装在一个控制盒中，控制盒被安装在座椅的下部。 

所述的光学传感器为光敏元件，它被安装在座椅面上，与光敏元件相连的信号采集处理电路、单片机、编码电路及无线发射模块均被安装在一个控制盒中，控制盒被安装在座椅的下部。 

本发明的技术方案之二是：