[发明专利]一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统及方法

权利要求书

1.一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统，包括物理试验桌（1），其特征在于：所述物理试验桌（1）包括支撑柱（11）、实验桌板（12）和实验桌顶（13），实验桌板（12）安装在支撑柱（11）上，实验桌板（12）后端上方安装实验桌顶（13），所述物理试验桌（1）上设置深度学习服务器（2）、物理凸透镜实验仪器（3）和网络摄像头（4），所述深度学习服务器（2）与网络摄像头（4）和操作终端（7）相连接，处于同一局域网，且网络摄像头（4）安装在物理试验桌（1）的实验桌板（12）上。

2.根据权利要求1所述的一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统，其特征在于：所述物理凸透镜实验仪器（3）包括实验底座（31）、实验光源台（32）、凸透镜组件（33）和投影光屏（34）；

所述实验底座（31）包括两根圆柱型金属条（311）、两根金属刻度尺（312）和两个塑料底座（313）；所述两根圆柱型金属条（311）放置在所述两根金属刻度尺（312）中间，并分别固定在所述两个塑料底座（313）上；

所述实验光源台（32）包括圆形台面（321）和光源台基座（322），所述圆形台面（321）内带可升降的支架，圆形台面（321）插入光源台基座（322）的顶部，并由螺栓固定；

所述凸透镜组件（33）包括凸透镜（331）、凸透镜边框（332）和凸透镜基座（333），所述凸透镜（331）内嵌在黑色的凸透镜边框（332）中，所述凸透镜边框（332）安装在凸透镜基座（333）上；

所述投影光屏（34）包括白色光屏（341）和投影光屏基座（342），所述白色光屏（341）安装在投影光屏基座（342）上。

3.根据权利要求1所述的一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统，其特征在于：所述实验桌板（12）上的区域划分为：仪器放置区（121）、实验操作区（122）和测量区（123）。

4.根据权利要求1所述的一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统，其特征在于：所述网络摄像头（4）的镜头使用鱼眼镜头，并且分为顶视摄像头（41）、前视摄像头（42）和侧视摄像头（43）三个；

所述的顶视摄像头（41），由摄像头支架（44）支撑，安装在所述的实验桌顶（13）部，并且正对着实验操作区（122）的中央；

所述的前视摄像头（42），由摄像头支架（44）支撑，安装在所述实验桌板（12）较宽的侧面，并且正对着实验操作区（122）的中央；

所述的侧视摄像头（43），由摄像头支架（44）支撑，安装在所述实验桌板（12）的顶角，并且正对着实验操作区（122）的中央。

5.根据权利要求2所述的一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统，其特征在于：所述凸透镜（331）设置若干个，每个焦距不同，并且不同焦距的凸透镜（331）其顶部边框涂抹有不同颜色，并且所述的每个凸透镜（331）侧面与凸透镜（331）中心等高的位置涂有红色长条（3311）。

6.根据权利要求2所述的一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统，其特征在于：所述光源台基座（322）、凸透镜基座（333）和投影光屏基座（342）的底部都有圆形凹槽（5），并且光源台基座（322）、凸透镜基座（333）和投影光屏基座（342）的侧面都有红色锥形指针（6），并且所述红色锥形指针（6）均竖直向下指向金属刻度尺（312）。

7.根据权利要求2所述的一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统，其特征在于：所述金属刻度尺（312）的表面为白色和橙色相间的底色（3121），并且每段底色（3121）的长度等于凸透镜（331）的最小焦距。

8.一种根据权利要求1所述的凸透镜成像原理实验的智能评分的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将组装好的物理凸透镜实验仪器（3）和网络摄像头（4）安装在实验桌板（12）上，将顶视摄像头（41）、前视摄像头（42）和侧视摄像头（43）的角度调整为正对着实验操作区（122）的中央，通过摄像头采集学生操作视频，视频通过局域网传入深度学习服务器（2）；

步骤二：通过训练好的深度学习模型，在视频中检测出学生的操作动作和仪器位置；

步骤三：通过相机标定还原实际目标位置；

步骤四：由教育部规定的考试操作规范，对学生的考试操作进行智能评分。