[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

说明书

本发明公开了一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统及方法，包括物理试验桌，所述物理试验桌包括支撑柱、实验桌板和实验桌顶，实验桌板安装在支撑柱上，实验桌板后端上方安装实验桌顶，所述物理试验桌上设置深度学习服务器、物理凸透镜实验仪器和网络摄像头，所述深度学习服务器与网络摄像头和操作终端相连接，处于同一局域网，属于教育中学实验的教学与考试技术领域，再通过训练好的深度学习模型，然后再通过相机标定还原实际目标位置，针对物理凸透镜成像原理实验的无人智能评分系统，利用深度学习神经网络模型、相机标定技术，再配合根据教育部规定的考试操作规范制定的实验算法，实现了对物理凸透镜实验的无人智能评分。

技术领域

本发明涉及到教育中学实验的教学与考试技术领域，特别涉及一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统及方法。

背景技术

在中学实验的教学与考试过程中，教师需要对学生的实验操作进行指导或评判。但是由于学生众多，教师来不及对学生进行一对一的教学指导。在考试的时候教师对逐个学生进行打分，耗时耗力。因此，如何减轻教师的教学压力，并使每个学生的实验操作都得到有效的指导和准确无误的评判是本领域技术人员亟须解决的问题。

至今已有很多种深度学习框架，成功地应用于计算机视觉、自然语言处理等领域并获得了极好的效果，但是在教育行业，还鲜有人研制出成熟先进的技术将深度学习与传统教育设备结合起来。因此我公司将深度学习技术成功的应用于中学实验考试系统，实现了中学实验考试的计算机智能评分。

发明内容

发明的目的在于提供一种凸透镜成像原理实验的智能评分系统及方法，对学生的考试操作进行智能评分，针对物理凸透镜成像原理实验的无人智能评分系统，利用深度学习神经网络模型、相机标定技术，再配合根据教育部规定的考试操作规范制定的实验算法，实现了对物理凸透镜实验的无人智能评分，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

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，所述物理试验桌包括支撑柱、实验桌板和实验桌顶，实验桌板安装在支撑柱上，实验桌板后端上方安装实验桌顶，所述物理试验桌上设置深度学习服务器、物理凸透镜实验仪器和网络摄像头，所述深度学习服务器与网络摄像头和操作终端相连接，处于同一局域网，且网络摄像头安装在物理实验桌的实验桌板上。

优选的，所述物理凸透镜实验仪器包括实验底座、实验光源台、凸透镜组件和投影光屏；

所述实验底座包括两根圆柱型金属条、两根金属刻度尺和两个塑料底座；所述两根圆柱型金属条放置在所述两根金属刻度尺中间，并分别固定在所述两个塑料底座上；

所述实验光源台包括圆形台面和光源台基座，所述圆形台面内带可升降的支架，圆形台面插入光源台基座的顶部，并由螺栓固定；

所述凸透镜组件包括凸透镜、凸透镜边框和凸透镜基座，所述凸透镜内嵌在黑色的凸透镜边框中，所述凸透镜边框安装在凸透镜基座上；

所述投影光屏包括白色光屏和投影光屏基座，所述白色光屏安装在投影光屏基座上。

优选的，所述实验桌板上的区域划分为：仪器放置区、实验操作区和测量区。

优选的，所述网络摄像头的镜头使用鱼眼镜头，并且分为顶视摄像头、前视摄像头和侧视摄像头三个；

所述的顶视摄像头，由摄像头支架支撑，安装在所述的实验桌顶部，并且正对着实验操作区的中央；

所述的前视摄像头，由摄像头支架支撑，安装在所述实验桌板较宽的侧面，并且正对着实验操作区的中央；

所述的侧视摄像头，由摄像头支架支撑，安装在所述实验桌板的顶角，并且正对着实验操作区的中央。