[发明专利]一种基于AR的远程沉浸式仿真教室及其控制方法

权利要求书

1.一种基于AR的远程沉浸式仿真教室，其特征在于：包括本地教室和远程教室，所述本地教室中设置有高清直播设备、高清录像设备、4K显示屏、红外动态捕捉设备、第一AR设备、教室讲解控制台，所述远程教室设置有接收本地教室直播视频的数据接收模块和高清显示屏、第二AR设备，所述数据接收模块、高清显示屏、第二AR设备分别通过导线与处理器相连，所述处理器设置在控制台内；

所述高清直播设备、高清录像设备、4K显示屏、红外动态捕捉设备、第一AR设备分别通过导线与教室讲解控制台内的控制器相连，所述教室讲解控制台内还设置有存储模块和无线通信模块；

所述本地教室与远程教室之间通过无线通信模块进行通讯，远程教室接收本地教室的高清直播的视频数据、第一AR设备采集的本地教室中老师的讲解动作图像及学生的课堂互动图像，并在远程教室的高清显示屏上进行三维显示；

所述远程教室通过第二AR设备采集远程听课学生的互动场景信息，并发送至本地教室，实现远程教室与本地教室学生、老师之间的课堂互动。

2.根据权利要求1所述的一种基于AR的远程沉浸式仿真教室，其特征在于：所述高清直播设备、高清录像设备具体固定在本地教室讲台上，对准老师及4K显示屏及课堂学生全景，将老师讲课的内容进行高清直播并录像，所述4K显示屏具体设置在教室的智能黑板的一侧，其中高清直播的内容通过5G网络传输至远程教室的控制台内设置的处理器上，并通过远程教室的高清显示屏进行显示，其中高清录像的内容存储在存储模块中。

3.根据权利要求1所述的一种基于AR的远程沉浸式仿真教室，其特征在于：所述红外动态捕捉设备通过设置的高清红外摄像头采集第一AR设备的第一跟踪摄像机的参数，实现多台AR机位的切换；

所述第一AR设备具体设置在本地教室内的房顶及四周墙壁上，并固定在墙壁上，所述第一AR设备包括跟第一踪摄像机、目标识别单元，所述目标识别单元通过第一跟踪摄像机采集的4K显示屏上的文字及图片进行文字识别。

4.根据权利要求1所述的一种基于AR的远程沉浸式仿真教室，其特征在于：所述第二AR设备具体设置在远程教室的内的房顶及四周墙壁上，并固定在墙壁上，所述第二AR设备包括第二跟踪摄像机。

5.根据权利要求1所述的一种基于AR的远程沉浸式仿真教室，其特征在于：所述4K显示屏具体采用像素点间距为1.53-1.86mm的LED模组，所述4K显示屏具体采用多通道屏幕空间的立体显示。

6.根据权利要求5所述的一种基于AR的远程沉浸式仿真教室，其特征在于：所述4K显示屏上的LED模组分别通过导线与视频拼接处理模块相连，所述视频拼接处理模块通过导线与多通道渲染服务器、教室讲解控制台内的控制器相连。

7.一种基于AR的远程沉浸式仿真教室的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将本地教室与远程教室内的通讯设备通过5G网络进行通信连接；

步骤二：启动本地教室与远程教室的设备，开始进行老师讲课的视频图像采集及AR图像数据，并发送至远程教室，在高清显示屏进行进显示，本地学生与远程学生同时进行上课；

步骤三：本地教室的4K显示屏上通过分屏器进行本地教室与远程教室内学生的互动视频显示，第一AR设备通过第一跟踪摄像机采集老师的肢体动作，红外动态捕捉设备通过高清红外摄像头采集第一AR设备的第一跟踪摄像机的参数，实现多台AR机位的切换；

步骤四：红外动态捕捉设备根据老师在讲课中的对智能黑板的划动进行动态捕捉；

步骤五：远程教室的学生的动态通过第二跟踪摄像机进行捕捉，并将学生的动态发送至本地教室的4K高清显示屏进行显示，老师通过4K高清显示屏实时获知远程学生的动态，实现与远程学生的互动教学。

8.根据权利要求5所述的一种基于AR的远程沉浸式仿真教室的控制方法，其特征在于：所述步骤三中的第一AR设备还可以设置为头戴式AR设备，所述头戴式AR设备上设置有相机，通过相机将4K显示屏上的平面物体或图像显示为空间三维图像，并将该虚拟的空间三维图像发送至第二AR设备，使远程教室的学生进行观看。