[发明专利]一种基于VR的多人虚拟实验教学系统

说明书

本发明涉及一种基于VR的多人虚拟实验教学系统，其包括VR设备、监控主机、实验主机，以及数据库，所述实验主机将实验内容中的所有数据项变化情况进行记录，包括记录数据项发生变化的时间、数据项发生变化的参数以及数据项变化时对应VR画面的关键帧，根据所述数据项的变化情况判定所述数据项变化是否为关键事件，判定任意实验阶段进行后，实验主机的监控等级，同时实验主机汇总所有数据，通过大数据根据任意实验阶段实验进行的效果以及犯错的点，预测下一阶段可能出现的犯错误的点，并预测下一实验阶段的监控等级，将对应实验主机传输的实验图像按照实验等级以顺序显示，使老师能重点关注监控等级高的实验主机，便于老师监测实验的错误过程。

技术领域

本发明涉及教学系统领域，具体为一种基于VR的多人虚拟实验教学系统。

背景技术

虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像，随着计算机科学的发展，VR技术已经被广泛应用于教学系统，但是，现有技术中还存在以下问题，

1、现有技术中，对于多人同步监测的方法较为欠缺，若将多个学生的实验操作过程都反映在监控主机上时，老师无暇顾及所有的学生，对实验情况的监督效果不佳；

2、现有技术中，缺少根据实验过程中数据项发生的变化判定实验错误等级的算法，并且缺少根据错误数据项在实验中的重要等级预测不同实验阶段重点监测对象的方法；

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中，缺少根据实验过程中数据项发生的变化判定实验错误等级的算法，并且缺少根据错误数据项在实验中的重要等级预测不同实验阶段重点监测对象的方法的问题；为此本发明提供一种基于VR的多人虚拟实验教学系统，其包括：

VR设备，其用以进行虚拟实验；

实验主机，其用以与所述VR设备相连接并实时完成数据交换，并实时处理对应VR设备所传输的数据，所述实验主机将实验过程划分为若干阶段，对于所述实验过程的每个阶段，所述实验主机将实验阶段中的所有数据项变化情况进行记录，所述实验主机内部预设有第i关键数据项划分矩阵Ki(Ki1，Ki2，Ki3)，i＝1，2...n，其中，Ki1表示第i关键事件数据项，Ki2表示关键事件数据项标准数据，Ki3表示关键事件数据项对应错误等级，Ki3＝1、2、3；

所述实验主机根据第i关键数据项划分矩阵Ki(Ki1，Ki2，Ki3)实时确定每一实验阶段中数据项变化是否为关键事件，并确定关键事件是否错误，判定关键事件发生错误的等级，判定出该实验阶段内所有发生关键数据错误的数据项后，计算该实验主机对应的对照参数G，并将信息发送至监控主机，用以判定实验主机的监控等级；

监控主机，其与所述实验主机相连接，用以同步接收所述实验主机传输的信息，在每个实验阶段，所述监控主机在第n实验阶段结束后，判定所有实验主机在第n实验阶段的监控等级，并结合预先通过大数据建立的实验过程中各阶段数据项对应下一阶段的映射关系对应的第g映射关系矩阵Y_g(K_kij，Y_k+1iq)预测所有第i+1阶段可能发出关键数据错误的数据项，并计算第i+1实验阶段的第二对照参数D0，根据所述第二对照参数D0预测第n+1阶段实验主机的监控等级；

当实验进行至第n+1阶段时，所述监控主机按照预先预测的第n+1阶段实验主机的监控等级将对应实验主机所接收的数据在web客户端按顺序显示，以便监测实验情况；

Web客户端，其与所述监控主机相连接并实时完成数据交换，监控主机能将实验主机获取的VR图像信息以及实验主机对应的监控等级信息传输至web客户端，从而实现实验过程的远程监控；

数据库，其用以储存云端数据，与所述监控主机实时完成数据交换。