一种矿井VR教学系统和方法

一种矿井vr教学系统和方法
技术领域
1.本发明设计矿井教学和vr教学相结合的领域，尤其设计一种矿井vr教学系统和方法。


背景技术：

2.随着教育行业的不断发展，人们对教学质量和教学环境的要求也在不断提高，最初的黑板书写式教学已不能满足现代教学的要求，传统的板书式教学受限于时间和空间的限制，同时，传统教学较为死板，传达知识效率较低，无法生动形象向学生传达新的知识点，特别是在矿井教学方面，由于煤矿埋藏于地下，环境较为恶劣，且受矿山生产活动限制，学生不适合直接进入矿井进行学习，传统教学无法向学生描述矿井的真实情况，导致学生对于矿井没有清晰的认识，在学习矿井知识会遇到很多的问题。
3.近年来，vr技术迅猛发展，通过vr技术创造逼真的虚拟学习环境，让学生亲身去经历、亲身去感受这些特性，从而加速和巩固学生学习知识的过程，在矿井教学方面，通过vr技术，可以建造逼真的虚拟仿真矿井，让学生真实直观的了解到矿井知识，特别是针对矿井灾害，由于矿井灾害对于人员、设备等造成不可估量的损失，所以针对矿井灾害的原理进行学习可以让我们更好的避免矿井灾害，然而矿井灾害具有极强的破坏性，我们不可能在灾害现场去学习它，但是通过vr技术，我们可以模拟矿井灾害发生的过程，既可以学习到矿井灾害发生的原理，又避免矿井灾害带来的损害，对我们的学习具有巨大的帮助。
4.针对上述问题，本发明提出一种矿井vr教学系统和方法，通过vr技术制作虚拟仿真矿井教学视频和利用vr全景摄像机拍摄并制成真实矿井vr教学视频，将其保存在vr教学资源库，然后学生再通过vr眼镜学习，让每一个学生都可以体会到身临其境的课堂的感觉，充分发挥vr教学的优点。


技术实现要素：

5.本发明旨在提供一种矿井vr教学系统和方法，通过vr技术真实模拟矿井条件并拍摄制作真实矿井vr教学视频，让学生更加真实直观的学习矿井知识，解决了传统教学在时间和空间上的限制，提高了矿井教学的效率。
6.为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
7.一种矿井vr教学系统，其特征在于，包括矿井vr教学资源库、教师终端、显示器、教学中央处理器、学生终端、vr交互模块、身份验证模块、vr眼镜、vr手柄、vr全景摄像机；所述vr教学资源库通过数据传输及存储模块与所述教学中央处理器连接；所述教学中央处理器通过数据传输与所述学生终端及教师终端连接；所述学生终端通过数据传输与所述vr交互模块连接；所述vr交互模块通过数据传输与所述vr眼镜及vr手柄库连接；所述教师终端通过数据传输与所述显示器连接；所述教学中央处理器通过数据传输与所述身份验证模块连接。
8.进一步的，所述vr教学资源库包括虚拟仿真矿井教学视频与真实矿井vr教学视
频，所述vr全景摄像机是用于在真实矿井中根据教学需求拍摄并制作成所述真实矿井vr教学视频。
9.进一步的，所述身份验证模块是用于教师或学生验证身份并进入所述教师终端或所述学生终端。
10.进一步的，所述显示器是用于查看所述vr眼镜的播放内容。
11.进一步的，所述教师终端是用于控制和管理所述学生终端，所述学生终端用于控制所述 vr交互模块、所述vr眼镜与所述vr手柄。
12.进一步的，所述vr眼镜是用来观看所述矿井vr教学资源库中的所述虚拟仿真矿井教学视频和所述真实矿井vr教学视频，所述vr手柄可通过所述vr交互模块与所述vr教学资源库中的视频进行交互。
13.进一步的，矿井vr教学方法，步骤包括：
14.s1：老师通过所述身份验证模块进入所述教师终端
15.s2：学生通过所述身份验证模块进入所述学生终端
16.s3：老师通过所述教学中央处理器将所述矿井vr教学资源库中的视频发送至所述学生终端，学生通过所述vr眼镜播放所述矿井vr教学资源库中的视频，并利用所述vr手柄通过vr交互模块对所播放视频进行交互
17.s4：教师通过所述显示器观察学生观看的视频内容并进行讲解。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.采用vr技术，建造逼真的虚拟仿真矿井，学生可以通过vr眼镜观看，有身临其境的感觉，更加真实直观的了解学习矿井知识，同时vr全景摄像机所拍摄制成的真实矿井vr 教学视频，让学习可以真实的了解并学习矿井的生产活动，这种虚实结合的教学方式让学生对于矿井知识更易于掌握。
20.矿井灾害对矿井的生产活动和人民的生命财产造成严重的威胁，然而矿井灾害具有强大的破坏性，学生不可能在灾害现场学习灾害的发生原理，这也就给预防矿井灾害带来了困难，通过vr及时，可以虚拟仿真出灾害发生的过程以及原理，这样既避免了矿井灾害的破坏性又可以学习到矿井灾害的相关知识，即避免了时间和空间的限制还提高了教学的效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明的系统机构示意图
23.图2为本发明的vr教学资源库示意图
具体实施方式
24.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
25.如图1所示，一种矿井vr教学系统和方法，包括教学中央处理器，教学中央理器通过数据传输与教师终端、学生终端及身份验证模块连接，负责发送和接受的各种指令；当教师通过身份验证模块登录教师终端时，教学中央处理器将验证登陆者的身份，并将指令通过数据传输给教师终端，教师通过教师终端和显示器进行教学任务；当学生通过身份验证模块登录学生终端时，教学中央处理器将验证登陆者的身份，并将指令通过数据传输给学生终端，学生通过vr手柄、vr眼镜、vr交互模块进行学习。
26.如图1所示，教学中央处理器通过数据传输与存储模块与矿井vr教学资源连接，教学中央处理器负责发送和接受各种指令，矿井vr教学资源库负责将数据库中的视频通过数据传输给教学中央处理器，最后到达学生终端并由vr眼镜播放和查看；当学生需要学习时，他可以选择矿井vr教学资源库中的视频，然后利用vr眼镜观看学习。
27.如图2所示，矿井vr教学资源库包含虚拟仿真矿井教学视频和真实矿井vr教学视频，虚拟仿真矿井教学视频是由虚拟仿真技术根据真实矿井制作而成的，真实矿井vr教学视频是由vr全景摄像机在真实矿井中拍摄而成，真实矿井vr教学视频中包含不同生产条件的矿井的生产建设情况，可以让学生了解到更多的矿井知识，虚拟仿真矿井教学视频中包含有矿井灾害的虚拟仿真模拟，可以让学生学习到矿井灾害的发生过程以及原理。
28.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替换、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。