一种仿真教学系统和方法与流程

本发明涉及一种仿真教学系统和方法。

背景技术：

在校的学生有时候需要进行实践课，例如，经济管理类的学生需要了解下订单、原料入库、产品生产、销售产品的全过程。在传统的教育方式中，学生可以通过书本或者是网站去了解上述实践知识，或者由工作人员去到实际工厂进行拍摄，老师通过视频为学生讲解整个流程，在老师讲解过程中，学生通过视频拍摄到的画面了解整个过程。但是，如果在拍摄过程中，出现漏拍、错拍等现象，老师只能通过语言进行描述，学生无法进行直观的观察，降低学生的体验、领会知识要点的效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种仿真教学系统和方法，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种仿真教学系统，该系统包括：可移动设备、第一显示屏、第二显示屏、可摄像设备、可投影设备和控制处理设备，其中

所述可摄像设备，用于获取包括包含标识码的可移动设备和二维教学课程画面的所述第一显示屏上的图像，将所述图像发送给所述控制处理设备；

所述控制处理设备，用于根据获取的所述图像，获取所述可移动设备的二维位置信息，处理所述可移动设备的二维位置信息得到对应的三维位置信息，以及识别所述标识码并获取所述标识码对应的物品信息，将所述可移动设备的物品信息和二维位置信息传输至所述可投影设备；

所述可投影设备，用于根据所述可移动设备的二维位置信息和物品信息，在所述可移动设备的位置周围进行投影；

所述第二显示屏，用于根据所述控制处理设备中的物品信息和所述可移动设备对应的三维位置信息在与所述二维教学课程画面对应的三维仿真图像中进行显示，

其中，所述控制处理设备中运行有教学课程系统，所述控制处理设备指示所述可投影设备在所述第一显示屏上投影所述二维教学课程。

可选地，在根据本发明的仿真教学系统中，所述物品信息包括依据所述详细功能信息和基本功能信息通过本地数据库或网络获得进行显示的目标数据，所述目标数据包括所述详细功能信息对应的图像和所述基本功能信息对应的图像。

可选地，在根据本发明的仿真教学系统中，所述显示屏用于根据所述控制处理设备中的可移动设备的三维位置信息，在所述三维仿真图像中显示所述详细功能信息对应的图像。

可选地，在根据本发明的仿真教学系统中，所述可投影设备还用于根据所述可移动设备的二维位置信息，将所述基本功能信息对应的图像投影在所述可移动设备的位置周围。

可选地，在根据本发明的仿真教学系统中，所述摄影设备还用于连续获取所述可移动设备相对于所述可投影设备的旋转角度或移动速度或加速度或任意组合，以预定方式将所述旋转角度或移动速度或加速度或任意组合传输到所述控制处理设备；

所述控制处理设备对所述旋转角度或移动速度或加速度或两者组合进行处理；

所述可投影设备根据所述控制处理设备的处理结果将相应的基本功能信息对应的图像投影在第一显示屏上；

所述第二显示屏根据所述控制处理设备的处理结果显示相应的详细功能信息对应的图像。

第二方面，本发明实施例提供了一种仿真教学方法，采用如上的仿真教学系统，该方法包括：

所述控制处理设备中运行有教学课程系统，所述控制处理设备指示所述可投影设备在所述第一显示屏上投影所述二维教学课程；

所述可摄像设备获取包括包含标识码的可移动设备和二维教学课程画面的所述第一显示屏上的图像，将所述图像发送给所述控制处理设备；

所述控制处理设备根据获取的所述图像，获取所述可移动设备的二维位置信息，处理所述可移动设备的二维位置信息得到对应的三维位置信息，以及识别所述标识码并获取所述标识码对应的物品信息，将所述可移动设备的物品信息和二维位置信息传输至所述可投影设备；

所述可投影设备根据所述可移动设备的二维位置信息和物品信息，在所述可移动设备的位置周围进行投影；以及

所述第二显示屏根据所述控制处理设备中的物品信息和所述可移动设备对应的三维位置信息在与所述二维教学课程画面对应的三维仿真图像中进行显示。

可选地，在根据本发明的仿真教学方法中，物品信息包括通过识别所述标识码得到的基本功能信息和详细功能信息。

可选地，在根据本发明的仿真教学方法中，物品信息包括依据所述详细功能信息和基本功能信息通过本地数据库或网络获得进行显示的目标数据，所述目标数据包括所述详细功能信息对应的图像和所述基本功能信息对应的图像。

可选地，在根据本发明的仿真教学方法中，还包括：

所述摄影设备还用于连续获取所述可移动设备相对于所述可投影设备的旋转角度或移动速度或加速度或任意组合，以预定方式将所述旋转角度或移动速度或加速度或两者组合传输到所述控制处理设备，

所述控制处理设备对所述旋转角度或移动速度或加速度或两者组合进行处理，

所述可投影设备根据所述控制处理设备的处理结果将相应的基本功能信息对应的图像投影在第一显示屏上，

所述第二显示屏根据所述控制处理设备的处理结果显示相应的详细功能信息对应的图像。

根据本发明的技术方案，通过识别标识码对应的功能信息，将所述信息在三维空间中进行相应的展示。另外，当可移动设备进行移动时，三维仿真图像也进行相应的变化，更加直观，便于了解整个操作流程。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种仿真教学系统的结构图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种仿真教学方法的流程图；以及

图3示出了本发明实施例所提供的基本功能信息对应的图像显示示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了根据本发明的一个实施例的仿真教学系统的结构图。如图1所示，该系统包括：可移动设备100、第二显示屏200、可摄像设备300、可投影设备400、控制处理设备500和第一显示屏600。

在本发明的仿真教学系统中，可移动设备100放置在第一显示屏600上，第一显示屏600一般为玻璃面板，例如钢化玻璃面板。可投影设备400和可摄像设备300都位于第一显示屏600下方。控制处理设备500中运行有教学课程系统，控制处理设备500指示可投影设备400事先在第一显示屏600上投射二维教学课程。其中，二维教学课程的存储形式一般是数据库、软件、网页或网络的形式，可依据实际情况进行投影。可摄像设备300获取包括可移动设备100和二维教学课程画面的图像，并将上述图像传输至控制处理设备500，控制处理设备500对图像进行处理，在第二显示屏200中显示与二维教学课程画面对应的三维仿真图像，上述可移动设备100在三维仿真图像中可以以例如虚拟人物的形式进行表示，当可移动设备100在第一显示屏600上移动时，第二显示屏200中的虚拟人物对应进行移动。以下进行详细叙述。

工作人员事先将控制处理设备500中的二维教学课程投影在第一显示屏600上。其中，二维教学课程在第一显示屏600上以二维图像的形式展示。可移动设备100可以放置第一显示屏600上的任意区域。

可移动设备100上设置有标识码，标识码是以图像来存储信息的信息码，例如，条形码、二维码等。可移动设备100为任意可印刷标识码的设备，例如，鼠标、遥控器等。不过应当理解，上述示例仅仅是示意性的，应以实际情况为准。所有可以印刷标识码的设备和可以存储信息的信息码都在本发明的保护范围内。

可摄像设备200用于获取包括可移动设备100和二维教学课程画面的图像。通过可摄像设备200对包括标识码的可移动设备100进行拍摄从而获取可移动设备100和二维教学课程画面的图像，将上述图像发送给控制处理设备500。其中，可摄像设备可以是但不限于摄像机、带有摄像功能的移动设备、带有摄像功能的便携式设备等等。

控制处理设备500根据可摄像设备200传输的图像，检测可移动设备500边缘部分的位置坐标，基于检测到的边缘部分的位置坐标，进一步确定可移动设备100对应的在二维教学课程画面中的二维位置信息如坐标，其中，二维位置信息包括可移动设备相对于可摄像设备200的角度信息、可移动设备相对于第一显示屏的坐标信息以及相关联的其他信息，将上述二维位置信息进行坐标变换，得到对应到三维仿真图像中的三维位置信息。其中，进行边缘检测、坐标变换的算法、模型都为现有技术，此处不做过多叙述。不过应当理解，所有可以对边缘检测和坐标变换的算法、模型都在本发明的保护范围内。

控制处理设备500还用于识别图像中的标识码，以获取标识码对应的物品信息。其中，物品信息包括通过识别标识码得到的基本功能信息和详细功能信息，还可以包括依据详细功能信息和基本功能信息通过本地数据库或网络获得进行显示的目标数据，目标数据包括详细功能信息对应的图像和基本功能信息对应的图像。其中，基本功能信息和详细功能信息对于不同的标识码显示的内容不同，具体应以实际情况为准。不同的标识码存储有不同的功能信息，例如，可移动设备上印刷有灯卡标识码时，灯卡识别码可以通过识别的物品信息对三维仿真图像进行补光或者控制特定区域的灯光，展示标识码可以自动播放如工厂工作的整个过程。

控制处理设备500将获取的可移动设备100的基本功能信息对应的图像和二维位置信息(如角度信息和坐标信息)发送到可投影设备400。可投影设备400中处理单元对接收到的可移动设备100的位置信息进行处理，将上述基本功能信息对应的图像投影的可移动设备100的周围。其中，可投影设备可以是但不限于投影仪、带有投影功能的移动设备、带有投影功能的便携式设备等等。例如，参考图3，当第一显示屏600上投影的二维教学课程画面为某工厂生产流程的鸟瞰图，将可移动设备位于经济型生产线通道，可投影设备在可移动设备的左上方投影“领料生产”信息的图像。

控制处理设备500根据获取的与可移动设备100的二维位置信息对应的三维位置信息，在第二显示屏200中的三维仿真图像中的相应位置显示上述详细功能信息对应的图像。其中，详细功能信息对应的图像在显示时，可以是对话形式。例如，同样是在第一显示屏600上投影的二维教学课程画面为某工厂生产流程的鸟瞰图，当可移动设备位于经济型生产线通道时，显示屏对应显示经济型生产线通道的三维仿真图像，在三维仿真图像中可以以虚拟人像表示可移动设备，在虚拟人像的周围对应显示如“物料在右，请搬运”的信息。

当可移动设备100在第一显示屏600上进行前后、左右移动或旋转时，摄影设备300可以连续获取可移动设备相对于可投影设备300或第一显示屏600的旋转角度或移动速度或加速度或任意组合，以预定方式将上述旋转角度或移动速度或加速度或任意组合传输到所述控制处理设备500。其中，预定方式一般为记录上述旋转角度、移动速度、加速度等数据文本文件或表格。此处应当理解，所有可以记录所述数据并可备控制处理设备识别的形式都在本发明的保护范围内。

控制处理设备500根据接收到的旋转角度或移动速度或加速度或两者组合进行处理，并在第二显示屏200中的三维仿真图像中的相应的位置显示相应的详细功能信息对应的图像。例如，在第一显示屏600上投影的二维教学课程画面为某工厂生产流程的鸟瞰图，当可移动设备位于经济型生产线通道并进行前后移动时，三维仿真图像中的虚拟人像对应进行前后移动，在前后移动时会对应显示三维仿真图像中所处位置处的信息。

根据一个实施例，当第一显示屏上投放的二维教学课程为销售接单-生产计划-领料生产-完工入库-销售出库-财务结算整个流程时，可移动设备位于第一显示屏的相应的菜单处，第二显示屏显示的相应菜单对应的办公室的三维仿真场景，并通过语音和文字结合的方式展示场景中的各级主管间的对话。对话形式如下：

可移动设备位于销售接单菜单处，显示对话如下：

销售主管：“今天接到XX订购500辆XX童车订单，需要和生产部确定生产计划，和仓储部确认出货计划。”，并显示相应的销售数据。

接下来，可移动设备移动到生产计划菜单处，对话如下：

销售主管：“我们接到500辆XX童车订单，需要X月X号出货，货够不？”

仓储主管：“仓库还有100辆，再生产400辆就够了，生产有问题吗？”

生产主管：“没问题，给我准备400套XX童车原材料。”

仓储主管：“好的，库存可以满足生产，办理领料手续吧！”

接下来，可移动设备移动到领料生产菜单处，显示对话如下：

生产主管：“我要领400套XX童车原材料，这是领料单”

仓储主管：“好的，马上办理出库，请在出库单签字。”

接下来，可移动设备移动到完工入库菜单处，显示对话如下：

生产主管：“400辆XX童车按计划生产完成，请安排入库。”

仓储主管：“好的，我立刻安排。”

接下来，可移动设备移动到销售出库菜单处，显示对话如下：

仓储主管：“你要的500辆XX童车已经按计划完成，可以安排发货了。”

销售主管：“好的，运输车辆马上到，请准备装车。”

接下来，可移动设备移动到财务结算菜单处，显示对话如下：

销售主管：“这是销售出库单和客户的开票信息，请帮我开具增值税专用发票。”

财务主管：“这是你要的发票，请再检查一下相关信息，账期是一个月，请及时跟进收款。”

20天后，销售主管：“你好，这是XX的转账支票，请入账，谢谢！”

财务主管：“好的，我立刻办理。”

至此，整个教学流程结束，如果需要进行其他教学，可相应投放其他教学课程，其他教学课程的演示过程与上述实施例类似，不再进行示例。

根据本发明的技术方案，通过识别标识码对应的功能信息，将所述信息在三维空间中进行相应的展示。另外，当可移动设备进行移动时，三维仿真图像也进行相应的变化，更加直观，便于了解整个操作流程。

图2示出了根据本发明的一个实施例的仿真教学方法的流程图。如图2所示，该方法始于步骤S210。

在步骤S210中，控制处理设备中运行有教学课程系统，控制处理设备指示可投影设备在第一显示屏上投影二维教学课程。

在步骤S220中，可摄像设备获取包括包含标识码的可移动设备和二维教学课程画面的图像，将图像发送给控制处理设备。

在步骤S230中，控制处理设备根据图像，获取可移动设备的二维位置信息，处理可移动设备的二维位置信息得到对应的三维位置信息，以及识别所述标识码并获取标识码对应的物品信息，将可移动设备的物品信息和二维位置信息传输至所述可投影设备。

根据一种实施方式，物品信息包括通过识别所述标识码得到的基本功能信息和详细功能信息。物品信息包括依据所述详细功能信息和基本功能信息通过本地数据库或网络获得进行显示的目标数据，目标数据包括详细功能信息对应的图像和基本功能信息对应的图像。

在步骤S240中，可投影设备根据可移动设备的二维位置信息和物品信息，在可移动设备的位置周围进行投影。

根据一种实施方式，可投影设备还用于根据可移动设备的二维位置信息，将基本功能信息对应的图像投影在可移动设备的位置周围。

根据一种实施方式，摄影设备还用于连续获取可移动设备相对于可投影设备的旋转角度或移动速度或加速度或任意组合，以预定方式将旋转角度或移动速度或加速度或两者组合传输到控制处理设备。控制处理设备对旋转角度或移动速度或加速度或两者组合进行处理，可投影设备根据控制处理设备的处理结果将相应的基本功能信息对应的图像投影到第一显示屏上。

同时，在步骤S250中，第二显示屏根据控制处理设备中的物品信息和可移动设备对应的三维位置信息在与二维教学课程画面对应的三维仿真图像中进行显示。

根据一种实施方式，摄影设备还用于连续获取所述可移动设备相对于可投影设备的旋转角度或移动速度或加速度或任意组合，以预定方式将旋转角度或移动速度或加速度或两者组合传输到控制处理设备。控制处理设备对所述旋转角度或移动速度或加速度或两者组合进行处理，第二显示屏根据控制处理设备的处理结果显示相应的详细功能信息对应的图像。

本发明实施例所提供的一种仿真教学系统可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。