CN111429770A - 远程教育*** - Google Patents

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孙俊
张伟
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Abstract

本申请实施例提供一种远程教育***，涉及互联网教育技术，用于克服现有远程教育***使得教师难以同时兼顾远程上课的学生和到校上课的学生。所述远程教育***，包括：图像采集设备，用于设置于教室内并采集课堂场景的图像信息；音频采集设备，用于设置于教室内并采集课堂场景的音频信息；社区数据单元，用于获取所述图像信息及音频信息并进行处理，得到相应的模拟场景数据；学生用VR设备，用于将与所述模拟场景数据对应的模拟场景进行展示。

Description

远程教育***
技术领域
本申请涉及互联网教育技术，尤其涉及一种远程教育***。
背景技术
现有的远程教育***通常是以网络学校为主体，参加的学生们通过计算机等智能硬件设备，基于视频对话功能完成视频教学课程。然而，在现有的远程教育***应用于普通全日制学校时，需要教师利用计算机进行远程教学来满足不能到校的学生的学习需求，这就使得该教师无法兼顾到校上课的学生。
发明内容
本申请实施例中提供了一种远程教育***，用于克服现有远程教育***使得教师难以同时兼顾远程上课的学生和到校上课的学生。
本申请实施例提供一种远程教育***，包括：
图像采集设备，用于设置于教室内并采集课堂场景的图像信息；
音频采集设备，用于设置于教室内并采集课堂场景的音频信息；
社区数据单元，用于获取所述图像信息及音频信息并进行处理，得到相应的模拟场景数据；
学生用VR设备，用于将与所述模拟场景数据对应的模拟场景进行展示。
在其中一种可能的实现方式中，所述远程教育***，还包括：
校园数据模块，与所述图像采集设备、音频采集设备通信连接，还与所述社区数据单元通信连接。
在其中一种可能的实现方式中，所述校园数据模块用于存储所述图像信息及音频信息。
在其中一种可能的实现方式中，所述社区数据单元用于通过虚拟局域网络与所述校园数据模块通信连接。
在其中一种可能的实现方式中，所述社区数据单元包括：
社区内网组共享节点，用于分别与所述校园数据模块及学生用VR设备通信连接；
社区数据中心模块，用于获取学生信息，并根据所述学生信息确定对应的课堂场景；
VR数据处理器，用于获取与学生信息对应的课堂场景的图像信息及音频信息并进行处理，得到相应的模拟场景数据。
在其中一种可能的实现方式中，所述社区数据中心模块用于存储所述模拟场景数据。
在其中一种可能的实现方式中，所述社区数据中心模块用于获取学生个人信息，根据所述学生个人信息确定学生班级信息，根据所述学生班级信息确定对应的课堂场景；
所述社区内网组共享节点用于建立所述学生选取的学生用VR设备与对应的课堂场景内的图像采集设备及音频采集设备的链接。
在其中一种可能的实现方式中，所述的远程教育***还包括：
音频播放设备，与所述校园数据模块通信连接，用于用于设置于教室内并获取学生用VR设备采集的音频并进行播放。
在其中一种可能的实现方式中，所述远程教育***，还包括：
交互控制终端，与所述校园数据模块通信连接，用于获取待交互的学生信息，并根据所述待交互的学生信息确定相应的学生用VR设备，将所述音频播放设备及音频采集设备切换链接至所述学生用VR设备并锁定；
所述交互控制终端还用于根据解除锁定指令将所述学生用VR设备与所述音频播放设备及音频采集设备的锁定解除。
在其中一种可能的实现方式中，所述图像采集设备包括广角VR摄像头
在其中一种可能的实现方式中，所述远程教育***还包括：家庭数据模块，用于将所述学生用VR设备与社区数据单元通信连接。
本申请实施例提供的远程教育***，社区数据单元能够根据设置于教室内图像采集设备及音频采集设备得到与教室内的课堂场景相对应的模拟场景数据，且学生用VR设备能够将得到模拟场景数据对应的模拟场景进行展示。如此，远程教育课程直接与学生正常课堂相关联，教室内的教师能兼顾到校上课的学生及不能到校的学生，且使得不能到校的学生有身临其境的体验，提升了使用远程教育的学生的体验。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为一示例性实施例提供的远程教育***的结构框图；
图2为另一示例性实施例提供的远程教育***的结构框图。
附图标记：
11-音频采集设备；12-图像采集设备；13-社区数据单元；14-学生用VR设备；15-校园数据模块；16-音频播放设备；131-社区内网组共享节点；132-社区数据中心模块；133-VR数据处理器。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
现有的远程教育***通常是以网络学校为主体，包括多个计算机等智能硬件设备，老师及学生通过计算机且基于视频对话功能完成视频教学课程。然而，在现有的远程教育***应用于普通全日制学校时，需要教师利用计算机进行远程教学来满足不能到校的学生的学习需求，这就使得该教师无法兼顾到校上课的学生。若为不能到校的学生及到校上课的学生分别分配教师进行授课，则导致教师资源的浪费。
为了克服上述问题，本实施例提供一种远程教育***，社区数据单元能够根据设置于教室内图像采集设备及音频采集设备得到与教室内的课堂场景相对应的模拟场景数据，且学生用VR设备能够将与该模拟场景数据对应的模拟场景进行展示。如此，远程教育课程直接与学生正常课堂相关联，教室内的教师能兼顾到校上课的学生及不能到校的学生，且使得不能到校的学生有身临其境的体验。
下面结合附图对本实施例提供的远程教育***的结构、功能及实现过程进行举例说明。
请参照图1，本实施例提供的远程教育***，包括：图像采集设备12，音频采集设备11，社区数据单元13及学生用VR设备14。
图像采集设备12及音频采集设备11，用于设置于教室内并采集课堂场景的信息。图像采集设备12用于采集教室内课堂场景的图像信息；图像信息包括黑板上的内容及讲台。图像采集设备12可以为基于双目深度构造的广角VR摄像头。广角VR摄像头放置于教室中后部。广角VR摄像头的高度与正常学生端坐时头顶高度相仿，例如，广角VR摄像头的高度在1.2～1.4m范围内。广角VR摄像头的摄像范围对准教室黑板方向，确保黑板及讲台全部位于取景范围内。
音频采集设备11，用于采集课堂场景的音频信息，以进一步提升使用远程教育***的学生的体验，利于使用远程教育***的学生参与课堂互动。音频采集设备11可以为话筒。话筒可以为一个或者多个；当话筒为一个时，话筒设置在教师周围，以利于采集教师的语音信息；当话筒为多个时，多个话筒中有至少部分设置在教师周围。当话筒为多个时，可以有部分话筒设置于教师中部等区域，便于采集教室内学生的语言信息。
社区数据单元13与图像采集设备12及音频采集设备11通信连接。图像采集设备12及音频采集设备11可分别与社区数据单元13通信连接。或，图像采集设备12与社区数据单元13通信连接，音频采集设备11与图像采集设备12通信连接。或，音频采集设备11与社区数据单元13通信连接，图像采集设备12与音频采集设备11通信连接。
社区数据单元13用于获取图像信息及音频信息并进行处理，得到相应的模拟场景数据。示例性地，社区数据单元13基于VR技术对获取的获取图像信息及音频信息并进行处理，得到相应的模拟场景数据。
学生用VR设备14与社区数据单元13通信连接。学生用VR设备14用于将模拟场景数据对应的模拟场景进行展示。在具体实现时，社区内可设置有共享VR设备间，共享VR设备间用于存放至少一个学生用VR设备14。学生需要时，可向管理方申请使用，管理方可以为学校或社区等。
本实施例提供的远程教育***，社区数据单元13能够根据设置于教室内图像采集设备12及音频采集设备11得到与教室内的课堂场景相对应的模拟场景数据，且学生用VR设备14能够将得到的模拟场景数据对应的模拟场景进行展示。如此，远程教育课程直接与学生正常课堂相关联，教室内的教师能兼顾到校上课的学生及不能到校的学生，且使得不能到校的学生有身临其境的体验，提升了使用远程教育的学生的体验。
在其中一种可能的实现方式中，为了提高远程教育***的安全性，可预先通过VLAN虚拟局域网技术建立组网。例如，可以划分为学校组和社区组，不同分组之间通过社区内部的数据网络相连，不直接与外部英特网连接；学校组和社区组可利用能进行数据交换的共享节点，使社区居民数据网络和社区教育网络互不干扰的同时，还能够进行数据交换和查询。
请参照图2，示例性地，远程教育***，还包括：校园数据模块15，与图像采集设备12、音频采集设备11通信连接，还与社区数据单元13通信连接。校园数据模块15与社区数据单元13通信连接。图像采集设备12、音频采集设备11通过校园数据模块15与社区数据单元13通信连接。
社区数据单元13用于通过虚拟局域网络与校园数据模块15通信连接。如此，从数据采集到网络传输数据交换，全部过程中都仅使用了社区内部的局域网，远程教育***本身与外部因特网不直接链接，极大降低了远程教育***被直接攻击的风险。
可选地，校园数据模块15用于存储图像信息及音频信息，以利于后续查询或调用。
社区数据单元13可以包括：社区内网组共享节点131，用于分别与校园数据模块15及学生用VR设备14通信连接；社区数据中心模块132，用于获取学生信息，并根据学生信息确定对应的课堂场景；VR数据处理器133，用于获取与学生信息对应的课堂场景的图像信息及音频信息并进行处理，得到相应的模拟场景数据。其中，VR数据处理器133的处理方法采用本领域的常规方式，本实施例此处不做具体限定。
社区数据中心模块132及VR数据处理器133通过社区内网组共享节点131与校园组网及学生用VR设备14进行数据传输。社区内网组共享节点131与社区数据中心模块132通信连接，VR数据处理器133与社区数据中心模块132通信连接，VR数据处理器133通过社区数据中心模块132与社区内网组共享节点131通信连接。
学生用VR设备14与社区内网组共享节点131通信连接，使得VR数据处理器133生成的模拟场景数据能够经社区数据中心模块132传输给学生用VR设备14，利于社区数据中心模块132存储模拟场景数据，以利于后续查询或调用。
在具体实现过程中，当社区内的学生因故无法到校学习时，可以在社区提供的共享VR设备间打开并登录学生用VR设备14终端，联通社区数据中心模块132。社区数据中心模块132用于获取学生个人信息如姓名、学号等，根据学生个人信息确定学生班级信息，根据学生班级信息确定对应的课堂场景；社区内网组共享节点131用于建立学生选取的学生用VR设备14与对应的课堂场景内的图像采集设备12及音频采集设备11的链接。
建立连接后开始数据传输。通过社区内网组共享节点131，学生用VR设备14与课堂场景内的图像采集设备12及音频采集设备11等完成完整课堂数据交换过程，全程不加入因特网，避免数据在网络转发中丢失或者被窃取的危险，保障社区内学生的个人信息安全。
另外，社区内可具有多个学生用VR设备14，每个学生用VR设备14具有唯一的标识，利于社区数据中心模块132将学生的个人信息和其选取的学生用VR设备14关联，从而将与该学生对应的课堂场景链接到其选取的学生用VR设备14。
在上述示例中，在校园组网中有设备与社区组网中的设备进行数据传输时，校园组网中的设备需通过校园数据模块15向社区组网发送信息及接收社区组网的信息，社区组网中的设备需通过社区内网组共享节点131向校园组网发送信息及接收校园组网的信息。
校园组网与社区组网进行数据传输时，必须通过社区内网组共享节点131、社区数据中心模块132及校园数据模块15。其中，社区内网组共享节点131利于避免远程教育***被攻击，避免数据在网络转发中丢失或者被窃取的危险，保障社区内学生的个人信息安全；社区数据中心模块132用于存储社区组网中的数据信息，便于后续查询和调用；校园数据模块15用于存储校园组网中的数据信息，便于后续查询和调用。
在其中一种可能的实现方式中，为了进一步提高交互体验，远程教育***还包括：音频播放设备16。音频播放设备16与校园数据模块15通信连接，用于用于设置于教室内并获取学生用VR设备14采集的音频并进行播放。示例性地，音频播放设备16包括扬声器。
音频播放设备16可与音频采集设备11集成设置。当然，音频播放设备16与音频采集设备11也可分别独立设置。音频播放设备16的设置位置可与音频采集设备11相似。音频播放设备16与校园数据模块15通信连接，音频播放设备16通过校园数据模块15与社区内网组共享节点131通信连接。音频播放设备16可直接与校园数据模块15通信连接，或通过音频采集设备11、图像采集设备12与校园数据模块15通信连接。
在其中一种可能的实现方式中，远程教育***还可包括：交互控制终端。交互控制终端可设置在校园组网中。交互控制终端可与校园数据模块15通信模块。交互控制终端可通过校园数据模块15与社区内网组共享节点131通信连接。
交互控制终端用于获取待交互的学生选用的学生用VR设备14的标识，将音频播放设备16及音频采集设备11切换链接至待交互的学生选用的学生用VR设备14并锁定。
示例性地，交互控制终端用于接收教师输入的学生个人信息并经社区内网组共享节点131发送给社区数据中心模块132，社区数据中心模块132根据该学生个人信息确定对应的学生用VR设备14，并允许该学生用VR设备14与相应的音频播放设备16及音频采集设备11锁定。
在课程结束后或互动结束后，交互控制终端可接收教师输入的解除锁定指令，或交互控制终端在满足相应条件如时长达到阈值时自动生成解除锁定指令。交互控制终端用于根据解除锁定指令将学生用VR设备14与音频播放设备16及音频采集设备11的锁定解除。
在其中一种可能的实现方式中，远程教育***还可包括家庭组网，家庭组网设置由家庭数据模块，家庭数据模块用于将学生用VR设备14与社区数据单元13通信连接。此时，学生用VR设备14可通过家庭数据模块与社区数据单元13内的社区内网组共享节点131通信连接。
在有至少部分学生因故不能到校，例如需要隔离的情况下，通过采用本实施例提供的远程教育***，远程教育课程直接与学生正常课堂相关联，不能到校的学生能够与到校上课的学生共用教师资源，教室内的教师能兼顾到校上课的学生及不能到校的学生，且使得不能到校的学生有身临其境的体验，提升了使用远程教育的学生的体验。并且，本实施例提供的远程教育***可通过社区内网上的共享节点进行数据交换，避免直接接触外部互联网，利于降低远程教育***被直接攻击的风险。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种远程教育***，其特征在于，包括：
图像采集设备，用于设置于教室内并采集课堂场景的图像信息；
音频采集设备，用于设置于教室内并采集课堂场景的音频信息；
社区数据单元，用于获取所述图像信息及音频信息并进行处理，得到相应的模拟场景数据；
学生用VR设备，用于将与所述模拟场景数据对应的模拟场景进行展示。
2.根据权利要求1所述的远程教育***，其特征在于，还包括：
校园数据模块，与所述图像采集设备、音频采集设备通信连接，还与所述社区数据单元通信连接。
3.根据权利要求2所述的远程教育***，其特征在于，所述校园数据模块用于存储所述图像信息及音频信息。
4.根据权利要求2所述的远程教育***，其特征在于，所述社区数据单元用于通过虚拟局域网络与所述校园数据模块通信连接。
5.根据权利要求2所述的远程教育***，其特征在于，所述社区数据单元包括：
社区内网组共享节点，用于分别与所述校园数据模块及学生用VR设备通信连接；
社区数据中心模块，用于获取学生信息，并根据所述学生信息确定对应的课堂场景；
VR数据处理器，用于获取与学生信息对应的课堂场景的图像信息及音频信息并进行处理，得到相应的模拟场景数据。
6.根据权利要求5所述的远程教育***，其特征在于，所述社区数据中心模块用于存储所述模拟场景数据。
7.根据权利要求5所述的远程教育***，其特征在于，所述社区数据中心模块用于获取学生个人信息，根据所述学生个人信息确定学生班级信息，根据所述学生班级信息确定对应的课堂场景；
所述社区内网组共享节点用于建立所述学生选取的学生用VR设备与对应的课堂场景内的图像采集设备及音频采集设备的链接。
8.根据权利要求2所述的远程教育***，其特征在于，还包括：
音频播放设备，与所述校园数据模块通信连接，用于设置于教室内并获取学生用VR设备采集的音频并进行播放。
9.根据权利要求8所述的远程教育***，其特征在于，还包括：
交互控制终端，与所述校园数据模块通信连接，用于获取待交互的学生信息，并根据所述待交互的学生信息确定相应的学生用VR设备，将所述音频播放设备及音频采集设备切换链接至所述学生用VR设备并锁定；
所述交互控制终端还用于根据解除锁定指令将所述学生用VR设备与所述音频播放设备及音频采集设备的锁定解除。
10.根据权利要求1-9任一项所述的远程教育***，其特征在于，所述图像采集设备包括广角VR摄像头。
11.根据权利要求1-9任一项所述的远程教育***，其特征在于，还包括：
家庭数据模块，用于将所述学生用VR设备与社区数据单元通信连接。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200717

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