(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210582346.1 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 江苏鼎傲教育科技 集团有限公司 地址 210000 江苏省南京市雨 花台区西善 桥街道岱山中路与岱山北路口4#地块 社区中心善创文化商务楼十五层1523 室 (72)发明人 李海强　 (74)专利代理 机构 南京鼎傲知识产权代理事务 所(普通合伙) 32327 专利代理师 刘焕敏 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/20(2012.01) G06F 21/62(2013.01)G06F 16/27(2019.01) (54)发明名称 一种应用大 数据的人工智能教育系统 (57)摘要 本发明公开了一种应用大数据的人工智能 教育系统， 属于人工智 能教育技术领域。 该系统 包括用户注册模块、 VR安全 眼镜装置、 云端服务 器、 学习场景创建模块、 VR备课模块、 情绪监测模 块、 行为反馈模块、 区块链记录模块； 所述用户注 册模块的输出端与所述云端服务器的输入端相 连接； 所述 云端服务器的输 出端与所述VR安全眼 镜装置的输入端相连接； 所述VR安全眼镜装置的 输出端与所述学习场景创建模块的输入端相连 接； 所述学习 场景创建模块的输出端与所述VR备 课模块的输入端相连接； 所述VR备课模块的输出 端与所述情绪监测模块的输入端相连接； 所述行 为反馈模块的输出端与所述区块链记录模块的 输入端相连接 。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 114971288 A 2022.08.30 CN 114971288 A 1.一种应用大数据的人工智能教育系统， 其特征在于： 该系统包括用户注册模块、 VR安 全眼镜装置、 云端服务器、 学习场景创建模块、 VR备课模块、 情绪监测模块、 行为反馈模块、 区块链记录模块； 所述用户注册模块的输出端与所述云端服务器的输入端相连接； 所述云端服务器的输 出端与所述VR安全眼镜装置的输入端相连接； 所述VR安全眼镜装置的输出端与所述学习场 景创建模块、 所述区块链记录模块的输入端相连接； 所述学习场景创建模块的输出端与所 述VR备课模块的输入端相连接； 所述VR备课模块的输出端与所述情绪监测模块的输入端相 连接； 所述情绪监测模块的输出端与所述行为反馈模块的输入端相连接； 所述行为反馈模 块的输出端与所述区块链 记录模块的输入端相连接； 所述用户注册模块用于用户初次使用VR安全眼镜装置时进行用户注册， 并感知舒适度 压力， 留取舒适度压力数值作为后续登录手段； 所述云端服务器用于存储用户的用户名与 其对应的舒适度压力数值； 所述VR安全眼镜装置用于进行系统登录和后续的VR备课； 所述 学习场景创建模块用于为教师创建不同的学生学习场景； 所述VR备课模块用于教师进 行VR 备课， 自我查验； 所述情绪监测模块用于监测教师在应对不同学习场景下的情绪变化情况， 判断其是否易发生教师教学过激行为； 所述行为反馈模块用于对教师教学质量进 行评价和 反馈； 所述区块链 记录模块利用区块链进行整个备课记录的存 储， 保护隐私不受侵犯。 2.根据权利要求1所述的一种应用大数据的人工智能教育系统， 其特征在于： 所述用户 注册模块包括以下 单元： 用户名注 册单元， 用于用户进行注 册自己的用户名； 用户舒适度压力注册单元， 用于用户通过佩戴VR安全眼镜装置， 得出注册压力数值G， 并将其存 储； 所述用户名注册单元的输出端与 所述用户舒适度压力注册单元的输入端相连接； 所述 用户舒适度压力注 册单元的输出端与所述云端服 务器相连接 。 3.根据权利要求2所述的一种应用大数据的人工智能教育系统， 其特征在于： 所述VR安 全眼镜装置包括镜腿(1)、 铰接结构(2)、 镜 框(3)、 弹簧(4)、 压力传感器(5)、 控制单 元(6)； 所述镜腿(1)与镜框(3)通过铰接结构(2)连接； 所述弹簧(4)、 压力传感器(5)、 控制单 元(6)设置在镜框(3)内； 所述弹簧(4)一端连接压力传感器(5)， 另一端连接镜腿(1)； 所述 压力传感器(5)另一端连接控制单 元(6)。 4.根据权利要求3所述的一种应用大数据的人工智能教育系统， 其特征在于： 所述VR安 全眼镜装置进行安全登录包括以下步骤： S3‑1、 在无用户佩戴VR安全眼镜装置时， 其镜框(3)内弹簧(4)处于完全放松状态， 镜腿 (1)相互折叠作为支撑放在平面上， 在用户准备佩戴VR安全眼镜装置时， 首先输入登录信 息， 然后打开镜腿(1)进行佩戴； S3‑2、 在镜腿(1)打开的过程 中通过铰接结构(2)进行运动， 其与弹簧(4)接触的一端开 始对弹簧(4)进行挤压， 在用户佩戴好VR安全眼镜装置后， 用户头部的支撑力与弹簧(4)受 到压力的反作用力保持相对平衡， 此时控制单 元(6)读取压力传感器(5)受到的压力数值； S3‑3、 控制单元(6)根据输入的用户登录信息调取用户的注册信息， 读取其注册压力数 值G， 将其与读取的压力 传感器(5)的压力数值进 行比对， 将读取的压力 传感器(5)的压力数 值记为G新， 设置误差阈值 为Gmin， 若满足|G新‑G|＜Gmin， 则登陆成功； 若不满足， 则登陆失败。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114971288 A 25.根据权利要求1所述的一种应用大数据的人工智能教育系统， 其特征在于： 所述学习 场景创建模块包括以下 单元： 素材采集单 元， 用于录制学生上课状态； 场景分析单元， 用于根据 学生的上课状态情况， 对班级的场景进行分析； 所述班级的场 景包括学生上课睡觉场景、 学生上课打闹场景、 学生交头 接耳场景、 学生抄袭作业场景； 三维建模单元， 用于根据录制素材进行三维建模， 利用ArcGIS的ArcScene模块， 用数据 加载工具加载录制素材中的基础环境数据、 学生影像数据， 进行三维教室和学生模型 的合 成显示； 所述素材采集单元的输出端与所述场景分析单元的输入端相连接； 所述场景分析单元 的输出端与所述三 维建模单元的输入端相连接； 所述三 维建模单元的输出端与所述VR备课 模块的输入端相连接； 所述场景分析 单元的场景分析步骤如下： S5‑1、 在录制素 材中选取 学生的转头频率和角度、 学生的手部动作、 学生的目光； S5‑2、 将学生i的转头频率记为ai， 转头角度记为bi， 手部写字动作为ci， 手部静置动作 为di， 学生目光 为ei； S5‑3、 在任一场景 下， 对所有学生进行检测： 若存在n个学生的转头频率ai超出阈值amin且转头角度bi超出阈值bmin， 则判定为学生交 头接耳场景； 若存在n个学生的转头频率ai超出阈值amin且同时存在手部写字动作ci， 则判断为学生 抄袭作业场景； 若存在n个学生 的手部动作既不为写字动作ci， 也不为手部静置动作di， 则判断为学生 上课打闹场景； 若存在n个学生的学生目光ei检测不到， 则判断为学生上课睡觉场景； 各场景可相互叠加， 即任一场景 可包含多种场景同时存在。 6.根据权利要求1所述的一种应用大数据的人工智能教育系统， 其特征在于： 所述VR备 课模块包括以下 单元： 场景切换 单元， 用于教师进行VR备课时， 随机自动切换场景； 声音录制单 元， 用于录制教师在进行VR备课时， 在不同场景 下的讲课音频； 所述场景切换单元的输出端与所述声音录制单元的输入端相连接； 所述声音录制单元 的输出端与所述情绪 监测模块的输入端相连接 。 7.根据权利要求1所述的一种应用大数据的人工智能教育系统， 其特征在于： 所述情绪 监测模块包括以下 单元： 声音波形提取单元， 用于对声音进行提取声音波形， 并按照音色、 响度、 音调进行区分， 绘制出波形图； 音调分析单元， 用于根据音调的变化程度对教师情绪进行监测， 并对对应场景和持续 时间进行分析； 所述声音波形提取单元的输出端与 所述音调分析单元的输入端相连接； 所述音调分析 单元的输出端与所述行为分反馈模块的输入端相连接 。 8.根据权利要求7所述的一种应用大数据的人工智能教育系统， 其特征在于： 所述音调权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114971288 A 3