基于鏡面反射和圖像識別技術(shù)的移動終端幼教系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于幼兒教育領(lǐng)域，具體是一種移動終端幼教系統(tǒng)及方法，尤其是涉及一種基于鏡面反射和圖像識別技術(shù)的移動終端幼教系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動終端的普及，用戶對智能手機(jī)和平板電腦等智能移動終端的依賴性也越來越強(qiáng)。智能移動終端的娛樂性已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)實(shí)世界的玩具，智能移動設(shè)備中的內(nèi)容對兒童的吸引度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的玩具。然而，在享受高質(zhì)量娛樂互動的體驗(yàn)同時，家長也會擔(dān)心長時間使用會影響孩子的視力，更擔(dān)心孩子沉迷與數(shù)字世界而產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)世界自閉的心理障礙。因此，為兒童建立數(shù)字世界與現(xiàn)實(shí)世界互動的需求應(yīng)聲而出。作為一種人工智能的圖像識別技術(shù)早在幾年前就已非常成熟，但因?yàn)閿z像技術(shù)、圖像識別技術(shù)、圖像處理技術(shù)、交互方式、光線感知、創(chuàng)意及商業(yè)應(yīng)用都存在著一些不確定性，所以導(dǎo)致圖像識別技術(shù)只在交通和某些固定領(lǐng)域有所作為，而真正應(yīng)用在幼教娛樂領(lǐng)域卻寥寥無幾。且現(xiàn)有用于幼教的裝置單一。為了能讓幼教變得輕松簡單，可以巧妙的利用智能移動設(shè)備和圖像識別的特性與真實(shí)玩具建立互動關(guān)系，通過基于鏡面反射和圖像識別技術(shù)的移動終端幼教系統(tǒng)及方法，讓孩子即能擁抱現(xiàn)實(shí)中的游戲，同時也能享受智能移動終端的高質(zhì)量體驗(yàn)，有助于培養(yǎng)孩子的良好性格，從而解除家長的擔(dān)憂和降低數(shù)字世界對孩子成長中的價值觀和心理影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服移動終端在進(jìn)行幼教時與現(xiàn)實(shí)世界脫離且與使用者互動少的缺點(diǎn)，提供一種基于鏡面反射和圖像識別技術(shù)的移動終端幼教系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:基于鏡面反射和圖像識別技術(shù)的移動終端幼教系統(tǒng)，包括移動終端、成像裝置及用于固定移動終端的底座，底座與移動終端的底部相連，所述移動終端的頂部裝有前置攝像頭，移動終端用于產(chǎn)生虛擬物體或場景，并讀取前置攝像頭獲取的圖像；移動終端包括圖像識別應(yīng)用模塊，圖像識別應(yīng)用模塊用于將移動終端中的虛擬物體或場景疊加到真實(shí)世界的場景中；所述成像裝置包括反光鏡，反光鏡通過與移動終端的頂部相連，用于對前置攝像頭獲取的圖像進(jìn)行反射。
[0005]具體的，所述底座包括平板基座與支撐體，支撐體的橫截面為倒U形，平板基座的一邊與支撐體的一個端口的邊側(cè)相連，支撐體的頂端設(shè)置有與移動終端底部相適配的卡槽。
[0006]優(yōu)選的，所述卡槽與平板基座的夾角范圍為75°?85°。
[0007]優(yōu)選的，所述卡槽內(nèi)設(shè)置有能夾緊移動終端的彈性卡爪，且卡槽的邊沿中部設(shè)有與移動終端的屏幕控制鍵相匹配的矩形缺口。
[0008]進(jìn)一步的，所述反光鏡與移動終端的屏幕呈150°夾角，且所述連接件和反光鏡的外部設(shè)有半圓球狀的保護(hù)罩。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是:基于鏡面反射和圖像識別技術(shù)的移動終端幼教方法，包括以下步驟:
[0010]A.將移動終端安裝在底座上，使得移動終端與水平面有一定傾角；
[0011 ] B.將成像裝置安裝在移動終端頂端并調(diào)整其位置，使得成像裝置能夠?qū)η爸脭z像頭的取像進(jìn)行反射；
[0012]C.開啟移動終端中的圖像識別應(yīng)用模塊，使得移動終端中的虛擬物體或場景疊加到真實(shí)世界的場景之上；
[0013]D.利用幼兒玩具完成幼教活動。
[0014]具體的，步驟A中是一定傾角的角度范圍為75°?85°。
[0015]優(yōu)選的，步驟B中的成像裝置包括反光鏡，反光鏡與移動終端的頂部相連，用于對前置攝像頭獲取的圖像進(jìn)行反射，所述反光鏡與移動終端的屏幕呈150°左右夾角。
[0016]進(jìn)一步的，步驟C中開啟移動終端中的圖像識別應(yīng)用模塊，具體為移動終端獲取幼兒玩具的二維碼信息后，根據(jù)該信息激活圖像識別應(yīng)用模塊。
[0017]具體的，所述移動終端為智能手機(jī)或平板電腦。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于操作，安全性強(qiáng)，方法簡單易行，功能多樣且趣味性強(qiáng)，能夠有效調(diào)動幼兒在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中與移動終端形成有效互動進(jìn)行游戲，提高移動終端的用戶體驗(yàn)感，且可以供家長和孩子共同使用，有效豐富幼兒生活。本發(fā)明適用于幼兒教育過程。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的正視圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)中底座的剖視圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)中底座的側(cè)視圖；
[0023]圖5是本發(fā)明的方法流程圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的利用移動終端幼教系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互動應(yīng)用的示意圖；
[0025]圖7為發(fā)明實(shí)施例的利用移動終端幼教系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互動應(yīng)用的示意圖；
[0026]其中，I為成像裝置，2為移動終端，21為屏幕控制鍵，3為底座，31為平板基座，32為支撐體，33為卡槽，4為互動應(yīng)用界面，5為互動道具，6為反光鏡取像區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0028]如圖1?2所示，本發(fā)明的基于鏡面反射和圖像識別技術(shù)的移動終端幼教系統(tǒng)，包括移動終端2、成像裝置I及用于固定移動終端的底座3，底座3與移動終端2的底部相連，所述移動終端2的頂部裝有前置攝像頭，移動終端2用于產(chǎn)生虛擬物體或場景，并讀取前置攝像頭獲取的圖像；移動終端2包括圖像識別應(yīng)用模塊，圖像識別應(yīng)用模塊用于將移動終端中的虛擬物體或場景疊加到真實(shí)世界的場景中；所述成像裝置I包括連接件和反光鏡，反光鏡與移動終端2的頂部相連，用于對前置攝像頭獲取的圖像進(jìn)行反射。
[0029]—般而言，移動終端為智能手機(jī)或平板電腦。
[0030]圖像識別應(yīng)用模塊即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件，是基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Augmented RealityTechnique，簡稱AR)的。AR為現(xiàn)有技術(shù)，包含圖像識別和圖像處理的基礎(chǔ)算法。市場上也有很多增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件。本發(fā)明使用現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。AR是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的信息增加用戶對現(xiàn)實(shí)世界感知的技術(shù)，并將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)場景中，從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)的“增強(qiáng)”。它將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體或關(guān)于真實(shí)物體的非幾何信息疊加到真實(shí)世界的場景之上，實(shí)現(xiàn)了對真實(shí)世界的增強(qiáng)。同時，由于用于與真實(shí)世界的聯(lián)系并未被切斷，交互方式也就顯得更加自然。其技術(shù)特點(diǎn)如下:
[0031]虛實(shí)結(jié)合:它可以將顯示器屏幕擴(kuò)展到真實(shí)環(huán)境，使計(jì)算機(jī)窗口與圖標(biāo)疊映于現(xiàn)實(shí)對象，由眼睛凝視或手勢指點(diǎn)進(jìn)行操作；讓三維物體在用戶的全景視野中根據(jù)當(dāng)前任務(wù)或需要交互地改變其形狀和外觀；對于現(xiàn)實(shí)目標(biāo)通過疊加虛擬景象產(chǎn)生類似于X光透視的增強(qiáng)效果；將地圖信息直接插入現(xiàn)實(shí)景觀以引導(dǎo)駕駛員的行動；通過虛擬窗口調(diào)看室外景象、使墻壁仿佛變得透明。
[0032]實(shí)時交互:它使交互從精確的位置擴(kuò)展到整個環(huán)境，從簡單的人面對屏幕交流發(fā)展到將自己融合于周圍的空間與對象中。運(yùn)用信息系統(tǒng)不再是自覺而有意的獨(dú)立行動，而是和人們的當(dāng)前活動自然而然地成為一體。交互性系統(tǒng)不再是具備明確的位置，而是擴(kuò)展到整個環(huán)境。且能進(jìn)行三維注冊，即根據(jù)用戶在三維空間的運(yùn)動調(diào)整計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的增強(qiáng)信息。
[0033]為了便于支撐移動終端2，所述底座3包括平板基座31與支撐體32，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3及4所示。支撐體32的橫截面為倒U形，平板基座31的一邊與支撐體32的倒U形一個端口的邊側(cè)相連，支撐體32的頂端設(shè)置有固定移動終端2的卡槽33。所述平板基座31可以為實(shí)心平板，也可以為空心的矩形支架。為了緊固移動終端2，防止在使用過程中發(fā)生移動終端2傾倒的情況，所示卡槽33內(nèi)設(shè)置有能夾緊移動終端2的彈性卡爪。為了便于可以將移動終端的控制鍵露出來，便于進(jìn)行控制操作，所述卡槽的邊沿中部設(shè)有與移動終端的屏幕控制鍵21相匹配的矩形缺口。為了使得移動終端2的屏幕以最舒適的角度呈現(xiàn)給與其互動的用戶，卡槽33與平板基座32的夾角范圍為75°?85°，以此角度定位移動終端的傾斜角度。優(yōu)選的，底座有3個角度可調(diào)節(jié)，根據(jù)用戶站立、坐著、俯臥三個不同姿勢進(jìn)行自由調(diào)節(jié)。由于現(xiàn)有移動終端