[发明专利]一种基于大数据的学生学习习惯分析系统

权利要求书

1.一种基于大数据的学生学习习惯分析系统，其特征在于：该系统包括建模模块、坐标系建立模块、控制模块、定点模块、提醒点确认模块和坐姿纠正模块；

所述建模模块用于建立学生所在教室的三维模型，所述坐标系建立模块用于建立三维模型的坐标系，所述控制模块用于对整个系统进行智能化的控制，还用于对数字化的学生坐姿进行分析，所述定点模块用于对每一位学生的关键部位进行坐标点的定位的更新，所述提醒点确认模块用于确认学生的目光所及的位置，所述坐姿纠正模块用于通过光线对坐姿不标准的学生进行提醒；

所述坐标系建立模块和提醒点确认模块均与建模模块电性连接，所述定点模块的输出端电性连接建模模块的输入端，所述坐标系建立模块和提醒点确认模块的输出端电性连接控制模块的输入端，所述控制模块的输出端电性连接坐姿纠正模块的输入端；

所述建模模块包括三维扫描单元和模型建立单元；

所述三维扫描单元为三维扫描仪，用于对整个教室的环境和教室的学生进行三维数据的扫描，所述模型建立单元用于根据三维扫描单元所扫描的三维数据建立教室的三维模型；

所述三维扫描单元的输出端电性连接模型建立模块的输入端；

所述坐标系建立模块包括三维坐标系建立单元、二维坐标系建立单元和坐标系转换单元；

所述三维坐标系建立单元用于建立三维模型的三维直角坐标系，所述二维坐标系建立单元用于建立每一位学生所在竖直平面的二维直角坐标系，所述二维直角坐标系与教室黑板所在平面相互垂直，所述坐标系转换单元用于根据分析需要，进行二维直角坐标系和三维直角坐标系的转换；

所述二维坐标系建立单元和三维坐标系建立单元的输出端均电性连接模型建立单元的输入端，所述模型建立单元的输出端电性连接坐标系转换单元的输入端；

所述控制模块包括中央控制单元和数据处理单元；

所述中央控制单元用于对整个系统进行智能化控制，用于发送学生坐姿纠正指令，所述数据处理单元用于根据学生在三维直角坐标系和二维直角坐标系中的坐标数据进行学生坐姿和位置的分析；

所述坐标系转换单元的输出端电性连接数据处理单元的输入端，所述数据处理单元的输出端电性连接中央控制单元的输入端；

所述定点模块包括坐标点定位单元和坐标点刷新单元；

所述坐标点定位单元用于对教室内学生的每一个部位在三维直角坐标系和二维直角坐标系中的坐标值进行定位，并赋予学生每一个部位坐标值（），所述坐标点刷新单元用于每隔时间T对三维直角坐标系和二维直角坐标系中的学生的同一个部位的坐标值进行刷新并重新赋予坐标值（）；

所述坐标点定位单元和坐标点刷新单元的输出端均电性连接模型建立单元的输入端；

所述提醒点确认模块包括角度确认单元和位置预测单元；

所述角度确认单元用于根据学生头部的坐标值确认学生头部的倾斜角度，所述位置预测单元用于根据学生头部的倾斜角度确定学生眼睛所看的位置，所述位置预测单元通过建立二维直角坐标系中学生眼睛所在位置与头部倾斜角度垂直的延长线；

所述中央控制单元的输出端电性连接角度确认单元的输入端，所述角度确认单元的输出端电性连接模型建立单元的输入端，所述模型建立单元的输出端电性连接位置预测单元的输入端，所述位置预测单元的输出端电性连接中央控制单元的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的学生学习习惯分析系统，其特征在于：所述坐姿纠正模块包括调节伺服电机和提醒激光灯；

所述调节伺服电机的输出轴连接提醒激光灯，所述调节伺服电机用于控制提醒激光灯将灯光照射在位置预测单元所预测的学生目光所及的位置，所述提醒激光灯的光线用于提醒学生注意坐姿；

所述中央控制单元的输出端电性连接调节伺服电机和提醒激光灯的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的学生学习习惯分析系统，其特征在于：在所述二维直角坐标系中，所述坐标点刷新单元刷新之后的学生脖子的坐标值为（X_a，Y_a），所述坐标点刷新单元刷新之后的学生臀部的坐标值为（X_b，Y_b），所述数据处理单元根据下列公式计算出学生脊椎的弯曲角度；

；

当时，表明学生的坐姿标准，不需要提醒学生纠正坐姿；

当时，表明学生的脊椎弯曲角度加大，会对学生的脊椎以及眼睛造成伤害，其中，表示设定的角度阈值。