[发明专利]一种智慧高速公路VR互动教学系统

权利要求书

1.一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：包括教师监视终端、通信平台、学生教学终端，通过采用三维场景的数据组织与自适应调度方法将教师监视终端、通信平台、学生教学终端进行数据交互，

教师监视终端，用于获取教师在教学过程中发送的指令，并将指令传输至通信平台，同时用于读取通信平台中学生教学终端的信息，所述教师监视终端，包括电脑和电子白板，电脑主要用来运行教师端的控制程序，电子白板用于显示学生教学终端中的画面；电脑与电子白板之间通过USB连接方式进行数据传输、交互控制；

学生教学终端，用于获取学生的操作和状态，并将操作和状态传输至通信平台，同时用于获取处理服务器中教师的指令；所述的学生教学终端包括平板、VR眼镜及VR手柄，平板作为处理器是学生端VR软件程序的载体，VR眼镜是学生用来观看虚拟现实场景的工具，VR手柄是学生用来与虚拟场景进行互动的工具。

通信平台，用于学生教学终端与教师监控终端的通信并存储教学资料，所述的通信平台包括处理服务器、客户端、交换机和路由器。

2.根据权利要求书1所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述的通信平台，是基于Jetty嵌入式服务端开发框架搭建的网络通信平台，通过构建Servlet脚本完成教师监控终端与多个学生教学终端同时通信。

3.根据权利要求书1所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述的学生教学终端，用户采用手柄交互的方式，通过手柄射线、手柄按键及手柄触摸板与VR眼镜中的智慧高速公路虚拟场景进行交互；所述的智慧公路虚拟场景中，包括教学视频模块、沉浸式场景模块、答题模块。

4.根据权利要求书3所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述的沉浸式场景模块，基于CAD和3DMax软件按1：1比例完成真实的三维模型搭建，经过纹理映射和烘焙过程，形成高保真的公路修建模型，利用虚拟现实工具和终端设备真实再现公路修建主要场景。

5.根据权利要求书3所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述的答题模块，利用Unity3D制作答题场景，通过答题音效和手柄交互，实现学生与界面的实时交互。

6.根据权利要求书3所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述的教学视频模块，通过获取高速公路相关的基础文字、声音与视频资料，之后利用视频剪辑软件对它们进行编辑、裁剪、拼接等各种操作，从而得到视频教学资料，利用虚拟现实工具和终端设备，使用户获得沉浸式体验。

7.根据权利要求书1所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述的教师监控终端，通过在Unity3D中构建的UI界面中向学生教学终端发送指令，完成教师监控终端与学生教学终端的实时沟通，互动教学，该教师监控终端包含发送指令模块、权限控制模块和状态显示模块。

8.根据权利要求书7所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述的指令发送模块通过向处理服务器发送视频相关指令、沉浸式场景相关指令和题目相关指令，动态控制学生教学终端的学习内容以及学习进度。

9.根据权利要求书7所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述的权限控制模块用于控制学生教学终端的操作权限，包括自由操作功能和禁止操作功能。

10.根据权利要求书7所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述的状态显示模块通过在控制端定时访问处理服务器学生状态，动态展示学生的操作权限、操作状态及答题状态，包括学生操作状态功能、学生答题状态功能。

11.根据权利要求书1所述的一种智慧高速公路VR互动教学系统，其特征在于：所述三维场景的数据组织与自适应调度方法的具体步骤如下，首先处理服务器对三维模型数据构建多LOD层次数据，对用户端传入的网络环境、终端硬件性能、VR实时渲染帧率等影响参数进行分析，然后通过自适应三维场景构建模型对数据进行动态的LODs层次选择与数据调度，并在用户端构建自适应多LOD层次的三维场景。