[发明专利]一种基于Augmented Reality的磁场学习系统

说明书

本发明公开了一种基于Augmented Reality的磁场学习系统，属于智能教学领域，包括识别追踪模块、电流描述模块、数据计算模块、数据选择模块以及更新匹配模块，其中，所述电流描述模块分别与识别追踪模块以及数据计算模块通信连接，所述数据选择模块分别与数据计算模块以及更新匹配模块通信连接，所述识别追踪模块用于对平面图像进行识别追踪；本发明能够做到在实际教学过程中不需要实际元件，节省教学成本，能够将不可见的磁感线动态展示出来，有利于学生理解。

技术领域

本发明涉及智能教学领域，尤其涉及一种基于Augmented Reality的磁场学习系统。

背景技术

电磁学是研究电磁现象的规律和应用的物理学分支学科，主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学，其中电磁场相关理论与技术是现代物理发展的重要基石，是电力、通讯、传感、信息等现代应用技术诞生和发展的源泉，现代生活的方方面面都离不开电与磁，因此电磁场理论与技术一直是物理教学领域的重要篇章，然而由于电场、磁场在真实世界中的一些物理特点，使得对其直观化、形象化地授课与学习存在着困难。

经检索，中国专利号CN201410591472.9公开了一种基于增强现实的电磁场教学与实验系统，该发明虽然增强学生对电磁场理论的深入理解，但是需要实际元件进行操作，教学成本较高，为此，我们提出基于Augmented Reality的磁场学习系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种基于AugmentedReality的磁场学习系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于Augmented Reality的磁场学习系统，所述磁场学习系统包括识别追踪模块、电流描述模块、数据计算模块、数据选择模块以及更新匹配模块；

其中，所述电流描述模块分别与所述识别追踪模块以及数据计算模块通信连接，所述数据选择模块分别与所述数据计算模块以及更新匹配模块通信连接；

所述识别追踪模块用于对平面图像进行识别追踪；

所述电流描述模块用于构建脚本描述模型，并通过该模型对电流进行描述说明；

所述数据计算模块用于对连续的电流进行分割计算；

所述数据选择模块用于对相关空间中的有限点进行计算选择；

所述更新匹配模块用于对多个图像进行扫描匹配处理。

进一步的，所述识别追踪具体步骤如下：

步骤一：通过Augmented Reality接口对平面图像进行扫描并构建展示模型；

步骤二：设置追踪器以及追踪目标，并将追踪目标更换为对应图像；

步骤三：将构建完成的展示模型加入追踪目标下层进行图像追踪。

进一步的，所述描述说明具体步骤如下：

步骤(1)：收集电流元所在的位置与大小，并将其导入脚本描述模型中；

步骤(2)：脚本描述模型对电流所在的空间位置和电流大小进行描述，并将描述脚本导入展示模型下层进行电流分布描述。

进一步的，所述分割计算具体步骤如下：

第一步：将连续的电流通过离散化处理变成有限个有限长直导线；

第二步：通过比奥萨法尔定律对相关空间中个点的磁感强度进行计算，其具体计算公式如下：

其中，B代表磁感强度，μ代表磁导率，I代表电流大小，θ代表角度。