[发明专利]基于人工智能与虚拟现实用于汉语学习培训的场景设备

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种基于人工智能与虚拟现实用于汉语学习培训的场景设备。

背景技术

虚拟现实是通过计算机对复杂数据进行可视化操作以及实时交互的环境。与传统的计算机人-机界面(如键盘、鼠标器、图形用户界面以及流行的Windows等)相比，虚拟现实无论在技术上还是思想上都有质的飞跃。传统的人-机界面将用户和计算机视为两个独立的实体，而将界面视为信息交换的媒介，由用户把要求或指令输入计算机，计算机对信息或受控对象作出动作反馈。虚拟现实则将用户和计算机视为一个整体，通过各种直观的工具将信息进行可视化，形成一个逼真的环境，用户直接置身于这种三维信息空间中自由地使用各种信息，并由此控制计算机。

将虚拟现实应用于教育是教育技术发展的一个飞跃。它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。

现有的虚拟现实学习系统如图1所示，主要包括虚拟场景和各类感应设备；其中，感应设备包括虚拟现实头盔、语音控制、手势控制、触摸屏控制、鼠标键盘控制以及仿真设备；系统通过虚拟场景提供各类学习资源，学习者通过使用各类感应设备，使自身处于虚拟场景中，从而进行学习。

但是，在实现本发明的过程中，发明人发现，现有技术至少存在以下问题：

现有虚拟现实学习系统交互性能仍然有待进一步提高，尤其无法进行反馈式教学，从而降低了学习者的学习效果。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于人工智能与虚拟现实用于汉语学习培训的场景设备，具有培训交互性能强，尤其具有反馈式教学的优点，从而提高了学习者的学习效果。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于人工智能与虚拟现实用于汉语学习培训的场景设备，包括：虚拟现实设备、基于人工智能的专家系统、口语培训模块和汉字培训模块；其中，所述虚拟现实设备包括头盔式3D眼镜、3D显示器、虚拟电子笔、脑波感应器、触摸屏、摄像头和电脑主机；

所述专家系统包括脑波识别子模块和人脸识别子模块；所述脑波识别子模块用于通过所述脑波感应器获取培训者当前的脑波频率信息，通过对所述脑波频率信息进行分析，判断培训者注意力是否集中；所述人脸识别子模块用于通过所述摄像头获取培训者当前的面部图像，通过对所述面部图像进行分析，获得培训者的心情状态以及身份信息；

所述专家系统与所述口语培训模块关联，所述口语培训模块包括：语音检测子模块和口语评测与纠错子模块；

所述语音检测子模块用于：检测培训者发出的原始语音信号，然后将检测得到的原始语音信号发送给所述专家系统；

所述专家系统基于人工智能技术分析处理所述原始语音信号，识别出输入的语音信息；

所述专家系统将识别出的培训者当前注意力集中度、心情状态、身份信息和所述语音信息发送给所述口语评测与纠错子模块；

所述口语评测与纠错子模块结合培训者的注意力集中度、心情状态、身份信息和当前语境语气对识别出的所述语音信息进行智能纠错；

所述专家系统与所述汉字培训模块关联，所述汉字培训模块包括：汉字输入检测子模块、笔顺检测子模块和评测与纠错子模块；

所述汉字输入检测子模块用于：检测通过画板输入的原始汉字的图像，然后将检测得到的原始汉字的图像传输给所述专家系统；

所述笔顺检测子模块用于：检测通过画板输入的原始汉字的笔顺信息，然后将检测得到的笔顺信息传输给所述专家系统；

所述专家系统基于人工智能技术分析处理所述原始汉字的图像和所述笔顺信息，识别出输入的汉字信息；

所述专家系统将识别出的培训者当前注意力集中度、心情状态、身份信息和识别出的所述汉字信息发送给所述评测与纠错子模块；

所述评测与纠错子模块结合培训者的注意力集中度、心情状态、身份信息和当前语境语气对识别出的所述汉字信息进行智能纠错。

优选的，所述专家系统还用于：所述专家系统分析所述脑波频率信息，判断学习者当前情绪状态；如果情绪好，则进一步判断学习者注意力是否集中，如果集中，则直接进入教学场景；如果不集中，则向学习者推送趣味性场景；如果情绪不好，则进一步判断学习者注意力是否集中，如果集中，则向学习者推送鼓励性信息；如果不集中，则向学习者推送趣味与鼓励信息。

优选的，所述人脸识别子模块识别人脸的过程，具体包括：