CN108594471B - 一种基于智能眼镜的学习监督系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于智能眼镜的学习监督系统，包括智能眼镜，所述智能眼镜包括眼镜支架，所述眼镜支架上安装有摄像头、微处理器、加速度感应器和提醒器，所述摄像头、加速度感应器和提醒器均与所述微处理器连接；所述眼镜支架上还设置有供电模块，所述供电模块与所述微处理器连接。本发明还公开了一种基于上述学习监督系统的学习监督方法，能够防止学习者在计划时间内使用带有屏幕的电子设备或打瞌睡等，保证学习者的学习质量。

Description

一种基于智能眼镜的学习监督系统及方法

技术领域

本发明涉及学习辅助技术领域，特别是涉及一种基于智能眼镜的学习监督系统及方法。

背景技术

对于很多人来说，特别是对于青少年来说，专注于学习是一件困难的事。专利号为CN206516114U的专利公开了一种基于安装在桌面上的传感器来监测学习者的学习辅助系统。该系统可以监测学习者是否坐在书桌前，但是不能保证学习者是否坐在桌前学习。

随着智能设备的普及，很多人都拥有一台智能设备，智能设备往往会使学习者分心。对智能设备进行物理隔绝是一个较好的办法，但是遇到突发情况需要跟外界联络时又会造成相当大的不便。

因此，提供一种学习监督系统及方法，以消除现有技术所存在的上述缺点，成为现在亟待解决技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于智能眼镜的学习监督系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现防止学习者在计划时间内使用带有屏幕的电子设备、防止学习者看计划外的文字资料、防止学习者打瞌睡的功能，保证学习质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于智能眼镜的学习监督系统，包括智能眼镜，所述智能眼镜包括眼镜支架，所述眼镜支架上安装有摄像头、微处理器、加速度感应器和提醒器，所述摄像头、加速度感应器和提醒器均与所述微处理器连接；所述眼镜支架上还设置有供电模块，所述供电模块与所述微处理器连接。

优选的，所述眼镜支架上还安装有无线通信模块，所述微处理器与所述无线通信模块连接，并通过所述无线通信模块连接有智能终端。

优选的，所述无线通信模块采用蓝牙通信设备或WIFI通信设备；所述智能终端为智能手机或PC机，所述智能终端内存储有学习资料的电子文档。

优选的，所述摄像头安装于所述眼镜支架的前镜框上，用于拍摄学习者眼前的画面，并将所拍摄的照片传输至所述微处理器。

优选的，所述加速感应器为微机电陀螺仪，用于采集学习者头部的运动信息，并将所述运动信息传送至所述微处理器。

优选的，所述提醒器采用振动马达或蜂鸣器，用于提醒学习者进入学习状态。

优选的，所述供电模块包括聚合物锂电池，所述供电模块上还设置有一数据线接口，用于通过数据线外接电源进行充电。

优选的，所述眼镜支架上还设置有电源开关。

本发明中还公开了一种基于智能眼镜的学习监督方法，包括以下步骤：

1)在智能终端上存储学习资料的电子文档；

2)摄像头拍摄学习者眼前的画面，将所拍摄的照片传送至微处理器中；

3)微处理器分析图像中学习者的特征信息，根据分析结果判断是否发送指令给提醒器，提醒学习者进入学习状态；

4)加速度感应器采集学习者头部的运动信息，并将采集的运动信息传输至微处理器，微处理器根据运动信息判断是否启动提醒器；

5)微处理器将判断结果发送至智能终端。

优选的，所述步骤3)图像中学习者的特征信息包括图像中的高亮度区域和文字信息；当微处理器分析图像中存在规则的高亮度区域时，则发送指令给提醒器，提醒学习者；同时，微处理器将图像发送给智能终端，智能终端提取图像中的文字信息与学习资料的电子文档进行比对，若重合率低于设定值，发送指令给智能眼镜，开启提醒器提醒学习者。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明眼镜支架上安装有摄像头、微处理器、加速度感应器和提醒器，微处理器还通过无线通信模块连接有智能终端；通过分析摄像头拍摄的图像中学习者的特征信息以及加速度感应器采集到的学习者头部的运动信息，能够防止学习者在计划时间内使用带有屏幕的电子设备、看计划外的文字资料或打瞌睡等，保证学习者的学习质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于智能眼镜的学习监督系统的流程图；

图2为本发明基于智能眼镜的学习监督系统的结构示意图；

其中，1-眼镜支架，2-摄像头，3-微处理器，4-加速度感应器，5-无线通信模块，6-提醒器，7-供电模块，8-电源开关，9-智能终端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于智能眼镜的学习监督系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现防止学习者在计划时间内使用带有屏幕的电子设备、防止学习者看计划外的文字资料、防止学习者打瞌睡的功能，保证学习质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示，本发明提供一种基于智能眼镜的学习监督系统，包括智能眼镜，智能眼镜包括眼镜支架1，眼镜支架1上安装有摄像头2、微处理器3、加速度感应器4和提醒器6，摄像头2、加速度感应器4和提醒器6均与微处理器3连接；眼镜支架1上还设置有供电模块7，供电模块7与微处理器3连接，用于为摄像头2、微处理器3、加速度感应器4和提醒器6等进行供电。

眼镜支架1上还安装有无线通信模块5，微处理器3与无线通信模块5连接，并通过无线通信模块5连接有智能终端9，微处理器3通过无线通信模块5将处理数据传送至智能终端9，并接收智能终端9的指令，智能终端9还可将学习者的学习状态发送给用户(家长、老师)，从而督促学习者学习。无线通信模块5可采用蓝牙通信设备或WIFI通信设备，本发明优选采用低功耗贴片蓝牙芯片；智能终端9为智能手机或PC机，智能终端9内设置学习计划并且存储有待学习资料的电子文档。

摄像头2可采用目前主流的手机摄像头2，并且安装于眼镜支架1的前镜框上，可以是安装于前镜框的中间或者两端，从而能够拍摄学习者眼前的画面，并将所拍摄的照片传输至微处理器3。加速感应器采用主流手机中的微机电陀螺仪，可以采集学习者头部的运动信息，并将运动信息传送至微处理器3。微处理器3采用目前市场上常见的具备数据处理、压缩、储存功能的微处理器即可，微处理器3通过分析图像中学习者的特征信息以及学习者头部的运动信息，并通过无线通信模块5传送给智能终端9，接收智能终端9的指令。提醒器6采用微型振动马达或蜂鸣器，用于提醒学习者进入学习状态。

供电模块7采用聚合物锂电池，供电模块7上还设置有一数据线接口，通过数据线外接电源进行充电。眼镜支架1上还设置有电源开关8，控制供电模块7的通断。

优选的，本发明中微处理器3、加速度感应器4、无线通信模块5、提醒器6、供电模块7、电源开关8均安装在眼镜支架1的两侧镜腿上；而且智能眼镜的前镜框为可拆卸式设计，方便学习者更换不同度数的镜片。

本发明中还公开了一种利用上述基于智能眼镜的学习监督系统的学习监督方法，包括以下步骤：

1)在智能终端9上设置学习计划并且存入学习资料的电子文档；

2)摄像头2每隔10s拍摄学习者眼前的画面，将所拍摄的照片传送至微处理器3中；

3)微处理器3分析图像中学习者的特征信息，根据分析结果判断是否发送指令给提醒器6，提醒学习者进入学习状态；

其中，图像中学习者的特征信息包括图像中高亮度区域和学习资料上的文字信息；

微处理器3一方面提取图像中的亮度信息，判断照片中是否存在高于一个阈值的规则的高亮度区域，当不存在这个区域时，微处理器3不启动提醒器6；当照片中存在这个规则的高亮度区域，可认为学习者在使用带有屏幕的电子设备，启动提醒器6，并将判别结果发送给智能终端9，智能终端9则发送通知给监督者，从而达到限制学习者使用带有屏幕的电子设备的目的；

另一方面，微处理器3将拍摄的照片通过无线通信模块5发送给智能终端9，智能终端9提取照片中的文字信息，将所提取的文字信息与储存在智能终端9上的电子文档比对，当图像中的文字和电子文档中的文字重合高于一个阈值时，智能终端9不执行下一步动作；当图像中的文字和电子文档中的文字重合率低于一个阈值时，智能终端9发送指令给智能眼镜，智能眼镜中的提醒器6启动，同时智能终端9发送通知给监督者，从而达到防止学习者看其他书籍的目的；

4)加速度感应器4采集学习者头部的运动信息，并将采集的运动信息传输至微处理器3，微处理器3根据运动信息判断是否启动提醒器6；

当采集到的加速度低于一个阈值时，微处理器3不发送信号给提醒器6；当采集到的加速度高于一个阈值时，可认为学习者处于瞌睡状态，微处理器3发送信号给提醒器6以启动提醒器6，同时微处理器3通过无线通信模块5发送信号给智能终端9，智能终端9发送通知给监督者，从而达到防止学习者进入打瞌睡状态的目的；

其中步骤3)和步骤4)中所涉及的阈值可以根据智能眼镜的实际应用进行相应调整。

5)微处理器3将判断结果发送至智能终端9。

本发明基于智能眼镜的学习监督系统及方法，能够实现防止学习者在计划时间内使用带有屏幕的电子设备、防止学习者看计划外的文字资料、防止学习者打瞌睡的功能，保证其学习质量。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于智能眼镜的学习监督系统，其特征在于：包括智能眼镜，所述智能眼镜包括眼镜支架，所述眼镜支架上安装有摄像头、微处理器、加速度感应器和提醒器，所述摄像头、加速度感应器和提醒器均与所述微处理器连接；所述眼镜支架上还设置有供电模块，所述供电模块与所述微处理器连接；

所述眼镜支架上还安装有无线通信模块，所述微处理器与所述无线通信模块连接，并通过所述无线通信模块连接有智能终端，所述智能终端内存储有学习资料的电子文档；

所述摄像头用于拍摄学习者眼前的画面，并将所拍摄的照片传输至微处理器；所述微处理器一方面用于提取图像中的亮度信息，判断照片中是否存在高于一个阈值的规则的高亮度区域，另一方面用于将拍摄的照片通过所述无线通信模块发送给所述智能终端，所述智能终端提取照片中的文字信息，将所提取的文字信息与储存在智能终端上的电子文档比对。

2.根据权利要求1所述的基于智能眼镜的学习监督系统，其特征在于：所述无线通信模块采用蓝牙通信设备或WIFI通信设备，所述智能终端为智能手机或PC机。

3.根据权利要求1所述的基于智能眼镜的学习监督系统，其特征在于：所述摄像头安装于所述眼镜支架的前镜框上，用于拍摄学习者眼前的画面，并将所拍摄的照片传输至所述微处理器。

4.根据权利要求1所述的基于智能眼镜的学习监督系统，其特征在于：所述加速感应器为微机电陀螺仪，用于采集学习者头部的运动信息，并将所述运动信息传送至所述微处理器。

5.根据权利要求1所述的基于智能眼镜的学习监督系统，其特征在于：所述提醒器采用振动马达或蜂鸣器，用于提醒学习者进入学习状态。

6.根据权利要求1所述的基于智能眼镜的学习监督系统，其特征在于：所述供电模块包括聚合物锂电池，所述供电模块上还设置有一数据线接口，用于通过数据线外接电源进行充电。

7.根据权利要求6所述的基于智能眼镜的学习监督系统，其特征在于：所述眼镜支架上还设置有电源开关。

8.一种基于智能眼镜的学习监督方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在智能终端上存储学习资料的电子文档；

2)摄像头拍摄学习者眼前的画面，将所拍摄的照片传送至微处理器中；

3)微处理器分析图像中学习者的特征信息，根据分析结果判断是否发送指令给提醒器，提醒学习者进入学习状态；

4)加速度感应器采集学习者头部的运动信息，并将采集的运动信息传输至微处理器，微处理器根据运动信息判断是否启动提醒器；

5)微处理器将判断结果发送至智能终端；

所述步骤3)图像中学习者的特征信息包括图像中的高亮度区域和文字信息；当微处理器分析图像中存在规则的高亮度区域时，则发送指令给提醒器，提醒学习者；同时，微处理器将图像发送给智能终端，智能终端提取图像中的文字信息与学习资料的电子文档进行比对，若重合率低于设定值，发送指令给智能眼镜，开启提醒器提醒学习者。