利索能及
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专利号: 2024107211609
申请人: 广州航海学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于虚拟现实交互的航海英语培训系统,其特征在于,所述系统包括:虚拟现实设备,用于播放虚拟场景;所述虚拟现实设备包括至少一个教师端和对应的多个学生端;

多个声音采集设备,一一对应设置于每个所述学生端;

教学控制设备,与所述教师端、所述学生端和所述声音采集设备连接,用于根据选取的场景渲染方案输出控制信号;所述场景渲染方案包括与多个位置的船舶结构分别对应的环境模型;所述控制信号用于控制所述教师端和所述学生端均按照所述环境模型播放虚拟场景,所述虚拟场景包括用于指示所述学生端进行对应的口语训练的第一场景;所述教学控制设备还用于在口语训练过程中获取所述学生端应答的声音信息,并对所述声音信息进行分析得到口语发音评价结果。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述虚拟场景还包括用于指示船舶驾驶动作模拟的第二场景,所述系统还包括:多个动作交互设备,分别与所述教师端、所述学生端一一对应连接,且均与所述教学控制设备连接,用于获取所述教师端的手势动作信息并发送至所述教学控制设备;所述手势动作信息包括所述教师端的用户的五指相对于手掌的位姿信息以及手掌的空间位置信息;

所述教学控制设备用于在所述虚拟场景为第二场景的情况下,接收所述手势动作信息,并将所述手势动作信息投射至所述第二场景中;所述教学控制设备还用于在所述手掌的位姿信息与基于所述第二场景的指示设置的预设位姿信息不相符,或所述手掌的空间位置信息与基于所述第二场景的指示设置的预设空间位置信息不相符的情况下,输出操作错误提示信息。

3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述虚拟现实设备包括VR眼镜和显示器,所述动作交互设备包括数据手套。

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述环境模型包括甲板环境模型、驾驶舱环境模型和轮机舱环境模型,所述系统还包括:海上环境模拟平台,用于模拟不同摇摆幅度对应的船舶在海面不同级别的摇摆姿态、不同振动频率对应的船舶地板不同级别的震动幅度以及不同海面风场环境对应的船舶在海面的风力强度;

所述教学控制设备与所述海上环境模拟平台连接,还用于控制所述海上环境模拟平台按照所述场景渲染方案对应的环境模型选择动作模拟方式;所述动作模拟方式包括:在所述环境模型为甲板环境模型的情况下,所述摇摆姿态为二级摇摆姿态、所述震动幅度为一级震动幅度且所述海面风场环境为二级风力强度;在所述环境模型为驾驶舱环境模型的情况下,所述摇摆姿态为二级摇摆姿态、所述震动幅度为一级震动幅度且所述海面风场环境为一级风力强度;在所述环境模型为轮机舱环境模型的情况下,所述摇摆姿态为一级摇摆姿态,所述震动幅度为二级震动幅度且不设置所述海面风场环境;其中:所述二级摇摆姿态的摇摆幅度大于所述一级摇摆姿态、所述二级震动幅度的震动力度大于所述一级震动幅度且所述二级风力强度的吹风力度大于所述一级风力强度。

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述海上环境模拟平台包括:船用地板,用于提供船舶的地面环境;

纵向摇动组件,与所述船用地板接触连接,用于提供及调整纵向摇动幅度;

横向摇动组件,与所述船用地板接触连接,用于提供以及调整横向摇动幅度;

震动组件,与所述船用地板接触连接,用于提供以及调整震动幅度;

多个风机,设置于所述船用地板的一侧,用于模拟所述海上风场环境;

控制器,与所述纵向摇动组件、所述横向摇动组件、所述震动组件、所述风机以及所述教学控制设备连接,用于按照所述动作模拟方式分别对所述纵向摇动组件、所述横向摇动组件、所述震动组件和所述风机进行控制。

6.一种基于虚拟现实交互的航海英语培训方法,其特征在于,所述方法包括:根据选取的场景渲染方案输出控制信号,所述场景渲染方案包括与多个位置的船舶结构分别对应的环境模型;所述控制信号用于控制教学控制设备中的教师端、学生端均按照所述环境模型播放虚拟场景,所述虚拟场景包括用于指示所述学生端进行对应的口语训练的第一场景;

在口语训练过程中获取所述虚拟现实设备中学生端应答的声音信息,并对所述声音信息进行分析得到口语发音评价结果。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一场景包括按照预设时间间隔分别提示的所述环境模型中的各个环境元素的名称,所述对所述声音信息进行分析得到口语发音评价结果的步骤包括:响应于对于任一所述环境元素的名称提示完成,获取所述声音信息;

提取所述声音信息中的声纹特征;所述声纹特征用于指示所述声音信息的口语标准程度;

对所述声纹特征进行预处理以去除噪声干扰;

将所述环境元素的名称对应的预存的声纹特征与预处理后的声纹特征进行对比分析;

按照所述预存的声纹特征与所述预处理后的声纹特征的符合度由低到高,对所述声音信息由低到高进行对应打分得到的第一分值结果;

将所述第一分值结果输出为所述口语发音评价结果。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

采集所述任一所述环境元素的名称提示完成直至获取到所述声音信息的应答时间;

按照预设的时间长度由长到短对所述应答时间由低到高进行对应打分得到第二分值结果;

为所述第一分值结果分配预设的第一权重,并为所述第二分值结果分配预设的第二权重;

基于所述第一分值结果、所述第一权重、所述第二分值结果和所述第二权重进行加权计算得到第三分值结果;

将所述口语发音评价结果更新为所述第三分值结果。

9.一种基于虚拟现实交互的航海英语培训装置,其特征在于,所述装置包括:控制单元,用于根据选取的场景渲染方案输出控制信号,所述场景渲染方案包括与多个位置的船舶结构分别对应的环境模型;所述控制信号用于控制教学控制设备中的教师端、学生端均按照所述环境模型播放虚拟场景,所述虚拟场景包括用于指示所述学生端进行对应的口语训练的第一场景;

评价单元,用于在口语训练过程中获取所述虚拟现实设备中学生端应答的声音信息,并对所述声音信息进行分析得到口语发音评价结果。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求6‑9任一项所述的方法的步骤。