一种初级教育智能化互动装置及方法与流程

本发明涉及教育互动设备技术领域，更具体的说是涉及一种初级教育智能化互动装置及方法。

背景技术：

目前，针对用户使用的初级教育设备通常是智能平板设备或手机，在使用时，都需要人为唤醒装置，且需要手动选择或利用语音互动的形式才能打开想要学习的界面。

但是，手动选择学习界面的方法对于一些刚接触电子设备的用户来说，这些设备的内容过于繁杂，在加上用户识字能力不是很强，因而很难根据设备显示内容自主选择出想要学习的内容，影响正常使用学习；语音互动形式选择学习界面的方法对于一些正在学习说话的用户来说，他们的表达能力并不是很强，且吐字发音也不是很标准，因而上传到设备后识别率低，造成答非所问，无法与设备进行有效的互动，也不利于引导用户自主学习，所以，这两种方法对于年龄较小的用户，大多都需要在家长的帮助下，点开要学习的界面。

因此，如何设计一种方便用户自主学习使用的初级教育智能化互动装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种初级教育智能化互动装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种初级教育智能化互动装置，包括：主体，所述主体内包括：自动唤醒模块、人机交互模块、显示模块、存储模块、电源模块以及接口模块；

其中，

所述自动唤醒模块用于当检测到有人脸朝向所述主体时自动唤醒装置；

所述人机交互模块用于识别用户状态，匹配相应互动指令并做出相应的执行操作；

所述显示模块用于根据所述执行操作显示相应界面；

所述存储模块用于存储相应用户状态的指令信息；

所述电源模块用于为装置提供电源；

所述接口模块包括电源接口以及usb接口，所述电源接口用于连接外部电源，所述usb接口用于与其他设备数据传输。

优选的，所述自动唤醒模块还包括：第一监测单元、第一判断单元、第一执行单元；

其中，

所述第一监测单元用于监测当前场景中人脸特征信息；

所述第一判断单元用于根据所述人脸特征信息判断是否存在朝向所述主体的用户，若存在，则发出启动指令信息；

所述第一执行单元用于根据所述启动指令信息唤醒装置。

优选的，所述人机交互模块还包括：语音提示单元、语音识别单元、第二监测单元、第二判断单元以及第二执行单元；

其中，

所述语音提示单元用于向用户发出语音提示；

所述语音识别单元用于识别用户回复并做出相应的执行操作；

所述第二监测单元用于监测当前场景中用户状态指令信息；

所述第二判断单元用于根据所述用户状态指令信息与所述存储模块中相应用户状态指令信息进行匹配；

所述第二执行单元用于根据所述匹配结果做出相应的执行操作。

优选的，用户状态指令信息包括：用户手势信息、用户头部状态信息。

另一方面，一种初级教育智能化互动方法，包括以下步骤：

s10：通过所述自动唤醒模块检测是否存在朝向所述主体的用户，若存在，则通过所述自动唤醒模块启动装置，所述人机交互模块启动语音询问；

s20：用户根据语音询问内容进行语音回复，所述人机交互模块识别用户语音回复，若识别成功则做出相应的执行操作，若识别失败则进行用户状态指令识别；

s30：当所述用户状态指令识别成功后，通过所述显示模块显示用户所需界面。

优选的，所述步骤s10具体包括以下步骤：

s11：所述第一监测单元监测当前场景中人脸特征信息；

s12：所述第一判断单元根据所述人脸特征信息判断是否存在朝向主体的用户，若存在，则发出启动指令信息；

s13：所述第一执行单元根据所述启动指令信息启动装置。

优选的，所述步骤s20具体包括以下步骤：

s21：所述语音提示单元向用户发出语音提示；

s22：所述语音识别单元识别用户语音回复，若语音识别成功，则做出相应的执行操作，若语音识别失则通过所述第二监测单元进行用户状态指令识别；

s23：所述第二判断单元根据所述用户状态指令信息与所述存储模块中相应用户状态指令信息进行匹配；

s24：所述第二执行单元根据所述匹配结果做出相应的执行操作。

优选的，所述用户状态指令信息包括：用户手势信息、用户头部状态信息。

优选的，在所述步骤s10中，所述距离调整单元实时监测用户与所述主体之间距离，提醒用户在最佳范围内使用装置；所述重力调整单元使显示界面能随装置中心的变化而发生角度变化，使界面与用户保持同一方向。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种初级教育智能化互动装置及方法，具有显著的技术效果：

1.本发明具有自动唤醒功能，可以实现当用户想要使用本装置时，面向装置就可以自动唤醒装置，无需用户自己开机；

2.本发明人机交互模块不仅可以实现语音互动，当语音识别失败时，还可以通过采集用户状态信息，帮助用户找到自己想学习的内容并显示，无需家长指导就可以自主完成学习；

3.本发明具有距离检测，实时提醒用户在最佳范围内使用装置，保护用户视力；

4.本发明显示界面可以跟随装置中心变化而发生角度变化，是界面与用户方向始终保持一致，方便用户使用。

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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图。

在图1中：1-主体、2-自动唤醒模块、3-人机交互模块、4-显示模块、5-存储模块、6-电源模块、7-接口模块、21-第一监测单元、22-第一判断单元、23-第一执行单元、31-语音提示单元、32-语音识别单元、33-第二监测单元、34-第二判断单元、35-第二执行单元；

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。

参见附图1所示，本发明实施例公开了一种初级教育智能化互动装置，包括：主体1，主体1内包括：自动唤醒模块2、人机交互模块3、显示模块4、存储模块5、电源模块6以及接口模块7；

其中，

自动唤醒模块2用于当检测到有人脸朝向所述主体时自动唤醒装置；

人机交互模块3用于识别用户状态，匹配相应互动指令并做出相应的执行操作；

显示模块4用于根据执行操作显示相应界面；

存储模块5用于存储相应用户状态的指令信息；

电源模块6用于为装置提供电源；

接口模块7包括电源接口以及usb接口，电源接口用于连接外部电源，usb接口用于与其他设备数据传输。

在一个具体实施例中，自动唤醒模块2还包括：第一监测单元21、第一判断单元22、第一执行单元23；

其中，

第一监测单元21用于监测当前场景中人脸特征信息；

第一判断单元22用于根据人脸特征信息判断是否存在朝向主体1的用户，若存在，则发出启动指令信息；

第一执行单元23用于根据启动指令信息唤醒装置。

在一个具体实施例中，人机交互模块3还包括：语音提示单元31、语音识别单元32、第二监测单元32、第二判断单元34以及第二执行单元35；

其中，

语音提示单元31用于向用户发出语音提示；

语音识别单元32用于识别用户回复并做出相应的执行操作；

第二监测单元33用于监测当前场景中用户状态信息；

第二判断单元34用于根据用户状态指令信息与存储模块中相应用户状态指令信息进行匹配；

第二执行单元35用于根据匹配结果做出相应的执行操作；

在一个具体实施例中，用户状态信息包括：用户手势信息、用户头部状态信息。

在一个具体实施例中，主体1内还包括：距离调整单元以及重力调整单元。

另一方面，公开了一种初级教育智能化互动方法，包括以下步骤：

s10：通过自动唤醒模块2检测是否存在朝向主体的用户，若存在，则通过自动唤醒模块2启动装置，人机交互模块启动语音询问；

s20：用户根据语音询问内容进行语音回复，人机交互模块3识别用户语音回复，若识别成功则做出相应的执行操作，若识别失败则进行用户状态指令识别；

s30：当用户状态指令识别成功后，通过显示模块4显示用户所需界面。

在一个具体实施例中，步骤s10具体包括以下步骤：

s11：第一监测单元21监测当前场景中人脸特征信息；

s12：第一判断单元22根据人脸特征信息判断是否存在朝向主体的用户，若存在，则发出启动指令信息；

s13：第一执行单元23根据启动指令信息启动装置。

在一个具体实施例中，步骤s20具体包括以下步骤：

s21：语音提示单元31向用户发出语音提示；

s22：语音识别单元32识别用户语音回复，若语音识别成功，则做出相应的执行操作，若语音识别失则通过第二监测单元33进行用户状态指令识别；

s23：第二判断单元34根据用户状态指令信息与存储模块中相应用户状态指令信息进行匹配；

s24：第二执行单元35根据匹配结果做出相应的执行操作。

在一个具体实施例中，用户状态指令信息包括：用户手势信息、用户头部状态信息。

在一个具体实施例中，在步骤s10中，距离调整单元实时监测用户与主体之间距离，提醒用户在最佳范围内使用装置；重力调整单元使显示界面能随装置中心的变化而发生角度变化，使界面与用户保持同一方向。

本发明具体工作原理：当第一检测模块11检测到人脸朝向主体1时，通过自动唤醒模块2自动唤醒装置，语音提示单元31发出是否需要进入第一学习界面的询问消息，用户根据语音询问消息进行语音回复，语音识别单元32识别用户的语音回复，若语音识别成功，则根据用户回复内容通过第二执行单元35作出相应执行操作；若语音识别失败，则通过第二监测单元33进行用户状态指令识别，根据识别出来的用户手势或者点头/摇头状态，判断是否进入第一学习界面，若是则进入，若不是，则继续发出是否进入第二学习界面的语音提示，直至帮助用户找到所需界面并完成学习。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种初级教育智能化互动装置及方法，具有显著的技术效果：

1.本发明具有自动唤醒功能，可以实现当用户想要使用本装置时，面向装置就可以自动唤醒装置，无需用户自己开机；

2.本发明人机交互模块不仅可以实现语音互动，当语音识别失败时，还可以通过采集用户状态信息，帮助用户找到自己想学习的内容并显示，无需家长指导就可以自主完成学习；

3.本发明具有距离检测，实时提醒用户在最佳范围内使用装置，保护用户视力；

4.本发明显示界面可以跟随装置中心变化而发生角度变化，是界面与用户方向始终保持一致，方便用户使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。