一种VR全息教学管理系统

本发明涉及全息教学，具体涉及一种vr全息教学管理系统。

背景技术：

1、全息投影，是指利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像。利用全息投影技术制作的虚拟现实沉浸式体验，可以将实景中无法看到的景象以全息图的形式投射出来，具有真实和虚幻结合、身临其境且信息丰富、交互性强等特点，这种显示技术具有很高的仿真度，可以让观众感觉就像真的在现场一样。

2、基于全息投影技术的高仿真性，全息投影技术已经广泛应用在教学领域了，学生使用穿戴设备下载全息影像资源进行学习，然而全息影像资源在摄影的过程产生的数据可能包含客户的敏感信息，如面部特征等，为防止数据泄露，应加强数据传输和存储的加密措施，并确保只有授权人员能够访问和处理数据；

3、目前针对影像资源的安全保护是对预下载学生用户进行安全验证，采用声纹、虹膜和面部等多种方式对预下载学生用户的身份进行安全验证，由全息管理平台进行身份安全验证，然而传递的数据在网络传输过程中存在着被第三方劫持，并恶意修改关键参数信息的风险；

4、现有的一种vr全息教学管理系统在对预下载学生用户的身份验证信息进行传输的过程中对其使用私钥进行加密，这样方式在网络传输过程中，如果密钥也同时需要传输，那么数据和密钥有可能被他人截获，且一端泄露了密钥都有可能造成第三方直接获取到解密后的身份信息验证数据，最终造成数据不安全的问题；

5、为了解决上述问题，本发明提出了一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种vr全息教学管理系统，目的是为了解决现有技术中，对预下载用户的身份验证信息进行传输的过程中直接对加密后的身份验证信息进行密钥加密，如果密钥被截获，将直接导致用户的身份信息泄露导致数据不安全的问题；

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种vr全息教学管理系统，包括：

4、全息存储模块，对当前预访问全息教学平台的全息学生用户的身份信息数据进行采集，所述全息学生用指代的是穿戴vr设备的学生用户；

5、所述身份信息数据包括全息学生用户键入用以登录全息教学平台的账号名称、账号密码、当前该全息学生用户的登录坐标数据和其对应的记录时间，所述当前该全息学生用户的登录坐标数据包括当前该全息学生用户键入用以登录全息教学平台的账号名称和账户密码时刻的该全息学生用户所在位置的经度和纬度；

6、全息存储模块，存储有全息学生用户的激活坐标数据、所有历史登录坐标数据和其对应的记录时间，所述该全息学生用户的激活坐标数据中包括激活vr设备所在位置的经度和纬度；

7、信息安全模块，保证当前预访问全息教学平台的全息学生用户的账户密码传输的安全，所述信息安全模块基于当前该全息学生用户的身份信息数据、激活坐标数据、所有历史登录坐标和其对应的记录时间生成当前该全息学生用户的拟化验证数据，所述拟化验证数据包括当前该全息学生用户的拟化区域图像、键入的用以登录全息教学平台的账号名称和当前该全息学生用户的登录坐标数据；

8、所述全息教学平台，用以向已经通过身份认证的全息学生用户提供全息教学服务，所述全息教学平台包括拟化验证单元，所述拟化验证单元基于当前该全息学生用户的拟化区域图像获取当前该全息学生用户的登录密码并对其进行一致性校验。

9、进一步的，所述信息安全模块生成当前该全息学生用户拟化区域图像的具体生成规则如下：

10、s11：获取当前预访问全息教学平台的全息学生用户身份信息数据中携带的当前该全息学生用户的登录坐标数据中的经度和纬度，将其重新标定为当前该全息学生用户的协助基础坐标，标记为p1(a1,b1)，所述a1、b1分别为当前该全息学生用户所在位置的纬度和经度；

11、s12：获取当前该全息学生用户的激活坐标数据中的经度和纬度并将其重新标定为当前该全息学生用户的辅助基础坐标，标记为p2（a2，b2），所述a2、b2分别为当前该全息学生用户穿戴的vr设备激活所在位置的纬度和经度；

12、s13：基于当前该全息学生用户的协助基础坐标和辅助基础坐标，在卫星地图上计算获取其直线距离，标记为c1；

13、s14：将c1和d1、d2进行大小比较获取当前该全息学生用户的位置修正坐标f1(a3,b3)；

14、s15：获取当前该全息学生用户的所有历史登录坐标数据和其对应的记录时间，并按照历史登录坐标数据对应的记录时间距离当前时刻的远近顺序，将所述的历史登录坐标数据中的经度和纬度重新标定为当前该全息学生用户的未筛选布局基础坐标，标记为i1(g1,h1)、i2(g2,h2)、...、ii(gi,hi)，i≥1；

15、s16：按照一定的筛选规则对当前该全息学生用户的所有未筛选布局基础坐标进行筛选获取所有的布局基础坐标j1、j2、...、jj；

16、s17：按照一定的计算获取规则计算获取当前该全息学生用户的所有布局基础坐标l1、l2、...、ll；

17、s18：按照一定的拟化偏向规则计算获取布局基础坐标l1、l2、...、ll对应的拟化偏向坐标u1、u2、...、ul；

18、s19：依据位置修正坐标f1、拟化偏向坐标u1、u2、...、ul、协助基础坐标p1的经度和纬度找出其在卫星地图上对应的点，并将这些点在卫星地图上按照位置修正坐标f1、拟化偏向坐标u1、u2、...、ul、协助基础坐标p1、位置修正坐标f1的顺序进行联立构成图形，获取卫星地图上该图形圈定的区域并使用快照技术生成当前该全息学生用户的拟化区域图像。

19、进一步的，所述s14获取当前该全息学生用户的位置修正坐标f1(a3,b3)的具体获取步骤如下：

20、s141：若c1≥d1，利用公式e1=(c1-d1)×α1计算获取当前该全息学生用户的辅助基点距离e1，并依据其在卫星地图上基于协助基础坐标p1和辅助基础坐标p2联立的直线上获取当前该全息学生用户的位置修正坐标，标记为f1(a3, b3)；

21、则当前该全息学生用户的位置修正坐标f1满足特性：在卫星地图上基于当前该全息学生用户的位置修正坐标f1和协助基础坐标p1联立的直线与基于协助基础坐标p1和辅助基础坐标p2联立的直线存在部分线段重合，且重合的部分线段的长度为e1；

22、s142：若c1≤d2，利用公式e1=c1+（d2-c1）×α2计算获取当前该全息学生用户的辅助基点距离e1，并依据其在卫星地图上基于协助基础坐标p1和辅助基础坐标p2联立的直线上获取当前该全息学生用户的位置修正坐标，标记为f1(a3,b3)；

23、则当前该全息学生用户的位置修正坐标f1满足特性：在卫星地图上基于当前该全息学生用户的位置修正坐标f1和协助基础坐标p1联立的直线与基于协助基础坐标p1和辅助基础坐标p2联立的直线存在部分线段重合，且重合的部分线段的长度为c1，所述α1、α2分别为预设的距离修正因子，所述d1、d2分别为预设的直线距离分向修正最大和最小阈值。

24、进一步的，所述s16，对当前该全息学生用户的所有未筛选布局基础坐标进行筛选获取所有的布局基础坐标j1、j2、...、jj的具体筛选规则如下：

25、s161：在卫星地图上依次计算获取未筛选布局基础坐标i1和i2、i2和i3、...、ii-1和ii的直线距离，标记为k1、k2、...、ki-1；

26、s162：将k1和d3进行大小比较，若k1≤d3，则不做任何处理，反之则将未筛选布局基础坐标i1、i2重新标定为布局基础坐标，标记为j1、j2；

27、s163：按照s161到s162依次将k1、k2、...、ki-1和d3进行大小比较，获取所有布局基础坐标，并按照布局基础坐标对应的记录时间距离当前时刻的远近顺序，依次将所有的布局基础坐标标记为j1、j2、...、jj,1≤j≤i，所述d3为预设筛选距离比较阈值。

28、进一步的，所述s17，计算获取当前该全息学生用户的所有布局基础坐标l1、l2、...、ll的具体计算规则如下：

29、s171：按照当前该全息学生用户键入的用以登录全息教学平台的账号密码中字符的先后循序依次将其内的字符标记为k1、k2、...、kk；

30、s172：若k>j，利用公式n1=k-j计算获取当前该全息学生用户预填补布局基础坐标的数量n；

31、s173：分别获取位置修正坐标f1和布局基础坐标j1、布局基础坐标j1和布局基础坐标j2、...、布局基础坐标jj-1和布局基础坐标jj在卫星地图上的直线距离并获取其总和，标记为n1；

32、分别计算获取协助基础坐标p1和布局基础坐标j1、布局基础坐标j1和布局基础坐标j2、...、布局基础坐标jj-1和布局基础坐标jj在卫星地图上的直线距离并获取其总和，标记为n2；

33、s174：利用公式oo=n1+o×β1×计算获取预填补布局基础坐标的在卫星地图上的第一拟化线段长度oo；利用公式qo= n2+o×β2计算获取预填补布局基础坐标的在卫星地图上的第二拟化线段长度qo，所述o的取值为1到n；

34、s175：分别将当前该全息学生用户的协助基础坐标p1和位置修正坐标f1作为三角形的两个顶点，将第一拟化线段长度o1和第二拟化线段长度q1分别作为三角形的两条边的长度，在卫星地图上确定该三角形对应的第三个顶点的坐标，将第三个点的坐标作为当o=1时对应的填补布局基础坐标，将其重新标定为布局基础坐标，标记为jj+1；这里需要注明的是，三角形中协助基础坐标p1和第三个顶点的直线距离为o1；

35、s176：按照s175，计算获取当o=1、o=2、...、o=n时对应的布局基础坐标ji+1、ji+2、...、ji+n，将布局基础坐标j1、j2、...、jj、ji+1、ji+2、...、ji+n重新标记为l1、l2、...、ll，1≤l≤i+n；

36、s177：反之，则依据k在布局基础坐标j1、j2、...、jj中截取前k个布局基础坐标j1、j2、...、jk，将其重新标定为l1、l2、...、ll，1≤l≤k。

37、进一步的，所述s18，计算获取布局基础坐标l1、l2、...、ll对应的拟化偏向坐标u1、u2、...、ul的具体拟化偏向规则如下：

38、s181：参照ascii码表获取字符k1、k2、...、kk对应的码值，将其标记为m1、m2、...、mk；

39、获取布局基础坐标l1、l2、...、ll的经度和纬度，分别标记为r1、r2、...、rl和t1、t2、...、tl；

40、s182：利用公式r1=m1×λ1+r1计算获取布局基础坐标l1的拟化偏向经度，利用公式r2=m1×λ2+r2计算获取布局基础坐标l1的拟化偏向纬度依据其布局基础坐标l1对应的拟化偏向坐标u1，所述λ1、λ2分别为预设的拟化偏向经度和纬度调整因子；

41、s183：按照s181到s182计算获取布局基础坐标l1、l2、...、ll对应的拟化偏向坐标u1、u2、...、ul。

42、进一步的，所述激活坐标数据是激活vr设备时，由vr设备获取并存储的。

43、进一步的，所述当前该预全息学生用户登录坐标数据对应的记录时间指代的是获取该全息学生用户所在位置的经度和纬度的时刻；所述全息学生用户所在位置的经度和纬度是以其穿戴的vr设备的位置为基准。

44、进一步的，所述全息学生用户的账号密码是由大小写字母、数字和特殊符号组成的10-16位字符。

45、进一步的，所述vr设备为vr眼镜。

46、进一步的，所述全息教学平台还包括全息服务单元，所述全息服务单元中存户有提前录制供给全息学生用户进行下载观看的全息影像资源。

47、本发明的有益效果：

48、本发明通过设置全息学生模块对当前预访问全息教学平台的全息学生用户的身份信息数据进行采集，信息安全模块基于当前预访问全息教学平台的全息学生用户的身份信息数据和其对应的历史登录坐标数据和激活坐标数据生成的该全息学生用户的拟化区域图像，一方面传输拟化区域图像，尽可能消除全息学生用户登录密码的隐藏痕迹的同时，将三方破解的方向导向别处，提高了密码传输过程中的安全，另一方面，拟化区域图像是基于全息学生用户每次的登录地点，具有动态不重复性，使三方无法基于多个拟化区域图像查找其生成规律，进一步保证了全息影像数据的安全；

49、本发明通过拟化认证单元基于当前全息学生用户的拟化区域图像提取其对应的登录密码对其身份进行认证，提高了全息学生用户的身份认证的可靠性。