(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210862110.3 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 南京极域信息科技有限公司 地址 211100 江苏省南京市江宁开发区苏 源大道62号13 01室 （江宁开发区） (72)发明人 高诚诚　 (74)专利代理 机构 深圳市创富知识产权代理有 限公司 4 4367 专利代理师 潘霞 (51)Int.Cl. G09B 5/00(2006.01) H04N 5/225(2006.01) H04N 5/232(2006.01) H04N 5/372(2011.01) H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 一种理化 生实验考试智能操作平台 (57)摘要 本发明公开了一种理化生实验考试智能操 作平台， 包括机电传动系统、 图像采集系统、 终端 控制系统和与终端控制系统通信连接的电脑终 端； 所述机电传动系统包括至少两个机电传动模 块； 所述图像采集系统包括至少两个图像采集模 块； 所述终端控制系统与图像采集模块通信连接 时， 用于实时接收、 读取并处理图像采集系统获 得的图像数据和各种事件数据。 该理化生实验考 试智能操作平台通过电脑终端可 以快速、 高效、 精准地调整摄像头到指定的拍摄位置和角度， 若 摄像头拍摄位置和角度准确， 能够解析对应视频 的多个摄像头的空间三维坐标并进行保存， 下次 可直接使用该位置， 大大降低了摄像头位置和角 度调整耗费的时间、 人力和物力。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115273567 A 2022.11.01 CN 115273567 A 1.一种理化生实验考试智能操作平台， 其特征在于： 包括机电传动系统、 图像采集系 统、 终端控制系统和与终端控制系统通信连接的电脑终端； 所述终端控制系统分别与机电传动系统、 图像采集系统之间通信连接； 所述机电传动系统用于实时调整图像采集系统的角度和位置； 所述终端控制系统包括主芯片， 所述终端控制系统还包括高级图像识别和分析模块， 所述高级图像识别和分析模块用于实时检测图像采集模块当前拍摄的画面是否有异物阻 挡， 或者分析图像采集模块的距离位置是否合 适； 所述终端控制系统与图像采集系统通信连接时， 用于实时接收、 读取并处理图像采集 系统获得的图像数据和各种事件数据， 并发出相应的指令信号返回给图像采集系统， 使图 像采集系统做出相应的处 理动作； 所述图像采集系统包括至少两个图像采集模块， 所述图像采集模块与终端控制系统之 间通信连接， 所述图像采集模块与机电传动模块的数量相同， 且每个图像采集模块均安装 在对应的六轴机 械手臂的前端头 部； 每个图像采集模块采集到的图像内容都可以通过终端控制系统的主芯片进行压缩编 码并保存， 随着保存的还有对应拍摄该组视频的每 个图像采集模块的空间三维坐标； 所述终端控制系统与机电传动系统通信连接时， 用于根据电脑终端实时设置的空间三 维坐标或者空间维度的偏转角度来实时操控机电传动系统， 并通过机电传动系统将图像采 集系统精准的传送至指 定位置， 所述 终端控制系统用于对图像采集系统所 处的指定位置进 行保存。 2.根据权利要求1所述的一种理化生实验考试智能操作平台， 其特征在于： 所述机电传 动系统包括至少 两个机电传动模块， 所述机电传动模块与终端控制系统之间通信连接， 每 个所述机电传动模块均包括六轴机 械手臂。 3.根据权利要求1所述的一种理化生实验考试智能操作平台， 其特征在于： 所述终端控 制系统与机电传动系统通信连接时， 用于根据电脑终端实时设置的空间三维坐标或者空间 维度的偏转角度来实时操控各个机电传动系统上六轴机械手臂的移动或偏转， 从而各个六 轴机械手臂将各个图像采集模块分别精准的传送至指定位置 。 4.根据权利要求2所述的一种理化生实验考试智能操作平台， 其特征在于： 所述机电传 动模块与图像采集模块之间通过RS232总线通信连接 。 5.根据权利要求1所述的一种理化生实验考试智能操作平台， 其特征在于： 所述图像采 集模块包括感光器件、 FPGA芯片、 补光LED和DDR， 所述感光器件为感光传感器， 即CCD   Sensor， 用于感光； 所述FPGA芯片用于处理图像数据、 各种事件数据和与终端控制系统通 信； 所述D DR为DDR内存， 即D DR Memory； 所述D DR通过DMA与终端控制系统进行信息交 互。 6.根据权利要求5所述的一种理化生实验考试智能操作平台， 其特征在于：  所述感光 传感器的型号包括So ny ICX412。 7.根据权利要求1所述的一种理化生实验考试智能操作平台， 其特征在于：  所述主芯 片的型号包括 NXP imx6d。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115273567 A 2一种理化生实验考试智能操作平台 技术领域 [0001]本发明涉及一种理化 生实验考试智能操作平台。 背景技术 [0002]全国范围内已有不同省市地区逐步开展了中学理化生实验操作考试。 目前使用的 考评系统都是通过一到两个摄像头从 固定角度拍摄下学生实验过程的录像， 后期再组织专 业教师观看录像进行评审。 这种临时过渡性的方案需要耗费大量的教师人力 资源， 所以行 业内厂商都在探索利用人工智能(AI)进行实验录像的评审。 [0003]人工智能进行实验录像的评审， 主要依赖图像识别技术， 尤其是 图像中的物体识 别， 连续图像中的行为识别等。 在前期建立和训练人工智能模 型的过程中， 需要获取大量的 实验视频， 要求有从不同角度、 距离、 光线环境 等拍摄的实验步骤视频。 [0004]目前理化生实验考试智能操作平台， 调整摄像头角度和距离往往需要人工手动介 入， 不能做到快速、 精 准、 灵活、 高频次地调整， 更无法做到多摄像头联动调整拍摄角度和距 离。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种理化生实验考试智能操作平台， 能够快速、 高效、 精准 地调整摄像头到指定的拍摄位置和角度； 自动寻找最佳拍摄位置和角度， 自动调整符合要 求的光照环境， 以解决上述背景技 术中提出的问题。 [0006]为实现上述目的， 本 发明提供如下技术方案： 一种理化生实验考试智能操作平台， 包括机电传动系统、 图像采集系统、 终端控制系统和与终端控制系统通信连接的电脑终端； 所述终端控制系统分别与机电传动系统、 图像采集系统之间通信连接； 所述机电传动系统用于实时调整图像采集系统的角度和位置； 所述终端控制系统与图像采集系统通信连接时， 用于实时接收、 读取并处理图像 采集系统获得 的图像数据和各种事件数据， 并发出相 应的指令信号返回给图像采集系统， 使图像采集系统做出相应的处 理动作； 所述终端控制系统与机电传动系统通信连接时， 用于根据电脑终端实时设置的空 间三维坐标或者空间维度的偏转角度来 实时操控机电传动系统， 并通过机电传动系统将图 像采集系统精准的传送至指定位置， 所述终端控制系统用于对图像采集系统所 处的指定位 置进行保存。 [0007]优选的， 所述机电传动系统包括至少两个机电传动模块， 所述机电传动模块与终 端控制系统之间通信连接， 每 个所述机电传动模块均包括六轴机 械手臂。 [0008]优选的， 所述图像采集系统包括至少两个图像采集模块， 所述图像采集模块与终 端控制系统之间通信连接， 所述图像采集模块与机电传动模块的数量相同， 且每个图像采 集模块均安装在对应的六轴机 械手臂的前端头 部。 [0009]优选的， 所述终端控制系统与机电传动系统通信连接时， 用于根据电脑终端实时说　明　书 1/4 页 3 CN 115273567 A 3