一种基于VR技术的防作弊远程考试设备及其使用方法与流程

一种基于vr技术的防作弊远程考试设备及其使用方法
技术领域
1.本发明涉及vr技术领域，特别涉及一种基于vr技术的防作弊远程考试设备及其使用方法。


背景技术：

2.目前在线考试系统基本上基于电脑，利用电脑与摄像头实现一定程度的实名验证以及防作弊监控。但是由于基于电脑的考试模式无法有效的监控考试人的整个环境，导致在真实考试场景中，监考覆盖面不全，存在考试人通过验证后让作弊人替考以及利用电脑监控的视觉死角进行作弊的问题，因此目前市面上的在线考试系统还无法应用到监考要求高的考试，或者通过将在线考试系统与现场环境人工监控结合的机考形式来进行，这种基于电脑的在线考试技术并没有有效解决远程考试的问题。
3.现在也有基于vr眼镜设备的考试产品，但是目前基于vr眼镜的在线考试技术仅利用了vr的特点，解决了考试中屏蔽视觉感知仿作弊的问题。但是依然存在如何检测考试人本人参考的问题，以及基于vr的视觉焦点交互不适合考试频繁输入答题场景的核心问题。所以目前的基于vr眼镜的在线考试技术在实际考试场景中并不实用。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于vr技术的防作弊远程考试设备及其使用方法。
5.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种基于vr技术的防作弊远程考试设备，包括vr眼镜模块、眼球识别模块、蓝牙连接模块、usb数据接口模块，
7.所述vr眼镜模块包括外显提示屏、手机卡槽、vr镜片、眼镜外框、吸音耳机；外显提示屏由显示屏与外框组成，通过螺丝与手机卡槽固定连接，所述手机卡槽底部设有开关与外显提示屏关联；vr镜片嵌入在手机卡槽中，以实现vr效果观看手机中的vr格式内容；眼镜外框为各组件的组装框架，实现将包括vr眼镜模块与眼球识别模块组装一起并实现vr浏览效果；吸音耳机通过链接带与眼镜外框链接；
8.所述眼球识别模块通过眼镜外框架嵌入在设备中，由镜头模组、处理器板、网络接口组成，所述镜头模组由滤光片、光学镜头、影像传感器组成，实现对用户的眼球信息捕捉；所述处理器电路板为处理影像以及编码的cup芯片，实现将镜头捕捉的眼球信息转化成图像特征编码；
9.所述网络接口是眼球识别模块与vr设备之间进行信息处理的接口，实现将cup处理候的图像特征编码通过网络接口从vr设备传输到云端服务器；
10.所述蓝牙连接模块也通过眼镜外框架嵌入在设备中，蓝牙连接模块主要通过蓝牙芯片与插入的手机的蓝牙连接，实现vr眼镜设备与手机之间的网络与数据传输；通过蓝牙连接模块将设备的信息通过手机的网络传输到云端服务器；
11.所述usb数据连接口模块用于连接vr考试设备与外置设备，所述外置设备包括鼠标、键盘、手柄，通过usb数据连接口模块实现利用外接的鼠标、键盘在vr视觉界面中进行鼠标键盘的交互操作。
12.进一步，所述外显提示屏上用于显示工作状态，所述工作状态包括“准备考试”“考试中，请勿打扰”。
13.进一步，所述手机卡槽底部的开关在未插入手机时，开关为关闭状态，当插入手机后，开关自动开启。
14.进一步，所述设备信息包括眼球识别模块相关信息、数据连接接口传输的信息。
15.进一步，所述usb数据连接口模块支持有线与无线。
16.进一步，所述蓝牙连接模块通过wifi连接或手机数据线的连接方式实现vr设备与手机的数据连接。
17.一种基于vr技术的防作弊远程考试设备的使用方法，包括以下步骤：
18.步骤1：通过usb数据连接口模块将鼠标、键盘、手柄等外置设备进行连接，方便后续在将vr视觉界面中进行交互操作；
19.步骤2：vr设备上的蓝牙连接模块与手机上的蓝牙连接，然后放置在手机卡槽内；
20.步骤3：考生佩戴好vr眼镜，通过眼镜外框上的眼球识别模块，虹膜图像转译编码进行特征提取，与数据库进行对比，确定是否为考生本人；
21.步骤4：核实正确后，向云端服务器发送考试请求；
22.步骤5：通过手机卡槽底部的开关与外显提示屏关联，获取考生的考试状态，“准备考试”或者“考试中，请勿打扰”；
23.步骤6：接收云端服务器所发送的考试内容，并基于虚拟显示场景显示考试内容，通过外置设备进行作答。
24.本发明的有益效果为：本发明在vr眼镜的基础上增加了瞳孔识别与眼球捕捉技术，实现了在使用vr眼镜考试过程中对考试人的身份验证以及考试过程中的考试行为追踪；支持外接设备的技术，本技术可以通过usb接口实现vr眼镜与鼠标、键盘、手柄等外接设备连接，从而通过鼠标、键盘的交互实现在vr技术中的鼠标与键盘输入交互控制。有效解决了目前远程在线考试系统无法有效避免替考、多人协助作弊等合规监管问题；解决了目前基于vr眼镜的互动交互不适用做答题的考试与教学场景问题。
附图说明
25.图1为本发明的设备结构爆炸示意图；
26.图2为本发明的设备结构示意图；
27.图3为本发明的设备使用状态示意图；
28.图4为本发明的眼球识别模块的结构图；
29.图5为本发明的眼球识别技术流程图；
30.图6为本发明的信息交互结构图；
31.附图标记对照表：
32.1、外显提示屏，2、手机卡槽，3、手机，4、vr镜片，5、眼球识别模块，6、眼镜外框，7、蓝牙连接模块，8、usb数据连接口模块，9、吸音耳机。
具体实施方式
33.下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
34.需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
35.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，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。
36.如附图所示，一种基于vr技术的防作弊远程考试设备及其使用方法，本设备包括vr眼镜模块、眼球识别模块、蓝牙连接模块、usb数据接口模块四个部件组成(见附图1)，实际使用效果如附图2和附图3所示。以下为各个组件构成与功能说明：
37.1、vr眼镜模块包括：外显提示屏、手机卡槽、vr镜片、眼镜外框、吸音耳机组成；
38.①
外显屏由显示屏与外框组成，通过螺丝与手机卡槽固定连接；外显屏有2种状态，当手机卡槽没有手机插入时，显示未考试的提示语，例如：“准备考试”；当手机卡槽插入手机时，通过手机往下插触动切换开关，外显屏自动切换考试中的提示语，例如：“考试中，请勿打扰”。
39.②
手机卡槽为长20cm、高10cm，中间为弹性卡槽，卡槽可以完整插入手机，卡槽底部有开关与外显屏关联，在未插入手机时开关为关闭状态，当插入手机后，开关自动开启；
40.③
vr镜片嵌入在手机卡槽中，以实现vr效果观看手机中的vr格式内容；
41.④
眼镜外框为各组件的组装框架，实现将包括vr眼镜模块与眼球识别模块组装一起并实现vr浏览效果；
42.⑤
吸音耳机通过链接带与眼镜外框链接；
43.2、眼球识别模块通过眼镜外框架嵌入在设备中，由镜头模组、处理器板、网络接口组成(图4为眼球识别模块的结构图)。
44.①
镜头模组由滤光片、光学镜头、影像传感器组成，实现对用户的眼球信息捕捉；
45.②
处理器电路板为处理影像以及编码的cup芯片，实现将镜头捕捉的眼球信息转化成图像特征编码；
46.③
网络接口是眼球识别模块与vr设备之间进行信息处理的接口，实现将cup处理候的图像特征编码通过网络接口从vr设备传输到云端服务器；
47.眼球识别的技术实现流程如附图5所示；
48.3、蓝牙连接模块也通过眼镜外框架嵌入在设备中，蓝牙连接模块主要通过蓝牙芯片与插入的手机的蓝牙连接，实现vr眼镜设备与手机之间的网络与数据传输。通过蓝牙连接模块，将设备的信息，例如眼球识别模块相关信息、数据连接接口传输的信息通过蓝牙连接手机，并通过手机的网络传输到云端服务器；
49.4、数据连接口是vr考试设备与鼠标、键盘、手柄等外置设备连接的位置，以usb接口标准实现与基于usb连接标准的鼠标、键盘、手柄等外置设备连接。usb接口连接支持有线与无线。通过该数据连接实现利用外接的鼠标、键盘在vr视觉界面中进行鼠标键盘的交互操作。
50.本设备需结合手机端app应用使用，app提供vr格式内容，构建vr效果的虚拟考场与考试内容，整体信息数据交互如附图6所示；
51.本设备中蓝牙连接模块还可以通过wifi连接、手机数据线连接等方式实现vr设备与手机的数据连接。
52.以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。