一种教学管理用多媒体教学装置及教学方法

1.本公开一般涉及智能教育技术领域，具体涉及一种教学管理用多媒体教学装置及教学方法。


背景技术：

2.课堂是教育行为最常发生的地方，而教室是教学信息传递的场所，在这个指定环境内，教师的肢体动作、语音、板书、课件、讲授的使用等，加上学生的行为和语音，共同构成了信息的传递。教师可以通过学生的行为、语言了解学生对知识的掌握情况，学生通过教师的讲授学习知识，这里信息是多维度的，既包括学生图像、教师图像，也包括他们各自的语音信息。
3.为了保证课堂教学质量，高校教师经常互动，例如要求学生现场回答问题，维持课堂纪律，提醒瞌睡、走神的学生，记录学生课堂表现，无疑给教师增加了授课难度，也降低了课堂授课的连贯性，影响授课质量。因此，如何自动对每个学生的课堂表现进行科学准确的评价，具有重要的意义。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种提高授课质量，适用于室内环境的教学管理用多媒体教学装置及教学方法。
5.第一方面，本技术提供一种教学管理用多媒体教学装置，其应用于室内空间，所述室内空间内具有显示区和与所述显示区分离设置的的座位区；所述座位区包括呈阵列分布且面向所述显示区设置的座位部，所述座位部至少包括课桌且所述课桌高度相同；所述座位区上方设有安装区；
6.所述多媒体教学装置包括：
7.投影模块，所述投影模块设置在所述安装区，用于将教学信息投影至所述显示区；
8.第一采集模块，所述第一采集模块通过旋转机构安装在所述显示区顶部，所述旋转机构通过移动机构可滑动地设置在所述显示区顶部，所述旋转机构能绕第一方向旋转；所述第一采集模块用于采集所述座位区的第一图像信息；
9.第一标记模块，所述第一标记模块与所述第一采集模块相连接，所述第一标记模块用于标记所述第一图像信息中的第一特征，得到第一特征坐标集合；
10.第一运算模块，所述第一运算模块与所述第一标记模块相连接，所述第一运算模块用于逐个计算第一特征坐标集合中第一特征与课桌之间的第一间距，得到第一间距集合；所述第一运算模块还用于逐个计算第一间距集合中的第一间距与第一预设阈值之间的第一差值，得到第一差值集合；
11.处理模块，所述处理模块与所述第一运算模块相连接，所述处理模块用于遍历第一差值集合，统计第一差值集合中小于第二预设阈值的第一差值的数量，记为第一特征数量；当第一特征数量大于第三预设阈值时，所述处理模块发出第一警示信息；
12.投影模块，所述投影模块与所述处理模块的输出端通信连接；所述投影模块还用于接收第一警示信息，并投影至所述显示区。
13.根据本技术实施例提供的技术方案，还包括补偿单元；
14.所述补偿单元包括：
15.第二采集模块，所述第二采集模块设置在所述安装区，用于从俯视角度采集所述座位区第二图像信息；
16.第三标记模块，所述第三标记模块与所述第二采集模块相连接，所述第三标记模块用于标记所述第二图像信息中的第二特征，得到第二特征坐标集合；
17.处理模块，所述处理模块与所述第三标记模块相连接；所述处理模块还用于遍历第二特征坐标集合，当所述第二特征为第一状态且在第一间距集合中不存在与该第二特征对应的第一间距，则向该第二特征对应的第一间距赋予第四数值；得到新的第一间距集合。
18.根据本技术实施例提供的技术方案，所述第一运算模块，还用于计算第一间距集合中所有第一间距的均值，得到第四数值。
19.根据本技术实施例提供的技术方案，还包括：识音单元，所述识音单元包括：
20.第四采集模块，所述第四采集模块用于以预设时间间隔采集所述显示区处的第三音像信息；
21.处理模块，所述处理模块还用于判断第一特征数量大于第三预设数值时，采集与该第一特征数量对应的预设时间间隔内第三音像信息；
22.提取模块，所述提取模块用于提取第三音像信息的关键词，构成特征关键词集合。
23.第二方面，一种应用上述的教学管理用多媒体教学装置的教学方法，包括以下步骤：
24.s1：采集所述座位区的第一图像信息；所述第一图像信息由所述第一采集模块拍摄得到；
25.s2：标记所述第一图像信息中的第一特征，得到第一特征坐标集合；所述第一特征为第一图像信息中人脸轮廓的中心点坐标；
26.s3：逐个计算第一特征坐标集合中第一特征与课桌之间的第一间距，得到第一间距集合；
27.s4：逐个计算第一间距集合中的第一间距与第一预设阈值之间的第一差值，得到第一差值集合；
28.s5：遍历第一差值集合，统计第一差值集合中小于第二预设阈值的第一差值的数量，记为第一特征数量；
29.s6：当第一特征数量大于第三预设阈值时，向所述投影模块发出第一警示信息，并投影至所述显示区。
30.根据本技术实施例提供的技术方案，在得到第一间距集合之后还包括如下步骤：
31.从俯视角度采集所述座位区第二图像信息；所述第二图像信息由所述第二采集模块按预设时间间隔拍摄得到；
32.标记所述第二图像信息中的第二特征，得到第二特征坐标集合；所述第二特征包括座位使用状态，所述座位使用状态具有第一状态和第二状态；
33.遍历第二特征坐标集合，当所述第二特征为第一状态且在第一间距集合中不存在
与该第二特征对应的第一间距，则向该第二特征对应的第一间距赋予第四数值；得到新的第一间距集合。
34.根据本技术实施例提供的技术方案，计算第一间距集合中所有第一间距的均值，得到第四数值。
35.根据本技术实施例提供的技术方案，还包括如下步骤：
36.所述第一采集模块以预设时间间隔拍摄第一图像信息；
37.以预设时间间隔采集所述显示区处的第三音像信息，所述第三音像信息为：所述显示区处的音频；
38.执行步骤s2-s6，得到多个第一特征数量；
39.判断第一特征数量大于第三预设数值时，采集与该第一特征数量对应的预设时间间隔内第三音像信息；
40.提取第三音像信息的关键词，构成特征关键词集合。
41.综上所述，本技术提供一种教学管理用多媒体教学装置的具体结构。本技术通过实时采集所述座位区正向视角的第一图像信息，所述正向视角是以显示区为基准，面向座位区时，座位区所呈现的视角，并分析该正向视角下，第一图像信息中学生姿态，当学习状态处于消极状态时，其会发生倚靠桌面的状态，导致其头部与桌面间的第一间距小于第一预设阈值。本装置中通过对第一图像信息进行标记，运算，得到反映学生状态的第一差值集合。通过遍历第一差值集合，得到第一差值集合中小于第二预设阈值的第一差值的数量，即为第一特征数量，当第一特征数量大于第三预设阈值时，所述处理模块发出第一警示信息；所述第一警示信息可为文字信息或者特殊的图像信息，以供教师实时获知学生状态，教师获知上述第一警示信息时，表明目前教室内一定数量的同学学习状态进入消极状态，需要教师辅助纠正，以保证后续课程时间内的教学质量。
附图说明
42.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
43.图1为一种教学管理用多媒体教学装置的结构示意图。
44.图2为教学管理用多媒体教学装置的结构示意图。
45.图3为调节单元的流程示意图。
46.图4为补偿单元的流程示意图。
47.图5为识音单元的流程示意图。
48.图6为一种教学方法的流程示意图。
49.图7为第一图像信息选取的流程示意图。
50.图8为误差赋值的流程示意图。
51.图9为偏离角度的示意图。
52.图中标号：1、显示区；2、座位区；3、提取模块；4、安装区；5、投影模块；6、第一采集模块；7、旋转机构；8、第一标记模块；9、第一运算模块；10、处理模块；11、第三采集模块；12、划分模块；13、第二标记模块；14、统计模块；15、分析模块；16、输出模块；17、第二采集模块；18、第三标记模块；19、第四采集模块；20、第二运算模块。
具体实施方式
53.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
54.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
55.实施例1
56.请参考图1所示的本技术提供的一种教学管理用多媒体教学装置的结构示意图。
57.所述室内空间内具有显示区1和与所述显示区1分离设置的的座位区2；所述座位区2包括呈阵列分布且面向所述显示区1设置的座位部，所述座位部至少包括课桌且所述课桌高度相同；所述座位区2上方设有安装区4；
58.如图2所示，所述多媒体教学装置包括：
59.投影模块5，所述投影模块5设置在所述安装区4，用于将教学信息投影至所述显示区1；
60.第一采集模块6，所述第一采集模块6通过旋转机构7安装在所述显示区1顶部，所述旋转机构7通过移动机构可滑动地设置在所述显示区1顶部，所述旋转机构7能绕第一方向旋转；所述第一采集模块6用于采集所述座位区2的第一图像信息；
61.第一标记模块8，所述第一标记模块8与所述第一采集模块6相连接，所述第一标记模块8用于标记所述第一图像信息中的第一特征，得到第一特征坐标集合；
62.第一运算模块9，所述第一运算模块9与所述第一标记模块8相连接，所述第一运算模块9用于逐个计算第一特征坐标集合中第一特征与课桌之间的第一间距，得到第一间距集合；所述第一运算模块9还用于逐个计算第一间距集合中的第一间距与第一预设阈值之间的第一差值，得到第一差值集合；
63.处理模块10，所述处理模块10与所述第一运算模块9相连接，所述处理模块10用于遍历第一差值集合，统计第一差值集合中小于第二预设阈值的第一差值的数量，记为第一特征数量；当第一特征数量大于第三预设阈值时，所述处理模块10发出第一警示信息；
64.投影模块5，所述投影模块5与所述处理模块10的输出端通信连接；所述投影模块5还用于接收第一警示信息，并投影至所述显示区1。
65.其中：
66.传统的课堂教学场景中，教师较大的精力消耗在输出课程内容，一定程度上容易对学生的学习状态管理有所疏漏。并且由于时间、精力的关系，教师不可能时时检查所有学生，故无法准确知道有哪些学生，什么时候在分心，除非小动作做得太明显，因此综合课堂管理效果常常达不到预期。
67.本实施方式提供有一种教学管理用多媒体教学装置，可应用于具体地室内场景中(例如小型教室环境)，以辅助教师在教学过程中进行课堂管理，弥补教师对学生的学习状态管理的疏漏，具体结构请参考图1所示。
68.图1中所示的为一具体地应用场景，在该应用场景中，长方体空间为室内空间，在室内空间内具有显示区1和与显示区1分离设置的的座位区2；显示区1至少用于显示教学信息、警示信息；此处，显示区1的型号，例如为互视达bgcm-55；
69.座位区2包括呈阵列分布且面向显示区1设置的座位部，座位部至少包括课桌且所述课桌高度相同；座位区2上方设有安装区，用于安装投影模块5。
70.在该应用场景下，可使用本实施方式所给出的教学管理用多媒体教学装置，具体地，所述多媒体教学装置包括：
71.投影模块5，所述投影模块5设置在安装区4，用于将教学信息投影至显示区1；具体地，所述投影模块5可为投影仪，如：爱普生cb-u50；
72.第一采集模块6，所述第一采集模块6通过旋转机构7安装在所述显示区1顶部，所述旋转机构7通过移动机构可滑动地设置在所述显示区1顶部，旋转机构7的滑动方向为显示区1的长度方向；所述旋转机构7能绕第一方向旋转；所述第一采集模块6用于采集所述座位区2的第一图像信息。请参考图1，第一方向是图1中竖直箭头所指方向。所述旋转机构7可为驱动电机，驱动电机的驱动轴端部设有与第一方向垂直设置的安装台，用于安装第一采集模块6。其中，驱动电机的驱动轴轴线即为第一方向(竖直箭头所指方向)。所述第一采集模块6可为多媒体摄像机，其型号例如为磊硕ls-sxt；所述第一采集模块6具有采集端，所述采集端用于采集座位区2的第一图像信息。
73.其中，移动机构可为：开设在显示区1顶部的滑槽，设在旋转机构7底部的滑动部，滑动部可在滑槽内移动，滑槽的任一端设有驱动机构，驱动机构具备输出轴，输出轴端部与滑动部连接。
74.第一标记模块8，所述第一标记模块8与所述第一采集模块6相连接，所述第一标记模块8可为内置有bwlable函数的模块，其具体标记方式可以参考cn108764778a所示；所述第一标记模块8用于标记所述第一图像信息中的第一特征，得到第一特征坐标集合；其中，第一特征为第一图像信息中人脸轮廓的中心点。
75.需要说明的是，为避免出现遮挡情况，该室内场景下学生应按照身高数据排座，这也符合实际的教学情况。具体地，身高较低的同学将位于更靠前的作为，实际中，将所有同学按照身高数据从小至大排序，然后对应安排实际的座位，以最大限度避免遮挡。
76.需要进一步说明的是，本装置的使用场景下，旨在于统计室内场景下大多数学生的学习状态，无需十分精准的数据，偶有遮挡，并不妨碍本装置的实际应用。
77.第一运算模块9，所述第一运算模块9与所述第一标记模块8相连接，第一运算模块9可为stc89c52rc；所述第一运算模块9用于逐个计算第一特征坐标集合中第一特征与课桌之间的第一间距，得到第一间距集合；其中，第一间距为：将课桌桌面设为基准面，其上具有多个基准点，将基准点对应的第一间距记为0；座位区内每个座位部的课桌桌面的任一基准点与该座位部所坐人员的人脸轮廓的中心点之间的连线的最小值，即为第一间距。
78.第一间距集合为：
[0079][0080]
其中，a为第一间距集合；a
nn
为第n排第n列的第一间距。
[0081]
所述第一运算模块9还用于逐个计算第一间距集合中的第一间距与第一预设阈值之间的第一差值，得到第一差值集合。
[0082]
第一差值集合为：
[0083][0084]
其中，b为第一差值集合；δa
nn
为第n排第n列的第一差值。
[0085]
处理模块10，所述处理模块10与所述第一运算模块9相连接，可为处理器82c592；所述处理模块10用于遍历第一差值集合，统计第一差值集合中小于第二预设阈值的第一差值的数量，记为第一特征数量；当第一特征数量大于第三预设阈值时，所述处理模块10发出第一警示信息。其中，第一警示信息可为文字信息。
[0086]
投影模块5，所述投影模块5与所述处理模块10的输出端通信连接；所述投影模块5还用于接收第一警示信息，并投影至所述显示区1。
[0087]
具体地，处于室内空间的教师可根据显示区1显示的第一警示信息，获知大于第三预设阈值的第一特征数量，即第一差值集合中小于第二预设阈值的第一差值的数量，说明部分学生的脸部轮廓中心点至课桌的距离小于第一预设阈值，此部分学生的听课状态不佳，教师能够提醒处于室内空间中的学生调整听课状态。
[0088]
本装置通过对第一图像信息进行标记，运算，得到反映学生状态的第一差值集合。通过遍历第一差值集合，得到处于消极状态的数量，即为第一特征数量，当第一特征数量大于第三预设阈值时，所述处理模块发出第一警示信息，以供教师实时获知学生状态，教师获知上述第一警示信息时，表明目前教室内一定数量的同学学习状态进入消极状态，需要教师辅助纠正，以保证后续课程时间内的教学质量。
[0089]
实施例2
[0090]
本实施例在实施例1的基础上，为了获取的第一图像中具有完整的第一特征，且包含室内空间所有第一特征，需要调节移动机构的偏离间距，设计了调节单元；
[0091]
如图3所示，调节单元具体包括：
[0092]
第三采集模块11，所述第三采集模块11与所述第一采集模块6相连接；第三采集模块11可为hpt1620 zigbee；第三采集模块11用于接收第一图像信息。
[0093]
划分模块12，所述划分模块12与所述第三采集模块11相连接；所述划分模块12用于划分第一图像信息，得到若干图像区域；
[0094]
第二标记模块13，所述第二标记模块13与所述划分模块12相连接，第二标记模块13可为内置有bwlable函数的模块，其具体标记方式可以参考cn108764778a所示；所述第二标记模块13用于标记每个图像区域中的第三特征；其中，第三特征为课桌轮廓。
[0095]
统计模块14，所述统计模块14与所述第二标记模块13相连接，统计模块14可为aj65bt-d62；所述统计模块14用于统计每个图像区域中第三特征的数量，将该数量设为实际特征数量。
[0096]
分析模块15，所述分析模块15与所述统计模块14相连接，分析模块15可为fpga数据分析服务器；所述分析模块15用于判断任一图像区域的实际特征数量为0时，则所述图像区域所属的第一图像信息为偏差图像信息，所述分析模块15输出第一启动信号。
[0097]
第二运算模块20，所述第二运算模块20与所述分析模块15相连接；第二运算模块
20可为stc89c52rc；当第二运算模块20接收第一启动信号时，所述第二运算模块20与所述第三采集模块11相连接，所述第二运算模块20用于计算第一图像信息的第一中心点坐标，并调用预设的标准图像信息的第二中心点坐标，计算第一中心点坐标与第二中心点坐标之间的间距，记为偏离间距。
[0098]
输出模块16，所述输出模块的输入端与所述第二运算模块20的输出端相连接；输出模块16可为ayxsj jf24d；所述输出模块16的输出端与所述移动机构电连接；所述输出模块16用于将偏离间距转换为第一调节信号，发送至所述移动机构。
[0099]
如图9所示，a为标准图像信息，b为偏差图像信息，构建图像坐标系，图像坐标系以旋转机构7为坐标原点，以旋转机构7水平方向延长线为x轴，以其竖直方向延长线为y轴；
[0100]
获取偏差图像信息的第一中心点坐标，标准图像信息的第二中心点坐标，计算第一中心点坐标与第二中心点坐标之间的间距，即横坐标的差值，此间距记为a，如图9所示，偏离图像信息相对标准图像信息向右偏，在调整旋转机构7的位置时，则向左移动旋转机构7，即可将第一采集模块6调至合适位置，再次拍摄的图像信息，即为第一图像信息。
[0101]
通过上述对第一采集模块6初次采集的图像信息进行处理、判断，获取该图像信息中的第三特征，即位于室内空间内的所有课桌轮廓是否完全，若完全则可进行对室内空间内的学生听课状态进行监测，若不完全，则需要调节移动机构，改变第一采集模块6的拍摄位置，达到图像信息中包含所有第三特征的目的，避免第一采集模块6拍摄的图像信息不完整，使得后续对学生听课状态的判断出现偏差。
[0102]
进一步地，设定一定条件，在保证图像信息中存在所有第三特征的前提下，无需改变第一采集模块6的拍摄位置；
[0103]
基于f-cnn的深度学习模型，预先采集标准第一图像信息中所有第三特征，即室内空间内所有课桌的轮廓；
[0104]
并对标准第一图像信息中的第三特征进行标记，将这些特征输入到特征识别模型中进行训练，经过训练的特征识别模型可识别出图像信息中的多个第三特征，得到标准第三特征集合；
[0105]
将第一采集模块初次拍摄的图像信息输入至训练后的特征识别模型中，识别初次拍摄的图像信息中包含第三特征的实际第三特征集合；当实际第三特征集合中第三特征的数量等于标准第三特征集合的数量时，则无需调整第一采集模块的拍摄位置，避免第一采集模块6被频繁改变拍摄位置，操作更简单。
[0106]
实施例3
[0107]
本实施例在实施例1的基础上，为了减小误差，还设计了补偿单元；
[0108]
如图4所示，补偿单元包括：
[0109]
第二采集模块17，所述第二采集模块17设置在安装区4，用于从俯视角度采集所述座位区2第二图像信息；所述第二采集模块17可为多媒体摄像机，其型号，例如为磊硕ls-sxt；所述第二采集模块17具有采集端，所述采集端用于从俯视角度采集所述座位区2第二图像信息。
[0110]
第三标记模块18，所述第三标记模块18与所述第二采集模块17相连接，第三标记模块18可为内置有bwlable函数的模块，其具体标记方式可以参考cn108764778a所示；所述第三标记模块18用于标记所述第二图像信息中的第二特征，得到第二特征坐标集合；
[0111]
其中，第二特征包括座位使用状态，座位使用状态具有第一状态和第二状态；具体地，第一状态表示座位被占用状态，第二状态为座位空闲状态。
[0112]
处理模块10，所述处理模块10与所述第三标记模块18相连接；所述处理模块10还用于遍历第二特征坐标集合，当所述第二特征为第一状态且在第一间距集合中不存在与该第二特征对应的第一间距，则向该第二特征对应的第一间距赋予第四数值；得到新的第一间距集合，用于减小计算得到的第一间距集合中第一间距的误差，防止影响后续对第一特征数量的真实统计数量，导致其与第三预设阈值比较时较小，不能及时发出真实有效的第一警示信息，无法达到较好的教学质量。
[0113]
进一步地，第一运算模块9，还用于计算第一间距集合中所有第一间距的均值，得到第四数值。
[0114]
实施例4
[0115]
本实施例在实施例1的基础上，为了方便、准确获取学生听课状态极差时在哪个教学点，还设计了识音单元；
[0116]
如图5所示，识音单元包括：
[0117]
第四采集模块19，所述第四采集模块19用于以预设时间间隔采集所述显示区1处的第三音像信息；第四采集模块19可为音频采集模块sv-2602；
[0118]
处理模块10，所述处理模块10还用于判断第一特征数量大于第三预设数值时，采集与该第一特征数量对应的预设时间间隔内第三音像信息；
[0119]
提取模块3，所述提取模块3用于提取第三音像信息的关键词，构成特征关键词集合；提取模块3可为ad7401ayrwz；由该特征关键词集合可知对应的教学点，教师可对此教学点部分的授课方式进行调整，以提高教学质量。
[0120]
实施例5
[0121]
上述实施例1至实施例4中具体地给出了教学管理用多媒体教学装置的具体结构，投影模块5设置在所述安装区4，第一采集模块6通过旋转机构7安装在所述显示区1顶部，第一标记模块8与第一采集模块6相连接，第一运算模块9与所述第一标记模块8相连接，处理模块10与所述第一运算模块9相连接，投影模块5与所述处理模块10的输出端通信连接。
[0122]
基于上述教学管理用多媒体教学装置在教学过程中，通过实时采集所述座位区正向视角的第一图像信息，所述正向视角是以显示区为基准，面向座位区时，座位区所呈现的视角，并分析该正向视角下，第一图像信息中学生姿态。
[0123]
据实际调研，如表1所示，当学习状态处于消极状态时，其会发生倚靠桌面的状态，导致其头部与桌面间的第一间距小于第一预设阈值。本装置中通过对第一图像信息进行标记，运算，得到反映学生状态的第一差值集合。通过遍历第一差值集合，得到处于消极状态的数量，即为第一特征数量，当第一特征数量大于第三预设阈值时，所述处理模块发出第一警示信息；所述第一警示信息可为文字信息，以供教师实时获知学生状态。
[0124]
表1学生课堂状态和学生头部动作观测数据
[0125]
头部动作课堂情况学生状态抬头认真听讲；思考积极低头玩手机；写笔记；生气；消极昂头挑衅；不舒服；思考消极
垂直左右侧头思考；疑虑消极水平左右侧头走神；思考消极后仰疲惫；发呆；思考消极
[0126]
基于上述教学管理用多媒体教学装置，本实施方式具体地给出了一种应用上述的教学管理用多媒体教学装置的教学方法，该教学方法具体包括如下步骤：
[0127]
如图6所示，一种应用实施例1所述的教学管理用多媒体教学装置的教学方法，包括以下步骤：
[0128]
s1：采集所述座位区2的第一图像信息；所述第一图像信息由所述第一采集模块6拍摄得到；
[0129]
s2：标记所述第一图像信息中的第一特征，得到第一特征坐标集合；所述第一特征为第一图像信息中人脸轮廓的中心点坐标；第一特征由第一标记模块8标记得到；
[0130]
s3：将课桌桌面设为基准面，其上具有多个基准点，将基准点记为0；座位区内每个座位部的课桌桌面的任一基准点与该座位部所坐人员的人脸轮廓的中心点坐标之间的连线的最小值，即为第一间距；逐个计算第一特征坐标集合中第一特征与课桌之间的第一间距，得到第一间距集合；第一间距由第一运算模块9计算得到；
[0131]
s4：逐个计算第一间距集合中的第一间距与第一预设阈值之间的第一差值，得到第一差值集合；第一差值由第一运算模块9计算得到；
[0132]
s5：处理模块10遍历第一差值集合，统计第一差值集合中小于第二预设阈值的第一差值的数量，记为第一特征数量；
[0133]
s6：当第一特征数量大于第三预设阈值时，处理模块10向所述投影模块5发出第一警示信息，并投影至所述显示区1。
[0134]
其中，如图7所示，基于实施例2，为了获取的第一图像中具有完整的第一特征，且包含室内空间所有第一特征，在步骤s1：采集第一图像信息之前还包括如下步骤：
[0135]
由第三采集模块11接收第一图像信息；
[0136]
划分第一图像信息，得到若干图像区域；若干图像区域由划分模块12划分第一图像信息得到；
[0137]
标记每个图像区域中的第三特征；所述第三特征包括课桌轮廓；第三特征由第二标记模块13标记得到；
[0138]
统计每个图像区域中第三特征的数量，将该数量设为实际特征数量；每个图像区域中第三特征的数量由统计模块14统计得到；
[0139]
利用分析模块15判断任一图像区域的实际特征数量为0时，则所述图像区域所属的第一图像信息为偏差图像信息，并输出第一启动信号；
[0140]
接收第一启动信号时，利用第二运算模块20计算第一图像信息的第一中心点坐标，并调用预设的标准图像信息的第二中心点坐标；
[0141]
计算第一中心点坐标与第二中心点坐标之间的间距，记为偏离间距；
[0142]
将偏离间距转换为第一调节信号，发送至所述移动机构。
[0143]
通过上述对第一采集模块6初次采集的图像信息进行处理、判断，获取该图像信息中的第三特征，即位于室内空间内的所有课桌轮廓是否完全，若完全则可进行对室内空间内的学生听课状态进行监测，若不完全，则需要调节移动机构，改变第一采集模块6的拍摄
位置，达到图像信息中包含所有第三特征的目的，避免第一采集模块6拍摄的图像信息不完整，使得后续对学生听课状态的判断出现偏差。
[0144]
进一步地，设定一定条件，在保证图像信息中存在所有第三特征的前提下，无需改变第一采集模块6的拍摄位置；
[0145]
基于f-cnn的深度学习模型，预先采集标准第一图像信息中所有第三特征，即室内空间内所有课桌的轮廓；
[0146]
并对标准第一图像信息中的第三特征进行标记，将这些特征输入到特征识别模型中进行训练，经过训练的特征识别模型可识别出图像信息中的多个第三特征，得到标准第三特征集合；
[0147]
将第一采集模块初次拍摄的图像信息输入至训练后的特征识别模型中，识别初次拍摄的图像信息中包含第三特征的实际第三特征集合；当实际第三特征集合中第三特征的数量等于标准第三特征集合的数量时，则无需调整第一采集模块的拍摄位置，避免第一采集模块6被频繁改变拍摄位置，操作更简单。
[0148]
进一步地，如图8所示，基于实施例3，为了减小误差，在得到第一间距集合之后还包括如下步骤：
[0149]
从俯视角度采集所述座位区2第二图像信息；所述第二图像信息由所述第二采集模块17按预设时间间隔拍摄得到；
[0150]
标记所述第二图像信息中的第二特征，得到第二特征坐标集合；所述第二特征包括座位使用状态，所述座位使用状态具有第一状态和第二状态；第二特征由第三标记模块18标记得到；
[0151]
再利用处理模块10遍历第二特征坐标集合，当所述第二特征为第一状态且在第一间距集合中不存在与该第二特征对应的第一间距，则向该第二特征对应的第一间距赋予第四数值；得到新的第一间距集合；防止影响后续对第一特征数量的真实统计数量，导致其与第三预设阈值比较时较小，不能及时发出真实有效的第一警示信息，无法达到较好的教学质量。
[0152]
其中，计算第一间距集合中所有第一间距的均值，得到第四数值。
[0153]
进一步地，基于实施例4，为了方便、准确获取学生听课状态极差时在哪个教学点，第一采集模块6以预设时间间隔拍摄第一图像信息；
[0154]
以预设时间间隔采集所述显示区1处的第三音像信息，第三音像信息为：所述显示区1处的音频；第三音像信息由第四采集模块19采集得到；
[0155]
执行步骤s2-s6，得到多个第一特征数量；
[0156]
再利用处理模块10判断第一特征数量大于第三预设数值时，采集与该第一特征数量对应的预设时间间隔内第三音像信息；
[0157]
提取第三音像信息的关键词，构成特征关键词集合；关键词由提取模块3提取得到；由该特征关键词集合可知对应的教学点，教师可对此教学点部分的授课方式进行调整，以提高教学质量。
[0158]
以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行
任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。