TWI840781B - 基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統、方法及電腦可讀媒介 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統、方法及電腦可讀媒介，係由擴增實境內容設計工具子系統載入擴增實境教育訓練教材，以由專家端依據擴增實境教育訓練教材設計考題、腳本與答案而儲存至伺服裝置，再從伺服裝置中載入考題與腳本至擴增實境行動裝置。當擴增實境行動裝置辨識到與考題相關聯之標的物時，由擴增實境行動裝置呈現出與標的物相關聯之考題，且錄製學員端對標的物進行考題之測驗過程之現場即時畫面以傳送至伺服裝置，再由伺服裝置將現場即時畫面與答案兩者進行影音特徵在時間軸上之變化比對，進而計算出考題之測驗結果。

Description

基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統、方法及電腦可讀媒介

本發明係關於一種教育訓練測驗技術，特別是指一種基於擴增實境(Augmented Reality；AR)技術之教育訓練測驗系統、方法及電腦可讀媒介。

現有技術之擴增實境(AR)教育訓練或其教材內容中，在實務作法上，均為專家端先行錄製教學影片，以將教學影片編輯成訓練教材，再輔以擴增實境方式提供給學員端進行訓練，但皆未能提供一種透過擴增實境方式實現測驗以驗收學員端之學習效果及增加訓練成效之作法。

在一現有技術中，提供一種使用擴增實境使用者裝置進行虛擬行為訓練之系統，係以預製之教材出發，可依據學習環境動態改變教材之內容，且此系統於學員端之訓練過程中透過行動裝置檢驗學員端之操作動作。

惟，此現有技術並無法依據擴增實境教育訓練教材同步設計相關聯之考題與答案以自動化整個測驗過程，亦無法使學員端在接受教育訓練後透過擴增實境方式進行測驗以評量學習效果，也無法對可設計擴增實境教育訓練教材之專家端給予相應之反饋，更無法透過擴增實境行動裝置之遠端協作功能，進而實現對學員端之遠端監考或即時協助之需求。

因此，如何提供一種創新之教育訓練測驗技術，以解決上述之任一問題或提供相關之功能/服務，已成為本領域技術人員之一大研究課題。

本發明提供一種創新之基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統、方法及電腦可讀媒介，係使專家端透過電子裝置依據擴增實境教育訓練教材同步設計相關聯之考題與答案以自動化整個測驗過程，或者使學員端在接受教育訓練後透過擴增實境行動裝置之擴增實境方式進行測驗以評量學習效果，抑或者對可設計擴增實境教育訓練教材之專家端給予相應之反饋，又或者透過擴增實境行動裝置之遠端協作功能，進而實現對學員端之遠端監考或即時協助之需求。

本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統包括：一專家端之電子裝置，係具有一擴增實境內容設計工具子系統以載入一擴增實境教育訓練教材，再由專家端透過擴增實境內容設計工具子系統依據擴增實境教育訓練教材設計至少一考題、考題之腳本與針對考題之內容設計答案；一伺服裝置，係儲存專家端透過擴增實境內容設計工具子系統依據 擴增實境教育訓練教材所設計之考題、腳本與答案；以及至少一學員端之擴增實境行動裝置，係從伺服裝置中載入專家端透過擴增實境內容設計工具子系統依據擴增實境教育訓練教材所設計之考題與腳本，其中，當學員端之擴增實境行動裝置辨識到與考題相關聯之標的物時，由學員端之擴增實境行動裝置呈現出與標的物相關聯之考題，且由擴增實境行動裝置錄製學員端對標的物進行考題之測驗過程之現場即時畫面，以由學員端之擴增實境行動裝置將考題之測驗過程之現場即時畫面傳送至伺服裝置，再由伺服裝置將考題之測驗過程之現場即時畫面與專家端針對考題之內容所設計之答案兩者進行彼此之影音特徵在時間軸上之變化比對，俾由伺服裝置依據考題之測驗過程之現場即時畫面與專家端針對考題之內容所設計之答案兩者之影音特徵在時間軸上之變化比對結果計算出學員端對考題之測驗結果或分數。

本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法包括：由專家端之電子裝置之擴增實境內容設計工具子系統載入一擴增實境教育訓練教材，再由專家端透過擴增實境內容設計工具子系統依據擴增實境教育訓練教材設計至少一考題、考題之腳本與針對考題之內容設計答案，俾將擴增實境內容設計工具子系統依據擴增實境教育訓練教材所設計之考題、腳本與答案儲存至伺服裝置；由至少一學員端之擴增實境行動裝置從伺服裝置中載入專家端透過擴增實境內容設計工具子系統依據擴增實境教育訓練教材所設計之考題與腳本；以及當學員端之擴增實境行動裝置辨識到與考題相關聯之標的物時，由學員端之擴增實境行動裝置呈現出與標的物相關聯之考題，且由擴增實境行動裝置錄製學員端對標的物進行考題之測驗 過程之現場即時畫面，以由學員端之擴增實境行動裝置將考題之測驗過程之現場即時畫面傳送至伺服裝置，再由伺服裝置將考題之測驗過程之現場即時畫面與專家端針對考題之內容所設計之答案兩者進行彼此之影音特徵在時間軸上之變化比對，俾由伺服裝置依據考題之測驗過程之現場即時畫面與專家端針對考題之內容所設計之答案兩者之影音特徵在時間軸上之變化比對結果計算出學員端對考題之測驗結果或分數。

本發明之電腦可讀媒介應用於計算裝置或電腦中，係儲存有指令，以執行上述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法。

為使本發明之上述特徵與優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明。在以下描述內容中將部分闡述本發明之額外特徵及優點，且此等特徵及優點將部分自所述描述內容可得而知，或可藉由對本發明之實踐習得。應理解，前文一般描述與以下詳細描述二者均為例示性及解釋性的，且不欲約束本發明所欲主張之範圍。

1:基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統

10:電子裝置

11:第一通訊模組

12:瀏覽器

13:擴增實境內容設計工具子系統

131:使用者介面

14:教材編輯模組

141:考題定義單元

20:伺服裝置

21:第二通訊模組

22:答案識別模組

23:儲存模組

30:擴增實境行動裝置

31:第三通訊模組

32:測驗應用程式

33:遠端協作模組

34:物體辨識模組

35:語音辨識模組

A:專家端

B:伺服端

C:學員端

D:擴增實境教育訓練教材

E:標的物

N:網路

S11至S15:步驟

S21至S30:步驟

圖1為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統之架構示意圖。

圖2為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法中，有關專家端依據擴增實境教育訓練教材之內容設計考題、腳本與答案之方法之流程示意圖。

圖3為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法中，有關專家端透過考題定義單元設計考題、腳本與答案之實施例示意圖。

圖4為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法中，有關學員端進行測驗之方法之流程示意圖。

圖5為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法中，有關現場即時畫面與答案兩者之影音特徵之變化比對之實施例示意圖。

圖6為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統及其方法中，有關影音特徵在時間軸上之變化比對之實施例示意圖。

以下藉由特定的具體實施形態說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容了解本發明之其它優點與功效，亦可因而藉由其它不同具體等同實施形態加以施行或運用。

圖1為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統1之架構示意圖。如圖所示，基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統1可包括透過網路N互相連結或通訊之至少一(如複數)專家端A之電子裝置10、一伺服端B之伺服裝置20與至少一(如複數)學員端C之擴增實境行動裝置30。專家端A與學員端C可位於不同地點、不同區域、同一地點或同一區域，例如專家端A位於標的物E(學員端C)之遠端且學員端C位於標的物E之現場，或者專家端A與學員端C皆位於標的物E之現場。

本發明所述「至少一」代表一個以上(如一、二或三個以上)，「複數」代表二個以上(如二、三、四、五或十個以上)，「連結」或「通訊」代表有線或無線連結或通訊，網路N可為有線網路、無線網路、網際網路、區域網路(LAN)、無線區域網路(WLAN)、廣域網路(WAN)、都會區域網路 (MAN)、虛擬專用網路(VPN)等。

專家端A之電子裝置10可具有一第一通訊模組11、一瀏覽器12、一擴增實境內容設計工具子系統13與一教材編輯模組14等，擴增實境內容設計工具子系統13可具有一使用者介面131，且教材編輯模組14可具有一考題定義單元141。伺服端B之伺服裝置20可具有一第二通訊模組21、一答案識別模組22與一儲存模組23等。學員端C之擴增實境行動裝置30可具有一第三通訊模組31、一測驗應用程式(APP)32、一遠端協作模組33、一物體辨識模組34與一語音辨識模組35等，且擴增實境行動裝置30能辨識至少一或複數標的物E。

在一實施例中，專家端A可為專家(如專業人員/老師/教授者/指導者)、編輯端(如教材編輯者/考題編輯者/出題者)、製作端(如教材製作者)等，伺服端B可為雲端、遠端等，學員端C可為學員(如學生)、受試者、學習者等。電子裝置10可為電腦、行動裝置、編輯裝置等，如個人電腦、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦、智慧型手機、個人數位助理(PDA)等。伺服裝置20可為伺服器或伺服主機等，如雲端伺服器、遠端伺服器、網路伺服器、通用伺服器、中央伺服器等。擴增實境行動裝置30可為擴增實境(AR)眼鏡，亦可為具有擴增實境(AR)功能之智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、個人數位助理(PDA)等。

在一實施例中，第一通訊模組11、第二通訊模組21或第三通訊模組31可為通訊器(晶片/電路)、通訊介面、通訊軟體(程式)等，瀏覽器12可為網際網路瀏覽器等，教材編輯模組14可為教材編輯器(晶片/電路)、教材編輯軟體(程式)等，考題定義單元141可為考題定義軟體(程式) 等。答案識別模組22可為答案識別器(晶片/電路)、答案識別軟體(程式)等，儲存模組23可為儲存器、記憶體、記憶卡、資料庫、硬碟(如雲端硬碟/網路硬碟)等各種儲存媒介。遠端協作模組33可為遠端協作晶片/電路、遠端協作軟體(程式)等，物體辨識模組34可為物體辨識器(晶片/電路)、物體辨識軟體(程式)等，語音辨識模組35可為語音辨識器(晶片/電路)、語音辨識軟體(程式)等。標的物E可為與考題相關聯之標的設備(如測驗設備/硬體設備/操作設備)、測驗物(如測驗卷)等。

專家端A之電子裝置10可連線至網路N及使用瀏覽器12，且擴增實境內容設計工具子系統13之擴增實境教育訓練教材內容編輯工具可透過第一通訊模組11載入(下載或取得)伺服端B之伺服裝置20中之擴增實境教育訓練教材D。擴增實境內容設計工具子系統13可為運行於瀏覽器12(如網際網路瀏覽器)上之應用程式，以由專家端A透過電子裝置10之瀏覽器12操作擴增實境內容設計工具子系統13之擴增實境教育訓練教材內容編輯工具，俾透過擴增實境教育訓練教材內容編輯工具編輯擴增實境教育訓練教材D。電子裝置10之擴增實境內容設計工具子系統13可編輯複數擴增實境內容元素之位置布局，且擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)之擴增實境應用程式可內嵌有網頁瀏覽器元件(Web View)，以由網頁瀏覽器元件載入複數擴增實境內容元素之位置布局之編輯結果(設計結果)至擴增實境行動裝置30。電子裝置10之教材編輯模組14之考題定義單元141可提供專家端A有關擴增實境教育訓練教材D之考題設計功能，且考題設計功能可包括設定考題需要辨識之標的物E(如標的設備)、相關腳本之編排與相應答案之設計。

伺服端B之伺服裝置20之第二通訊模組21可不斷地取得或接收來自擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)之影音資料，亦可傳送伺服裝置20中之擴增實境教育訓練教材D之影音資料至專家端A(如編輯端)之電子裝置10與學員端C之擴增實境行動裝置30。伺服端B之伺服裝置20之答案識別模組22可將收到之學員端C之現場即時畫面與專家端A預先於擴增實境教育訓練教材D上定義之答案兩者進行彼此之影音特徵在時間軸上之變化比對，以由答案識別模組22依據現場即時畫面與答案兩者之影音特徵在時間軸上之變化比對結果即時計算出學員端C之作答狀況與測驗結果(如測驗成績或分數)。

學員端C之擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)可具有攝像機以擷取標的物E(如標的設備)之影像，擴增實境行動裝置30亦可透過第三通訊模組31與伺服端B之伺服裝置20互相傳送資料，且擴增實境行動裝置30安裝有測驗應用程式32以供學員端C進行考題之測驗。遠端協作模組33可將在標的物E現場之學員端C之擴增實境行動裝置30與在專家端A之電子裝置10進行連線，以由遠端協作模組33執行學員端C之擴增實境行動裝置30與專家端A之電子裝置10兩者之協作服務。擴增實境行動裝置30之物體辨識模組34可辨識與考題(如指定之考題)相關聯之標的物E，以由物體辨識模組34依據標的物E之辨識結果觸發與考題相關聯之腳本或提示。如果專家端A透過電子裝置10所設計之考題或答案需要連同語音特徵(即聲音特徵)一併考量，則可透過電子裝置10之語音辨識模組35進行有關考題或答案之語音特徵之辨識。

此外，本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統1 及其方法可包括例如下列程序[1]至程序[7]，但不以此為限。

[1]透過專家端A之電子裝置10之擴增實境內容設計工具子系統13載入一可編輯或控制內容之擴增實境教育訓練教材D。

[2]在擴增實境內容設計工具子系統13中提供一使用者介面131，以由專家端A透過擴增實境內容設計工具子系統13之使用者介面131依據擴增實境教育訓練教材D設計至少一(如複數)考題、設計(編排)考題之腳本與針對各考題之內容設計答案。前述腳本可包括考題出現之觸發點(時機點)與提示內容等，且答案可由影像特徵與語音特徵(即聲音特徵)之至少一者所構成。

[3]由電子裝置10將擴增實境內容設計工具子系統13依據擴增實境教育訓練教材D所設計之考題、腳本與答案透過網路N儲存至伺服端B(如雲端)之伺服裝置20(如雲端伺服器)。

[4]由可拍攝實景影像之擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)從伺服端B之伺服裝置20中載入(下載或取得)專家端A透過擴增實境內容設計工具子系統13依據擴增實境教育訓練教材E所設計之考題與腳本。

[5]當擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)辨識到與考題相關聯之標的物E時，由學員端C之擴增實境行動裝置30呈現出與此標的物E相關聯之考題。

[6]由學員端C之擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)錄製學員端C對標的物E進行考題之測驗過程之現場即時畫面(如即時之現場影音畫面)，以由學員端C之擴增實境行動裝置30將考題之測驗過程之現場即時畫面傳送至伺服端B(如雲端)之伺服裝置20(如雲端伺服器)。

[7]由伺服端B之伺服裝置20將考題之測驗過程之現場即時畫面(如即時之現場影音畫面)與專家端A針對考題之內容所設計之答案兩者進行彼此之影音特徵在時間軸上之變化比對，以由伺服端B之伺服裝置20依據考題之測驗過程之現場即時畫面與專家端A針對考題之內容所設計之答案兩者之影音特徵在時間軸上之變化比對結果計算出學員端C對此考題之測驗結果或分數。

申言之，本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法可分為下列二個部分，包括圖2至圖3所示[1]專家端A依據擴增實境教育訓練教材D之內容或透過考題定義單元141設計考題、腳本與答案之方法，以及圖4所示[2]學員端C進行考題之測驗之方法。

圖2為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法中有關[1]專家端A依據擴增實境教育訓練教材D之內容設計考題、腳本與答案之方法之流程示意圖，圖3為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法中有關專家端A透過考題定義單元141設計考題、腳本與答案之實施例示意圖，並參閱圖1予以說明。

如圖2所示之流程圖，在步驟S11中，由專家端A使用電子裝置10之瀏覽器12以透過第一通訊模組11向伺服端B之伺服裝置20請求載入擴增實境教育訓練教材D(如擴增實境教育訓練教材D之檔案)。專家端A(如編輯端)可使用瀏覽器12以連線擴增實境內容設計工具子系統13之擴增實境教育訓練教材內容編輯工具，再由擴增實境教育訓練教材內容編輯工具向伺服端B之伺服裝置20請求載入(下載)擴增實境教育訓練教材D，且擴增實境教育訓練教材D可包括由現場即時畫面(如現場影音畫 面或現場實景影像畫面)所構成之教材影片。

在步驟S12中，由伺服端B之伺服裝置20之第二通訊模組傳送擴增實境教育訓練教材D至專家端A之電子裝置10。

在步驟S13中，由專家端A之電子裝置10之教材編輯模組14載入伺服端B之伺服裝置20所傳送之擴增實境教育訓練教材D之檔案。

在步驟S14中，由專家端A透過電子裝置10之教材編輯模組14之考題定義單元141針對擴增實境教育訓練教材D設計至少一(如複數)考題、腳本與答案(見圖3)，且教材編輯模組14之考題定義單元141對腳本之設計包括考題出現之觸發點(如時機點)與提示內容等。例如，學員端C之擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)之物體辨識模組34於即時之現場影像辨識時，若物體辨識模組34發現與考題相關聯之標的物E之影像，或此標的物E之影像呈現標的定義狀態(如待機狀態)，則由學員端C之擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32提供此考題。考題之答案可透過擴增實境教育訓練教材D之教材影片所包括之影音特徵加以定義，且專家端A可透過教材編輯模組14之考題定義單元141定義擴增實境教育訓練教材D之教材影片之重要步驟畫面及其在時間軸上之關係(見圖3)，再由教材編輯模組14之考題定義單元141將擴增實境教育訓練教材D之教材影片之重要步驟畫面及其在時間軸上之關係儲存成包括考題、腳本與答案之檔案。

在步驟S15中，由伺服端B之伺服裝置20之儲存模組23儲存專家端A之電子裝置10之考題定義單元141所設計之考題、腳本與答案。

又如圖3所示之實施例，當學員端C之擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)之物體辨識模組34第一次辨識到與考題相關聯之標的物E之影像時，擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32就可以開始從伺服端B之伺服裝置20下載考題。而當專家端A(如編輯端)按下電子裝置10上之「儲存」按鈕時，電子裝置10可將此考題、腳本與答案以設定資料的方式上傳至伺服端B(如雲端)之伺服裝置20(如雲端伺服器)，再由伺服裝置20之儲存模組23儲存考題定義單元141所設計之考題、腳本與答案。

圖4為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法中有關[2]學員端C進行測驗之方法之流程示意圖，圖5為本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法中有關現場即時畫面(如現場操作畫面)與答案兩者之影音特徵之變化比對之實施例示意圖，並參閱圖1予以說明。

如圖4所示之流程圖，在步驟S21中，學員端C準備透過擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)之測驗應用程式32進行考題之測驗，故先由學員端C之擴增實境行動裝置30之第三通訊模組31向伺服端B之伺服裝置20請求載入擴增實境教育訓練教材D之檔案。

在步驟S22中，由伺服端B之伺服裝置20透過第二通訊模組21傳送包括考題之腳本之擴增實境教育訓練教材D之檔案至學員端C之擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)。

在步驟S23中，由學員端C之擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)之測驗應用程式32從伺服端B之伺服裝置20中載入包括考題之腳本之擴增實境教育訓練教材D之檔案。

在步驟S24中，由學員端C之擴增實境行動裝置30(如AR 眼鏡)之物體辨識模組34依據腳本之設計(設定)辨識出現場之標的物E(如標的設備)，以由擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32向伺服端B之伺服裝置20請求載入與標的物E相關聯之考題。

在步驟S25至步驟S26中，由伺服端B之伺服裝置20透過第二通訊模組21傳送與標的物E相關聯之考題至學員端C之擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)，再由擴增實境行動裝置30透過第三通訊模組31載入考題。

舉例而言，考題之腳本可提示學員端C有關本次測驗之標的物E(如標的設備)，且學員端C可將擴增實境行動裝置30之攝像機(鏡頭)對準或對應至標的物E，以由擴增實境行動裝置30之物體辨識模組34辨識出正確之標的物E，再由擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32依據腳本之設計向伺服端B(如雲端)之伺服裝置20請求載入(下載)考題。接著，由伺服端B之伺服裝置20透過第二通訊模組21傳送考題至學員端C之擴增實境行動裝置30，以由擴增實境行動裝置30透過第三通訊模組31載入考題至測驗應用程式32，使得測驗應用程式32開始出現與標的物E相關聯之考題。

在步驟S27中，由學員端C依據考題執行標的物E之測驗(如標的設備之操作)以進行作答。

在步驟S28中，由伺服端B之伺服裝置20從學員端C之擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32中取得或接收學員端C之測驗過程(如操作過程)中現場即時畫面(如現場操作畫面或現場之即時影音資料)，後續再由伺服裝置20呼叫伺服端B之伺服裝置20之答案辨識模組22。亦 即，學員端C之測驗過程中，擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32可將現場即時畫面不斷地傳送至伺服端B之伺服裝置20，以由伺服端B之伺服裝置20透過第二通訊模組21接收現場即時畫面，再針對現場即時畫面呼叫伺服裝置20之答案識別模組22。

在步驟S29中，當伺服端B之伺服裝置20收到現場即時畫面(如現場操作畫面或現場之即時影音資料)時，可由伺服裝置20呼叫答案識別模組22以比對收到之現場即時畫面與答案兩者之特徵變化，再由答案識別模組22依據現場即時畫面與答案兩者之特徵變化計算出學員端C之測驗結果或分數。

如圖5所示之實施例，擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32可持續傳送學員端C之現場即時畫面(如現場操作畫面)至伺服端B之伺服裝置20，以由伺服裝置20之答案識別模組22將現場即時畫面與答案兩者進行彼此之影音特徵在時間軸上之變化比對。例如，在圖5中，打勾(

)之符號可代表答案識別模組22針對現場即時畫面與答案兩者之比對結果為考題已答對(如兩者匹配或測驗成功)，打叉(X)之符號可代表答案識別模組22針對現場即時畫面與答案兩者之比對結果為考題已答錯(如兩者不匹配或測驗失敗)，圓框(○)可代表有請求需為連續動作之步驟畫面。

學員端C針對標的物E完成此考題之所有操作步驟後，若後續有考題待完成，則擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32可提示學員端C繼續進行後續考題之測驗。反之，若後續無考題待完成，則擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32可提示學員端C已完成測驗。

在步驟S30中，當學員端C之測驗結束時，學員端C可透過 擴增實境行動裝置30取得考題之測驗結果或分數(如測驗成績)，亦可透過擴增實境行動裝置30訂正答錯之考題之答案。亦即，當學員端C完成考題之測驗時，伺服裝置20之答案識別模組22可提供現場即時畫面(如現場操作畫面)與答案兩者之比對結果或分數計算結果，以由伺服裝置20自動呈現學員端C之測驗結果或分數至擴增實境行動裝置30，亦可由伺服裝置20針對答錯之考題提供正確操作步驟之擴增實境教育訓練教材D給學員端C參考或觀看。

因此，本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統1及其方法中，當專家端A透過電子裝置10設計擴增實境教育訓練教材D之內容時，可同時依據擴增實境教育訓練教材D之內容設計出考題與答案，以利學員端C在接受有關擴增實境教育訓練教材D之教育訓練後，也能透過擴增實境行動裝置30之擴增實境方式進行考題之測驗，亦能評量學員端C之學習效果。又，本發明能加深學員端C對於擴增實境教育訓練教材D之印象與學習效果，亦能作為學習診斷之參考或降低訓練成本，也能對可設計擴增實境教育訓練教材D之專家端A給予相應之反饋。

申言之，本發明可供專家端A一併設計擴增實境教育訓練教材D之內容、考題與答案，亦能供學員端C進行自動化測驗以驗收學習效果。專家端A也可透過教材編輯模組14設定對應考題出現之觸發點(時機點)與提示內容，且對應考題之答案為擴增實境教育訓練教材D之重要或關鍵之影音資料在時間軸上之特徵變化。

伺服裝置20之答案識別模組22可透過不斷地即時將學員端C之現場即時畫面(如現場之測驗畫面或即時影音資料)與答案兩者進行彼 此之影音特徵在時間軸上之比對，以由答案識別模組22依據現場即時畫面與答案兩者之比對結果計算出學員端C之測驗結果或分數，且伺服裝置20亦可針對答錯或扣分之考題提供正確之答案或資料(如操作資料)給學員端C參考。

當學員端C進行考題之測驗時，由擴增實境行動裝置30連線至專家端A(如遠端之專家)之電子裝置10，以使擴增實境行動裝置30進入監考模式。若學員端C在監考模式下對考題有疑問，則由擴增實境行動裝置30連線至電子裝置10，以供學員端C向專家端A即時詢問或反映考題之疑問。同時，學員端C在進行考題之測驗過程(如操作過程)中，專家端A可以知道學員端C目前之作答狀況。如果學員端C對考題作答正確，但答案識別模組22對學員端C之測驗結果有誤判或辨識錯誤之情況，則可由專家端A透過電子裝置10即時改正誤判或辨識錯誤之情況。

舉例而言，如下列程序[1]至程序[8]所述之實施例，用以具體說明本發明之技術內容或技術手段。以有關「鐵路道岔搶修」之「岔尖區安裝」之擴增實境教育訓練教材D為例，專家端A可透過電子裝置10針對此擴增實境教育訓練教材D設計考題與答案，再由學員端C進行有關「岔尖區安裝(上機)」之測驗以驗收學員端C之學習效果。

[1]專家端A透過電子裝置10之瀏覽器12進行連線以存取一個網頁式之擴增實境內容設計工具子系統13，再由擴增實境內容設計工具子系統13載入欲進行測驗之有關「鐵路道岔搶修」之「岔尖區安裝」之擴增實境教育訓練教材D。

[2]針對有關「岔尖區安裝」之擴增實境教育訓練教材D設計 考題。例如，專家端A可透過電子裝置10之擴增實境內容設計工具子系統13設計有關「岔尖區安裝」之考題之腳本，且腳本之設計內容包括考題出現之觸發點(如時機點)與提示內容等。接著，專家端A透過電子裝置10選定欲進行測驗或辨識之第一標的物E(如鐵道轉轍器)或其狀態，以設定考題要出現之觸發點(如時機點)。當學員端C之擴增實境行動裝置30之物體辨識模組34於即時之現場影像辨識後，若物體辨識模組34發現包括與考題相關聯之第一標的物E之影像(如物體影像)、或此第一標的物E之影像呈現標的定義狀態(如待機狀態)，則由學員端C之擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32開始提供第一個考題之內容。

[3]專家端A可視需求透過電子裝置10之擴增實境內容設計工具子系統13設計至少一(如複數)考題之內容，且考題之內容可包括考題之本文與完成之目標提示等提示內容以顯示給學員端C觀看。專家端A可確認每個考題之開始與結束之事件標記，每個觸發點(如時機點)也會透過考題之腳本作設計。例如，專家端A可針對有關「岔尖區安裝」之擴增實境教育訓練教材D設計二個考題，分別為「考題1：第一標的物E(如鐵道轉轍器)之斷電操作」與「考題2：第二標的物E(如道岔扣鎖)之安裝」。當學員端C之擴增實境行動裝置30之物體辨識模組34成功辨識第一標的物E(如鐵道轉轍器)時，擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32可出現考題1與考題2之提示內容，以透過提示內容告知學員端C有關考題1為進行第一標的物E(如鐵道轉轍器)之斷電操作。接著，擴增實境行動裝置30在確認辨識到考題1之測驗完成畫面後，擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32開始出現考題2之內容。

[4]專家端A透過電子裝置10之擴增實境內容設計工具子系統13針對每個考題設計相應之答案，且答案之定義可為包括擴增實境教育訓練教材D之重要或關鍵之影音資料在時間軸上之特徵變化。專家端A可設計之範圍包括擴增實境教育訓練教材D上之重要步驟之標記、特定時限內須完成之連續步驟，以及可能必要之搭配語音步驟等。例如，考題1應至少依序包括「打開第一標的物E(如鐵道轉轍器)」、「進行第一標的物E(如鐵道轉轍器)之斷電操作」與「確認岔尖區之斷電訊號」等三個重要步驟，考題2應至少依序包括「檢視岔尖區之第一標的物E(如鐵道轉轍器)之內部鎖閉塊是否完成鎖錠」與「安裝第二標的物E(如道岔扣鎖)」等二個重要步驟，以上重要步驟與時間軸上之連續性均可為答案，且專家端A可依照程序[1]至程序[4]完成考題與答案之設計。

[5]學員端C利用擴增實境行動裝置30(如戴上AR眼鏡)以進行上機測驗，且開啟擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32，再將擴增實境行動裝置30之攝像機(鏡頭)對準或對應至本次測驗主題「第一標的物E(如鐵道轉轍器)」，以由擴增實境行動裝置30之物體辨識模組34進行與考題相關聯之標的物E之辨識。接著，依據上方程序[2]所述腳本之設計內容，測驗應用程式32成功辨識標的物E後開始載入(下載)二個考題，以於完成載入二個考題後，由測驗應用程式32開始出現上方程序[3]中所設計之二個考題之提示內容至擴增實境行動裝置30給學員端C觀看。

例如，學員端C開始依照考題1之提示內容(指示)進行第一標的物E(如鐵道轉轍器)之斷電操作，完成後接續進行考題2有關安裝第二標的物E(如道岔扣鎖)之操作。在測驗過程(如操作過程)中，為了增加伺 服端B之伺服裝置20之答案識別模組22對影像辨識比對之正確率，擴增實境行動裝置30之測驗應用程式32可透過提示或導引等方式固定學員端C對於第一標的物E或第二標的物E之操作視角。

[6]擴增實境行動裝置30(如AR眼鏡)之測驗應用程式32在考題開始出現時，可將擴增實境行動裝置30之攝像機(鏡頭)所取得之現場即時畫面(如現場操作畫面)傳送至伺服端B之伺服裝置20。而且，伺服裝置20於收到現場即時畫面(如現場操作畫面)時，可由伺服裝置20之答案識別模組22立即將現場即時畫面(如現場操作畫面)與上方程序[4]中所設計之答案兩者進行彼此之影音特徵在時間軸上之變化比對。

例如，在圖6所示影音特徵在時間軸上之變化比對之實施例中，擴增實境行動裝置30取得學員端C於測驗過程(如操作過程)之現場即時畫面(如現場操作畫面)以傳送至伺服端B之伺服裝置20，再由伺服裝置20之答案識別模組22將學員端C於測驗過程(如操作過程)之現場即時畫面(如現場操作畫面)與擴增實境教育訓練教材D之影片內容之答案(如操作方式為從“MDI”轉至“HANDLE”)兩者進行彼此之影音特徵在時間軸上之變化比對。

在考題1結束後，伺服裝置20之答案識別模組22可計算出考題1之測驗結果、分數或正確率等作答狀況，若還有後續考題(如考題2...)需學員端C作答，則可重複上述程序[6]，直到所有考題皆作答完成。

例如，學員端C開始進行考題1之第一標的物E(如鐵道轉轍器)之斷電操作時，擴增實境行動裝置30可將學員端C之現場即時畫面(如現場操作畫面)傳送至伺服裝置20，以由伺服裝置20之答案識別模組22 確認學員端C之操作步驟是否包括「打開第一標的物E(如鐵道轉轍器)」、「進行第一標的物E(如鐵道轉轍器)之斷電操作」與「確認岔尖區之斷電訊號」等三個重要步驟畫面，再由伺服裝置20之答案識別模組22計算考題1之測驗結果或分數。答案識別模組22可評核考題之答案之正確或錯誤以計算考題之分數，亦可進一步評核學員端C之測驗動作(如操作動作)之確實或不確實以計算考題之進階分數或最終分數。

[7]如果學員端C在測驗過程(如操作過程)中遇到問題，例如考題不清楚或有其它疑問，則學員端C之擴增實境行動裝置30可隨時透過遠端協作模組33之遠端視訊協作功能來與專家端A(如遠端之專家)之電子裝置10進行遠端視訊連線，且由學員端C之擴增實境行動裝置30開啟或透過遠端協作模組33之遠端監考功能以連線至電子裝置10來尋求專家端A之即時協助。

若學員端C對考題之測驗過程為正確(如操作正確)，但伺服裝置20之答案識別模組22對考題之辨識比對結果卻誤判為錯誤，則專家端A(如遠端之專家)亦可透過電子裝置10協助修正相關之錯誤，或者專家端A也能同步修正考題或答案之設計，以使未來之測驗更順利。

例如，考題2之測驗過程中，學員端C發現現場之第一標的物E(如鐵道轉轍器)之狀態有例外狀況而無法繼續進行第二標的物E(如道岔扣鎖)之安裝，則學員端C可透過擴增實境行動裝置30即時通訊或聯繫專家端A之電子裝置10，以由專家端A協作排除此例外狀況，使學員端C能在此例外狀況被排除後進行後續考題之測驗或操作。或者，專家端A亦可請求全程參與本次測驗，且需在本次測驗開始時，由學員端C之擴增 實境行動裝置30透過遠端協作模組33呼叫專家端A之電子裝置10進入監考模式，以利專家端A在遠端透過電子裝置10即時監測學員端C之測驗過程與測驗結果，亦利於專家端A審視當初設計之考題在學員端C之測驗實作上是否合宜。

[8]全部考題完成後測驗結束，學員端C之擴增實境行動裝置30可即時收到伺服裝置20之答案識別模組22所統計之測驗結果或分數(如測驗成績)，且學員端C之擴增實境行動裝置30可具有使用者介面，以供學員端C透過擴增實境行動裝置30之使用者介面從伺服裝置20中取得考題之答錯部分或正確答案，有利於學員端C檢討答錯部分，且方便學員端C複習或參考正確答案(如正確之操作畫面)。專家端A亦可允許學員端C對考題進行複測(再次測驗)，以利加強學員端C對考題之印象與學習效果。

另外，本發明還提供一種針對基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法之電腦可讀媒介，係應用於具有處理器及/或記憶體的計算裝置或電腦中，且電腦可讀媒介儲存有指令，並可利用計算裝置或電腦透過處理器及/或記憶體執行電腦可讀媒介，以於執行電腦可讀媒介時執行上述內容。例如，處理器可為微處理器、中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)等，記憶體可為隨機存取記憶體(RAM)、記憶卡、硬碟(如雲端/網路硬碟)、資料庫等，但不以此為限。

綜上，本發明所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統、方法及電腦可讀媒介至少具有下列特色、優點或技術功效。

一、本發明能使專家端透過電子裝置依據擴增實境教育訓練 教材同步設計相關聯之考題與答案，以利整個測驗過程之自動化，也能提升學習(測驗)效率及節約時間。

二、本發明能使學員端在接受有關擴增實境教育訓練教材之教育訓練後，透過擴增實境行動裝置之擴增實境方式進行考題之測驗，以利評量學員端之學習效果。

三、本發明可供專家端透過電子裝置同步設計擴增實境教育訓練教材之內容、考題與答案，亦可供學員端透過擴增實境行動裝置進行自動化測驗以驗收學習效果。

四、本發明能加深學員端對於擴增實境教育訓練教材之印象與學習效果，亦能作為學習診斷之參考或降低訓練成本，也能對可設計擴增實境教育訓練教材之專家端給予相應之反饋。

五、本發明之專家端能透過擴增實境行動裝置之遠端協作功能，以利實現對學員端之遠端監考或即時協助之需求。

六、本發明能偵測與反饋學員端之測驗狀況(如操作狀況)予專家端(如編輯端)，以利作為專家端未來透過電子裝置調整教材與考題之內容之參考。

七、本發明能使學員端透過擴增實境行動裝置之測驗具有段落式之學習效果，亦能使學員端對全局具有篇章式之重點印象，還能提升學員端之學習力及記憶力。

上述實施形態僅例示性說明本發明之原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此項技藝之人士均能在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。任何使用本 發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為申請專利範圍所涵蓋。因此，本發明之權利保護範圍應如申請專利範圍所列。

1:基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統

10:電子裝置

11:第一通訊模組

12:瀏覽器

13:擴增實境內容設計工具子系統

131:使用者介面

14:教材編輯模組

141:考題定義單元

20:伺服裝置

21:第二通訊模組

22:答案識別模組

23:儲存模組

30:擴增實境行動裝置

31:第三通訊模組

32:測驗應用程式

33:遠端協作模組

34:物體辨識模組

35:語音辨識模組

A:專家端

B:伺服端

C:學員端

D:擴增實境教育訓練教材

E:標的物

N:網路

Claims (15)

1. 一種基於擴增實境技術之教育訓練測驗系統，包括：一專家端之電子裝置，係具有一擴增實境內容設計工具子系統以載入一擴增實境教育訓練教材，再由該專家端透過該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材設計至少一考題、該考題之腳本與針對該考題之內容設計答案；一伺服裝置，係儲存該專家端透過該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題、該腳本與該答案；以及至少一學員端之具有遠端監考功能之擴增實境行動裝置，係從該伺服裝置中載入該專家端透過該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題與該腳本，其中，當該學員端之具有該遠端監考功能之該擴增實境行動裝置辨識到與該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題相關聯之標的物時，由該學員端之具有該遠端監考功能之該擴增實境行動裝置呈現出與該標的物相關聯之該考題，且由具有該遠端監考功能之該擴增實境行動裝置錄製該學員端對該標的物進行該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題之測驗過程之現場即時畫面，以由該學員端之具有該遠端監考功能之該擴增實境行動裝置將該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題之測驗過程之該現場即時畫面傳送至該伺服裝置，再由該伺服裝置將該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題之測驗過程之該現場即時畫面與該專家端針對該考題之內容所設計之該答案兩者進行彼此之影音特徵 在時間軸上之變化比對，俾由該伺服裝置將該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題之測驗過程之該現場即時畫面與該專家端針對該考題之內容所設計之該答案兩者之影音特徵在該時間軸上之變化比對結果計算出該學員端對該考題之測驗結果或分數。
2. 如請求項1所述之教育訓練測驗系統，其中，該電子裝置之該擴增實境內容設計工具子系統更編輯複數擴增實境內容元素之位置布局，且該擴增實境行動裝置之擴增實境應用程式內嵌有網頁瀏覽器元件，以由該網頁瀏覽器元件載入該複數擴增實境內容元素之位置布局之編輯結果至該擴增實境行動裝置。
3. 如請求項1所述之教育訓練測驗系統，其中，該專家端之該電子裝置更具有一教材編輯模組，係載入該伺服裝置所傳送之該擴增實境教育訓練教材之檔案，以由該教材編輯模組針對該擴增實境教育訓練教材設計該考題、該腳本與該答案，且該教材編輯模組對該腳本之設計包括該考題出現之觸發點與提示內容。
4. 如請求項1所述之教育訓練測驗系統，其中，該專家端之該電子裝置更包括一具有考題定義單元之教材編輯模組，以由該專家端透過該教材編輯模組之該考題定義單元定義該擴增實境教育訓練教材之教材影片之重要步驟畫面及其在該時間軸上之關係，再由該教材編輯模組之該考題定義單元將該擴增實境教育訓練教材之教材影片之重要步驟畫面及其在該時間軸上之關係儲存成包括該考題、該腳本與該答案之檔案。
5. 如請求項1所述之教育訓練測驗系統，其中，該伺服裝置具有一答案識別模組，係將收到之該學員端之該現場即時畫面與該專家端 預先於該擴增實境教育訓練教材上定義之該答案兩者進行彼此之影音特徵在該時間軸上之變化比對，以由該答案識別模組依據該現場即時畫面與該答案兩者之影音特徵在該時間軸上之變化比對結果即時計算出該學員端之作答狀況與測驗結果。
6. 如請求項1所述之教育訓練測驗系統，其中，該學員端之該擴增實境行動裝置具有一測驗應用程式與一物體辨識模組，以由該測驗應用程式從該伺服裝置中載入包括該考題之該腳本之該擴增實境教育訓練教材之檔案，再由該物體辨識模組依據該腳本之設計辨識出現場之該標的物，俾由該測驗應用程式向該伺服裝置請求載入與該標的物相關聯之該考題。
7. 如請求項1所述之教育訓練測驗系統，其中，該學員端之該擴增實境行動裝置包括一具有遠端視訊協作功能與遠端監考功能之遠端協作模組，以由該學員端之該擴增實境行動裝置透過該遠端協作模組之該遠端視訊協作功能來與該專家端之該電子裝置進行遠端視訊連線，且由該學員端之該擴增實境行動裝置透過該遠端協作模組之該遠端監考功能連線至該電子裝置以尋求該專家端之即時協助。
8. 一種基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法，包括：由專家端之電子裝置之擴增實境內容設計工具子系統載入一擴增實境教育訓練教材，再由該專家端透過該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材設計至少一考題、該考題之腳本與針對該考題之內容設計答案，俾將該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題、該腳本與該答案儲存至伺服裝置； 由至少一學員端之具有遠端監考功能之擴增實境行動裝置從該伺服裝置中載入該專家端透過該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題與該腳本；以及當該學員端之具有該遠端監考功能之該擴增實境行動裝置辨識到與該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題相關聯之標的物時，由該學員端之具有該遠端監考功能之該擴增實境行動裝置呈現出與該標的物相關聯之該考題，且由具有該遠端監考功能之該擴增實境行動裝置錄製該學員端對該標的物進行該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題之測驗過程之現場即時畫面，以由該學員端之具有該遠端監考功能之該擴增實境行動裝置將該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題之測驗過程之該現場即時畫面傳送至該伺服裝置，再由該伺服裝置將該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題之測驗過程之該現場即時畫面與該專家端針對該考題之內容所設計之該答案兩者進行彼此之影音特徵在時間軸上之變化比對，俾由該伺服裝置將該擴增實境內容設計工具子系統依據該擴增實境教育訓練教材所設計之該考題之測驗過程之該現場即時畫面與該專家端針對該考題之內容所設計之該答案兩者之影音特徵在該時間軸上之變化比對結果計算出該學員端對該考題之測驗結果或分數。
9. 如請求項8所述之教育訓練測驗方法，更包括由該電子裝置之該擴增實境內容設計工具子系統編輯複數擴增實境內容元素之位置布局，且將該擴增實境行動裝置之擴增實境應用程式內嵌網頁瀏覽器元件， 以由該網頁瀏覽器元件載入該複數擴增實境內容元素之位置布局之編輯結果至該擴增實境行動裝置。
10. 如請求項8所述之教育訓練測驗方法，更包括由該專家端之該電子裝置之教材編輯模組載入該伺服裝置所傳送之該擴增實境教育訓練教材之檔案，以由該教材編輯模組針對該擴增實境教育訓練教材設計該考題、該腳本與該答案，且該教材編輯模組對該腳本之設計包括該考題出現之觸發點與提示內容。
11. 如請求項8所述之教育訓練測驗方法，更包括由該專家端透過該電子裝置之教材編輯模組定義該擴增實境教育訓練教材之教材影片之重要步驟畫面及其在該時間軸上之關係，以由該教材編輯模組將該擴增實境教育訓練教材之教材影片之重要步驟畫面及其在該時間軸上之關係儲存成包括該考題、該腳本與該答案之檔案。
12. 如請求項8所述之教育訓練測驗方法，更包括由該伺服裝置之答案識別模組將收到之該學員端之該現場即時畫面與該專家端預先於該擴增實境教育訓練教材上定義之該答案兩者進行彼此之影音特徵在該時間軸上之變化比對，以由該答案識別模組依據該現場即時畫面與該答案兩者之影音特徵在該時間軸上之變化比對結果即時計算出該學員端之作答狀況與測驗結果。
13. 如請求項8所述之教育訓練測驗方法，更包括由該學員端之該擴增實境行動裝置之測驗應用程式從該伺服裝置中載入包括該考題之該腳本之該擴增實境教育訓練教材之檔案，再由該學員端之該擴增實境行 動裝置之物體辨識模組依據該腳本之設計辨識出現場之該標的物，俾由該測驗應用程式向該伺服裝置請求載入與該標的物相關聯之該考題。
14. 如請求項8所述之教育訓練測驗方法，更包括由該學員端之該擴增實境行動裝置透過遠端協作模組之遠端視訊協作功能來與該專家端之該電子裝置進行遠端視訊連線，且由該學員端之該擴增實境行動裝置透過該遠端協作模組之遠端監考功能連線至該電子裝置以尋求該專家端之即時協助。
15. 一種電腦可讀媒介，應用於計算裝置或電腦中，係儲存有指令，以執行如請求項8至14之任一者所述基於擴增實境技術之教育訓練測驗方法。

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