CN111858858A - 一种智能错题本制作方法及自动批改系统 - Google Patents

一种智能错题本制作方法及自动批改系统 Download PDF

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Abstract

一种智能错题本制作方法及自动批改系统，涉及教育信息化技术领域。它包含智能错题系统、带点码的错题本、智能笔、客户端、内容处理服务器、识别服务器、批改服务器，智能笔、客户端通过蓝牙相连接，智能错题系统、内容处理服务器、识别服务器、批改服务器通过网络相连接。实现学习错题的自动收集，错题的自动整理分类，错题的永久储存，不改变用户纸质书写作答习惯，错题作答自动批改，减轻家长督学负担。

Description

一种智能错题本制作方法及自动批改系统
技术领域
本发明涉及一种智能错题本制作方法及自动批改系统，涉及教育信息化技术领域。
背景技术
现在学生在学习过程中，将自己做过的教辅、试卷中的错题整理成册，便于找出自己学习中的薄弱环节，使得学习重点突出、学习更加有针对性、进而提高学习效率提高学习成绩。而现在学生的错题整理是在本子上将教辅、试卷测试后，出现的错题抄写下来，然后在后面将正确的解题过程写上，但是此类方法收集的错题比较乱，容易丢失损坏，并且在错题的整理过程中需要学生手动抄写，这样比较浪费时间，并且不能将错题反复的作答，也不能将作答的批改，不能最大程度提高学习的学习效率。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种智能错题本制作方法及自动批改系统，可以生成错题本节省学生抄录错题时间，将学生错题分类管理，减少错题查找时间，提高学生学习效率，同时错题可多次作答，自动批改。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种智能错题本制作方法及自动批改系统它包含智能错题系统、带点码的错题本、智能笔、客户端、内容处理服务器、识别服务器、批改服务器，智能笔、客户端通过蓝牙相连接，智能错题系统、内容处理服务器、识别服务器、批改服务器通过网络相连接。
进一步的，所述的智能错题系统用于提供收集的错题。
进一步的，所述的智能笔用于在带点码的错题本上书写作答和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端。
进一步的，所述的客户端用于接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器，还用于接收内容处理服务器数据处理后的结果显示。
进一步的，所述的内容处理服务器用于接收、储存、提取和还原每道错题的作答书写数据，并将书写的数据传输至识别服务器。
进一步的，所述的识别服务器用于识别书写的数据，并将识别的内容传输至批改服务器。
进一步的，所述的批改服务器用于根据批改规则将识别的内容与标准答案进行对比打分，并将批改结果返回内容处理服务器储存。
进一步的，所述的带点码的错题本制作步骤包含：
步骤1，用户在PC客户端选择需要作答错题将要生成指令通过网络传送至内容处理服务器；
步骤2，内容处理服务器接收指令，将选择的题目及信息(包含科目、题型、分数、答案、识别类型)从系统中提取出；
步骤3，根据题型将每道题按规定的间隔高度排列，每道题之后的空白区域为该题的答题区域；
步骤4，将排列好的题目自动生成PDF文件；
步骤5，内容处理服务器在生成的PDF文件上印铺上一层不可见的点阵图案，基础点阵码应为1.8*1.8方阵，点码方阵中每个点应至少包含4种以上状态(依据所处位置)，点码方阵中每个点码间距为0.03mm以下，每页PDF上的点码都不相同，用于辨别书写数据，并将点码信息保存；
步骤6，在PC客户端将带点码的PDF文件下载，并打印，完成带点码错题本的制作。
进一步的，所述的智能笔的信息采集步骤包含：
步骤1，笔芯用于在带点码的错题本上作答，并与书写检测器连接，书写时笔芯触动书写检测器，自动打开电源开关，使智能笔处于工作状态，笔芯可以使用油性、中性的圆珠笔和水笔，可以进行更换；
步骤2，电源用于为整支智能笔提供电能，可以手动开启关闭电源；
步骤3，书写检测器用于检测智能笔是否处于开机书写状态，书写检测器可通过检测笔尖对纸面压力和笔记留存，根据以上两项指标中的一种完成对智能笔是否处于开机书写状态的判断，记录书写该坐标点的压力值并将压力值传递给处理芯片；
步骤4，高速摄像头用于在书写检测器判定智能笔正处于开机书写状态时打开，对笔尖处所处点码坐标进行连续扫描记录，形成书写轨迹数据，高速摄像头每秒扫描速度50次以上，每次扫描区域至少可覆盖一组点码方阵，将每次扫描的点码坐标、笔迹顺序、运动速度、运笔时间等信息传递给处理芯片；
步骤5，处理芯片用于将书写检测器和高速摄像头所采集的书写轨迹信息包括纸张类型、页码、位置、笔迹坐标、运动轨迹、笔尖压力值、笔画顺序、运笔时间、运笔速度等信息解码英文和数字的数据；
步骤6，存储器用于在智能笔与客户端未连接时，暂时存储书写轨迹信息，书写轨迹信息上传客户端后，将自动将该信息删除；
步骤7，通讯模块用于与客户端进行蓝牙连接，打开手机蓝牙与智能笔通过蓝牙连接，通过蓝牙将处理芯片解码的数据上传至手机客户端。
进一步的，所述的手机客户端功能及流程步骤包含：
步骤1，用户需在手机客户端完成注册，个人档案存储到内容处理服务器；
步骤2，个人档案与所用的智能笔绑定，智能笔内置唯一识别号，系统根据该编号的智能笔所书写的数据与用户关联；智能笔在带点码的错题本上作答，并自动将处理芯片解码的数据上传至手机客户端；
步骤3，手机客户端接收智能笔上传的解码数据，并将此数据通过网络自动上传至内容处理服务器进行处理；
步骤4，通过手机客户端页面交互，查看错题作答笔迹、批改情况、批改得分和作答用时。
进一步的，所述的识别批改流程步骤包含：
步骤1，内容处理服务器根据每页错题本的点码不同，将每页的作答数据分离；
步骤2，将每一页的数据根据答题区域的点码坐标将数据再次分离；
步骤3，将每个答题区域的数据通过算法还原笔迹；
计算公式为：B(t)＝P0(1-t)3+3P1t(1-t)2+3P2t2(1-t)+P3t3，t∈[0，1]
计算出的轨迹再根据每个坐标点的压力大小将线条的粗细还原；
步骤4，根据还原的书写轨迹，将书写的每个笔画的起笔坐标和收笔坐标提取同时得出该笔画的起笔时间和收笔时间，计算出该笔画的书写用时时长＝收笔时间-起笔时间，本次作答用时时长为所有笔画书写用时时长之和，将数据记录；
步骤5，将每个答题区信息(题型、识别类型)和书写数据通过网络上传到识别服务器进行识别；
步骤6，识别服务器将根据答题区信息(题型、识别类型)选择对应的识别库进行识别；
上述中的识别库包含：英文大字母库，用于所有科目选择题的书写笔迹识别；
中文库，用于答题区答案是中文时，用中文库识别书写笔迹；
英文库，用于答题区答案是英文时，用英文库识别书写笔迹；
数字库，用于答题区答案是数字时，用数字库识别书写笔迹；
公式库，用于答题区答案是公式时，用公式库识别书写笔迹；
符号库，用于答题区答案是符号时，用符号库识别书写笔迹；
中文加公式库，用于答题区答案是中文和公式混合时，用中文加公式库识别书写笔迹；
中文、英文、数字、符号混合库，用于答题区答案中有以上其中两种以上时，用中文、英文、数字、符号混合库识别书写笔迹；
步骤7，识别服务器通过网络将识别结果传输至批改服务器进行批改打分；
步骤8，打分服务器将根据答题区信息(科目、题型、答案、分数)选择对应的批改规则；
上述中批改规则包含忽略空格、忽略标点符号、忽略英文大小写、去除重复字符、字符相识度对比、忽略答案顺序、关键字的包含判断；
将所有数据返回内容处理服务器保存。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：实现学习错题的自动收集，错题的自动整理分类，错题的永久储存，不改变用户纸质书写作答习惯，错题作答自动批改，减轻家长督学负担。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的带点码的错题本制作流程图；
图3是本发明中智能笔的信息采集方法流程图；
图4是本发明的手机客户端流程及功能图；
图5是本发明的识别批改流程图。
具体实施方式
参看图1-图5所示，本具体实施方式采用的技术方案是：一种智能错题本制作方法及自动批改系统它由智能错题系统、带点码的错题本、智能笔、客户端、内容处理服务器、识别服务器、批改服务器组成，智能笔、客户端通过蓝牙相连接，智能错题系统、内容处理服务器、识别服务器、批改服务器通过网络相连接。
进一步的，所述的智能错题系统用于提供收集的错题。
进一步的，所述的智能笔用于在带点码的错题本上书写作答和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端。
进一步的，所述的客户端用于接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器，还用于接收内容处理服务器数据处理后的结果显示。
进一步的，所述的内容处理服务器用于接收、储存、提取和还原每道错题的作答书写数据，并将书写的数据传输至识别服务器。
进一步的，所述的识别服务器用于识别书写的数据，并将识别的内容传输至批改服务器。
进一步的，所述的批改服务器用于根据批改规则将识别的内容与标准答案进行对比打分，并将批改结果返回内容处理服务器储存。
进一步的，所述的带点码的错题本制作步骤包含：
步骤1，用户在PC客户端选择需要作答错题将要生成指令通过网络传送至内容处理服务器；
步骤2，内容处理服务器接收指令，将选择的题目及信息(包含科目、题型、分数、答案、识别类型)从系统中提取出；
步骤3，根据题型将每道题按规定的间隔高度排列，每道题之后的空白区域为该题的答题区域；
步骤4，将排列好的题目自动生成PDF文件；
步骤5，内容处理服务器在生成的PDF文件上印铺上一层不可见的点阵图案，基础点阵码应为1.8*1.8方阵，点码方阵中每个点应至少包含4种以上状态(依据所处位置)，点码方阵中每个点码间距为0.03mm以下，每页PDF上的点码都不相同，用于辨别书写数据，并将点码信息保存；
步骤6，在PC客户端将带点码的PDF文件下载，并打印，完成带点码错题本的制作。
进一步的，所述的智能笔的信息采集步骤包含：
步骤1，笔芯用于在带点码的错题本上作答，并与书写检测器连接，书写时笔芯触动书写检测器，自动打开电源开关，使智能笔处于工作状态，笔芯可以使用油性、中性的圆珠笔和水笔，可以进行更换；
步骤2，电源用于为整支智能笔提供电能，可以手动开启关闭电源；
步骤3，书写检测器用于检测智能笔是否处于开机书写状态，书写检测器可通过检测笔尖对纸面压力和笔记留存，根据以上两项指标中的一种完成对智能笔是否处于开机书写状态的判断，记录书写该坐标点的压力值并将压力值传递给处理芯片；
步骤4，高速摄像头用于在书写检测器判定智能笔正处于开机书写状态时打开，对笔尖处所处点码坐标进行连续扫描记录，形成书写轨迹数据，高速摄像头每秒扫描速度50次以上，每次扫描区域至少可覆盖一组点码方阵，将每次扫描的点码坐标、笔迹顺序、运动速度、运笔时间等信息传递给处理芯片；
步骤5，处理芯片用于将书写检测器和高速摄像头所采集的书写轨迹信息包括纸张类型、页码、位置、笔迹坐标、运动轨迹、笔尖压力值、笔画顺序、运笔时间、运笔速度等信息解码英文和数字的数据；
步骤6，存储器用于在智能笔与客户端未连接时，暂时存储书写轨迹信息，书写轨迹信息上传客户端后，将自动将该信息删除；
步骤7，通讯模块用于与客户端进行蓝牙连接，打开手机蓝牙与智能笔通过蓝牙连接，通过蓝牙将处理芯片解码的数据上传至手机客户端。
进一步的，所述的手机客户端功能及流程步骤包含：
步骤1，用户需在手机客户端完成注册，个人档案存储到内容处理服务器；
步骤2，个人档案与所用的智能笔绑定，智能笔内置唯一识别号，系统根据该编号的智能笔所书写的数据与用户关联；智能笔在带点码的错题本上作答，并自动将处理芯片解码的数据上传至手机客户端；
步骤3，手机客户端接收智能笔上传的解码数据，并将此数据通过网络自动上传至内容处理服务器进行处理；
步骤4，通过手机客户端页面交互，查看错题作答笔迹、批改情况、批改得分和作答用时。
进一步的，所述的识别批改流程步骤包含：
步骤1，内容处理服务器根据每页错题本的点码不同，将每页的作答数据分离；
步骤2，将每一页的数据根据答题区域的点码坐标将数据再次分离；
步骤3，将每个答题区域的数据通过算法还原笔迹；
计算公式为：B(t)＝P0(1-t)3+3P1t(1-t)2+3P2t2(1-t)+P3t3，t∈[0，1]
计算出的轨迹再根据每个坐标点的压力大小将线条的粗细还原；
步骤4，根据还原的书写轨迹，将书写的每个笔画的起笔坐标和收笔坐标提取同时得出该笔画的起笔时间和收笔时间，计算出该笔画的书写用时时长＝收笔时间-起笔时间，本次作答用时时长为所有笔画书写用时时长之和，将数据记录；
步骤5，将每个答题区信息(题型、识别类型)和书写数据通过网络上传到识别服务器进行识别；
步骤6，识别服务器将根据答题区信息(题型、识别类型)选择对应的识别库进行识别；
上述中的识别库包含：英文大字母库，用于所有科目选择题的书写笔迹识别；
中文库，用于答题区答案是中文时，用中文库识别书写笔迹；
英文库，用于答题区答案是英文时，用英文库识别书写笔迹；
数字库，用于答题区答案是数字时，用数字库识别书写笔迹；
公式库，用于答题区答案是公式时，用公式库识别书写笔迹；
符号库，用于答题区答案是符号时，用符号库识别书写笔迹；
中文加公式库，用于答题区答案是中文和公式混合时，用中文加公式库识别书写笔迹；
中文、英文、数字、符号混合库，用于答题区答案中有以上其中两种以上时，用中文、英文、数字、符号混合库识别书写笔迹；
步骤7，识别服务器通过网络将识别结果传输至批改服务器进行批改打分；
步骤8，打分服务器将根据答题区信息(科目、题型、答案、分数)选择对应的批改规则；
上述中批改规则包含忽略空格、忽略标点符号、忽略英文大小写、去除重复字符、字符相识度对比、忽略答案顺序、关键字的包含判断；
将所有数据返回内容处理服务器保存。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：实现学习错题的自动收集，错题的自动整理分类，错题的永久储存，不改变用户纸质书写作答习惯，错题作答自动批改，减轻家长督学负担。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：它包含智能错题系统、带点码的错题本、智能笔、客户端、内容处理服务器、识别服务器、批改服务器，智能笔、客户端通过蓝牙相连接，智能错题系统、内容处理服务器、识别服务器、批改服务器通过网络相连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的智能错题系统用于提供收集的错题。
3.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的智能笔用于在带点码的错题本上书写作答和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端。
4.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的客户端用于接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器，还用于接收内容处理服务器数据处理后的结果显示。
5.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的内容处理服务器用于接收、储存、提取和还原每道错题的作答书写数据，并将书写的数据传输至识别服务器。
6.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的识别服务器用于识别书写的数据，并将识别的内容传输至批改服务器。
7.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的批改服务器用于根据批改规则将识别的内容与标准答案进行对比打分，并将批改结果返回内容处理服务器储存。
8.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的带点码的错题本制作步骤包含：
步骤1，用户在PC客户端选择需要作答错题将要生成指令通过网络传送至内容处理服务器；
步骤2，内容处理服务器接收指令，将选择的题目及信息(包含科目、题型、分数、答案、识别类型)从系统中提取出；
步骤3，根据题型将每道题按规定的间隔高度排列，每道题之后的空白区域为该题的答题区域；
步骤4，将排列好的题目自动生成PDF文件；
步骤5，内容处理服务器在生成的PDF文件上印铺上一层不可见的点阵图案，基础点阵码应为1.8*1.8方阵，点码方阵中每个点应至少包含4种以上状态(依据所处位置)，点码方阵中每个点码间距为0.03mm以下，每页PDF上的点码都不相同，用于辨别书写数据，并将点码信息保存；
步骤6，在PC客户端将带点码的PDF文件下载，并打印，完成带点码错题本的制作。
9.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的智能笔的信息采集步骤包含：
步骤1，笔芯用于在带点码的错题本上作答，并与书写检测器连接，书写时笔芯触动书写检测器，自动打开电源开关，使智能笔处于工作状态，笔芯可以使用油性、中性的圆珠笔和水笔，可以进行更换；
步骤2，电源用于为整支智能笔提供电能，可以手动开启关闭电源；
步骤3，书写检测器用于检测智能笔是否处于开机书写状态，书写检测器可通过检测笔尖对纸面压力和笔记留存，根据以上两项指标中的一种完成对智能笔是否处于开机书写状态的判断，记录书写该坐标点的压力值并将压力值传递给处理芯片；
步骤4，高速摄像头用于在书写检测器判定智能笔正处于开机书写状态时打开，对笔尖处所处点码坐标进行连续扫描记录，形成书写轨迹数据，高速摄像头每秒扫描速度50次以上，每次扫描区域至少可覆盖一组点码方阵，将每次扫描的点码坐标、笔迹顺序、运动速度、运笔时间等信息传递给处理芯片；
步骤5，处理芯片用于将书写检测器和高速摄像头所采集的书写轨迹信息包括纸张类型、页码、位置、笔迹坐标、运动轨迹、笔尖压力值、笔画顺序、运笔时间、运笔速度等信息解码英文和数字的数据；
步骤6，存储器用于在智能笔与客户端未连接时，暂时存储书写轨迹信息，书写轨迹信息上传客户端后，将自动将该信息删除；
步骤7，通讯模块用于与客户端进行蓝牙连接，打开手机蓝牙与智能笔通过蓝牙连接，通过蓝牙将处理芯片解码的数据上传至手机客户端。
10.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的手机客户端功能及流程步骤包含：
步骤1，用户需在手机客户端完成注册，个人档案存储到内容处理服务器；
步骤2，个人档案与所用的智能笔绑定，智能笔内置唯一识别号，系统根据该编号的智能笔所书写的数据与用户关联；智能笔在带点码的错题本上作答，并自动将处理芯片解码的数据上传至手机客户端；
步骤3，手机客户端接收智能笔上传的解码数据，并将此数据通过网络自动上传至内容处理服务器进行处理；
步骤4，通过手机客户端页面交互，查看错题作答笔迹、批改情况、批改得分和作答用时。
11.根据权利要求1所述的一种智能错题本制作方法及自动批改系统，其特征在于：所述的识别批改流程步骤包含：
步骤1，内容处理服务器根据每页错题本的点码不同，将每页的作答数据分离；
步骤2，将每一页的数据根据答题区域的点码坐标将数据再次分离；
步骤3，将每个答题区域的数据通过算法还原笔迹；
计算公式为：B(t)＝P0(1-t)3+3P1t(1-t)2+3P2t2(1-t)+P3t3，t∈[0，1]
计算出的轨迹再根据每个坐标点的压力大小将线条的粗细还原；
步骤4，根据还原的书写轨迹，将书写的每个笔画的起笔坐标和收笔坐标提取同时得出该笔画的起笔时间和收笔时间，计算出该笔画的书写用时时长＝收笔时间-起笔时间，本次作答用时时长为所有笔画书写用时时长之和，将数据记录；
步骤5，将每个答题区信息(题型、识别类型)和书写数据通过网络上传到识别服务器进行识别；
步骤6，识别服务器将根据答题区信息(题型、识别类型)选择对应的识别库进行识别；
上述中的识别库包含：英文大字母库，用于所有科目选择题的书写笔迹识别；
中文库，用于答题区答案是中文时，用中文库识别书写笔迹；
英文库，用于答题区答案是英文时，用英文库识别书写笔迹；
数字库，用于答题区答案是数字时，用数字库识别书写笔迹；
公式库，用于答题区答案是公式时，用公式库识别书写笔迹；
符号库，用于答题区答案是符号时，用符号库识别书写笔迹；
中文加公式库，用于答题区答案是中文和公式混合时，用中文加公式库识别书写笔迹；
中文、英文、数字、符号混合库，用于答题区答案中有以上其中两种以上时，用中文、英文、数字、符号混合库识别书写笔迹；
步骤7，识别服务器通过网络将识别结果传输至批改服务器进行批改打分；
步骤8，打分服务器将根据答题区信息(科目、题型、答案、分数)选择对应的批改规则；
上述中批改规则包含忽略空格、忽略标点符号、忽略英文大小写、去除重复字符、字符相识度对比、忽略答案顺序、关键字的包含判断；
将所有数据返回内容处理服务器保存。
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