CN116107441A - 教学及考试用智能笔及其控制*** - Google Patents

教学及考试用智能笔及其控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种教学及考试用智能笔及其控制***，涉及智能笔技术领域，通过智能设备端中的采集单元进行数据采集，当发生压力突变时，会自动启动高速摄像机，高速摄像机在识别内容时，首先会自动获取到用户书写的纸张，在纸张上建立点阵图，点阵图中包含若干识别点；之后能够进行内容记录，识别到对应用户在进行撰写时的所有的点中轨迹及其对应的轨迹圈，并通过内容还原单元结合备份内容，对标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈进行还原处理，将用户的作答内容还原到标准的试卷位置处，从而使得老师能够直接获取到用户撰写的直接内容，避免OCR识别的错误；本发明简单有效，且易于实用。

Description

教学及考试用智能笔及其控制***
技术领域
本发明属于智能笔技术领域，具体是教学及考试用智能笔及其控制***。
背景技术
公开号为CN207992965U的专利公开了一种智能笔，包括记录并提取声纹信息的声纹识别模块，记录笔记、并对笔记与声纹信息进行处理的智能笔处理器模块，智能笔通信模块以及个性化设置的智能笔个性化设置模块；声纹识别模块与智能笔处理器模块连接，智能笔处理器模块与智能笔通信模块连接，智能笔处理器模块与智能笔个性化设置模块连接。上述智能笔采集使用者的声纹信息并提取声纹特征值，并对声纹特征值进行处理后将特征值发送至智能终端，再接收声纹特征值所匹配的个性化设置信息，进行个性化设置，达到针对使用者进行个性化设置的效果，提高智能笔的使用效率。此外还提供一种智能笔***。
但是针对智能笔来说，如何对内容进行精准识别，并将其同步至教师的设备端，这是一个问题，现有技术中对于文字识别，一般采用OCR技术，但是这类基本容易存在一个问题，就是识别不能做到足够的精准，基于此，提供一种解决方案。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；
为此，根据本发明的第一方面提出一种教学及考试用智能笔的控制***教学及考试用智能笔的控制***包括：
智能设备端，智能设备端包括采集单元和确传单元；
采集单元即为设置在智能设备端内的压力传感器和高速摄像机，用于进行数据采集，具体采集方式为：
步骤一：获取到压力传感器采集到的实时压力，当发生压力突变时，压力突变指代压力增大且增大的数值超过了X1，X1为预设数值，产生获取信号；
步骤二：在产生获取信号时，会自动启动高速摄像机，高速摄像机在识别内容时，首先会自动获取到用户书写的纸张，在纸张上建立点阵图，点阵图中包含若干识别点；
步骤三：进行内容记录，主要通过高速摄像机识别智能笔的落点在点阵图中的具体识别点，若干个识别点按照先后顺序连接，得到点中轨迹，同时获取到点中轨迹在标的对象中的位置，将其标记为轨迹圈，得到所有的点中轨迹及其对应的轨迹圈；
智能设备端用于通过确传单元将标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈通过同步单元传输到内容还原单元；
内容还原单元内存储有若干备份内容，备份内容即为对应的教师所布置的所有家庭作业和试卷经扫描后的标准图片；
内容还原单元还用于对标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈进行还原处理，还原处理具体方式为：
首先获取到标的对象，将其与所有的备份内容进行比对，此处可以通过图片比对或者对图片进行文字识别之后的文字进行相似度比对，将相似度最高的备份内容标记为核准内容；当然此处也可以在标的对象和对应的备份内容上做上唯一识别标记，便于后期快速从所有的备份内容内识别出与标的对象对应的核准内容；
之后在核准内容内建立与标的对象一致的坐标系，根据点中轨迹的轨迹圈将所有的点中轨迹还原到核准内容内与标的对象一致的位置去，并更新核准内容，将更新后的标记为答题内容。
根据本发明的第二方面提出一种教学及考试用智能笔，包括智能笔本体，以及设在智能笔本体内的采集单元，采集单元包括设置于智能笔本体内的压力传感器和高速摄像机，智能笔本体内还设置于确传单元，确传单元与外界通过蓝牙通信，压力传感器设置在笔芯处，当笔芯开始按压纸面时会产生压力；
还包括前述的控制***对智能笔进行控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过智能设备端中的采集单元进行数据采集，当发生压力突变时，会自动启动高速摄像机，高速摄像机在识别内容时，首先会自动获取到用户书写的纸张，在纸张上建立点阵图，点阵图中包含若干识别点；
之后能够进行内容记录，识别到对应用户在进行撰写时的所有的点中轨迹及其对应的轨迹圈，并通过内容还原单元结合备份内容，对标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈进行还原处理，将用户的作答内容还原到标准的试卷位置处，从而使得老师能够直接获取到用户撰写的直接内容，避免OCR识别的错误；本发明简单有效，且易于实用。
附图说明
图1为本发明的***框图；
图2为本发明的点阵图示意图。
实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本申请提供了教学及考试用智能笔，包括：
智能笔本体，以及设在智能笔本体内的采集单元，采集单元包括设置于智能笔本体内的压力传感器和高速摄像机，智能笔本体内还设置于确传单元，确传单元与外界通过蓝牙通信，压力传感器设置在笔芯处，当笔芯开始按压纸面时会产生压力，或者其他方式；
智能笔通过控制***驱动控制，
作为本发明的实施例一，控制***包括智能设备端、同步单元、内容还原单元、处理器和管理单元；
其中，智能设备端即为智能笔，智能设备端包括采集单元；
所述采集单元即为前文提及的压力传感器和高速摄像机，用于进行数据采集，具体采集方式为：
步骤一：获取到压力传感器采集到的实时压力，当发生压力突变时，压力突变指代压力增大且增大的数值超过了X1，X1为预设数值，表示用户正在进行撰写，产生获取信号；
步骤二：在产生获取信号时，会自动启动高速摄像机，高速摄像机在识别内容时，首先会自动获取到用户书写的纸张，在纸张上建立若干如图2所示的点阵图，点阵图为若干个方格构成，每个方格边长一致，且边长由管理员预设，边长越小识别越准，每个方格之间相互连接，形成了若干个识别点，此处不做具体赘述；
步骤三：进行内容记录，内容记录具体方式为：
S1：自动识别到对应智能笔的初始点，初始点即为智能笔落笔后笔尖点中的识别点，若没有落到识别点上，则自动获取到距离其最近的点，标记为初始点；
S2：之后持续对智能笔的笔尖位置进行监控，得到后续落入的每一个识别点，并按照识别点被点中的顺序进行连接，形成点中轨迹，直到压力传感器没有获取到任何压力时停止，完成第一个点中轨迹的获取；
S3：在第一次未检测到任何压力时，此时启动高速摄像机获取到此时的点中轨迹所在位置的景象图片，图片为标的对象的图片，标的对象即为答题的试卷或者作业本等对象；自动获取到点中轨迹位于标的对象中的位置，将其标记为轨迹圈，得到第一个点中轨迹和对应的轨迹圈；此处点中轨迹位于标的对象中的位置可以通过在标的对象中任选一点作为原点，建立直角坐标系，从而确定点中轨迹的位置；
S4：之后持续监控，并在再次检测到压力时，按照步骤S1-S3的方式持续获取，得到第二个点中轨迹，并对应获取到其点中轨迹的轨迹圈；
S5：持续对智能笔的触控位置进行监控，直到用户处理完标的对象，得到所有的点中轨迹及其对应的轨迹圈；
S6：得到标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈；
采集单元还用于通过确传单元将标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈通过同步单元传输到内容还原单元；
内容还原单元内存储有若干备份内容，备份内容即为对应的教师所布置的所有家庭作业和试卷经扫描后的标准图片；
内容还原单元还用于对标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈进行还原处理，还原处理具体方式为：
首先获取到标的对象，将其与所有的备份内容进行比对，此处可以通过图片比对或者对图片进行文字识别之后的文字进行相似度比对，将相似度最高的备份内容标记为核准内容；当然此处也可以在标的对象和对应的备份内容上做上唯一识别标记，便于后期快速从所有的备份内容内识别出与标的对象对应的核准内容；
之后在核准内容内建立与标的对象一致的坐标系，根据点中轨迹的轨迹圈将所有的点中轨迹还原到核准内容内与标的对象一致的位置去，并更新核准内容，将更新后的标记为答题内容；
内容还原单元用于将答题内容传输到处理器，处理器用于将答题内容传输到教师的设备端进行显示。
作为本发明的实施例二，本实施例在在实施例一的基础上进行，不同之处在于：
本实施例还包括管理单元，管理单元用于教师对答题内容进行批改，并将批改后的内容标记为改后信息；
管理单元用于将改后信息传输到处理器，处理器用于将对应的改后信息通过同步单元回传到智能设备端。
作为本发明的实施例三，本实施例的技术方案为将实施例一和实施例二融合实施；
作为本发明的实施例四，本实施例在实施例一的基础上进行，不同之处在于：
本实施例中智能设备端还包括分析单元和确传单元；智能设备端还通信连接有纠偏单元；
其中，采集单元用于将标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈传输到分析单元，分析单元用于对点中轨迹和轨迹圈进行分析，具体分析方式为：
SS1：获取到所有的点中轨迹和轨迹圈位置，按照点中轨迹的图片进行图片识别文字，此处可以通过现有的OCR技术实现，识别完成之后借助轨迹圈将识别的文字内容按照位置摆放，得到识别后的文字对象；
SS2：对识别后的文字对象进行文档检查，此处的文档检查采用现有技术进行，故此处不做具体赘述，具体举例为可以采用WPS软件类似的文档校验，检查是否有基础的文字错误，将其标记为错误信息，得到所有的错误信息；
分析单元用于将错误信息传输到纠偏单元，纠偏单元即为学生的其他智能设备，一般为手机或者电脑；学生用于借助纠偏单元对错误信息进行更正得到错误更正信息，并回传到分析单元，分析单元用于将错误更新信息融合到文字对象中，并重新标记为点中轨迹；得到更新后的点中轨迹及其轨迹圈；
分析单元用于将得到所有的标的对象及其对应的所有文字对象及其轨迹圈传输到确传单元，确传单元用于通过同步单元将所有的标的对象及其对应的所有文字对象及其轨迹圈传输到内容还原单元，内容还原单元用于按照实施例一的方式标的对象及其对应所有的点中轨迹和轨迹圈进行相同处理，后续处理方式一致。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (10)

1.教学及考试用智能笔的控制***，其特征在于，包括：
智能设备端，智能设备端包括采集单元和确传单元；
采集单元即为设置在智能设备端内的压力传感器和高速摄像机，用于进行数据采集，具体采集方式为：
步骤一：获取到压力传感器采集到的实时压力，当发生压力突变时，压力突变指代压力增大且增大的数值超过了X1，X1为预设数值，产生获取信号；
步骤二：在产生获取信号时，自动启动高速摄像机，高速摄像机在识别内容时，自动获取到用户书写的纸张，在纸张上建立点阵图，点阵图中包含若干识别点；
步骤三：进行内容记录：通过高速摄像机识别智能笔的落点在点阵图中的具体识别点，若干个识别点按照先后顺序连接，得到点中轨迹，同时获取到点中轨迹在标的对象中的位置，将其标记为轨迹圈，得到所有的点中轨迹及其对应的轨迹圈；
智能设备端用于通过确传单元将标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈通过同步单元传输到内容还原单元；
内容还原单元内存储有若干备份内容，备份内容即为对应的教师所布置的所有家庭作业和试卷经扫描后的标准图片；
内容还原单元还用于对标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈进行还原处理，还原处理具体方式为：
首先获取到标的对象，将其与所有的备份内容进行比对：通过图片比对或者对图片进行文字识别之后的文字进行相似度比对，将相似度最高的备份内容标记为核准内容，或在标的对象和对应的备份内容上做上唯一识别标记，便于快速从所有的备份内容内识别出与标的对象对应的核准内容；
之后在核准内容内建立与标的对象一致的坐标系，根据点中轨迹的轨迹圈将所有的点中轨迹还原到核准内容内与标的对象一致的位置去，并更新核准内容，将更新后的标记为答题内容。
2.根据权利要求1所述的教学及考试用智能笔的控制***，其特征在于，步骤二中的点阵图为若干个方格构成，每个方格边长一致，且边长由管理员预设，每个方格之间相互连接，形成了若干个识别点。
3.根据权利要求1所述的教学及考试用智能笔的控制***，其特征在于，内容记录具体方式为：
S1：自动识别到对应智能笔的初始点，初始点即为智能笔落笔后笔尖点中的识别点，若没有落到识别点上，则自动获取到距离其最近的点，标记为初始点；
S2：之后持续对智能笔的笔尖位置进行监控，得到后续落入的每一个识别点，并按照识别点被点中的顺序进行连接，形成点中轨迹，直到压力传感器没有获取到任何压力时停止，完成第一个点中轨迹的获取；
S3：在第一次未检测到任何压力时，此时启动高速摄像机获取到此时的点中轨迹所在位置的景象图片，即为标的对象的图片；
自动获取到点中轨迹位于标的对象中的位置，将其标记为轨迹圈，得到第一个点中轨迹和对应的轨迹圈；
S4：之后持续监控，并在再次检测到压力时，按照步骤S1-S3的方式持续获取，得到第二个点中轨迹，并对应获取到其点中轨迹的轨迹圈；
S5：持续对智能笔的触控位置进行监控，直到用户处理完标的对象，得到所有的点中轨迹及其对应的轨迹圈；
S6：得到标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈。
4.根据权利要求3所述的教学及考试用智能笔的控制***，其特征在于，标的对象包括答题的试卷和作业本。
5.根据权利要求3所述的教学及考试用智能笔的控制***，其特征在于，步骤S3中的点中轨迹位于标的对象中的位置通过在标的对象中任选一点作为原点，建立直角坐标系，从而确定点中轨迹的位置。
6.根据权利要求1所述的教学及考试用智能笔的控制***，其特征在于，内容还原单元用于将答题内容传输到处理器，处理器用于将答题内容传输到教师的设备端进行显示。
7.根据权利要求1所述的教学及考试用智能笔的控制***，其特征在于，还包括管理单元，管理单元用于教师对答题内容进行批改，并将批改后的内容标记为改后信息；
管理单元用于将改后信息传输到处理器，处理器用于将对应的改后信息通过同步单元回传到智能设备端。
8.根据权利要求1所述的教学及考试用智能笔的控制***，其特征在于，智能设备端还包括分析单元和确传单元；智能设备端还通信连接有纠偏单元；
其中，采集单元用于将标的对象及其对应的所有点中轨迹和轨迹圈传输到分析单元，分析单元用于对点中轨迹和轨迹圈进行分析，具体分析方式为：
SS1：获取到所有的点中轨迹和轨迹圈位置，按照点中轨迹的图片进行图片识别文字，识别完成之后借助轨迹圈将识别的文字内容按照位置摆放，得到识别后的文字对象；
SS2：对识别后的文字对象进行文档检查，检查是否有基础的文字错误，将其标记为错误信息，得到所有的错误信息；
分析单元用于将错误信息传输到纠偏单元，纠偏单元即为学生的智能设备；学生用于借助纠偏单元对错误信息进行更正得到错误更正信息，并回传到分析单元，分析单元用于将错误更新信息融合到文字对象中，并重新标记为点中轨迹；得到更新后的点中轨迹及其轨迹圈；
分析单元用于将得到所有的标的对象及其对应的所有文字对象及其轨迹圈传输到确传单元，确传单元用于通过同步单元将所有的标的对象及其对应的所有文字对象及其轨迹圈传输到内容还原单元。
9.根据权利要求8所述的教学及考试用智能笔的控制***，其特征在于，
文字识别通过OCR技术实现；
文档检查采用WPS软件一致的文档校验方式进行检查。
10.教学及考试用智能笔，其特征在于，包括智能笔本体，以及设在智能笔本体内的采集单元，采集单元包括设置于智能笔本体内的压力传感器和高速摄像机，智能笔本体内还设置于确传单元，确传单元与外界通过蓝牙通信，压力传感器设置在笔芯处，当笔芯开始按压纸面时会产生压力；
还包括如权利要求1-9任一项所述的控制***对智能笔进行控制。
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