答题终端、方法及作业系统与流程

1.本发明涉及智慧教育技术领域，具体涉及一种答题终端、方法及作业系统。


背景技术：

2.在教育领域，学生完成作业习题，教师批阅来掌握学生对知识理解，是教学中掌握学情最核心的方法，但在教学活动中，教师批阅纸质作业是最占用工作时间的任务。在教育实践中，学生习题电子化以实现自动批阅，可以极大的提升教师日常的批阅负担。
3.目前常见的电子作业或电子测评系统中，基于pad为载体的在线答题方式，可以采用开放性的pad或电子书包类产品实现，通过线上化提交习题，客观题自动批阅，主观题老师电子化批阅，极大的提升了教学的效率，但是该方式主要以pad屏幕主动发光的方式呈现显示内容，学生长时间通过屏幕进行电子作业会造成视觉疲劳，不利于视力的健康；而基于特殊纸张、笔触的交互技术，可以实现学生纸质书写电子化，但这种方式依赖特殊的笔和纸张，不符合一般的书写习惯。
4.因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种答题终端、方法及作业系统，可以实现护眼的习题输出，有利于提高对使用者的视力保护，同时也能够减少对特殊的书写工具的依赖，使用便捷，有利于提高学习效率。
6.根据本公开第一方面，提供了一种答题终端，包括：书写板，用于提供信息显示区域及作答区域；
7.投影模块，用于至少在默认状态下采用与环境光相匹配的投射亮度于所述书写板上投射作业信息；
8.识别模块，用于对所述作答区域内的作答信息进行识别；
9.通讯模块，用于接收所述作业信息及发送所述作答信息。
10.可选地，所述答题终端还包括：
11.按键输入模块，包括至少一个功能按键和/或至少一个快捷输入按键，所述至少一个功能按键用于实现翻页、焦点选中、取消、确认、返回、投射区域调节及投射亮度调节中的至少一种功能，所述至少一个快捷输入按键用于实现对选择题和判断题中至少一种的快捷作答。
12.可选地，所述答题终端还包括：
13.连接模块，用于实现所述答题终端与外部输入设备的连接，以在连接有外部输入设备的情况下通过所连接的外部输入设备为所述答题终端提供指令输入和/或作答输入。
14.可选地，所述答题终端还包括：
15.环境光检测模块，与所述投影模块连接，用于检测环境光的亮度并根据检测结果调节所述投影模块对所述作业信息的投射亮度。
16.可选地，所述答题终端还包括：
17.亮度调节模块，用于根据用户的操作或指令调节所述投影模块对所述作业信息的投射亮度。
18.可选地，所述答题终端还包括：
19.设备开关按键，用于实现对所述答题终端的开启/关闭控制。
20.可选地，所述答题终端还包括：
21.电源，用于为所述答题终端提供供电电压；
22.充电接口，与所述电源连接，用于实现对所述电源的充电功能。
23.可选地，所述答题终端还包括：
24.纸张固定装置，设置于所述书写板上，用于对置于所述书写板上的书写纸张进行固定。
25.可选地，所述识别模块被配置为基于ocr文字识别算法和书写提取算法对所述作答信息进行识别。
26.可选地，所述识别模块还被配置为基于书写提取算法对所述作答区域内的书写内容进行校正，以获得有效的作答信息。
27.可选地，所述通讯模块、所述投影模块和所述识别模块位于所述答题终端的正面的顶部，所述按键输入模块位于所述答题终端的正面的底部，所述书写板位于所述答题终端的正面的顶部和底部之间。
28.可选地，所述答题终端还包括：
29.存储模块，用于对所述识别模块识别出的所述作答信息进行存储。
30.根据本公开第二方面，提供了一种作业系统，包括：至少一个如上所述的答题终端、云端和/或教师终端；所述答题终端通过通讯模块将作答信息发送至所述云端和/或所述教师终端；所述云端和/或教师终端将作业信息发送至所述答题终端。
31.根据本公开第三方面，提供了一种答题方法，包括：在答题终端处于开机状态时，利用所述答题终端的通讯模块接收作业信息；
32.至少在所述答题终端的默认状态下采用与环境光相匹配的投射亮度于书写板上投射所述作业信息；
33.在对所述作业信息作答完成后，对作答信号进行识别和确认；
34.将确认后的所述作答信息利用所述通讯模块进行发送。
35.本发明的有益效果至少包括：
36.采用本发明的技术方案，可以实现护眼的习题输出，有利于提高对使用者的视力保护，且使用便捷，有利于提高学习效率。
37.应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
38.图1示出根据本发明实施例提供的答题终端的结构示意图；
39.图2示出根据本发明实施例提供的作业系统的结构示意图；
40.图3示出根据本发明实施例提供的答题方法的流程示意图。
具体实施方式
41.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
42.参考图1，本发明所公开的答题终端100包括：书写板7、投影模块4、识别模块5、通讯模块3、环境光检测模块6、按键输入模块8和设备开关按键2。
43.其中，书写板7用于提供信息显示区域及作答区域。
44.本实施例中，将答题终端100面向使用者的一面作为正面。同时，将答题终端100的正面划分为位于其顶部的第一区域，位于其底部的第二区域和位于其第一区域和第二区域之间的第三区域，此时，书写板7位于答题终端100的第三区域内。
45.可选地，书写板7可被制作成可重复擦写的白板，也可被制作成普通平面板，本发明对此不作限定。可以理解的是，当书写板7为白板时，该白板可直接作为投影模块4的投射幕布，同时也可利用特殊书写笔直接在该白板上进行书写作答。而当书写板7为普通平面板时，可通过在书写板7上放置白色的书写纸张(例如白色作业纸或a4打印纸)来作为投影模块4的投射幕布，同时也可利用常规的书写笔(例如铅笔、圆珠笔、中性笔、钢笔等)在该书写纸张上进行书写作答。
46.进一步地，书写板7上的至少一侧边区域处还设置有纸张固定装置9，用于对置于书写板7上的书写纸张进行固定。可选地，该纸张固定装置9例如可以是固定于书写板7上的各种书夹，也可以是能够通过磁力与书写板7的表面进行磁吸的磁铁固定器，当然，也可以采用其它常见的固定装置，本发明对此不做限定。同时，该纸张固定装置9位于书写板7的显示区域和作答区域外，以便不会影响对作业信息的正常显示和作答，以及作答信息的正常识别。
47.需要说明的是，本发明对书写板7的区域大小不作限定，例如在一个较佳的实施例中，支持同时放入(平铺或叠放)不超过10张a4及以下大小的纸张。另一方面，书写板7上的显示区域和作答区域可以为同一区域，也以为互有交集的两个区域，还可以为没有交集的两个独立区域，本发明对此不做限定。
48.投影模块4用于至少在默认状态下采用与环境光相匹配的投射亮度于书写板7上投射作业信息。
49.本实施例中，投影模块4例如设置于答题终端100的第一区域中，且进一步位于第一区域的中间区域，以便于在书写板7上获得更大的投射区域时，能够保证所投射的作业信息的完整性和准确性。其中，该作业信息包括习题信息和/或解析信息。
50.进一步地，投影模块4例如为可实现短焦投影的小型投影设备。同时，投影模块4的投影输出端在答题终端100上应高于书写板7的表面一定高度，以使得最终投射到书写板7上的作业信息能够具有足够的清晰度。
51.在一个较佳的实施例中，答题终端100具有默认状态和非默认状态，且答题终端100可根据使用者的操作或相关指令在默认状态和非默认状态之间切换。其中，在答题终端100的默认状态下，投影模块4在书写板7的显示区域上的投射区域的尺寸大小和投射亮度能够进行自动调节(例如投射区域的尺寸大小为预设的固定尺寸，投射亮度为与环境光检
测模块6检测到的环境光相匹配的投射亮度)；在答题终端100的非默认状态下，投影模块4在书写板7的显示区域上的投射区域的尺寸大小和/或投射亮度可根据使用者的操作或指令被调节，以适应不同的使用环境和需求。
52.环境光检测模块6与投影模块4连接，用于检测环境光的亮度并根据检测结果调节投影模块4对作业信息的投射亮度。本实施例中，环境光检测模块6可由光敏元件或其他感光元件及相应的处理模块/电路实现。且可选地，投影模块4例如设置于答题终端100的第一区域中，以避免在使用者的作答过程中造成不必要的遮挡。基于该环境光检测模块6可实现对投影模块4在书写板7的显示区域上的投射亮度的自动调节，以使得答题终端100至少在默认状态下能够采用与环境光相匹配的投射亮度于书写板7上投射作业信息。
53.可以理解的是，与通过常规显示屏的主动发光来显示作业信息相比，本发明通过投影模块4的短焦投影及环境光检测模块6的智能感光来显示作业信息，其对使用者的眼睛损害程度更小，能够减轻使用者在进行电子作业使得视觉疲劳程度，有利于提高对使用者的视力健康保护。
54.识别模块5用于对书写板7上作答区域内的作答信息进行识别。
55.可选地，在本发明一些可能的实施例中，识别模块5例如可以为高清摄像机与数据处理系统的组合构造，该高清摄像机用于通过录像和/或拍照的方式获得包含有作答区域内的作答信息的视频信息和/或图像信息，该数据处理系统则基于ocr文字识别算法和书写提取算法对视频信息和/或图像信息进行识别，以获得其中的有效的作答信息，在一些实施例中，当作答区域内的书写内容存在字迹模糊等无法识别等问题时，该数据处理系统还可基于书写提取算法对作答区域内的书写内容进行校正，以得到有效的作答信息。其中，高清摄像机的数量可以为一个或多个，且当高清摄像机的数量为一个时，高清摄像机例如可设置于答题终端100的第一区域中，且进一步位于第一区域的中间区域，以便更准确、完整的对作答区域内的作答信息进行扫描识别，还不会受到学生作答的影响；而当高清摄像机的数量为多个时，该多个高清摄像机可间隔设置于书写板7的周侧，以提高信息获得的准确性和完整性。本实施例中，识别模块5通过高清摄像头和ocr文字识别算法和书写提取算法来获得作答信息，有利于实现对采用常规书写笔(例如铅笔、圆珠笔、中性笔、钢笔等)进行自然书写内容的电子化，减少了对特殊的书写工具的依赖，使用便捷。
56.在本发明另一些可能的实施例中，识别模块5例如可以为感应板与数据处理系统的组合构造，其中，感应板位于书写板7内，用于检测使用者在书写板7上进行作答时的笔迹轨道，数据处理系统则通过对感应板的检测结果进行识别来获得作答信息。当然，在本发明的其它实施例中，也可同时采用以上两种方式或其他常见方式来进行作答信息的识别。
57.通讯模块3用于接收作业信息及发送作答信息。
58.本实施例中，通讯模块3例如设置于答题终端100的第一区域内，且通讯模块3的通讯方式为蓝牙、2.4g、5.8g、wifi、gprs、2g、3g、4g、5g中的任意一种或多种通讯方式通讯，相应的，通讯模块3为蓝牙通讯模块、2.4g通讯模块、5.8g通讯模块、wifi通讯模块、gprs通讯模块、2g通讯模块、3g通讯模块、4g通讯模块、5g通讯模块中的任意一种或多种。
59.基于通讯模块3，可以实现答题终端100与其它终端设备例如云端和/或教师终端之间的信息通讯，从而有利于实现教学互动。
60.进一步地，答题终端100上还设置有存储模块(未示出)。本实施例中，该存储模块
用于对识别模块5识别出的作答信息和/或通讯模块3接收的作业信息进行存储。示例性地，在一次答题过程中，所需进行答题的作业页码可能是多页的，此时，识别模块5对作答信息的识别过程可以是对答题过程的实时识别、或者每完成一页的作答后进行一次识别、或者是完成所有页的作答后统一识别，在此过程中，通常由存储模块完成对相应的识别出的作答信息和/或完成的作答内容进行存储，以便于使用者对所有的作答内容和/或识别结果进行确认，并在确认完成后由通讯模块3对经确定后的信息进行通讯传输。
61.按键输入模块8例如可设置于答题终端100的第二区域中，包括至少一个功能按键和/或至少一个快捷输入按键。
62.其中，至少一个功能按键包括方向按键、取消按键和/或返回按键、确认按键、菜单按键、投射区域调节按键、投射亮度调节按键等中的至少一个，用于相应实现翻页、焦点选中、取消、确认、返回、投射区域调节及投射亮度调节中的至少一种功能。在一个较佳的实施例中，至少一个功能按键可仅设置方向按键、确认按键和取消按键，从而基于方向按键、确认按键和取消按键的任意组合来实现前述多种功能(例如翻页和焦点选中功能可基于方向按键实现，取消和返回功能可基于取消按键实现、确认功能可基于确认按键实现，投射区域调节和投射亮度调节功能可基于方向按键和确认按键共同实现，以及确认按键还可作为菜单按键来实现，等)，以减小按键输入模块8对答题终端100的占用面积，以提高答题终端100的表面布局，提高美观和用户体验度。
63.至少一个快捷输入按键用于实现对选择题和判断题中至少一种的快捷作答。可以理解的是，在作业信息中通常包含有选择题、判断题和主观题中的至少一种。其中，对于主观题，通常由使用者利用书写笔在书写板7中的作答区域内进行手写作答；而对于选择题和判断题，可通过至少一个快捷输入按键实现作答，以此来提高作答效率，当然也可由使用者利用书写笔在书写板7中的作答区域内进行手写作答。本实施例中，该至少一个快捷输入按键例如包括：a键、b键、c键、d键、e键、f键、g键、正确键和错误键。在本发明其他实施例中，正确键和错误键也可由确认按键和取消按键来充当；或者可额外设置菜单按键和方向按键也能够实现相应的快捷输出功能。
64.进一步地，答题终端100上还设置有连接模块(未示出)。可选地，该连接模块例如为设置于答题终端100内部的蓝牙模块，或者设置于答题终端100侧壁的连接接口，可用于实现答题终端100与外部输入设备的连接(如键盘)，并在连接有外部输入设备的情况下通过所连接的外部输入设备为答题终端100提供指令输入和/或作答输入。
65.进一步地，答题终端100上还设置有亮度调节模块(未示出)，用于根据用户的操作或指令调节投影模块4对作业信息的投射亮度。需要说明的是，该亮度调节模块用于实现投影模块4对作业信息的投射亮度的主动调节，例如可单独设置于答题终端100侧壁的亮度调节按键进行功能实现。
66.设备开关按键2例如设置于答题终端100的侧壁，用于实现对答题终端100的开启/关闭控制。
67.本领域技术人员容易想到的是，通过对按键的按压时长的设置可使得同一按键实现多种不同功能，因此本发明实施例中的各种按键功能可基于此原理进行按键合并，由此而延伸出的答题终端100的各种按键布局也均应在本发明的保护范围之内。
68.进一步地，答题终端100的供电方式可直接由电源线通过外接插座来提供供电电
压，也可在答题终端100内置电源(如干电池或可充电电池)来提供供电电压。且当内置在答题终端100中的电源为可充电电池时，在答题终端100上还设置有相应的充电接口1，该充电接口1与电源连接，用于实现对电源的充电功能。
69.进一步地，本发明还提供了一种作业系统，如图2所示，该作业系统包括：至少一个如图1所示出的答题终端100、云端100和/或教师终端300。其中，至少一个答题终端100通过设置于其内的通讯模块3将作答信息发送至云端200和/或教师终端300；云端200和/或教师终端300将作业信息发送至至少一个答题终端100。其中，至少一个答题终端100中的每个答题终端100的结构可参考前述对图1的描述进行理解，此处不再赘述。可以理解的是，通过该作业系统，有利于实现不同使用者(例如教学者和学习者)之间的教学互动，且在教学互动过程中有利于提高对使用者的视力保护，同时也能够减少对特殊的书写工具的依赖，使用便捷，有利于提高教学效率。
70.进一步地，本发明还提供了一种答题方法，该答题方法可应用于如图1中所示出的答题终端100。结合图1和图3，该答题方法包括执行如下步骤：
71.在步骤s1中，在答题终端处于开机状态时，利用答题终端的通讯模块接收作业信息。
72.在步骤s2中，至少在答题终端的默认状态下采用与环境光相匹配的投射亮度于书写板上投射作业信息。
73.在步骤s3中，在对作业信息作答完成后，对作答信号进行识别和确认。
74.在步骤s4中，将确认后的作答信息利用通讯模块进行发送。
75.具体实施时，该答题方法中的各个步骤的具体实施可参见前述的答题装置实施例，在此不再赘述。
76.综上，1、本发明通过采用短焦投影及智能感光来显示作业信息，对使用者的眼睛损害程度更小，能够减轻使用者在进行电子作业使得视觉疲劳程度，有利于提高对使用者的视力健康保护。
77.2、通过采用高清摄像头和ocr文字识别算法及书写提取算法来获得作答信息，有利于实现对采用常规书写笔(例如铅笔、圆珠笔、中性笔、钢笔等)进行自然书写内容的电子化，减少了对特殊的书写工具的依赖，使用便捷。
78.最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。