一种平面几何自动解题方法及系统与流程

文档序号:22244829发布日期:2020-09-15 20:01阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种平面几何自动解题方法,其特征在于,包括如下步骤:

获取待求解的几何题题干,所述题干包括几何题目文本;

利用预设文本解析规则,解析几何题目文本中的空间结构及几何元素关系,作为几何题目文本解析结果;

将预设几何知识知识库中的定理分为低阶定理和高阶定理,所述低阶定理通过一步推理求解可得,所述高阶定理通过多步推理求解可得;

基于几何题目文本解析结果,使用低阶定理进行全局搜索,直到所有的定理均无新的属性被推理出来;其次,在高阶定理中进行搜索推理,当推理出求解目标后,停止推理,否则使用低阶定理重新搜索。

2.根据权利要求1所述的平面几何自动解题方法,其特征在于,所述预设文本解析规则包括:

一阶规则,用于解析单个几何元素的关系;

二阶规则,用于解析两个几何元素之间的关系;

三阶规则,用于解析基于数组的几何三层关系。

3.根据权利要求1所述的平面几何自动解题方法,其特征在于,所述所述题干还包括:几何图形;所述平面几何自动解题方法,还包括:

对几何元素及符号分别进行识别,将识别出的几何基本元素和字符的相关字母、数字进行关联进行符号标定,得到几何图形的解析结果;

将几何题目文本解析结果和几何图形的解析结果进行逻辑表达融合,消除歧义或重复的逻辑表达;

基于逻辑表达融合的解析结果,使用低阶定理进行全局搜索,直到所有的定理均无新的属性被推理出来;其次,在高阶定理中进行搜索推理,当推理出求解目标后,停止推理,否则使用低阶定理重新搜索。

4.根据权利要求3所述的平面几何自动解题方法,其特征在于,对几何元素进行识别是基于霍夫变换方法对几何元素进行识别,包括:

预设一个阈值,当连通部分的面积大于阈值时,就将连通部分定义为几何元素,其余部分定义为符号;

产生一系列的几何元素集合,从几组不同的几何元素集合中选择出尽可能多的覆盖到整个几何图形的描述集合。

5.根据权利要求3所述的平面几何自动解题方法,其特征在于,对符号进行识别的过程,包括:

在输入的几何图形中对标注的字母、数字以及角度的字符进行检测并分割出来;

对分割出来的各个字符进行多种尺度变化;

将每个字符不同尺度的图像输入到ocr识别模块,将识别结果进行数组存储;

在识别结果的数组中,使用多数投票规则进行选择最终识别结果。

6.根据权利要求3所述的平面几何自动解题方法,其特征在于,将识别出的几何基本元素和字符的相关字母、数字进行关联进行符号标定的过程包括:

以几何图形图像的左下角为坐标原点,以水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立直角坐标系,并且计算所有几何元素的坐标,以及各个符号的坐标;

计算各个符号与几何元素之间的几何距离,根据几何距离判断相应符号所描述的几何元素。

7.一种平面几何自动解题系统,其特征在于,包括:

几何题题干获取模块,用于获取待求解的几何题题干,所述题干包括几何题目文本;

文本解析器,用于利用预设文本解析规则,解析几何题目文本中的空间结构及几何元素关系,作为几何题目文本解析结果;

几何知识库,用于将预设几何知识知识库中的定理分为低阶定理和高阶定理,所述低阶定理通过一步推理求解可得,所述高阶定理通过多步推理求解可得;

第一推理器,用于基于几何题目文本解析结果,使用低阶定理进行全局搜索,直到所有的定理均无新的属性被推理出来;其次,在高阶定理中进行搜索推理,当推理出求解目标后,停止推理,否则使用低阶定理重新搜索。

8.根据权利要求7所述的平面几何自动解题系统,其特征在于,所述题干还包括:几何图形;所述平面几何自动解题系统,还包括:

图形解析器,用于对几何元素及符号分别进行识别,将识别出的几何基本元素和字符的相关字母、数字进行关联进行符号标定,得到几何图形的解析结果;

联合解析器,用于将几何题目文本解析结果和几何图形的解析结果进行逻辑表达融合,消除歧义或重复的逻辑表达;

第二推理器,用于逻辑表达融合的解析结果,使用低阶定理进行全局搜索,直到所有的定理均无新的属性被推理出来;其次,在高阶定理中进行搜索推理,当推理出求解目标后,停止推理,否则使用低阶定理重新搜索。

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1-6任一项所述的平面几何自动解题方法。

10.一种计算机设备,其特征在于,包括:存储器和处理器,所述存储器和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器存储有计算机指令,所述处理器通过执行所述计算机指令,从而执行如权利要求1-6任一项所述的平面几何自动解题方法。


技术总结
本发明公开了一种平面几何自动解题方法及系统,方法包括:首先获取待求解的几何题题干,当题干包括几何题目文本;利用预设文本解析规则,解析几何题目文本中的空间结构及几何元素关系,作为几何题目文本解析结果;将预设几何知识知识库中的定理分为低阶定理和高阶定理;基于几何题目文本解析结果,依次使用低阶定理和高阶定理中进行搜索推理,当推理出求解目标后,停止推理,大大降低了搜索空间,提高了解题效率。当题干包括文本和图形时,也可以实现对题目文本和几何图形的联合解析,对求解目标进行高效搜索推理。本发明提供的平面几何自动解题方法,较以往的解题方法,更加全面化、智能化以及可读性,可应用于中小学数学几何部分的个性化教学。

技术研发人员:鲁盼;龚然;张汝民;王青
受保护的技术使用者:暗物智能科技(广州)有限公司
技术研发日:2020.07.02
技术公布日:2020.09.15
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