光電成像原理與技術(shù)教學(xué)大綱3頁(yè)

1、光電成像系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)大綱課程編號(hào)：OPT04042英文名稱：Practice of Photo-electronic imaging System學(xué) 分：3 學(xué)時(shí)：3周先修課程：應(yīng)用光學(xué)，光電成像原理與技術(shù)，精密機(jī)械基礎(chǔ)等一、目的與任務(wù)本環(huán)節(jié)為電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（光電子方向）實(shí)踐教學(xué)必修環(huán)節(jié)，安排在第7學(xué)期進(jìn)行。本教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)旨在通過(guò)對(duì)典型光電成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固、加深學(xué)生對(duì)光電成像系統(tǒng)的構(gòu)成、各技術(shù)環(huán)節(jié)的作用和工作原理的認(rèn)識(shí)和理解，明確系統(tǒng)總體性能與各部分參數(shù)的關(guān)系，使學(xué)生掌握光電成像系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)的思路、步驟和關(guān)鍵環(huán)節(jié)部件選配方法等。通過(guò)本實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可達(dá)到提高學(xué)生動(dòng)手能

2、力和在實(shí)際工作中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性、可行性、可靠性、可維護(hù)性等工程概念的理解，以及提高學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題水平的目的。本課程的內(nèi)容亦軍亦民，與國(guó)防裝備密切相關(guān)，因此，本課程的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神和大國(guó)防意識(shí)。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配（3周）課程設(shè)計(jì)題目分類：設(shè)計(jì)1 直視微光成像（觀瞄）系統(tǒng)設(shè)計(jì)（關(guān)鍵部件選型應(yīng)包括：物鏡系統(tǒng)、像管高壓電源、目鏡系統(tǒng)的選型等）；設(shè)計(jì)2 電視型微光成像（如車載夜視儀、星光級(jí)電視瞄具）系統(tǒng)設(shè)計(jì)（關(guān)鍵部件選型應(yīng)包括：物鏡系統(tǒng)、像管高壓電源、攝像系統(tǒng)、信號(hào)傳遞方式及顯示系統(tǒng)的選型等）；設(shè)計(jì)3 主動(dòng)照明微光紅外成

3、像（如車牌抓拍系統(tǒng)、闖紅燈違章記錄系統(tǒng)、車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)、露天場(chǎng)景全天候監(jiān)視系統(tǒng)、水下成像系統(tǒng)）系統(tǒng)設(shè)計(jì)（關(guān)鍵部件選型應(yīng)包括：光源、濾光鏡、物鏡系統(tǒng)、像管高壓電源、目鏡系統(tǒng)的選型等）；設(shè)計(jì)4 醫(yī)用內(nèi)窺鏡電視成像（如胃鏡系統(tǒng)、工業(yè)內(nèi)窺鏡）系統(tǒng)設(shè)計(jì)（關(guān)鍵部件選型應(yīng)包括：專用鏡頭、光源、傳光系統(tǒng)、支撐機(jī)構(gòu)、信號(hào)傳遞方式、顯示方式與顯示系統(tǒng)等）；設(shè)計(jì)5 高速工業(yè)在線視頻檢測(cè)成像（如鋼絲直徑在線檢測(cè)、路面瑕疵或不平整度檢測(cè)系統(tǒng)、軌道參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)、印刷品質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)、電路板故障檢測(cè)系統(tǒng)）系統(tǒng)設(shè)計(jì)（關(guān)鍵部件選型應(yīng)包括：光源、濾光鏡、物鏡系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、信號(hào)傳遞方式、信息記錄或顯示系統(tǒng)的選型及圖像處理方案等）；設(shè)

4、計(jì)6 特種光電成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)（選擇光子計(jì)數(shù)探測(cè)系統(tǒng)、火星車立體視覺(jué)系統(tǒng)、紫外指紋搜索系統(tǒng)、門禁體溫自動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)、高爐爐膛測(cè)溫成像系統(tǒng)、艦載紅外警戒系統(tǒng)、多光譜成像系統(tǒng)或其他新用途、新型成像系統(tǒng)。關(guān)鍵部件選型根據(jù)具體要求進(jìn)行）；課程設(shè)計(jì)要求：學(xué)生在以上設(shè)計(jì)選題中選做1個(gè)，根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求的技術(shù)指標(biāo)（觀察條件、目標(biāo)及背景特性、工作條件等其他相關(guān)技術(shù)指標(biāo)）完成系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)、總體技術(shù)參數(shù)分配、關(guān)鍵部件的選配等；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)檢索、查詢相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)等手段，完成關(guān)鍵部件詳細(xì)參數(shù)的了解和市場(chǎng)調(diào)研，完成關(guān)鍵部件選型，參數(shù)驗(yàn)算，并利用實(shí)驗(yàn)室已有試驗(yàn)條件，開展部分模擬性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真；對(duì)諸如專業(yè)處理電路等非成熟產(chǎn)

5、品，要求能夠給出功能框圖，數(shù)據(jù)輸入輸出格式及要求等；使用繪圖軟件畫出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖，撰寫設(shè)計(jì)論證報(bào)告、計(jì)算書、模擬實(shí)驗(yàn)報(bào)告（或軟件仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告），對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行初步的性能評(píng)估。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及時(shí)間分配：第一周 集中講課：以教師對(duì)既往科研中開展過(guò)的某個(gè)光電成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程為例，讓學(xué)生了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路，要求學(xué)生理解光電成像系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)原則、技巧及完整的設(shè)計(jì)過(guò)程。同時(shí)，介紹常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用軟件、電子電路的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用軟件。演示與操作實(shí)驗(yàn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)實(shí)物解剖、展示，讓學(xué)生親自觀察、使用和分析實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的夜視儀、電視攝像系統(tǒng)（黑白彩色）、顯示器（黑白彩色），視頻發(fā)射接收器等光

6、電成像系統(tǒng)及關(guān)鍵部件，了解實(shí)際光電成像系統(tǒng)的共性和特性。安排課程設(shè)計(jì)題目并根據(jù)提出具體要求：學(xué)生自愿選題，每個(gè)題目可以有最多5名成員組成小組共同完成，在教師的指導(dǎo)下明確組內(nèi)各成員的分工，進(jìn)而指導(dǎo)其完成總體技術(shù)指標(biāo)的確定，確定系統(tǒng)總體方案。要求學(xué)生在本周末提交設(shè)計(jì)論證報(bào)告（初稿），完成成像器件性能指標(biāo)的確定和選型及總體技術(shù)指標(biāo)計(jì)算書。第二周 指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查詢相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)、網(wǎng)絡(luò)檢索完成對(duì)其他關(guān)鍵部件詳細(xì)參數(shù)的了解和市場(chǎng)調(diào)研，完成部件選配，參數(shù)驗(yàn)算；并結(jié)合細(xì)化的設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)上周指定的設(shè)計(jì)論證報(bào)告中提到的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行必要的修正。利用實(shí)驗(yàn)室已有試驗(yàn)條件，設(shè)計(jì)并搭建局部性能的模擬性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，或編制

7、小規(guī)模的計(jì)算機(jī)仿真程序（如模擬成像系統(tǒng)的圖像探測(cè)、采集、存儲(chǔ)、傳輸?shù)墓δ?、?yàn)證相關(guān)照明條件與濾光系統(tǒng)對(duì)成像系統(tǒng)的影響、編制圖像預(yù)處理及特征提取等特定需要的功能軟件以驗(yàn)證圖像處理算法選擇的科學(xué)性、可行性等），對(duì)諸如專業(yè)處理電路等非成熟產(chǎn)品，要求能夠給出功能框圖，數(shù)據(jù)輸入輸出格式及要求等；學(xué)習(xí)并使用繪圖軟件畫出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。本周末對(duì)各組設(shè)計(jì)工作的階段性進(jìn)展進(jìn)行考核。第三周 開展部分模擬性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真；根據(jù)小組內(nèi)各成員的設(shè)計(jì)結(jié)果和問(wèn)題，結(jié)合所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作條件，開展工程化的論證和修正。按照小組分工，結(jié)合每個(gè)人的工作內(nèi)容，有重點(diǎn)地撰寫設(shè)計(jì)論證報(bào)告，并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行初步的性能評(píng)估分析。以小組為

8、單位，以答辯的形式，進(jìn)行設(shè)計(jì)工作總結(jié)與考核。三、 考核與成績(jī)?cè)u(píng)定成績(jī)?cè)u(píng)定根據(jù)創(chuàng)新性情況、設(shè)計(jì)論證報(bào)告、系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算書、系統(tǒng)指標(biāo)完成情況及設(shè)計(jì)是否達(dá)到要求并綜合紀(jì)律、出勤情況給出。成績(jī)分為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五等。具體標(biāo)準(zhǔn)如下：1. 所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)應(yīng)滿足應(yīng)用的基本分辨力、靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍等基本要求；2. 各關(guān)鍵部件在性能指標(biāo)，結(jié)構(gòu)及操作性等方面應(yīng)滿足適配性要求；3. 所設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的部件成本應(yīng)有一定的經(jīng)濟(jì)合理性；4. 對(duì)關(guān)注到環(huán)境適應(yīng)性、可操作性，可維護(hù)性和可靠性的設(shè)計(jì)在評(píng)分時(shí)予以傾斜；5. 提交的設(shè)計(jì)論證報(bào)告時(shí)，需將所有選用關(guān)鍵部件的調(diào)研情況、局部功能模擬驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)報(bào)告及相關(guān)功能性軟件程序

9、仿真結(jié)果作為附件一起提交。四、 大綱說(shuō)明 1. 本大綱是根據(jù)我校電子科學(xué)與技術(shù)（光電子）、光電信息科學(xué)與工程、光電信息工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃及其知識(shí)結(jié)構(gòu)要求，并適當(dāng)考慮專業(yè)特色而制定的。2. 在保證基本教學(xué)要求的前提下，教師可以根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和刪節(jié)。3. 本大綱適合光電類相關(guān)專業(yè)。五、教科書、參考書 教科書： 自編講義典型光電成像系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)待編 參考書： 白廷柱，金偉其編著光電成像原理與技術(shù)M北京：北京理工大學(xué)出版社，2006. 1編寫教師： 曹峰梅 責(zé)任教授： 教學(xué)院長(zhǎng)： Practice of Photoelectric Imaging SystemCourse Code:

10、 OPT04042Course Name: Practice of Photoelectric Imaging SystemClass Hour: 3 weeksCredit: 3Course Description:The objective of this course is to familiarize students with basic photo-electronic imaging devices, system architecture and its application, train the students ability of designing the integ

11、rated system, analyzing the relationship between the systems whole performance with the parameters of basic models or devices. Through the course, students should learn how to calculate the parameters of the key elements, select the proper devices, practice the design method and design procedure of

12、the photo-electronic system. The main contents of the course include analyzing several typical photoelectric systems as examples, introducing the frequently-used architectural or electronic design method and software, showing the students the night vision system and devices, color/mono CCD and other typical imaging devices. After introduction and practicing mounting the typical system, iuvstudents should design the specific system and practice some basic parts. Students should work in groups and ha