機器視覺基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱

機器視覺基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱課程中文名稱：機器視覺基礎(chǔ)課程英文名稱：BasicsofMachineVision課程編號：204T0606學(xué)分：1學(xué)時：16（其中：講課學(xué)時：16實驗學(xué)時：0實踐學(xué)時：0）先修課程：高等數(shù)學(xué)Ⅰ（一）/（二）、線性代數(shù)Ⅰ、概率論與數(shù)理統(tǒng)計Ⅰ、大學(xué)物理V（一）/（二）適用專業(yè)：自動化課程類別：專業(yè)拓展課程/選修使用教材：《機器視覺技術(shù)及應(yīng)用》，孫學(xué)宏，張文聰，唐冬冬著，機械工業(yè)出版社，2021.開課單位：電氣與新能源學(xué)院課程簡介：本課程是一門應(yīng)用性較強的課程，側(cè)重于機器視覺系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的基礎(chǔ)知識，主要介紹機器視覺基本概念、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)、機器視覺硬件系統(tǒng)、機器視覺軟件系統(tǒng)、系統(tǒng)集成與應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)方法。本課程開設(shè)的目的在于幫助學(xué)生了解機器視覺系統(tǒng)技術(shù)的基本原理和基本思想，初步了解相關(guān)的工業(yè)控制技術(shù)。一、課程性質(zhì)：本課程是自動化專業(yè)的專業(yè)拓展課程和選修課。機器視覺主要用計算機來模擬人的視覺功能，從數(shù)字圖像中提取和處理相關(guān)信息，并進行分析、計算和判斷，其在測量與控制領(lǐng)域中的應(yīng)用日益深入和廣泛，是實現(xiàn)現(xiàn)代控制的一種有效的工具與手段，本課程可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。二、課程目標：課程目標1：培養(yǎng)科學(xué)思維方法，培養(yǎng)科學(xué)探索精神、創(chuàng)新精神和精益求精的大國工匠精神。激發(fā)科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當。課程目標2：能運用機器視覺技術(shù)的科學(xué)原理和專業(yè)知識，對基于機器視覺的自動化系統(tǒng)復(fù)雜工程問題中的硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件算法設(shè)計等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行分析和判斷。課程目標3：理解基于機器視覺的自動化系統(tǒng)工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的基本設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù)，了解數(shù)字圖像處理、機器視覺硬件系統(tǒng)、機器視覺軟件系統(tǒng)、系統(tǒng)集成與應(yīng)用等影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素。三、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系2.使用現(xiàn)代工具2.1：能運用相關(guān)科學(xué)原理，識別和判斷自動化系統(tǒng)復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。課程目標1課程目標23.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.1：掌握自動化系統(tǒng)工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素。課程目標1課程目標3四、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章機器視覺技術(shù)概述1.教學(xué)內(nèi)容：（1）了解機器視覺行業(yè)背景；（2）理解機器視覺系統(tǒng)的基本概念；（3）理解機器視覺系統(tǒng)的組成；（4）了解機器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用場景。2.重點難點：機器視覺系統(tǒng)的基本概念，機器視覺系統(tǒng)的組成。3.課程思政融入點：介紹機器視覺技術(shù)在工業(yè)控制、日常生活、軍事領(lǐng)域等方面的應(yīng)用和技術(shù)支撐作用，激發(fā)科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當。4.考核要點：機器視覺系統(tǒng)的基本概念。5.教學(xué)方法：基于雨課堂的課堂教學(xué)。6.作業(yè)安排：通過文獻或者網(wǎng)絡(luò)資源查找機器視覺技術(shù)在日常生產(chǎn)和生活中的典型應(yīng)用。第二章數(shù)學(xué)圖像處理基礎(chǔ)1.教學(xué)內(nèi)容：（1）理解數(shù)字圖像處理的基本概念；（2）理解圖像的感知和獲取過程；（3）理解圖像的采集和量化；（4）理解空間域圖像處理；（5）理解頻率域圖像處理；（6）理解彩色圖像處理；（7）理解形態(tài)學(xué)圖像處理。2.重點難點：數(shù)字圖像處理的基本概念，空間域圖像處理、頻率域圖像處理、彩色圖像處理、形態(tài)學(xué)圖像處理等圖像處理的基本方法。3.課程思政融入點：介紹機器視覺技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷和求真務(wù)實精神；結(jié)合機器視覺系統(tǒng)設(shè)計和相關(guān)功能技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神、創(chuàng)新精神和精益求精的大國工匠精神。4.考核要點：數(shù)字圖像處理的基本概念，數(shù)學(xué)圖像處理的基本方法。5.教學(xué)方法：基于雨課堂的課堂教學(xué)。6.作業(yè)安排：MATLAB軟件實現(xiàn)數(shù)學(xué)圖像處理的基本方法。第三章機器視覺硬件系統(tǒng)1.教學(xué)內(nèi)容：（1）理解機器視覺硬件系統(tǒng)的組成和基本概念；（2）了解工業(yè)相機；（3）了解機器視覺硬件系統(tǒng)中的鏡頭；（4）了解機器視覺硬件系統(tǒng)中的光源。2.重點難點：機器視覺硬件系統(tǒng)的組成和基本概念。3.課程思政融入點：介紹機器視覺技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷和求真務(wù)實精神；結(jié)合機器視覺系統(tǒng)設(shè)計和相關(guān)功能技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神、創(chuàng)新精神和精益求精的大國工匠精神。4.考核要點：機器視覺硬件系統(tǒng)的組成和基本概念。5.教學(xué)方法：基于雨課堂的課堂教學(xué)。6.作業(yè)安排：通過文獻或者網(wǎng)絡(luò)資源查找機器視覺硬件系統(tǒng)的知識和應(yīng)用。第四章機器視覺軟件系統(tǒng)1.教學(xué)內(nèi)容：（1）理解機器視覺軟件系統(tǒng)的組成和基本概念；（2）理解機器視覺基礎(chǔ)算法知識；（3）了解視覺控制系統(tǒng)方案。2.重點難點：機器視覺軟件系統(tǒng)的組成和基本概念，機器視覺基礎(chǔ)算法知識。3.課程思政融入點：介紹機器視覺技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷和求真務(wù)實精神；結(jié)合機器視覺系統(tǒng)設(shè)計和相關(guān)功能技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神、創(chuàng)新精神和精益求精的大國工匠精神。4.考核要點：機器視覺軟件系統(tǒng)的組成和基本概念，機器視覺基礎(chǔ)算法知識。5.教學(xué)方法：基于雨課堂的課堂教學(xué)。6.作業(yè)安排：通過文獻或者網(wǎng)絡(luò)資源查找機器視覺軟件系統(tǒng)的知識和應(yīng)用。第五章機器視覺系統(tǒng)集成與應(yīng)用1.教學(xué)內(nèi)容：（1）機器視覺集成與應(yīng)用案例一；（2）機器視覺集成與應(yīng)用案例二。2.重點難點：機器視覺系統(tǒng)集成的理論與方法。3.課程思政融入點：介紹機器視覺技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷和求真務(wù)實精神；結(jié)合機器視覺系統(tǒng)設(shè)計和相關(guān)功能技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神、創(chuàng)新精神和精益求精的大國工匠精神。4.考核要點：機器視覺系統(tǒng)集成的理論與方法。5.教學(xué)方法：基于雨課堂的課堂教學(xué)。6.作業(yè)安排：通過文獻或者網(wǎng)絡(luò)資源查找機器視覺系統(tǒng)集成與應(yīng)用的相關(guān)案例。章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配支撐的課程目標講課實驗實踐第一章機器視覺技術(shù)概述21、2、3第二章數(shù)學(xué)圖像處理基礎(chǔ)81、2、3第三章機器視覺硬件系統(tǒng)21、2、3第四章機器視覺軟件系統(tǒng)21、2、3第五章機器視覺系統(tǒng)集成與應(yīng)用21、2、3五、教學(xué)內(nèi)容對課程目標的支撐關(guān)系六、考核方式及成績評定標準1.課程考核方式：報告成績占60%，平時成績占40%。平時成績包括課堂考勤20%、課堂表現(xiàn)10%、課程作業(yè)10%。支撐畢業(yè)要求課程目標考核與評價方式合計平時成績（40%）報告成績（60%）課堂考勤20%課堂表現(xiàn)10%課程作業(yè)10%課程報告課程目標1505指標點2.1課程目標2153045指標點3.1課程目標3203050總分占比%40601002.課程考核評分標準課程目標考核要求評分標準高于預(yù)期達到預(yù)期低于預(yù)期優(yōu)秀良好合格不合格1.培養(yǎng)科學(xué)思維方法，培養(yǎng)科學(xué)探索精神、創(chuàng)新精神和精益求精的大國工匠精神。激發(fā)科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當。（5分）課堂考勤課堂表現(xiàn)課程作業(yè)543<32.能運用機器視覺技術(shù)的科學(xué)原理和專業(yè)知識，對基于機器視覺的自動化系統(tǒng)復(fù)雜工程問題中的硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件算法設(shè)計等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行分析和判斷。（45分）課堂考勤課堂表現(xiàn)課程作業(yè)課程報告41-4536-4027-35<273.理解基于機器視覺的自動化系統(tǒng)工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的基本設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù)，了解數(shù)字圖像處理、機器視覺硬件系統(tǒng)、機器視覺軟件系統(tǒng)、系統(tǒng)集成與應(yīng)用等影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素。（50分）課堂考勤課堂表現(xiàn)課程作業(yè)課程報告45-5040-4430-39<30七、參考書目：1.劉秀平，景軍鋒，張凱兵.工業(yè)機器視覺技術(shù)及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2019.2.朱愛梅，吳加富，陳長偉，張寶如.機