《信息處理算法專題》課程教學(xué)大綱

《信息處理算法專題》教學(xué)大綱課程英文名TopiconInformationProcessingAlgorithms課程代碼03M0159學(xué)分1.5總學(xué)時(shí)24理論學(xué)時(shí)24實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別專業(yè)教育課課程性質(zhì)限選先修課程高等數(shù)學(xué)、信號與系統(tǒng)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)、數(shù)字信號處理適用專業(yè)通信工程開課學(xué)院信息工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位本課程是通信工程專業(yè)的一門的專業(yè)選修課程。本課程應(yīng)用高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論、線性代數(shù)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理的基本原理，介紹信息與通信系統(tǒng)中常用的信息處理經(jīng)典算法，主要介紹用于目標(biāo)跟蹤與定位等問題的濾波算法，以及用于管理調(diào)度等問題的優(yōu)化算法等。其任務(wù)是使學(xué)生了解經(jīng)典算法的原理與應(yīng)用方法，并能利用算法進(jìn)行簡單的模型搭建，實(shí)現(xiàn)某一目的，為后續(xù)的綜合實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)中的信號處理工作奠定基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)該課程應(yīng)達(dá)到的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果（ILO，IntendedLearningOutcomes）如下所示：1、ILO-1.目標(biāo)定位問題：了解工程應(yīng)用中的主要目標(biāo)定位問題，掌握無線傳感器目標(biāo)定位的基本數(shù)學(xué)模型及實(shí)現(xiàn)步驟。2、ILO-2.濾波算法：掌握卡爾曼濾波、粒子濾波算法的原理及應(yīng)用場景。3、ILO-3.最優(yōu)化算法：了解工程應(yīng)用中的主要最優(yōu)化問題，掌握粒子群算法、遺傳算法、最速下降法等主要智能及經(jīng)典最優(yōu)化算法的原理。4、ILO-4.小組討論：由4~5人組成小組，對基于最優(yōu)化算法的目標(biāo)定位問題展開討論，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)成員的分工與協(xié)作能力，提高凝聚力和合作力。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法主要以課堂教學(xué)為主，結(jié)合文獻(xiàn)閱讀、課堂測試、小組討論和期末測試等途徑來達(dá)成。具體每個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成途徑與方法見下表所示。課程目標(biāo)達(dá)成途徑ILO-1~ILO-3課堂教學(xué)、文獻(xiàn)閱讀、基于雨課堂的課堂測試和期末測試ILO-4小組討論、討論報(bào)告、教師指導(dǎo)提問三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-2畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2-2畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)9-2ILO-1H(0.30)ILO-2M(0.20)ILO-3H(0.40)ILO-4L(0.10)注：支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低，保證H>M>L，具體對應(yīng)的數(shù)值，根據(jù)各自課程來定）四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、目標(biāo)定位問題描述及其常用基本算法了解目標(biāo)跟蹤與定位問題的基本概念；了解主要應(yīng)用場景：定位與導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)器人控制系統(tǒng)等；了解主要分類：TOA、TDOA、AOA和RSS目標(biāo)定位，閱讀至少2篇相關(guān)文獻(xiàn)。2、濾波問題描述及其常用基本方法了解濾波問題的主要應(yīng)用場景，掌握卡爾曼濾波、擴(kuò)展的卡爾曼濾波、粒子算法等基本原理；閱讀至少2篇相關(guān)文獻(xiàn)，理解算法應(yīng)用。3、最優(yōu)化問題描述及其常用基本算法了解工程設(shè)計(jì)中的最優(yōu)化問題；了解資源調(diào)度、線路規(guī)劃等主要應(yīng)用；了解經(jīng)典最優(yōu)化（絕對最優(yōu)解）和啟發(fā)式全局最優(yōu)算法；掌握遺傳算法、粒子群算法等基本原理；閱讀至少2篇相關(guān)文獻(xiàn)，理解算法應(yīng)用。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標(biāo)第1章目標(biāo)定位問題描述及其常用基本算法81.完成無線傳感器目標(biāo)定位方面的作業(yè)2.完成課中的雨課堂測試及2篇文獻(xiàn)閱讀ILO-1第2章濾波問題描述及其常用基本方法61.完成卡爾曼濾波、粒子濾波算法方面的作業(yè)2.完成課中的雨課堂測試及2篇文獻(xiàn)閱讀ILO-2第3章最優(yōu)化問題描述及其常用基本算法101.完成經(jīng)典最優(yōu)化和啟發(fā)式最優(yōu)算法方面的作業(yè)2.完成課中的雨課堂測試及2篇文獻(xiàn)閱讀3.小組對基于最優(yōu)化算法的目標(biāo)定位問題展開討論，完成小組報(bào)告ILO-3、ILO-4六、考核方式、成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例考核與課程目標(biāo)對應(yīng)關(guān)系過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時(shí)作業(yè)等點(diǎn)名記錄回答問題記錄課堂測試成績30%ILO-1~ILO-3小組討論考核小組報(bào)告及整組匯報(bào)表現(xiàn)討論打分成績10%ILO-4期末考核閉卷卷面成績60%ILO-1~ILO-3考核類別考試成績登記方式百分制七、課程目標(biāo)達(dá)成度評價(jià)方法課程目標(biāo)權(quán)重成績評定ILO-1過程考核0.3相應(yīng)課堂測試平均分A10期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B10ILO-1達(dá)成度=0.3*A10+0.7*B10ILO-2過程考核0.3相應(yīng)課堂測試平均分A20期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B20ILO-2達(dá)成度=0.3*A20+0.7*B20ILO-3過程考核0.3相應(yīng)課堂測試平均分A30期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B30ILO-3達(dá)成度=0.3*A30+0.7*B30ILO-4小組報(bào)告+組內(nèi)匯報(bào)，1報(bào)告*0.7+匯報(bào)*0.3兩次小組討論平均分A40ILO-4達(dá)成度=1*A40九、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1、馬昌鳳、柯藝芬、謝亞君編著，《最優(yōu)化計(jì)算方法及其MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)》，國防工業(yè)出版社，2015年7月（二）主要參考書：1、黃小平、王巖編著，《卡爾曼濾波原理及應(yīng)用》，電子工業(yè)出