汽車智能傳感器技術(shù)與應(yīng)用 教案 項目二 認識與應(yīng)用視覺傳感器

任務(wù)2.1認識視覺傳感器-教師手冊智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)、一體化教學(xué)設(shè)計授課教師：授課班級：學(xué)時數(shù)：授課日期：一體化教學(xué)場所：教學(xué)目標技能目標知識目標素質(zhì)目標1.了解視覺傳感器歷史；2.掌握視覺傳感器基本概念及其成像原理；1.培養(yǎng)獨立思考和自主精神；2.培養(yǎng)精益求精的品質(zhì)。教學(xué)重點1.視覺傳感器發(fā)展歷史；2.車載視覺傳感器：CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器；3.車載攝像頭的結(jié)構(gòu)。教學(xué)準備1.認識視覺傳感器課件；2.認識視覺傳感器學(xué)生手冊；3.認識視覺傳感器學(xué)生工作頁。教學(xué)活動1.通過多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們了解視覺傳感器發(fā)展歷史；2.通過多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們了解車載視覺傳感器：CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器；3.通過多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們了解車載攝像頭的結(jié)構(gòu)。課后作業(yè)教學(xué)體會

一體化教學(xué)實施教學(xué)流程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動時間分配（min）教學(xué)引入提問：大家都知道有哪些領(lǐng)域會應(yīng)用視覺傳感器嗎？課前提問多媒體課件分組討論2教學(xué)告知1.視覺傳感器發(fā)展歷史；2.車載視覺傳感器：CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器；3.車載攝像頭的結(jié)構(gòu)。講授多媒體課件示范教學(xué)課前預(yù)習(xí)3教學(xué)準備認識視覺傳感器課件。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)5教學(xué)實施1.了解視覺傳感器發(fā)展歷史；2.了解車載視覺傳感器：CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器；3.了解車載攝像頭的結(jié)構(gòu)。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)分組討論75教學(xué)總結(jié)視覺傳感器的概念、組成、類型工作流程、優(yōu)缺點及應(yīng)用。提問啟發(fā)引導(dǎo)多媒體課件講解回答問題2.完成個別理論工作頁。5

任務(wù)考核及答案一、判斷題1.視覺傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用是以攝像頭的形式出現(xiàn)。（??）2.小孔成像現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是早期光學(xué)研究中揭示光的直線傳播性的最重要的證據(jù)之一，也是后世照相、幻燈等技術(shù)誕生的物理基礎(chǔ)。（??）3.膠卷是由美國柯達公司發(fā)明生產(chǎn)出來的，它實現(xiàn)了感光材料的一個飛躍。（??）4.圖像傳感器技術(shù)分為電荷耦合器件（CCD）和互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）兩種。（??）5.CMOS傳感器的成本比CDD傳感器更高。（?）6.車載攝像頭的組成主要包括圖像傳感器、獨立在線編程芯片、串行器、連接器以及算法。（?）二、不定項選擇題1.下列（ACD）屬于視覺傳感器的組成部分。A.鏡頭B.PCB板C.圖像傳感器D.圖像處理器2.視覺傳感器最核心的器件是（B）。A.鏡頭B.圖像傳感器C.模數(shù)轉(zhuǎn)換器D.圖像處理器3.利用物體本身各部位的溫差及物體與背景間的溫差來成像的攝像頭是（D）。A.三目攝像頭B.環(huán)視攝像頭C.近紅外夜視D.遠紅外熱成像三、問答題1.概括CCD和CMOS圖像傳感器存在差異的主要四個方面。答：（1）成像過程。CCD與CMOS圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換的原理相同，它們最主要的差別在于信號的讀出過程不同。（2）集成性。CCD集成度非常低，CMOS芯片集成度很高。（3）速度。CCD采用逐個光敏輸出，速度較慢。CMOS有多個電荷-電壓轉(zhuǎn)換器和行列開關(guān)控制，讀出速度快很多。（4）噪聲。CCD技術(shù)發(fā)展較早，比較成熟，成像質(zhì)量相對CMOS光電傳感器有一定優(yōu)勢。2.簡述車載攝像頭的結(jié)構(gòu)組成。答：車載攝像頭的組成主要包括鏡頭組（光學(xué)鏡片、濾光片和保護膜等）、圖像傳感器（以CMOS為主）、獨立在線編程（In-SystemProgramming，ISP）芯片、串行器、連接器以及算法等。1、一體化教學(xué)設(shè)計授課教師：授課班級：學(xué)時數(shù)：授課日期：一體化教學(xué)場所：教學(xué)目標能力目標知識目標素質(zhì)目標1.具備識別不同類型視覺傳感器及其特點的能力，能對車載攝像頭方案的優(yōu)劣進行對比。1.掌握視覺傳感器分類及其特點；2.熟悉視覺傳感器的選用標準及車規(guī)級車載攝像頭的性能要求。1.培養(yǎng)獨立思考和自主精神；2.培養(yǎng)精益求精的品質(zhì)。教學(xué)重點1.車載攝像頭的類型；2.車載攝像頭技術(shù)參數(shù)；3.車載攝像頭的選用標準；4.車載攝像頭車規(guī)級性能要求。教學(xué)準備1.選用視覺傳感器課件；2.選用視覺傳感器學(xué)生手冊；3.選用視覺傳感器學(xué)生工作頁。教學(xué)活動1.通過多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們掌握車載攝像頭的類型；2.通過多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們熟悉車載攝像頭技術(shù)參數(shù)；3.通過多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們熟悉車載攝像頭的選用標準；4.通過多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們熟悉車載攝像頭車規(guī)級性能要求；5.通過完成工作頁方式，讓學(xué)生們加深對視覺傳感器選用標準和性能要求的了解。課后作業(yè)教學(xué)體會

一體化教學(xué)實施教學(xué)流程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動時間分配（min）教學(xué)引入提問：大家都知道有哪些因素會影響視覺傳感器的性能嗎？課前提問多媒體課件分組討論2教學(xué)告知1.掌握車載攝像頭的類型；2.熟悉車載攝像頭技術(shù)參數(shù)；3.熟悉車載攝像頭的選用標準；4.熟悉車載攝像頭車規(guī)級性能要求。講授多媒體課件示范教學(xué)課前預(yù)習(xí)3教學(xué)準備選用視覺傳感器課件。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)5教學(xué)實施1.掌握車載攝像頭的類型；2.熟悉車載攝像頭技術(shù)參數(shù)；3.熟悉車載攝像頭的選用標準；4.熟悉車載攝像頭車規(guī)級性能要求。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)分組討論75教學(xué)總結(jié)視覺傳感器的選用標準及性能要求。提問啟發(fā)引導(dǎo)多媒體課件講解回答問題2.完成個別理論工作頁。5

任務(wù)考核及答案3.1判斷題3.1.1有效焦距的大小決定視場角的大小。（√）3.1.2有效焦距是指鏡頭最后一枚鏡片（尾鏡片）到焦平面的距離。（×）3.1.3拍攝距離越遠，景深越大。（√）3.1.4畸變會影響像的清晰度。（×）3.1.5帶有具備校正能力芯片的鏡頭，它的光學(xué)畸變等于TV畸變。（×）3.1.6相對照度不僅和光學(xué)系統(tǒng)本身有關(guān),也與所使用的感光片有關(guān)。（√）3.1.7F值越大，光通量越大。（×）3.1.8芯片尺寸是指感光區(qū)域?qū)蔷€距離。（√）3.1.9攝像頭的信噪比越高，干擾噪點對畫面的影響就越大。（×）3.1.10車載攝像頭一般選用CMOS圖像傳感器。（√）3.2不定項選擇題3.2.1（C）是光學(xué)系統(tǒng)成像亮度指標。A.有效焦距B.視場角C.相對孔徑D.相對照度3.2.2對于一般的成像光學(xué)系統(tǒng)來說，相對孔徑在（A）范圍內(nèi)屬于合適范圍。A.F2.0-3.2B.F3.0-3.2C.F2.4-3.7D.F3.0-在使用（BCD）的廣角端時，最容易出現(xiàn)桶形失真現(xiàn)象。A.標準鏡頭B.廣角鏡頭C.魚眼鏡頭D.變焦鏡頭3.2.4（C）用來衡量鏡頭的通光量。A.相對照度B.相對孔徑C.光闌系數(shù)D.光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)3.2.5（C）是決定攝像頭圖像清晰度的一個關(guān)鍵因素。A.光闌系數(shù)B.信噪比C.像素D.感光度3.2.6（B）的數(shù)值越高，傳感器記錄的光信息就越多。A.信噪比B.感光度C.靈敏度D.焦距3.2.7芯片尺寸的大小由（CD）大小決定。A.焦距B.單像素尺寸C.像素D.分辨率3.2.8信噪比分為亮度信噪比和色度信噪比（BC）攝像頭可以實現(xiàn)泊車輔助功能。A.音度信噪比B.亮度信噪比C.色度信噪比D.電壓信噪比3.2.9玻塑混合鏡片制作成鏡頭應(yīng)用的領(lǐng)域有（BCD）。A.掃面儀B.車載鏡頭C.安防D.高端手機3.2.10車載攝像頭有效運行的動態(tài)范圍應(yīng)該達到（D）。A.75dBB.85dBC.104dBD.140dB3.3問答題3.3.1車載攝像頭一般選用哪種圖像傳感器？為什么？答：CMOS圖像傳感器；一般市場上的圖像傳感器分為：CCD（電荷耦合）和CMOS（金屬氧化物）兩種。前一種的優(yōu)點是成像層次好，清晰度及色彩還原系數(shù)高，但其存在價格昂貴，功耗和芯片片體積大等缺點。隨著CMOS技術(shù)的迅猛發(fā)展，CMOS成像的效果越來越好，具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點。而車載攝像頭的功能訴求為收集數(shù)據(jù)，對圖像的要求并非很高。因此車載攝像頭一般選用CMOS圖像傳感器。3.3.2簡述車載攝像頭車規(guī)級性能要求。答：（1）耐高溫：需在-40℃~85℃范圍內(nèi)都能正常工作，且能適應(yīng)溫度的劇烈變化。（2）抗震：車輛在不太平坦的路面行駛會產(chǎn)生較強的震動，因此必須能抗各種強度的震動。（3）低噪點：在光線較暗時能有效抑制噪點，特別是要求側(cè)視和后視攝像頭即使在晚上也能清楚的捕捉影像。（4）防磁：車輛啟動時會產(chǎn)生極高的電磁脈沖，需要極高的防磁性能。（5）防水：車載攝像頭密封要非常嚴實，滿足在雨水中浸泡數(shù)日仍可正常使用。（6）使用壽命：使用壽命與車輛壽命匹配，至少為8-10年才能滿足需求。3.3.3前視攝像頭對光學(xué)性能的要求有哪些？答：（1）持續(xù)穩(wěn)定的聚焦特性和熱補償特性，能在不同溫度工況下保持穩(wěn)定性；（2）高通光特性，保證低照明條件下的良好成像效果；（3）清晰成像效果，能夠有效捕捉和分辨物體細節(jié)；（4）雜光、鬼影控制，要能夠改善車大燈等正面強光干擾。1、一體化教學(xué)設(shè)計授課教師：授課班級：學(xué)時數(shù)：授課日期：一體化教學(xué)場所：教學(xué)目標技能目標知識目標素質(zhì)目標1.掌握拆裝魚眼攝像頭的技能；1.培養(yǎng)獨立思考和自主精神；2.培養(yǎng)精益求精的品質(zhì)；教學(xué)重點1.魚眼攝像頭的安裝與拆卸。教學(xué)準備1.拆裝視覺傳感器課件；2.拆裝視覺傳感器學(xué)生手冊；3.拆裝視覺傳感器學(xué)生工作頁。教學(xué)活動1.通過多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們了解拆裝視覺傳感器的準備工作；2.通過多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們了解視覺傳感器的安裝步驟；5.通過完成工作頁方式，讓學(xué)生們掌握拆裝魚眼攝像頭的技能。課后作業(yè)教學(xué)體會

一體化教學(xué)實施教學(xué)流程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動時間分配（min）教學(xué)引入提問：在智能網(wǎng)聯(lián)汽車當(dāng)中，視覺傳感器就相當(dāng)于人類的眼睛，那我們該如何對視覺傳感器進行拆裝與調(diào)試呢？課前提問多媒體課件分組討論2教學(xué)告知1.了解拆裝視覺傳感器的準備工作；2.了解視覺傳感器的安裝步驟；3.掌握拆裝魚眼攝像頭的技能。講授多媒體課件示范教學(xué)課前預(yù)習(xí)3教學(xué)準備拆裝與調(diào)試視覺傳感器課件。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)5教學(xué)實施1.了解拆裝視覺傳感器的準備工作；2.了解視覺傳感器的安裝步驟；3.掌握拆裝魚眼攝像頭的技能。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)分組討論75教學(xué)總結(jié)1.視覺傳感器的安裝；2.視覺傳感器的拆卸。提問啟發(fā)引導(dǎo)多媒體課件講解回答問題完成個別理論工作頁。5

任務(wù)考核及答案3.1視覺傳感器認識活動實施工單視覺傳感器主要構(gòu)造根據(jù)實際情況在“——”上填上正確答案視覺傳感器1.全波鏡頭，超高清廣角，對角150度2.180°魚眼鏡頭3.2工具設(shè)備準備及檢測的活動實施工單圖片名稱魚眼攝像頭支架USB擴展槽3.3視覺傳感器安裝的活動實施工單3.3.1視覺傳感器安裝前準備工作的活動實施工單視覺傳感器安裝前準備工作根據(jù)實際情況在“□”位置上打“√”根據(jù)實際情況在“——”上填上正確答案螺栓和工具的檢查外觀結(jié)構(gòu)完整，表面有無破損、變形、裂痕、生銹是￡否R8顆內(nèi)六角螺栓螺紋無滑牙或變形是￡否R8顆內(nèi)六角螺栓內(nèi)六角無損壞或變形是￡否R工具箱一套，完整無缺是R否￡攝像頭及支架外觀檢查外觀結(jié)構(gòu)完整，表面有無凹痕、劃痕、裂縫、變形、毛刺等問題；是￡否R表面層有無起泡、龜裂、脫落是￡否R鏡頭有無氣泡、劃痕、裂紋、污物等缺陷是￡否R金屬件有無銹蝕及其它機械損傷是￡否RUSB接頭有無損壞、變形或生銹是￡否RUSB擴展槽外觀檢查外觀結(jié)構(gòu)完整，表面有無破損、變形、裂痕等問題是￡否RUSB擴展槽連接處有無臟污及破損是￡否RUSB接口處連接針腳應(yīng)有無脫落，變形及損壞是￡否R3.3.2視覺傳感器安裝的活動實施工單視覺傳感器的安裝根據(jù)實際情況在“——”上填上正確答案將攝像頭安裝到支架上1、將攝像頭安裝到支架上并擰緊固定螺栓，分兩次擰緊，在安裝過程中需要注意不要把鏡頭倒置，或碰到操作臺，避免刮花鏡頭。2、鏡頭安裝需要注意方向，USB數(shù)據(jù)線朝向臺架下方。3、安裝完成之后，鏡頭與固定支架成90°。依次完成4個的安裝。將攝像頭與支架安裝到應(yīng)用實訓(xùn)臺上實訓(xùn)平臺臺架上方中心有4個孔位，分別對應(yīng)實訓(xùn)平臺的前后左右，把4個攝像頭的USB數(shù)據(jù)線分別從4個孔位插入到臺架里面；分別把攝像頭與支架固定到前后左右的臺架支架上；最后分兩次將螺栓擰緊。把攝像頭安裝到應(yīng)用實訓(xùn)臺電腦上1、把4根魚眼攝像頭的USB數(shù)據(jù)線按順序連接到USB擴展槽上；2、通過下一小節(jié)的調(diào)試確定4個攝像頭的對應(yīng)的位置；3、USB擴展槽的USB數(shù)據(jù)線連接到實訓(xùn)臺計算機主機的USB接口上。1.一體化教學(xué)設(shè)計授課教師：授課班級：學(xué)時數(shù)：8授課日期：一體化教學(xué)場所：教學(xué)目標技能目標知識目標素質(zhì)目標1.掌握調(diào)試和檢診魚眼攝像頭的技能。1.培養(yǎng)獨立思考和自主精神；2.培養(yǎng)精益求精的品質(zhì)。教學(xué)重點1.視覺傳感器的調(diào)試；2.視覺傳感器電源故障排除；3.整理清潔。教學(xué)準備1.視覺傳感器的調(diào)試與簡單排故課件；2.設(shè)備準備：智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感與感知實訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)臺（下文簡稱應(yīng)用實訓(xùn)臺）、智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感與感知實訓(xùn)系統(tǒng)故障診斷臺（下文簡稱故障診斷臺）和應(yīng)用實訓(xùn)臺電源線等；3.工具及防護準備：數(shù)字萬用表、無紡布、安全帽、絕緣墊、和工作手套等教學(xué)活動1.通過多媒體課件講解，讓學(xué)生們理解視覺傳感器的調(diào)試；2.通過多媒體課件講解，讓學(xué)生們掌握視覺傳感器的故障診斷與處理的基本流程；3.通過視頻教學(xué)講解、實操演示和學(xué)生動手實操，讓學(xué)生們掌握視覺傳感器故障診斷的步驟及方法；課后作業(yè)教學(xué)體會

2.一體化教學(xué)實施教學(xué)流程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動時間分配（min）教學(xué)引入提問：講課前，先問問大家，當(dāng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的視覺傳感器出現(xiàn)故障時，我們該如何去對視覺傳感器進行故障的診斷以及處理呢？課前提問多媒體課件分組討論10教學(xué)告知1.視覺傳感器的調(diào)試；2.視覺傳感器電源故障排除；3.整理清潔。講授多媒體課件示范教學(xué)課前預(yù)習(xí)15教學(xué)準備1.視覺傳感器的故障診斷與處理課件；2.工具設(shè)備準備。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)10教學(xué)實施1.視覺傳感器的調(diào)試；2.視覺傳感器電源故障排除；3.整理清潔。講授演示練習(xí)多媒體課件講解實操演示課前預(yù)習(xí)分組討論動手實操25教學(xué)總結(jié)視覺傳感器的故障診斷與處理的操作步驟和技巧。提問啟發(fā)引導(dǎo)多媒體課件講解1.回答問題2.完成學(xué)生工作頁30

3.任務(wù)考核及答案3.1電路圖認識的活動實施工單3.1.1在下表中寫出攝像頭電路圖測試孔名稱攝像頭電路圖測試孔說明針腳功能1正極輸出端2正極輸入端3負極輸出端4負極輸入端3.2視覺傳感器的調(diào)試軟件調(diào)試狀態(tài)說明根據(jù)實際情況在“——”上填上正確答案檢查是否有清晰圖像1、打開實訓(xùn)臺平臺計算機，在桌面上找到360應(yīng)用軟件，雙擊打開360應(yīng)用軟件，2、如果一切正常，軟件界面顯示有攝像頭的清晰圖像；3、若無圖像顯示，請嘗試關(guān)閉軟件，重新插拔攝像頭的USB接口，然后再次啟動軟件；4、如果經(jīng)過以上步驟，圖像還沒有出現(xiàn)，考慮攝像頭本身的問題，請試試；檢查圖像是否上下顛倒1、觀察出現(xiàn)的圖像畫面，是否出現(xiàn)圖像顛倒問題；2、若出現(xiàn)圖像顛倒問題，請關(guān)閉360應(yīng)用軟件，調(diào)整攝像頭安裝方向，重新打開軟件查看畫面；檢查攝像頭與應(yīng)用實訓(xùn)臺方向是否一一對應(yīng)1、單擊攝像頭1，觀察電腦上出現(xiàn)的畫面是否是正前方；若是，說明攝像頭與應(yīng)用實訓(xùn)臺方向?qū)?yīng)正確，做好接口的對應(yīng)記號，方便后續(xù)裝調(diào)；2、若不是，則需要關(guān)閉360應(yīng)用軟件，切換攝像頭與計算機主機的USB連接線，再次運行360應(yīng)用軟件，觀察畫面，若還沒對應(yīng)上，重復(fù)本步驟，直到正確對應(yīng)；3、依次單擊攝像頭2~4，重復(fù)以上步驟，直至攝像頭與應(yīng)用實訓(xùn)臺方向完全對應(yīng)。3.3、視覺傳感器電源故障排除實施工單3.3.1.讀取故障碼并確認故障現(xiàn)象讀取故障碼并確認故障現(xiàn)象根據(jù)實際情況在“□”位置上打“√”或根據(jù)實際情況在“”上填上正確答案正確連接實訓(xùn)平臺與故障診斷臺，打開電源和計算機是R否￡在計算機桌面上找到并打開“智能網(wǎng)聯(lián)汽車三位數(shù)字化仿真教學(xué)”軟件，完成對視覺傳感器的故障設(shè)置，故障類型為“正極斷路”，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車三位數(shù)字化仿真教學(xué)軟件的“故障診斷”頁面單擊“刷新”，顯示相應(yīng)的故障碼是R否￡讀取故障碼：（根據(jù)實際情況填寫）。確認故障現(xiàn)象：（根據(jù)實際情況填寫）2.在測試裝調(diào)臺架上進行故障檢診（1）電源檢測使用數(shù)字萬用表檢測攝像頭電源根據(jù)實際情況在“□”位置上打“√”或根據(jù)實際情況在“”上填上正確答案萬用表應(yīng)調(diào)節(jié)為電壓檔。檢查遠離攝像頭的電源正負極檢測孔（根據(jù)實際情況填寫）是￡否￡萬用表應(yīng)調(diào)節(jié)為蜂鳴檔。檢查電源正極和負極的輸入輸出端測量孔是否導(dǎo)通（根據(jù)實際情況填寫）是￡否￡故障原因：（根據(jù)實際情況填寫）3.激光雷達的故障消除確認激光雷達的故障消除確認根據(jù)實際情況在“□”位置上打“√”打開360應(yīng)用軟件，是否有圖像是R否￡在“智能網(wǎng)聯(lián)汽車三維數(shù)字化仿真教學(xué)軟件”上重新讀取故障碼，確認故障碼是否消除是R否￡3.4、系統(tǒng)復(fù)原及清潔整理活動實施工單系統(tǒng)復(fù)原及清潔整理根據(jù)實際情況在“□”位置上打“√”或是否清潔攝像頭是R否￡是否整理線束是R否￡是否清潔并整理工具是R否￡是否清潔應(yīng)用實訓(xùn)臺與實訓(xùn)工作臺是R否￡1.一體化教學(xué)設(shè)計授課教師：授課班級：學(xué)時數(shù)：8授課日期：一體化教學(xué)場所：教學(xué)目標能力目標知識目標素質(zhì)目標1.掌握利用模型進行限速標識的預(yù)測；2.掌握基本訓(xùn)練參數(shù)的調(diào)準；3.掌握利用Linux命令準備數(shù)據(jù)集；1.通過課程講解了解限速標識圖片采集；2.通過課程講解了解評估訓(xùn)練好的模型質(zhì)量的方法；3.通過課程講解了解限速標識圖片的采集；4.通過課程講解了解數(shù)據(jù)標注的基本方法；5.通過課程講解了解選擇標注軟件的功能。1.培養(yǎng)獨立思考和自主精神；2.培養(yǎng)精益求精的品質(zhì)。教學(xué)重點1.限速標識圖片采集流程及交通標志識別；2.自動限速識別（ASL）開發(fā)任務(wù)流程；3.自動限速識別（ASL）開發(fā)實訓(xùn)步驟；教學(xué)準備1.基于智能攝像頭實現(xiàn)ASL功能（自動限速調(diào)節(jié)）課件；教學(xué)活動1.通過多媒體課件講解，讓學(xué)生們了解交通標志識別的流程與方法；2.通過多媒體課件講解，讓學(xué)生們了解自動限速識別（ASL）開發(fā)任務(wù)流程；4.通過視頻教學(xué)講解、實操演示和學(xué)生動手實操，讓學(xué)生們掌握自動限速識別（ASL）開發(fā)實訓(xùn)操作。課后作業(yè)教學(xué)體會

2.一體化教學(xué)實施教學(xué)流程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動時間分配（min）教學(xué)引入提問：車上攝像頭如何實現(xiàn)自動限速調(diào)節(jié)功能？課前提問多媒體課件分組討論10教學(xué)告知1.限速標識圖片采集流程及交通標志識別；2.自動限速識別（ASL）開發(fā)任務(wù)流程；3.自動限速識別（ASL）開發(fā)實訓(xùn)步驟；講授多媒體課件示范教學(xué)課前預(yù)習(xí)15教學(xué)準備1.基于智能攝像頭實現(xiàn)ASL功能（自動限速調(diào)節(jié)）課件；講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)10教學(xué)實施1.限速標識圖片采集流程及交通標志識別；2.自動限速識別（ASL）開發(fā)任務(wù)流程；3.自動限速識別（ASL）開發(fā)實訓(xùn)步驟；講授演示練習(xí)多媒體課件講解實操演示課前預(yù)習(xí)分組討論動手實操25教學(xué)總結(jié)1.限速標識圖片采集流程及交通標志識別；2.自動限速識別（ASL）開發(fā)任務(wù)流程；3.自動限速識別（ASL）開發(fā)實訓(xùn)步驟；4.自動限速識別（ASL）開發(fā)實訓(xùn)步驟注意事項提問啟發(fā)引導(dǎo)多媒體課件講解1.回答問題2.完成學(xué)生工作頁30

3.任務(wù)考核及答案3.1基礎(chǔ)知識認識工單利用視覺傳感器進行交通標志識別的流程：原始圖像采集→圖像預(yù)處理→圖像分割檢測→圖像特征提取→交通標志識別交通標志識別的方法：基于顏色信息的交通標志識別、基于形狀特征的交通標志識別、基于顯著性的交通標志識別、基于特征提取和機器學(xué)習(xí)的交通標志識別自動限速識別（ASL）開發(fā)任務(wù)流程：（1）限速標識圖片采集；（2）選擇標注軟件；（3）數(shù)據(jù)標注（限速圖片標注）；（4）生成標注信息對應(yīng)的文件目錄；（5）數(shù)據(jù)集生成；（6）調(diào)節(jié)參數(shù)；（7）模型訓(xùn)練；（8）限速標志識別準確率驗證；（9）將訓(xùn)練好的模型應(yīng)用于真實路況的限速標志識別自動限速識別（ASL）開發(fā)實訓(xùn)步驟：（1）部署準備工作；（2）標注前的準備工作；（3）找到標注軟件（精靈標記助手）；（4）數(shù)據(jù)標注；（5）構(gòu)建數(shù)據(jù)集；（6）文件修改；（7）準備訓(xùn)練腳本文件；（8）開始模型訓(xùn)練；（9）準備識別驗證訓(xùn)練模型；（10）YOLOv5實現(xiàn)限速標志檢測。3.2自動限速識別（ASL）功能的開發(fā)活動實施工單3.2.1自動限速識別（ASL）開發(fā)前準備工作步驟操作根據(jù)實際情況在“”上填上正確答案1認識精靈標注助手精靈標注助手目前支持Windows/Mac/Linux平臺2認識目標檢測軟件（YOLO）YOLOv5是在PyTorch中實現(xiàn)的。3.2.2自動限速識別（ASL）功能的開發(fā)步驟操作根據(jù)實際情況在“”上填上正確答案1下載并部署YOLO項目從github上下載下來YOLOv5，命名為yolov5，并放在yolo5_project根目錄下。其中images存放的是原始的圖片數(shù)據(jù)集，Annotations存放的是標記后生成的xml文件，labels存放的是保存標記內(nèi)容的txt文件，ImageSets存放的是訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和測試數(shù)據(jù)集的分類情況。2標注前的準備工作準備好需要標注的原始圖片數(shù)據(jù)集，放到data/images文件夾中，找到精靈標記助手，鼠標右鍵單擊運行。3數(shù)據(jù)標注（1）新建標注項目；（2）填寫分類值用于標注：pl5,pl15,pl20,pl30,pl40,pl50,pl60,pl70,pl80,pl100該分類值應(yīng)根據(jù)data/images文件夾內(nèi)的限速標識圖片的限速類型填寫。（3）選擇圖片路徑：data/images（4）單擊創(chuàng)建，進入標注界面（5）單擊矩形框，找到限速標志后，單擊鼠標左鍵并拖動框選出限速標志，松手后出現(xiàn)紅色矩形框。（6）單擊自定義輸入框，選擇我們預(yù)先填好的標注信息。（7）標注完畢后單擊下方藍色打勾按鈕，保存標注信息（8）單擊后一個，標注下一張圖片并保存（9）所有圖片標注保存后導(dǎo)出.xml文件（10）選擇導(dǎo)出路徑data/Annotations，導(dǎo)出后的data/Annotations文件夾下會自動生成一個outputs文件夾，用于存儲標注完成的數(shù)據(jù)。我們需要將outputs文件夾下的數(shù)據(jù)剪切到Annotations文件夾的根目錄下，才能被讀取到。（11）確認導(dǎo)出后，關(guān)閉標注軟件4構(gòu)建數(shù)據(jù)集在yolov5的根目錄下新建一個文件makeTxt.py和文件voc_label.py，分別運行makeTxt.py和voc_label.py。（1）在yolov5文件夾下，空白處右鍵打開一個終端窗口（2）輸入命令sourceactivateyolov5然后回車，進入已經(jīng)配置好的yolov環(huán)境（3）輸入命令pythonmakeTxt.py運行makeTxt.py文件，生成標注信息對應(yīng)的文件目錄，trainval.txttest.txttrain.txtvol.txt四個文件（4）輸入命令pythonvoc_label.py運行voc_label.py文件，生成.txt文件5文件修改（1）數(shù)據(jù)集方面的yaml文件修改在data目錄下，復(fù)制一份coco.yaml文件并將其重命名，放在data目錄下，并對sign.yaml中的參數(shù)進行配置。train，val，test：訓(xùn)練集和測試集圖片的路徑，nc：數(shù)據(jù)集的類別數(shù)names：類別的名稱（2）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)方面的yaml文件修改在yolov5_project/models目錄下的yolov5s.yaml文件修改6準備訓(xùn)練腳本文件將參數(shù)配置函數(shù)改為前面修改的yaml文件名稱。若運行訓(xùn)練腳本報錯，修改—batch-size參數(shù)的值default=47開始模型訓(xùn)練輸入命令pythontrain.py運行文件，以默認參數(shù)進行訓(xùn)練。在YOLOV5中常用參數(shù)的參數(shù)有：img_size，batch_size、epoch。8準備識別驗證訓(xùn)練模型訓(xùn)練完成后，會生成exp文件夾；打開detect.py文件，指定訓(xùn)練后的best.pt路徑以及要識別的圖片路徑。9YOLOv5實現(xiàn)限速標志檢測（1）輸入命令pythondetect.py開始識別；（2）通過打印信息找到識別結(jié)果路徑1.一體化教學(xué)設(shè)計授課教師：授課班級：學(xué)時數(shù)：8授課日期：一體化教學(xué)場所：教學(xué)目標能力目標知識目標素質(zhì)目標1.掌握利用Lanenet算法預(yù)測tusimple數(shù)據(jù)集以及真實數(shù)據(jù)；2.掌握利用laneatt預(yù)測tculane數(shù)據(jù)集和tusimple數(shù)據(jù)集并生成MP4視頻文件。1.通過課程講解了解計算機視覺中分割任務(wù)的定義；2.通過課程講解了解車道線檢測的常用數(shù)據(jù)集；3.通過課程講解了解深度學(xué)習(xí)相關(guān)知識；4.通過課程講解了解車道線檢測算法Lanenet算法和Laneatt算法。1.培養(yǎng)獨立思考和自主精神；2.培養(yǎng)精益求精的品質(zhì)。教學(xué)重點1.車道線檢測與分割任務(wù)；2.車道線檢測常用數(shù)據(jù)集；3.車道線檢測算法；4.利用Lanenet算法預(yù)測tusimple數(shù)據(jù)集以及真實數(shù)據(jù)；5.利用laneatt預(yù)測tculane數(shù)據(jù)集和tusimple數(shù)據(jù)集并生成MP4視頻文件。教學(xué)準備1.基于視覺傳感器實現(xiàn)車道線檢測課件；教學(xué)活動1.通過多媒體課件講解，讓學(xué)生們了解車道線檢測與分割任務(wù)的定義；2.通過多媒體課件講解，讓學(xué)生們了解車道線檢測常用數(shù)據(jù)集；3.通過多媒體課件講解，讓學(xué)生們了解車道線檢測算法；4.通過視頻教學(xué)講解、實操演示和學(xué)生動手實操，讓學(xué)生們掌握車道線檢測開發(fā)實訓(xùn)操作。課后作業(yè)教學(xué)體會

2.一體化教學(xué)實施教學(xué)流程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動時間分配（min）教學(xué)引入提問：車上攝像頭如何實現(xiàn)車道線檢測功能？課前提問多媒體課件分組討論10教學(xué)告知1.車道線檢測與分割任務(wù)；2.車道線檢測常用數(shù)據(jù)集；3.車道線檢測算法；4.利用Lanenet算法預(yù)測tusimple數(shù)據(jù)集；5.利用laneatt預(yù)測tculane數(shù)據(jù)集和tusimple數(shù)據(jù)集并生成MP4視頻文件。講授多媒體課件示范教學(xué)課前預(yù)習(xí)15教學(xué)準備1.基于視覺傳感器實現(xiàn)車道線檢測課件；講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)10教學(xué)實施1.車道線檢測與分割任務(wù)；2.車道線檢測常用數(shù)據(jù)集；3.車道線檢測算法；4.利用Lanenet算法預(yù)測tusimple數(shù)據(jù)集以及真實數(shù)據(jù)；5.利用laneatt預(yù)測tculane數(shù)據(jù)集和tusimple數(shù)據(jù)集并生成MP4視頻文件。講授演示練習(xí)多媒體課件講解實操演示課前預(yù)習(xí)分組討論動手實操25教學(xué)總結(jié)1.車道線檢測相關(guān)知識2.利用算法實現(xiàn)車道線檢測提問啟發(fā)引導(dǎo)多媒體課件講解1.回答問題2.完成學(xué)生工作頁30

3.任務(wù)考核及答案3.1基礎(chǔ)知識認識工單在計算機視覺中分割任務(wù)包括語義分割與實例分割。車道線檢測常用數(shù)據(jù)集包括CULane數(shù)據(jù)集和TuSimple