《機器視覺設(shè)計與實踐》教學(xué)大綱

《機器視覺設(shè)計與實踐》教學(xué)大綱課程編號：13230442英文名稱：MachineVisionDesignandPractice學(xué)分：2學(xué)時：總學(xué)時2周，其中實踐2周先修課程：無課程類別：專業(yè)方向課程授課對象：機器人工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第7學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程是為本專業(yè)的四年級學(xué)生開設(shè)的專業(yè)方向課程。本課程結(jié)合機器學(xué)習(xí)、機器視覺與深度學(xué)習(xí)等課程內(nèi)容，以實際工程應(yīng)用為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生機器視覺綜合設(shè)計的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生能解決機器視覺實際工程問題，提高團隊合作水平，了解本行業(yè)發(fā)展動態(tài)和行業(yè)規(guī)范，增強社會責(zé)任感，促進全面素質(zhì)的提高。本課程擬達到的課程目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：能根據(jù)合理的設(shè)計方案，完成機器視覺的軟件編程和方案設(shè)計，安全地開展實驗并采集處理機器視覺的實驗數(shù)據(jù)；課程目標(biāo)2：能綜合運用機器視覺原理與技術(shù)、深度學(xué)習(xí)、圖像處理等多學(xué)科知識，針對具體問題中存在的多種約束，設(shè)計開發(fā)機器視覺系統(tǒng)的解決方案，并在設(shè)計中運用項目管理和經(jīng)濟決策方法；課程目標(biāo)3：在機器視覺項目設(shè)計過程中，能依據(jù)不同學(xué)科知識，在團隊中進行合理分工并擔(dān)任一定角色，獨立或合作開展工作，完成團隊分配的任務(wù)，并在實踐過程中形成獨立思考和批判性思維能力，建立可持續(xù)發(fā)展價值觀。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強度指標(biāo)點4-4.能夠運用統(tǒng)計分析、時頻域分析或其他相關(guān)方法，對實驗結(jié)果進行分析，合理解釋實驗現(xiàn)象，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論；課程目標(biāo)1M指標(biāo)點5-3.能夠針對包含具體檢測、控制對象在內(nèi)的機器人工程系統(tǒng)工程問題，開發(fā)或選用滿足特定需求的現(xiàn)代工具，模擬、預(yù)測機器人工程相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)問題，并能夠分析其局限性；課程目標(biāo)2H指標(biāo)點7-2.能夠站在環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的角度思考機器人工程相關(guān)領(lǐng)域的工程實踐的可持續(xù)性，評價產(chǎn)品周期中可能對人類和環(huán)境造成的損害和隱患。課程目標(biāo)3L三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配設(shè)計與實踐時間為不停課2周，10個教學(xué)工作日，具體分配如下：序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）天數(shù)類型對應(yīng)課程目標(biāo)1任務(wù)分配，查閱資料基本要求：能根據(jù)機器視覺設(shè)計任務(wù)書，查閱資料，確定設(shè)計方案。重點難點：設(shè)計方案的選取德育要求：團結(jié)協(xié)作2綜合課程目標(biāo)22設(shè)計方案基本要求：能根據(jù)機器視覺設(shè)計指標(biāo)要求，給出多個方案，經(jīng)論證給出最優(yōu)方案。重點難點：決策最優(yōu)方案德育要求：創(chuàng)新理念、精益求精2設(shè)計課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23算法設(shè)計和編程基本要求：能根據(jù)選題的設(shè)計要求，擬定設(shè)計方案，并進行算法調(diào)研、綜合評估和編程實現(xiàn)。重點難點：正確的算法設(shè)計實現(xiàn)德育要求：工匠精神、實事求是3設(shè)計課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24方案優(yōu)化和調(diào)試階段基本要求：能進行機器視覺方案整體優(yōu)化和調(diào)試，排除故障問題，修改參數(shù)和程序，達到設(shè)計指標(biāo)要求。重點難點：設(shè)計指標(biāo)的達成德育要求：愛崗敬業(yè)2驗證課程目標(biāo)1課程目標(biāo)25設(shè)計報告、匯報演示基本要求：能按規(guī)定的格式編寫機器視覺項目實踐報告，演示功能指標(biāo)情況，講解項目實現(xiàn)過程。重點難點：匯報演示清晰德育要求：專業(yè)素養(yǎng)、合作共贏1演示課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3合計10注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括演示、驗證、綜合、設(shè)計等。四、課程教學(xué)方法總體設(shè)計：采用項目驅(qū)動的模式，以實際工程中的機器視覺技術(shù)應(yīng)用為導(dǎo)向，制定設(shè)計任務(wù)，通過集中設(shè)計、個別答疑、集中匯報演示和實踐報告來實施本課程。任務(wù)分配：布置機器視覺任務(wù)書，集中開展任務(wù)講解和指導(dǎo)。集中設(shè)計：集中開展項目設(shè)計，包括查閱資料、制定設(shè)計方案、系統(tǒng)搭建、軟件編程、系統(tǒng)調(diào)試等。個別答疑：集中設(shè)計過程中對學(xué)生遇到的問題進行講解答疑，考察學(xué)生的設(shè)計過程。匯報演示：集中開展項目設(shè)計的匯報和功能演示，分析指出項目設(shè)計中存在的問題和不足。

實踐報告：從設(shè)計內(nèi)容和格式規(guī)范方面審閱項目實踐報告。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由設(shè)計表現(xiàn)、中期考察、匯報演示、實踐報告組成，均按百分制計分，其中設(shè)計表現(xiàn)成績占20%、中期考察成績占20%、匯報演示成績占30%、實踐報告成績占30%。2.課程目標(biāo)達成考核與評價序號考核方式課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計1設(shè)計表現(xiàn)0200202中期考察0200203匯報演示02010304實踐報告300030課程目標(biāo)對應(yīng)分值306010100（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分設(shè)計表現(xiàn)積極投入到機器視覺項目設(shè)計中，查閱資料與設(shè)計開發(fā)主動性高，團隊討論參與度強。較積極投入到機器視覺項目設(shè)計中，查閱資料與設(shè)計開發(fā)主動性較高，團隊討論參與度較強。能投入到機器視覺項目設(shè)計中，查閱資料與設(shè)計開發(fā)主動性一般，團隊討論參與度一般。不能投入到機器視覺項目設(shè)計中，查閱資料與設(shè)計開發(fā)主動性差，不參與團隊討論。中期考察機器視覺項目進度正常，已完成機器人60%功能，中期演示效果好。機器視覺項目進度較慢，已完成機器人40%功能，中期演示效果較好。機器視覺項目進度很慢，已完成機器人20%功能，中期演示效果一般。機器視覺項目進度停滯，無法開展機器人項目的中期演示。2.期末考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分匯報演示能夠快速、準(zhǔn)確地演示機器視覺項目要求的功能，設(shè)計方案合理規(guī)范，設(shè)計思路清晰，符合實驗內(nèi)容要求。能夠較好地演示機器視覺項目要求的功能，設(shè)計方案較合理規(guī)范，設(shè)計思路較清晰，符合實驗內(nèi)容要求。能夠基本演示出機器視覺項目要求的功能，設(shè)計方案基本合理，設(shè)計思路基本清晰，基本符合實驗內(nèi)容要求。未能演示出機器視覺項目要求的功能，設(shè)計方案不合理，設(shè)計思路混亂，不符合實驗內(nèi)容要求。實踐報告設(shè)計報告版面整潔、機器視覺設(shè)計內(nèi)容描述完整，程序流程圖規(guī)范，項目問題剖析深刻。設(shè)計報告版面整潔度、機器視覺設(shè)計內(nèi)容完整性一般，程序流程圖規(guī)范性一般，項目問題剖析不夠深刻。設(shè)計報告版面基本整潔、機器視覺設(shè)計內(nèi)容基本完整，程序流程圖基本規(guī)范，項目問題剖析簡單。設(shè)計報告版面混亂、機器視覺設(shè)計內(nèi)容不完整，程序流程圖不規(guī)范，無項目問題剖析。六、教材與參考書（一）推薦教材1.丁少華，李雄軍，周天強編著.《機器視覺技術(shù)與應(yīng)用實戰(zhàn)》.人民郵電出版社（2022）.（二）參考資料：1.孫學(xué)宏,張文聰,唐冬冬主編.《機器視覺技術(shù)及應(yīng)用》.機械工業(yè)出版社(2021).2.岡薩雷斯等著，阮秋