《機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)大綱（智能制造工程專業(yè)）

《機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)大綱一、課程簡介課程中文名機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用課程英文名MachineVisionTechnologyandApplications雙語授課□是■否課程代碼07112135課程學(xué)分2.5總學(xué)時數(shù)40（含實驗4學(xué)時）課程類別□通識教育課程□公共基礎(chǔ)課程■專業(yè)教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)■必修□選修□其他課程形態(tài)□線上■線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學(xué)考核方式■閉卷□開卷□課程論文□課程作品□匯報展示□報告■課堂表現(xiàn)■階段性測試■平時作業(yè)■其他（可多選）開課學(xué)院機(jī)器人工程學(xué)院開課系(教研室)智能制造工程面向?qū)I(yè)智能制造工程開課學(xué)期第4學(xué)期先修課程大學(xué)物理、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)等。后續(xù)課程工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用、數(shù)控技術(shù)、人工智能技術(shù)等。選用教材程光等.機(jī)器視覺技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2019年.參考書目1.韓九強(qiáng)等.機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用[M].高等教育出版社,2010年.課程資源騰訊課堂：/課程簡介機(jī)器視覺技術(shù)是一門關(guān)于利用計算機(jī)和相應(yīng)設(shè)備對圖像進(jìn)行處理、分析和理解的領(lǐng)域。本課程旨在介紹機(jī)器視覺技術(shù)的基本概念、系統(tǒng)構(gòu)成以及發(fā)展趨勢。學(xué)生將學(xué)習(xí)常用的圖像處理技術(shù)，如尺寸測量和缺陷檢測技術(shù)，以及模式識別和圖像融合技術(shù)。此外，課程還探討了機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件技術(shù)和教學(xué)實驗設(shè)備。學(xué)生將有機(jī)會了解機(jī)器視覺專用軟件，并探索機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展趨勢。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將獲得對機(jī)器視覺技術(shù)的深入了解，為將來在工業(yè)自動化、智能制造和計算機(jī)視覺等領(lǐng)域的應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)，此課程是依托專業(yè)教育開展勞動教育的課程。二、課程目標(biāo)1．課程目標(biāo)內(nèi)容：具體內(nèi)容見表1。表1課程目標(biāo)序號具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1掌握機(jī)器人視覺的基本概念、原理和方法，并能應(yīng)用這些原理方法解決實際工程問題。具備嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的工匠精神。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到機(jī)器人視覺技術(shù)在國家發(fā)展和社會進(jìn)步中的重要性，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和社會責(zé)任感。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能夠理解并踐行社會主義核心價值觀，為國家的科技創(chuàng)新和工業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。課程目標(biāo)2掌握常見圖像獲取及數(shù)字化、圖像的點(diǎn)運(yùn)算、圖像增強(qiáng)、形態(tài)學(xué)圖像處理、圖像分割和特征提取等的原理和方法，熟悉常用機(jī)器視覺設(shè)備使用方法。能夠根據(jù)問題需求，設(shè)計機(jī)器視覺系統(tǒng)，滿足實際工程的需要。能夠初步具有運(yùn)用新技術(shù)創(chuàng)造性地解決復(fù)雜問題的能力和使用軟件工具算法編程仿真。2．課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系：具體內(nèi)容見表2。表2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：工程知識【H】1.2掌握解決智能制造工程問題所需的工程基礎(chǔ)知識，并能夠應(yīng)用。目標(biāo)1畢業(yè)要求7：環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展【M】7.2能夠評價針對復(fù)雜智能制造工程問題的工程實踐對于環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。目標(biāo)2三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求課程理論學(xué)習(xí)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)、課程目標(biāo)和教學(xué)方法等對應(yīng)關(guān)系的具體情況見表3。表3課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對應(yīng)關(guān)系序號課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時1緒論1.機(jī)器視覺的基本概念2.機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成要素和工作流程3.機(jī)器視覺應(yīng)用的常見領(lǐng)域和實際案例4.機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展歷史和未來趨勢。1．問題交流：課堂提問。2.線上學(xué)習(xí)：大國工匠。3.個人作業(yè)：機(jī)器視覺應(yīng)用目標(biāo)1目標(biāo)2重點(diǎn)：1.機(jī)器視覺技術(shù)的基本概念和原理，如圖像獲取、圖像處理、特征提取和目標(biāo)識別等；2．機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成要素；3.應(yīng)用案例和技術(shù)挑戰(zhàn)。難點(diǎn)：4．深度學(xué)習(xí)、增強(qiáng)現(xiàn)實。講授法：能夠引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用，并促進(jìn)學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)的發(fā)展。22機(jī)器視覺基礎(chǔ)知識1.機(jī)器視覺技術(shù)的基本概念、系統(tǒng)構(gòu)成以及發(fā)展趨勢；2.機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件技術(shù)和教學(xué)實驗設(shè)備。1．問題交流：課堂提問。2.拓展閱讀：不同類型的傳感器。3．線上學(xué)習(xí)：騰訊在線課堂4．個人作業(yè)：應(yīng)用場景、算法流程。目標(biāo)1目標(biāo)2重點(diǎn)：1.機(jī)器視覺的概念；2.系統(tǒng)構(gòu)成；3.發(fā)展趨勢。難點(diǎn)：4．算法與技術(shù)選擇。講授法:能夠提供系統(tǒng)化的知識框架，幫助學(xué)生建立對機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用的整體認(rèn)識。43常用圖像處理方法及機(jī)器人視覺設(shè)備使用方法1.常用圖像處理技術(shù)；2.尺寸測量技術(shù)與缺陷檢測技術(shù)；3.模式識別技術(shù)；4.圖像融合技術(shù)；5.機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件技術(shù)。1．問題交流：課堂提問。2.拓展閱讀：深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)。3．線上學(xué)習(xí)：騰訊在線課堂4．個人作業(yè)：原技術(shù)原理掌握。目標(biāo)2重點(diǎn)：1.圖像處理技術(shù)；2.機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件技術(shù)。難點(diǎn)：1.圖像處理技術(shù)；2.模式識別技術(shù)。講授法:能夠向?qū)W生傳授基礎(chǔ)概念和關(guān)鍵知識點(diǎn)，幫助學(xué)生掌握機(jī)器視覺技術(shù)的基本原理和系統(tǒng)構(gòu)成。264機(jī)器視覺新技術(shù)及發(fā)展1.機(jī)器視覺專用軟件；2.機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展趨勢。1．問題交流：課堂提問。2.拓展閱讀：Python。3．線上學(xué)習(xí)：騰訊課堂。4．個人思考：軟件應(yīng)用。目標(biāo)2重點(diǎn)：1.新型傳感器技術(shù)；2.傳感技術(shù)發(fā)展趨勢。講授法:通過案例教學(xué)能夠引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實際案例，明白機(jī)器視覺軟件的應(yīng)用4合計36（二）實驗學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求課程實驗項目、教學(xué)目標(biāo)、課程目標(biāo)和教學(xué)方法等對應(yīng)關(guān)系的具體情況見表4。表4課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對應(yīng)關(guān)系序號項目名稱項目來源教學(xué)目標(biāo)（觀測點(diǎn)、重難點(diǎn)）學(xué)時數(shù)項目類型要求每組人數(shù)教學(xué)方法課程目標(biāo)1實驗1：人臉識別與跟隨實驗教師開發(fā)1．實驗平臺的基本結(jié)構(gòu)與使用方法（重點(diǎn)）2驗證性實驗1.必做實驗;2.（①機(jī)器人感知與機(jī)器視覺綜合實驗平臺）；3.撰寫實驗報告。3-4人1組1.課堂教授：針對內(nèi)容3。2.操作演示：針對內(nèi)容3。3.項目訓(xùn)練：針對內(nèi)容3。22．人臉識別方法（重點(diǎn)、難點(diǎn)）3．人臉跟隨（難點(diǎn)）2實驗2：機(jī)器視覺設(shè)備實驗教師開發(fā)1.機(jī)器人相機(jī)的內(nèi)參數(shù)標(biāo)定（重點(diǎn)）2驗證性實驗1.必做實驗;2.（①機(jī)器人感知與機(jī)器視覺綜合實驗平臺）；3.撰寫實驗報告。3-4人1組1.課堂教授：針對內(nèi)容3。2.操作演示：針對內(nèi)容3。3.項目訓(xùn)練：針對內(nèi)容3。22．機(jī)器人相機(jī)的外參數(shù)標(biāo)定（重點(diǎn)）3．計算機(jī)器人的位姿信息（難點(diǎn)）課程考核考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項目考核占比考核方式課程目標(biāo)11.機(jī)器視覺技術(shù)的基本概念、系統(tǒng)構(gòu)成以及發(fā)展趨勢120%課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、閉卷考試、隨堂測驗、實驗報告2.機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件技術(shù)和教學(xué)實驗設(shè)備1、實驗1課程目標(biāo)21.常用圖像處理技術(shù)；280%課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、閉卷考試、隨堂測驗、實驗報告2.尺寸測量技術(shù)與缺陷檢測技術(shù)；23.模式識別技術(shù)；24.圖像融合技術(shù)；25.機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件技術(shù)。26.軟件使用2、實驗2100%表4-2課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比期末考試成績比例70%實踐教學(xué)成績比例9%平時作業(yè)成績比例12%課堂考勤與表現(xiàn)比例9%課程目標(biāo)140%30%45%40%40%課程目標(biāo)260%70%55%60%60%（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現(xiàn)（10分）：通過學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問情況，來評價學(xué)生相關(guān)的能力。（2）作業(yè)完成情況（40分）：圍繞課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行作業(yè)的設(shè)計。如讓學(xué)生簡述對知識的認(rèn)識，考核學(xué)生對于概念的理解情況，幫助學(xué)生將定義轉(zhuǎn)化為自己的理解。（3）實踐教學(xué)（30分）：通過課程實驗，考查學(xué)生實驗情況，實驗總成績?yōu)楦鞔螌嶒灣煽兊钠骄煽?。?）課堂考勤（20分）：曠課1次，扣2分，扣完為止，遲到1次扣1分，扣完為止。2.期末成績評定課程考核主要考察學(xué)生對機(jī)器視覺的概念、圖像處理的原理、應(yīng)用以及機(jī)器視覺軟件、硬件使用方法等。方式為閉卷考試。要求學(xué)生掌握基本概念、基本原理，運(yùn)用具體方法解決相關(guān)問題。3.總成績評定總成績應(yīng)由平時考核成績和期末考核成績構(gòu)成，總成績（100%）=平時成績（30%）+期末成績（70%）。（三）評分標(biāo)準(zhǔn)表6評分標(biāo)準(zhǔn)（非試卷考核項目）考核項目評分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂表現(xiàn)上課全勤，專心聽講、不玩手機(jī)與講話，積極互動、發(fā)言與提問。有遲到或請假，專心聽講、不玩手機(jī)與講話，能互動與發(fā)言。有遲到或請假，能聽講、不常玩手機(jī)與講話，有互動與發(fā)言。遲到或請假較多，能聽講、不常玩手機(jī)與講話，無互動與發(fā)言。缺勤超三分之一，不聽講、愛玩手機(jī)與講話，無互動與發(fā)言。作業(yè)完成情況字跡清晰、書寫認(rèn)真，計算準(zhǔn)確、要點(diǎn)全面、內(nèi)容正確。字跡清晰、書寫認(rèn)真，計算準(zhǔn)確、要點(diǎn)較全面而缺一要點(diǎn)，或內(nèi)容較正確錯一小點(diǎn)。字跡清晰、書寫認(rèn)真，計算準(zhǔn)確、要點(diǎn)較全面而缺二要點(diǎn)，或內(nèi)容較正確錯二小點(diǎn)。字跡清晰、書寫認(rèn)真，計算準(zhǔn)確、要點(diǎn)較全面而缺三要點(diǎn)，或內(nèi)容較正確錯三小點(diǎn)。字跡清晰、書寫認(rèn)真，計算準(zhǔn)確、要點(diǎn)較全面而缺四要點(diǎn)及以上，或內(nèi)容較正確錯四小點(diǎn)及以上。階段性測驗單元考核選擇題90%以上正確。單元考核選擇題80～90%正確。單元考核選擇題70～80%正確。單元考核選擇題60～70%正確。單元考核選擇題正確率在60%以下。實踐教學(xué)實驗操作過程完整，操作步驟正確，操作結(jié)果準(zhǔn)確，實驗報告全面完整，書寫工整。實驗操作過程完整，操作步驟正確，操作結(jié)果較準(zhǔn)確（允許錯一處），實驗報告全面完整，書寫工整。實驗操作過程完整，操作步驟正確，操作結(jié)果較準(zhǔn)