《虛擬仿真實(shí)踐》課程教學(xué)大綱

《虛擬仿真實(shí)踐》教學(xué)大綱課程名稱：虛擬仿真實(shí)踐課程編號(hào)：F098094772英文名稱：Virtualsimulationpractice學(xué)時(shí)：2周學(xué)分：2學(xué)分開課學(xué)期：第2學(xué)期適用專業(yè)：光電信息科學(xué)與工程課程類別：理論課課程性質(zhì)：專業(yè)方向與拓展先修課程：線性代數(shù)一、課程的性質(zhì)及任務(wù)《虛擬仿真實(shí)踐》是一門實(shí)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的光電類專業(yè)實(shí)踐課，在教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中列為選修課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握相機(jī)標(biāo)定、三維重建（II，SFM等）基本上三維圖像處理技術(shù)。依據(jù)河北工程大學(xué)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，本課程需要培養(yǎng)學(xué)生的能力是：1.掌握光電信息科學(xué)與工程專業(yè)所需的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、軟件開發(fā)及應(yīng)用等必要的知識(shí)，具備從事信息系統(tǒng)技術(shù)工作的能力。（畢業(yè)要求指標(biāo)1-(3)）。2.掌握所需要的專業(yè)知識(shí)和開發(fā)工具，具備綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)復(fù)雜光電信息科學(xué)與工程領(lǐng)域問題的能力（畢業(yè)要求指標(biāo)2-(6)）。3.能夠綜合運(yùn)用多種與光電信息科學(xué)與工程相關(guān)的現(xiàn)代工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工程問題進(jìn)行預(yù)測(cè)與模擬，并能夠理解其局限性（畢業(yè)要求指標(biāo)2-(17)）。二、課程目標(biāo)與要求2.1.課程目標(biāo)了解三維成像技術(shù)的基本知識(shí)、應(yīng)用前景，及課程的特點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法、要求。掌握三維成像相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，能夠調(diào)研和查閱最新的文獻(xiàn)。針對(duì)指定課題，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，具有一定的分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，以組隊(duì)的形式（2~4人一組）完成指定課題，并能夠勝任團(tuán)隊(duì)中相應(yīng)的角色。智能視覺感知技術(shù)課程教學(xué)大綱數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院本科課程教學(xué)大綱.4目標(biāo)達(dá)成度的評(píng)價(jià)1.課程目標(biāo)1主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行培養(yǎng)。主要通過課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中對(duì)光電檢測(cè)技術(shù)的基本知識(shí)，基本概念進(jìn)行考察。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。2.課程目標(biāo)2、3、4主要通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行培養(yǎng)，在實(shí)踐中有所涉及。主要通過實(shí)踐操作中對(duì)于知識(shí)掌握程度，動(dòng)手能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力進(jìn)行培養(yǎng)。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。三、教學(xué)方法及手段1.課程設(shè)計(jì)以實(shí)踐教學(xué)為主，主要考察學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和資料檢索能力；在給定學(xué)生課程設(shè)計(jì)課題的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生按照課題要求去分析問題、檢索資料、解決問題，最后完成在給定設(shè)備上實(shí)現(xiàn)任務(wù)書的目標(biāo)。同時(shí)通過撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行匯總分析。2.課程設(shè)計(jì)以實(shí)踐教學(xué)為主，主要依托學(xué)生自主進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容檢索，在課程設(shè)計(jì)時(shí)，教師針對(duì)課程設(shè)計(jì)中學(xué)生出現(xiàn)的問題進(jìn)行思路指引，解決學(xué)生遇到的困難。四、課程的基本內(nèi)容與教學(xué)要求1.課程簡介：課程內(nèi)容、智能視覺感知技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)核心點(diǎn)。2.基本知識(shí)：編程的基本知識(shí)，常見編程環(huán)境配置。重點(diǎn)：常見編程環(huán)境配置。難點(diǎn)：編程的基本知識(shí)（四大核心）3.數(shù)字圖像的基本知識(shí)：主要是圖像和圖像讀寫重點(diǎn)：圖像讀寫難點(diǎn)：不同格式存儲(chǔ)圖像引起的圖像異常4.數(shù)字圖像直接獲?。褐饕荱SB、GIGE、Gentl、IPCamera等多種硬件圖像傳感器的圖像獲取。重點(diǎn)：圖像采集算法和程序難點(diǎn)：光圈、焦距等圖像采集底層概念5.數(shù)字圖像的間接獲取：主要是GIF，Video和II的合成和拆分以及相互轉(zhuǎn)換。重點(diǎn)：不同圖像存儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)景。難點(diǎn)：圖像精準(zhǔn)定位下的像素點(diǎn)數(shù)據(jù)讀寫。6.相機(jī)標(biāo)定：主要是相機(jī)內(nèi)參、外參標(biāo)定，單目，雙目相機(jī)的標(biāo)定實(shí)例。重點(diǎn)：不同相機(jī)的快速標(biāo)定技術(shù)。難點(diǎn)：相機(jī)成像過程的四個(gè)坐標(biāo)系和三個(gè)變換。7.主動(dòng)三維重建：主動(dòng)三維重建簡介，線結(jié)構(gòu)光和四步相移重點(diǎn)：主動(dòng)結(jié)構(gòu)光三維重建技術(shù)難點(diǎn)：相移推到、解包裹。8.被動(dòng)三維重建：SFM，II重點(diǎn)：SFM的軟件實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)：SFM的數(shù)學(xué)原理和推導(dǎo)過程9.深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：Matlab和Python環(huán)境下的深度學(xué)習(xí)實(shí)例重點(diǎn)：深度學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)：深度學(xué)習(xí)的理論推導(dǎo)。10.課程設(shè)計(jì)以Python，Matlab等語言為主，依托圖像傳感器和視頻的圖像資源，開發(fā)設(shè)計(jì)圖像處理算法，完成任務(wù)書指定的要求。五、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)無。六、課程學(xué)時(shí)分配主要內(nèi)容講課學(xué)時(shí)習(xí)題課時(shí)討論課時(shí)課程實(shí)踐32七、課程考核與成績?cè)u(píng)定7.1考核方式考核環(huán)節(jié)包括課程學(xué)習(xí)過程考核和期末考核，其中課程過程考核占總成績的50%，主要由課程設(shè)計(jì)進(jìn)度進(jìn)行評(píng)定；期末考核成績占總成績的50%，主要由課程設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定。各環(huán)節(jié)的比重如下?？己谁h(huán)節(jié)比重合計(jì)過程考核課程設(shè)計(jì)進(jìn)度50%50%期末成績課程設(shè)計(jì)結(jié)果50%50%總計(jì)100%100%7.2考核內(nèi)容及要求本課程為考查課。考核內(nèi)容及分值分配如下。考核方式考核內(nèi)容分值課程目標(biāo)總分值期末考核50%課程設(shè)計(jì)結(jié)果50目標(biāo)1、2、3、450分過程考核50%課程設(shè)計(jì)進(jìn)度50目標(biāo)1、2、350分7.3成績?cè)u(píng)定1.課程設(shè)計(jì)進(jìn)度和出勤情況課程設(shè)計(jì)進(jìn)度總分50分，主要有課程設(shè)計(jì)進(jìn)度（2周，每周10分），課程設(shè)計(jì)出勤情況（2周，每周10分），以及相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)過程中解決問題的表現(xiàn)情況（視情況加分0-10分）。2.課程設(shè)計(jì)結(jié)果課程設(shè)計(jì)報(bào)告總分50分，主要考核課程設(shè)計(jì)報(bào)告的完整度，需要包括前言、課程設(shè)計(jì)思路、課程設(shè)計(jì)結(jié)果，課程設(shè)計(jì)配套的代碼（每項(xiàng)各10分）。八、課程評(píng)價(jià)與持續(xù)改進(jìn)8.1課程評(píng)價(jià)課程評(píng)價(jià)周期定為每1年評(píng)價(jià)一次。設(shè)置達(dá)成情況目標(biāo)值，采用成績分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。課程達(dá)成評(píng)價(jià)根據(jù)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)課程達(dá)成評(píng)價(jià)方法進(jìn)行計(jì)算，評(píng)價(jià)結(jié)果用于持續(xù)改進(jìn)。8.2持續(xù)改進(jìn)1）日常教學(xué)：根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，教師采取座談會(huì)、與學(xué)生單獨(dú)交流，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法、進(jìn)度，做出教學(xué)改進(jìn)。2）實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)：根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況，對(duì)學(xué)生理解測(cè)控電路知識(shí)進(jìn)行分析，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和內(nèi)容，提出改進(jìn)措施。3）課堂質(zhì)疑或短時(shí)間交流討論：對(duì)課堂質(zhì)疑或討論的效果進(jìn)行分析，提出課程持續(xù)改進(jìn)意