《机器视觉设计与实践》教学大纲

《机器视觉设计与实践》教学大纲课程编号：13230442英文名称：MachineVisionDesignandPractice学分：2学时：总学时2周，其中实践2周先修课程：无课程类别：专业方向课程授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第7学期一、课程描述和目标本课程是为本专业的四年级学生开设的专业方向课程。本课程结合机器学习、机器视觉与深度学习等课程内容，以实际工程应用为导向，培养学生机器视觉综合设计的能力。通过本课程的学习使学生能解决机器视觉实际工程问题，提高团队合作水平，了解本行业发展动态和行业规范，增强社会责任感，促进全面素质的提高。本课程拟达到的课程目标如下：课程目标1：能根据合理的设计方案，完成机器视觉的软件编程和方案设计，安全地开展实验并采集处理机器视觉的实验数据；课程目标2：能综合运用机器视觉原理与技术、深度学习、图像处理等多学科知识，针对具体问题中存在的多种约束，设计开发机器视觉系统的解决方案，并在设计中运用项目管理和经济决策方法；课程目标3：在机器视觉项目设计过程中，能依据不同学科知识，在团队中进行合理分工并担任一定角色，独立或合作开展工作，完成团队分配的任务，并在实践过程中形成独立思考和批判性思维能力，建立可持续发展价值观。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标支撑强度指标点4-4.能够运用统计分析、时频域分析或其他相关方法，对实验结果进行分析，合理解释实验现象，并通过信息综合得到合理有效的结论；课程目标1M指标点5-3.能够针对包含具体检测、控制对象在内的机器人工程系统工程问题，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟、预测机器人工程相关领域的专业问题，并能够分析其局限性；课程目标2H指标点7-2.能够站在环境保护和可持续发展的角度思考机器人工程相关领域的工程实践的可持续性，评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。课程目标3L三、教学内容、基本要求与学时分配设计与实践时间为不停课2周，10个教学工作日，具体分配如下：序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）天数类型对应课程目标1任务分配，查阅资料基本要求：能根据机器视觉设计任务书，查阅资料，确定设计方案。重点难点：设计方案的选取德育要求：团结协作2综合课程目标22设计方案基本要求：能根据机器视觉设计指标要求，给出多个方案，经论证给出最优方案。重点难点：决策最优方案德育要求：创新理念、精益求精2设计课程目标1课程目标23算法设计和编程基本要求：能根据选题的设计要求，拟定设计方案，并进行算法调研、综合评估和编程实现。重点难点：正确的算法设计实现德育要求：工匠精神、实事求是3设计课程目标1课程目标24方案优化和调试阶段基本要求：能进行机器视觉方案整体优化和调试，排除故障问题，修改参数和程序，达到设计指标要求。重点难点：设计指标的达成德育要求：爱岗敬业2验证课程目标1课程目标25设计报告、汇报演示基本要求：能按规定的格式编写机器视觉项目实践报告，演示功能指标情况，讲解项目实现过程。重点难点：汇报演示清晰德育要求：专业素养、合作共赢1演示课程目标1课程目标3合计10注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法总体设计：采用项目驱动的模式，以实际工程中的机器视觉技术应用为导向，制定设计任务，通过集中设计、个别答疑、集中汇报演示和实践报告来实施本课程。任务分配：布置机器视觉任务书，集中开展任务讲解和指导。集中设计：集中开展项目设计，包括查阅资料、制定设计方案、系统搭建、软件编程、系统调试等。个别答疑：集中设计过程中对学生遇到的问题进行讲解答疑，考察学生的设计过程。汇报演示：集中开展项目设计的汇报和功能演示，分析指出项目设计中存在的问题和不足。

实践报告：从设计内容和格式规范方面审阅项目实践报告。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由设计表现、中期考察、汇报演示、实践报告组成，均按百分制计分，其中设计表现成绩占20%、中期考察成绩占20%、汇报演示成绩占30%、实践报告成绩占30%。2.课程目标达成考核与评价序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1设计表现0200202中期考察0200203汇报演示02010304实践报告300030课程目标对应分值306010100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分设计表现积极投入到机器视觉项目设计中，查阅资料与设计开发主动性高，团队讨论参与度强。较积极投入到机器视觉项目设计中，查阅资料与设计开发主动性较高，团队讨论参与度较强。能投入到机器视觉项目设计中，查阅资料与设计开发主动性一般，团队讨论参与度一般。不能投入到机器视觉项目设计中，查阅资料与设计开发主动性差，不参与团队讨论。中期考察机器视觉项目进度正常，已完成机器人60%功能，中期演示效果好。机器视觉项目进度较慢，已完成机器人40%功能，中期演示效果较好。机器视觉项目进度很慢，已完成机器人20%功能，中期演示效果一般。机器视觉项目进度停滞，无法开展机器人项目的中期演示。2.期末考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分汇报演示能够快速、准确地演示机器视觉项目要求的功能，设计方案合理规范，设计思路清晰，符合实验内容要求。能够较好地演示机器视觉项目要求的功能，设计方案较合理规范，设计思路较清晰，符合实验内容要求。能够基本演示出机器视觉项目要求的功能，设计方案基本合理，设计思路基本清晰，基本符合实验内容要求。未能演示出机器视觉项目要求的功能，设计方案不合理，设计思路混乱，不符合实验内容要求。实践报告设计报告版面整洁、机器视觉设计内容描述完整，程序流程图规范，项目问题剖析深刻。设计报告版面整洁度、机器视觉设计内容完整性一般，程序流程图规范性一般，项目问题剖析不够深刻。设计报告版面基本整洁、机器视觉设计内容基本完整，程序流程图基本规范，项目问题剖析简单。设计报告版面混乱、机器视觉设计内容不完整，程序流程图不规范，无项目问题剖析。六、教材与参考书（一）推荐教材1.丁少华，李雄军，周天强编著.《机器视觉技术与应用实战》.人民邮电出版社（2022）.（二）参考资料：1.孙学宏,张文聪,唐冬冬主编.《机器视觉技术及应用》.机械工业出版社(2021).2.冈萨雷斯等著，阮秋