《虚拟仿真实践》课程教学大纲

《虚拟仿真实践》教学大纲课程名称：虚拟仿真实践课程编号：F098094772英文名称：Virtualsimulationpractice学时：2周学分：2学分开课学期：第2学期适用专业：光电信息科学与工程课程类别：理论课课程性质：专业方向与拓展先修课程：线性代数一、课程的性质及任务《虚拟仿真实践》是一门实用性、实践性很强的光电类专业实践课，在教学培养计划中列为选修课程。通过本课程的学习，使学生了解和掌握相机标定、三维重建（II，SFM等）基本上三维图像处理技术。依据河北工程大学光电信息科学与工程专业培养计划，本课程需要培养学生的能力是：1.掌握光电信息科学与工程专业所需的计算机基础、软件开发及应用等必要的知识，具备从事信息系统技术工作的能力。（毕业要求指标1-(3)）。2.掌握所需要的专业知识和开发工具，具备综合运用理论和技术手段设计复杂光电信息科学与工程领域问题的能力（毕业要求指标2-(6)）。3.能够综合运用多种与光电信息科学与工程相关的现代工具，实现对复杂工程问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性（毕业要求指标2-(17)）。二、课程目标与要求2.1.课程目标了解三维成像技术的基本知识、应用前景，及课程的特点、学习方法、要求。掌握三维成像相关的专业知识，能够调研和查阅最新的文献。针对指定课题，能够综合运用所学的知识，具有一定的分析问题、解决问题的能力。培养团队协作能力，以组队的形式（2~4人一组）完成指定课题，并能够胜任团队中相应的角色。智能视觉感知技术课程教学大纲数理科学与工程学院本科课程教学大纲.4目标达成度的评价1.课程目标1主要通过理论教学环节进行培养。主要通过课程设计任务书中对光电检测技术的基本知识，基本概念进行考察。目标达成综合以上内容进行评价。2.课程目标2、3、4主要通过实践教学环节进行培养，在实践中有所涉及。主要通过实践操作中对于知识掌握程度，动手能力，团队协作能力进行培养。目标达成综合以上内容进行评价。三、教学方法及手段1.课程设计以实践教学为主，主要考察学生的团队协作能力和资料检索能力；在给定学生课程设计课题的基础上，让学生按照课题要求去分析问题、检索资料、解决问题，最后完成在给定设备上实现任务书的目标。同时通过撰写课程设计报告对所学的知识进行汇总分析。2.课程设计以实践教学为主，主要依托学生自主进行相关内容检索，在课程设计时，教师针对课程设计中学生出现的问题进行思路指引，解决学生遇到的困难。四、课程的基本内容与教学要求1.课程简介：课程内容、智能视觉感知技术发展现状、发展趋势和技术核心点。2.基本知识：编程的基本知识，常见编程环境配置。重点：常见编程环境配置。难点：编程的基本知识（四大核心）3.数字图像的基本知识：主要是图像和图像读写重点：图像读写难点：不同格式存储图像引起的图像异常4.数字图像直接获取：主要是USB、GIGE、Gentl、IPCamera等多种硬件图像传感器的图像获取。重点：图像采集算法和程序难点：光圈、焦距等图像采集底层概念5.数字图像的间接获取：主要是GIF，Video和II的合成和拆分以及相互转换。重点：不同图像存储的应用场景。难点：图像精准定位下的像素点数据读写。6.相机标定：主要是相机内参、外参标定，单目，双目相机的标定实例。重点：不同相机的快速标定技术。难点：相机成像过程的四个坐标系和三个变换。7.主动三维重建：主动三维重建简介，线结构光和四步相移重点：主动结构光三维重建技术难点：相移推到、解包裹。8.被动三维重建：SFM，II重点：SFM的软件实现难点：SFM的数学原理和推导过程9.深度学习和神经网络：Matlab和Python环境下的深度学习实例重点：深度学习的实现难点：深度学习的理论推导。10.课程设计以Python，Matlab等语言为主，依托图像传感器和视频的图像资源，开发设计图像处理算法，完成任务书指定的要求。五、课内实验无。六、课程学时分配主要内容讲课学时习题课时讨论课时课程实践32七、课程考核与成绩评定7.1考核方式考核环节包括课程学习过程考核和期末考核，其中课程过程考核占总成绩的50%，主要由课程设计进度进行评定；期末考核成绩占总成绩的50%，主要由课程设计结果进行评定。各环节的比重如下。考核环节比重合计过程考核课程设计进度50%50%期末成绩课程设计结果50%50%总计100%100%7.2考核内容及要求本课程为考查课。考核内容及分值分配如下。考核方式考核内容分值课程目标总分值期末考核50%课程设计结果50目标1、2、3、450分过程考核50%课程设计进度50目标1、2、350分7.3成绩评定1.课程设计进度和出勤情况课程设计进度总分50分，主要有课程设计进度（2周，每周10分），课程设计出勤情况（2周，每周10分），以及相应的课程设计过程中解决问题的表现情况（视情况加分0-10分）。2.课程设计结果课程设计报告总分50分，主要考核课程设计报告的完整度，需要包括前言、课程设计思路、课程设计结果，课程设计配套的代码（每项各10分）。八、课程评价与持续改进8.1课程评价课程评价周期定为每1年评价一次。设置达成情况目标值，采用成绩分析法进行评价。课程达成评价根据测控技术与仪器专业课程达成评价方法进行计算，评价结果用于持续改进。8.2持续改进1）日常教学：根据学生学习情况，教师采取座谈会、与学生单独交流，及时调整教学方法、进度，做出教学改进。2）实验室实验：根据学生实验室实验及实验报告情况，对学生理解测控电路知识进行分析，及时调整教学方法和内容，提出改进措施。3）课堂质疑或短时间交流讨论：对课堂质疑或讨论的效果进行分析，提出课程持续改进意