《虛擬仿真實踐》課程教學大綱

《虛擬仿真實踐》教學大綱課程名稱：虛擬仿真實踐課程編號：F098094772英文名稱：Virtualsimulationpractice學時：2周學分：2學分開課學期：第2學期適用專業(yè)：光電信息科學與工程課程類別：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《虛擬仿真實踐》是一門實用性、實踐性很強的光電類專業(yè)實踐課，在教學培養(yǎng)計劃中列為選修課程。通過本課程的學習，使學生了解和掌握相機標定、三維重建（II，SFM等）基本上三維圖像處理技術。依據(jù)河北工程大學光電信息科學與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃，本課程需要培養(yǎng)學生的能力是：1.掌握光電信息科學與工程專業(yè)所需的計算機基礎、軟件開發(fā)及應用等必要的知識，具備從事信息系統(tǒng)技術工作的能力。（畢業(yè)要求指標1-(3)）。2.掌握所需要的專業(yè)知識和開發(fā)工具，具備綜合運用理論和技術手段設計復雜光電信息科學與工程領域問題的能力（畢業(yè)要求指標2-(6)）。3.能夠綜合運用多種與光電信息科學與工程相關的現(xiàn)代工具，實現(xiàn)對復雜工程問題進行預測與模擬，并能夠理解其局限性（畢業(yè)要求指標2-(17)）。二、課程目標與要求2.1.課程目標了解三維成像技術的基本知識、應用前景，及課程的特點、學習方法、要求。掌握三維成像相關的專業(yè)知識，能夠調(diào)研和查閱最新的文獻。針對指定課題，能夠綜合運用所學的知識，具有一定的分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)團隊協(xié)作能力，以組隊的形式（2~4人一組）完成指定課題，并能夠勝任團隊中相應的角色。智能視覺感知技術課程教學大綱數(shù)理科學與工程學院本科課程教學大綱.4目標達成度的評價1.課程目標1主要通過理論教學環(huán)節(jié)進行培養(yǎng)。主要通過課程設計任務書中對光電檢測技術的基本知識，基本概念進行考察。目標達成綜合以上內(nèi)容進行評價。2.課程目標2、3、4主要通過實踐教學環(huán)節(jié)進行培養(yǎng)，在實踐中有所涉及。主要通過實踐操作中對于知識掌握程度，動手能力，團隊協(xié)作能力進行培養(yǎng)。目標達成綜合以上內(nèi)容進行評價。三、教學方法及手段1.課程設計以實踐教學為主，主要考察學生的團隊協(xié)作能力和資料檢索能力；在給定學生課程設計課題的基礎上，讓學生按照課題要求去分析問題、檢索資料、解決問題，最后完成在給定設備上實現(xiàn)任務書的目標。同時通過撰寫課程設計報告對所學的知識進行匯總分析。2.課程設計以實踐教學為主，主要依托學生自主進行相關內(nèi)容檢索，在課程設計時，教師針對課程設計中學生出現(xiàn)的問題進行思路指引，解決學生遇到的困難。四、課程的基本內(nèi)容與教學要求1.課程簡介：課程內(nèi)容、智能視覺感知技術發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和技術核心點。2.基本知識：編程的基本知識，常見編程環(huán)境配置。重點：常見編程環(huán)境配置。難點：編程的基本知識（四大核心）3.數(shù)字圖像的基本知識：主要是圖像和圖像讀寫重點：圖像讀寫難點：不同格式存儲圖像引起的圖像異常4.數(shù)字圖像直接獲取：主要是USB、GIGE、Gentl、IPCamera等多種硬件圖像傳感器的圖像獲取。重點：圖像采集算法和程序難點：光圈、焦距等圖像采集底層概念5.數(shù)字圖像的間接獲?。褐饕荊IF，Video和II的合成和拆分以及相互轉(zhuǎn)換。重點：不同圖像存儲的應用場景。難點：圖像精準定位下的像素點數(shù)據(jù)讀寫。6.相機標定：主要是相機內(nèi)參、外參標定，單目，雙目相機的標定實例。重點：不同相機的快速標定技術。難點：相機成像過程的四個坐標系和三個變換。7.主動三維重建：主動三維重建簡介，線結構光和四步相移重點：主動結構光三維重建技術難點：相移推到、解包裹。8.被動三維重建：SFM，II重點：SFM的軟件實現(xiàn)難點：SFM的數(shù)學原理和推導過程9.深度學習和神經(jīng)網(wǎng)絡：Matlab和Python環(huán)境下的深度學習實例重點：深度學習的實現(xiàn)難點：深度學習的理論推導。10.課程設計以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)設計圖像處理算法，完成任務書指定的要求。五、課內(nèi)實驗無。六、課程學時分配主要內(nèi)容講課學時習題課時討論課時課程實踐32七、課程考核與成績評定7.1考核方式考核環(huán)節(jié)包括課程學習過程考核和期末考核，其中課程過程考核占總成績的50%，主要由課程設計進度進行評定；期末考核成績占總成績的50%，主要由課程設計結果進行評定。各環(huán)節(jié)的比重如下?？己谁h(huán)節(jié)比重合計過程考核課程設計進度50%50%期末成績課程設計結果50%50%總計100%100%7.2考核內(nèi)容及要求本課程為考查課?？己藘?nèi)容及分值分配如下?？己朔绞娇己藘?nèi)容分值課程目標總分值期末考核50%課程設計結果50目標1、2、3、450分過程考核50%課程設計進度50目標1、2、350分7.3成績評定1.課程設計進度和出勤情況課程設計進度總分50分，主要有課程設計進度（2周，每周10分），課程設計出勤情況（2周，每周10分），以及相應的課程設計過程中解決問題的表現(xiàn)情況（視情況加分0-10分）。2.課程設計結果課程設計報告總分50分，主要考核課程設計報告的完整度，需要包括前言、課程設計思路、課程設計結果，課程設計配套的代碼（每項各10分）。八、課程評價與持續(xù)改進8.1課程評價課程評價周期定為每1年評價一次。設置達成情況目標值，采用成績分析法進行評價。課程達成評價根據(jù)測控技術與儀器專業(yè)課程達成評價方法進行計算，評價結果用于持續(xù)改進。8.2持續(xù)改進1）日常教學：根據(jù)學生學習情況，教師采取座談會、與學生單獨交流，及時調(diào)整教學方法、進度，做出教學改進。2）實驗室實驗：根據(jù)學生實驗室實驗及實驗報告情況，對學生理解測控電路知識進行分析，及時調(diào)整教學方法和內(nèi)容，提出改進措施。3）課堂質(zhì)疑或短時間交流討論：對課堂質(zhì)疑或討論的效果進行分析，提出課程持續(xù)改進意