《智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器技術(shù)與應用》教案 能力模塊二 掌握視覺傳感器技術(shù)與應用

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器技術(shù)與應用》教學設計能力模塊二掌握視覺傳感器技術(shù)與應用任務一認知視覺傳感器教學信息總課時1理論課時1實操課時0實訓場地教學目標知識與技能了解視覺傳感器的定義及特點。掌握視覺傳感器的類型及功能。了解視覺傳感器的應用場景。過程與方法具備從多途徑的信息源中檢索專業(yè)知識的能力。獲得分析問題和解決問題的一些基本方法。通過體驗解決問題方法的多樣性，發(fā)展創(chuàng)新意識。充分運用所學的知識解決簡單的實訓問題，具備較強的應用意識和實踐能力。積極主動與小組成員交流、討論學習成果，取長補短，完成自我提升。情感、態(tài)度和價值觀參考國家標準與企業(yè)標準，規(guī)范操作流程，使學生養(yǎng)成專業(yè)、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。通過小組分工合作的模式，使學生具備勇于表達、樂于傾聽、互幫互助的團隊協(xié)作精神。在完成引導問題的過程中，培養(yǎng)學生形成善于思考創(chuàng)新、敢于反思改進的學習習慣。在完成基于工作崗位的任務中，樹立良好的職業(yè)道德，尊重他人勞動，不竊取他人成果。加強7S現(xiàn)場管理意識。資源配備設備聯(lián)網(wǎng)的電腦、鍵盤、鼠標教學資源活頁式教材（含微課、動畫）、課件、案例、習題示范操作多媒體演示、實物演示。教法采用講授法、案例教學法、情景教學法、討論法、觀摩教學法、任務驅(qū)動式教學法。整個教學環(huán)節(jié)按照“明確任務—獲取信息—制定計劃—做出決策—實施計劃—成果匯報與評價—拓展認知”六步法來組織教學。學法合作學習法、自主學習法等。教學重點掌握視覺傳感器的類型及功能。教學難點掌握視覺傳感器的環(huán)境感知流程。備注教學過程教學環(huán)節(jié)時長（分鐘）教學內(nèi)容教師活動學生活動明確任務10任務導入：視覺傳感器是人工智能的一個分支，起源于20世紀80年代的神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)通過使用光學系統(tǒng)和圖像處理工具等來模擬人的視覺能力捕捉和處理場景的三維信息，理解并通過指揮特定的裝置執(zhí)行決策。你作為智能駕駛測試工程師，你知道視覺傳感器的主要類型和它的工作特點嗎？帶領學生了解和分析工作任務的內(nèi)容，輔導學生明確勝任該工作任務應該掌握的內(nèi)容及應該達到的要求。了解工作任務的內(nèi)容及要求，主動思考如何完成該工作任務，樹立起崗位責任。5任務分組：將分組情況填寫至學生任務分配表中。根據(jù)工作任務所需的工作要求，兼顧學生的學習能力、性格和態(tài)度等個體差異，以自愿為原則，組建學生學習小組和各組小組長。1.根據(jù)老師的引導組建學習小組。2.根據(jù)工作任務，小組長引導小組成員做初步的任務分工。獲取信息35引導問題：1.請查閱相關(guān)資料，簡述視覺傳感器的定義及組成。2.請查閱相關(guān)資料，簡述視覺傳感器的特點。3.請查閱相關(guān)資料，簡述視覺傳感器的類型。請查閱相關(guān)資料，簡述視覺傳感器的功能。請查閱相關(guān)資料，簡述視覺傳感器的感知流程。請查閱相關(guān)資料，簡述視覺傳感器的應用場景。以活頁式教材、微課、動畫、課件為主要媒介，按照“引導問題”的排序，通過知識講解，引導學生獲得工作過程知識、實現(xiàn)有效學習、學會如何工作。從信息源（包括但不限于“知識點提示”）中，主動思考和學習完成任務所需的專業(yè)知識和專業(yè)技能，通過老師的講解全面掌握專業(yè)知識和技能。制定計劃251.瀏覽引導問題相關(guān)資料，并結(jié)合獲取到的相關(guān)信息、前面所學習到的知識及小組討論的結(jié)果，制定工作方案。輔導學生制定詳細的任務實施計劃和合理有效的分工。在老師的輔導下，學生小組長帶領小組成員制定詳細的規(guī)劃，并進行合理有效的分工。做出決策15各組派代表闡述資料查詢結(jié)果。各組就各自的查詢結(jié)果進行交流，并分享技巧。教師結(jié)合各組完成的情況進行點評，選出最佳方案。組織各組測試方案的展示與討論，做出點評并引導制定出最佳方案。各小組組長闡述測試的方案，各組成員積極參與課堂討論，在老師的點評和輔導下選出最佳方案。實施計劃551.獨立完成引導問題的填寫。2.根據(jù)知識點內(nèi)容進行拓展訓練。1.以活頁式教材、實訓指導書、課件為主要媒介，按照“引導問題”的排序，講解核心知識點。2.進行必要的操作示范；在學生操作過程中全場巡視，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決；監(jiān)督各個小組分工情況，確保每個小組成員都能基于工作過程進行完整的測試訓練。以此，引導學生親歷工作過程、獲得工作過程知識、實現(xiàn)有效學習、學會如何工作。3.加強對教學環(huán)境的管理，引導學生必須按照規(guī)程安全文明操作，做好巡視監(jiān)督，做好安全與健康防范預案。1.課前，根據(jù)“引導問題”主動思考和學習完成任務所需的專業(yè)知識和專業(yè)技能。2.課中，通過老師的講解、操作示范以及與小組成員的團隊協(xié)作完成團隊工作任務，個人也進行完整的任務實訓，切實、全面掌握專業(yè)知識和技能。3.牢記安全規(guī)范，養(yǎng)成安全意識。測試結(jié)束后，應該如何進行工位清理？引導學生進行“7S”現(xiàn)場管理。按要求規(guī)范執(zhí)行“7S”現(xiàn)場管理。任務總結(jié)35完成智能網(wǎng)聯(lián)汽車視覺傳感器認知的學習，了解各視覺傳感器的結(jié)構(gòu)、功能、類型以及應用場景，各個小組進行任務總結(jié)。要求學生以PPT為載體進行任務總結(jié)，內(nèi)容包括但不限于操作過程中的失敗與成長、收獲與建議，小組成員分工的合理與否。按照老師要求，各個小組長制定總結(jié)PPT的完成計劃，包括總結(jié)思路的確定、總結(jié)內(nèi)容梳理、PPT制作、等小組成員分工，時間安排等。成果匯報與評價30各組小組長進行任務總結(jié)的PPT匯報，匯報結(jié)束后完成學生自評表、小組互評表、教師評價表，老師進行課堂上的現(xiàn)場點評和總結(jié)。通過檢查每個小組操作完成的實際情況、聆聽各個小組長的展示匯報，老師評估學生學習目標的達成情況，并做出老師評價，對完成優(yōu)秀的小組給予激勵，對完成良好及以下的小組給出個性化的輔導。1.課前準備好匯報PPT及其他輔助匯報資料。2.小組認真匯報，并從其他小組中取優(yōu)補短。3.匯報完畢，認真完成自我評價表，在小組長的帶領下與小組成員完成小組互評表。4.認真聽取老師點評，并自我反思目標達成的情況及提升措施。課堂練習51.簡述視覺傳感器的環(huán)境感知流程：2.簡述視覺傳感器常見的安裝位置以及具體應用：對學生回答進行評價認真思考，積極回答課堂小結(jié)10一、知識總結(jié)1.視覺傳感器環(huán)境感知流程一般包括圖像采集、圖像預處理、圖像特征提取、圖像模式識別、結(jié)果傳輸?shù)龋鶕?jù)具體識別對象和采用的識別方法不同，環(huán)境感知流程也會略有差異。2.由于成本相對較低、算法成熟度高、體積小、功能多樣化等優(yōu)勢，智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的視覺傳感器安裝數(shù)量較多。從本任務的重點和難點出發(fā)，結(jié)合學生實訓過程中遇到的難以掌握的點進行總結(jié)認真聽講，鞏固知識和技能二、師生互動教師：同學們，本次課中你們學到了什么？在工作任務完成的過程中遇到了哪些問題？是怎么解決的？學生發(fā)言時，教師實時的進行引導和總結(jié)。教師：你認為最難以解決的問題是什么？學生發(fā)言時，教師提醒解決問題的“關(guān)鍵”在哪兒。教師：本次工作任務中，你在小組當中完成了哪些工作？小組中誰給你的幫助是最大的？學生發(fā)言時，教師鼓勵學生繼續(xù)在相互協(xié)作中取長補短。教師：你想對老師說點什么？有什么意見和建議？學生發(fā)言時，教師及時記錄，以便改進。作業(yè)布置51.完成課后作業(yè)。2.根據(jù)“引導知識”的引導，進行下次課前預習。教學反思能力模塊二掌握視覺傳感器技術(shù)與應用任務二實現(xiàn)單目攝像頭的應用教學信息總課時6理論課時2實操課時4實訓場地教學目標知識與技能了解單目攝像頭工作原理。理解單目攝像頭標定。掌握單目攝像頭測距原理。過程與方法具備從多途徑的信息源中檢索專業(yè)知識的能力。獲得分析問題和解決問題的一些基本方法。通過體驗解決問題方法的多樣性，發(fā)展創(chuàng)新意識。充分運用所學的知識解決簡單的實訓問題，具備較強的應用意識和實踐能力。積極主動與小組成員交流、討論學習成果，取長補短，完成自我提升。情感、態(tài)度和價值觀參考國家標準與企業(yè)標準，規(guī)范操作流程，使學生養(yǎng)成專業(yè)、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。通過小組分工合作的模式，使學生具備勇于表達、樂于傾聽、互幫互助的團隊協(xié)作精神。在完成引導問題的過程中，培養(yǎng)學生形成善于思考創(chuàng)新、敢于反思改進的學習習慣。在完成基于工作崗位的任務中，樹立良好的職業(yè)道德，尊重他人勞動，不竊取他人成果。加強7S現(xiàn)場管理意識。資源配備設備聯(lián)網(wǎng)的電腦、鍵盤、鼠標教學資源活頁式教材（含微課、動畫）、課件、案例、習題示范操作多媒體演示、實物演示。教法采用講授法、案例教學法、情景教學法、討論法、觀摩教學法、任務驅(qū)動式教學法。整個教學環(huán)節(jié)按照“明確任務—獲取信息—制定計劃—做出決策—實施計劃—成果匯報與評價—拓展認知”六步法來組織教學。學法合作學習法、自主學習法等。教學重點理解單目攝像頭標定。教學難點掌握視覺傳感器目標檢測原理及方法。備注教學過程教學環(huán)節(jié)時長（分鐘）教學內(nèi)容教師活動學生活動明確任務10任務導入：傳統(tǒng)的視覺成像模型是“小孔成像模型”，這種模型忽略成像光路中各種誤差的影響，是線性成像關(guān)系。實際成像系統(tǒng)中由于徑向畸變、切向畸變及仿射和非正交變形等因素的影響，光線成像不是按照現(xiàn)行關(guān)系的，那么就需要去畸變來保證成像的穩(wěn)定。下面學習單目攝像頭的成像以及如何對攝像頭成像去畸變。帶領學生了解和分析工作任務的內(nèi)容，輔導學生明確勝任該工作任務應該掌握的內(nèi)容及應該達到的要求。了解工作任務的內(nèi)容及要求，主動思考如何完成該工作任務，樹立起崗位責任。5任務分組：將分組情況填寫至學生任務分配表中。根據(jù)工作任務所需的工作要求，兼顧學生的學習能力、性格和態(tài)度等個體差異，以自愿為原則，組建學生學習小組和各組小組長。1.根據(jù)老師的引導組建學習小組。2.根據(jù)工作任務，小組長引導小組成員做初步的任務分工。獲取信息35引導問題：1.請查閱相關(guān)資料，簡述單目攝像頭成像模型。2.請查閱相關(guān)資料，簡述單目攝像頭標定中坐標系轉(zhuǎn)化過程。3.請查閱相關(guān)資料，簡述解決目標檢測的方法有：4.請查閱相關(guān)資料，簡述單目攝像頭測距原理。5.單目攝像頭有哪些應用場景。以活頁式教材、微課、動畫、課件為主要媒介，按照“引導問題”的排序，通過知識講解，引導學生獲得工作過程知識、實現(xiàn)有效學習、學會如何工作。從信息源（包括但不限于“知識點提示”）中，主動思考和學習完成任務所需的專業(yè)知識和專業(yè)技能，通過老師的講解全面掌握專業(yè)知識和技能。制定計劃251.瀏覽引導問題相關(guān)資料，并結(jié)合獲取到的相關(guān)信息、前面所學習到的知識及小組討論的結(jié)果，制定工作方案。輔導學生制定詳細的任務實施計劃和合理有效的分工。在老師的輔導下，學生小組長帶領小組成員制定詳細的規(guī)劃，并進行合理有效的分工。做出決策15各組派代表闡述資料查詢結(jié)果。各組就各自的查詢結(jié)果進行交流，并分享技巧。教師結(jié)合各組完成的情況進行點評，選出最佳方案。組織各組測試方案的展示與討論，做出點評并引導制定出最佳方案。各小組組長闡述測試的方案，各組成員積極參與課堂討論，在老師的點評和輔導下選出最佳方案。實施計劃551.獨立完成引導問題的填寫。2.根據(jù)知識點內(nèi)容進行拓展訓練。1.以活頁式教材、實訓指導書、課件為主要媒介，按照“引導問題”的排序，講解核心知識點。2.進行必要的操作示范；在學生操作過程中全場巡視，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決；監(jiān)督各個小組分工情況，確保每個小組成員都能基于工作過程進行完整的測試訓練。以此，引導學生親歷工作過程、獲得工作過程知識、實現(xiàn)有效學習、學會如何工作。3.加強對教學環(huán)境的管理，引導學生必須按照規(guī)程安全文明操作，做好巡視監(jiān)督，做好安全與健康防范預案。1.課前，根據(jù)“引導問題”主動思考和學習完成任務所需的專業(yè)知識和專業(yè)技能。2.課中，通過老師的講解、操作示范以及與小組成員的團隊協(xié)作完成團隊工作任務，個人也進行完整的任務實訓，切實、全面掌握專業(yè)知識和技能。3.牢記安全規(guī)范，養(yǎng)成安全意識。測試結(jié)束后，應該如何進行工位清理？引導學生進行“7S”現(xiàn)場管理。按要求規(guī)范執(zhí)行“7S”現(xiàn)場管理。任務總結(jié)35完成單目攝像頭應用的學習，了解單目攝像頭的標定、測距原理以及應用場景，各個小組進行任務總結(jié)。要求學生以PPT為載體進行任務總結(jié)，內(nèi)容包括但不限于操作過程中的失敗與成長、收獲與建議，小組成員分工的合理與否。按照老師要求，各個小組長制定總結(jié)PPT的完成計劃，包括總結(jié)思路的確定、總結(jié)內(nèi)容梳理、PPT制作、等小組成員分工，時間安排等。成果匯報與評價30各組小組長進行任務總結(jié)的PPT匯報，匯報結(jié)束后完成學生自評表、小組互評表、教師評價表，老師進行課堂上的現(xiàn)場點評和總結(jié)。通過檢查每個小組操作完成的實際情況、聆聽各個小組長的展示匯報，老師評估學生學習目標的達成情況，并做出老師評價，對完成優(yōu)秀的小組給予激勵，對完成良好及以下的小組給出個性化的輔導。1.課前準備好匯報PPT及其他輔助匯報資料。2.小組認真匯報，并從其他小組中取優(yōu)補短。3.匯報完畢，認真完成自我評價表，在小組長的帶領下與小組成員完成小組互評表。4.認真聽取老師點評，并自我反思目標達成的情況及提升措施。課堂練習51.單目攝像的測距原理：2.單目攝像頭的標定步驟：對學生回答進行評價認真思考，積極回答課堂小結(jié)10一、知識總結(jié)1.單目攝像頭的測距原理，是先通過圖像匹配進行目標識別（各種車型、行人、物體等），再通過目標在圖像中的大小去估算目標距離。2.標定的目的是為了消除畸變以及得到內(nèi)外參數(shù)矩陣從本任務的重點和難點出發(fā)，結(jié)合學生實訓過程中遇到的難以掌握的點進行總結(jié)認真聽講，鞏固知識和技能二、師生互動教師：同學們，本次課中你們學到了什么？在工作任務完成的過程中遇到了哪些問題？是怎么解決的？學生發(fā)言時，教師實時的進行引導和總結(jié)。教師：你認為最難以解決的問題是什么？學生發(fā)言時，教師提醒解決問題的“關(guān)鍵”在哪兒。教師：本次工作任務中，你在小組當中完成了哪些工作？小組中誰給你的幫助是最大的？學生發(fā)言時，教師鼓勵學生繼續(xù)在相互協(xié)作中取長補短。教師：你想對老師說點什么？有什么意見和建議？學生發(fā)言時，教師及時記錄，以便改進。作業(yè)布置51.完成課后作業(yè)。2.根據(jù)“引導知識”的引導，進行下次課前預習。教學反思能力模塊二掌握視覺傳感器技術(shù)與應用任務三實現(xiàn)雙目攝像頭的應用教學信息總課時5理論課時1實操課時4實訓場地教學目標知識與技能了解雙目攝像頭工作原理。掌握雙目攝像頭測距原理。了解雙目攝像頭應用場景。過程與方法具備從多途徑的信息源中檢索專業(yè)知識的能力。獲得分析問題和解決問題的一些基本方法。通過體驗解決問題方法的多樣性，發(fā)展創(chuàng)新意識。充分運用所學的知識解決簡單的實訓問題，具備較強的應用意識和實踐能力。積極主動與小組成員交流、討論學習成果，取長補短，完成自我提升。情感、態(tài)度和價值觀參考國家標準與企業(yè)標準，規(guī)范操作流程，使學生養(yǎng)成專業(yè)、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。通過小組分工合作的模式，使學生具備勇于表達、樂于傾聽、互幫互助的團隊協(xié)作精神。在完成引導問題的過程中，培養(yǎng)學生形成善于思考創(chuàng)新、敢于反思改進的學習習慣。在完成基于工作崗位的任務中，樹立良好的職業(yè)道德，尊重他人勞動，不竊取他人成果。加強7S現(xiàn)場管理意識。資源配備設備聯(lián)網(wǎng)的電腦、鍵盤、鼠標教學資源活頁式教材（含微課、動畫）、課件、案例、習題示范操作多媒體演示、實物演示。教法采用講授法、案例教學法、情景教學法、討論法、觀摩教學法、任務驅(qū)動式教學法。整個教學環(huán)節(jié)按照“明確任務—獲取信息—制定計劃—做出決策—實施計劃—成果匯報與評價—拓展認知”六步法來組織教學。學法合作學習法、自主學習法等。教學重點理解雙目攝像頭標定。教學難點掌握雙目攝像頭測距原理。備注教學過程教學環(huán)節(jié)時長（分鐘）教學內(nèi)容教師活動學生活動明確任務10任務導入：雙目立體視覺測距原理就是利用兩臺攝像機從兩個視點獲取目標點在不同視角下形成的圖像坐標，利用成像幾何模型計算同名像點圖像坐標偏差，來獲取目標點的三維坐標，從而實現(xiàn)距離測量，它在高速公路安全車距測量上有著極大的應用前景。下面一起來了解雙目攝像頭的原理及應用。帶領學生了解和分析工作任務的內(nèi)容，輔導學生明確勝任該工作任務應該掌握的內(nèi)容及應該達到的要求。了解工作任務的內(nèi)容及要求，主動思考如何完成該工作任務，樹立起崗位責任。5任務分組：將分組情況填寫至學生任務分配表中。根據(jù)工作任務所需的工作要求，兼顧學生的學習能力、性格和態(tài)度等個體差異，以自愿為原則，組建學生學習小組和各組小組長。1.根據(jù)老師的引導組建學習小組。2.根據(jù)工作任務，小組長引導小組成員做初步的任務分工。獲取信息35引導問題：1.請查閱相關(guān)資料，簡述雙目攝像頭的工作原理。2.查閱相關(guān)資料，簡述雙目攝像頭標定的流程。3.請查閱相關(guān)資料，簡述雙目攝像頭成像原理與單目攝像頭有何異同4.雙目攝像頭的應用場景有哪些？以活頁式教材、微課、動畫、課件為主要媒介，按照“引導問題”的排序，通過知識講解，引導學生獲得工作過程知識、實現(xiàn)有效學習、學會如何工作。