工業(yè)機器人視覺與傳感技術-教學大綱

《工業(yè)機器人視覺與傳感技術》教學大綱課程信息課程名稱：工業(yè)機器人視覺與傳感技術課程類別：素質(zhì)選修課/專業(yè)基礎課課程性質(zhì)：選修/必修計劃學時：64計劃學分：4先修課程：無選用教材：《工業(yè)機器人視覺與傳感技術》，李成春主編，2022年，電子工業(yè)出版社。適用專業(yè)：本課程可作為職業(yè)院校機電一體化、電氣自動化、工業(yè)機器人技術應用等專業(yè)的課程，也可作為企業(yè)技術人員的輔助課程。課程負責人：二、課程簡介本課程分為兩部分——視覺檢測與傳感器基礎、機器視覺，主要內(nèi)容包括:視覺檢測與傳感器的基礎知識、電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、電勢式傳感器、工業(yè)機器人視覺傳感器、工業(yè)視覺中的圖像處理、視覺軟件Halcom的漢字識別、視覺應用一物體追蹤、視覺軟件Halcom基礎、機器視覺技能實訓、In-Sight視覺處理過程。三、課程教學要求序號專業(yè)畢業(yè)要求課程教學要求關聯(lián)程度1工程知識通過對視覺檢測與傳感器基礎中的覺檢測與傳感器的基礎知識、電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、電勢式傳感器以及機器視覺中視覺軟件Halcom基礎、機器視覺技能實訓、In-Sight視覺處理過程等進行系統(tǒng)性的學習，掌握工業(yè)機器人視覺與傳感技術的工作原理，并且能夠運用相關的技術。H2問題分析1.能夠幫助學生了解工業(yè)機器人的基本原理和工作原理，以及其應用領域和技術發(fā)展趨勢。2.培養(yǎng)學生掌握工業(yè)機器人視覺和傳感器技術的基礎知識，包括圖像處理、機器視覺算法、傳感器原理和應用等。H3設計/開發(fā)解決方案系統(tǒng)性的學習視覺檢測與傳感器的基礎知識和機器視覺的知識，讓學生能夠對傳感器、圖像處理、視覺應用有全面性的理解，培養(yǎng)學生對工業(yè)機器人的興趣，促進其對工業(yè)機器人進一步的認識以及研究。H4研究通過對工業(yè)機器人視覺與傳感技術的教學，提高學生對于工業(yè)機器人的興趣，促進其對工業(yè)機器人的創(chuàng)新性。M5使用現(xiàn)代工具學會使用現(xiàn)代已有的傳感器、工業(yè)機器人、圖像處理軟件、視覺軟件進行相關的操作以及對所學知識進行檢驗，進一步加深對所學知識的認識。M6工程與社會1.了解工業(yè)機器人與傳感技術對現(xiàn)代社會的影響和作用，以及關于使用工業(yè)機器人與傳感技術存在的相關的法律法規(guī)和標準。2.學會將相應技術應用于實際生產(chǎn)和社會服務中，為社會做出貢獻。M7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展8職業(yè)規(guī)范9個人和團隊1.學會個人發(fā)展和團隊合作，提高個人和團隊的綜合素質(zhì)。2.學會與他人合作和溝通，建立良好的人際關系和團隊合作氛圍。L10溝通通過以小組為單位對圖像采集處理等課程進行溝通交流，完成對應的課堂作業(yè)，并且讓不同的小組通過展示PPT的形式進行答辯和為彼此提出相關的建議，達到相互促進的目的。L11項目管理通過對機器視覺技能實訓中的項目進行說明以及對其項目工作流程進行闡述和示范，讓學生了解到及其視覺技能項目說明與項目工作流程的書寫格式以及包括的主要內(nèi)容。M12終身學習1.學會進行自我學習和自我提升，不斷提高自身的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。2.學會進行終身學習和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不斷拓展職業(yè)領域和發(fā)展空間。L注：“課程教學要求”欄中內(nèi)容為針對該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關教學要求的具體描述?！瓣P聯(lián)程度”欄中字母表示二者關聯(lián)程度。關聯(lián)程度按高關聯(lián)、中關聯(lián)、低關聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”?！罢n程教學要求”及“關聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對應的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關。四、課程教學內(nèi)容章節(jié)名稱主要內(nèi)容重難點關鍵詞學時類型1視覺檢測與傳感器的基本知識1.傳感器的定義及組成2.傳感器的分類3.傳感器的特性4.機器視覺（1）理解并熟悉傳感器的定義及組成、以及傳感器的分類和傳感器的特性。（2）熟悉和掌握機器視覺的原理。4理論2電阻式傳感器1.電阻應變式傳感器2.熱電阻式傳感器理解并掌握關于電阻應變式傳感器和熱電阻式傳感器的定義、區(qū)別等，從而對電阻式傳感器具有一定的認識。4理論3電容式傳感器1.電容式傳感器的工作原理2.電容式傳感器的類型及特征3.電容式傳感器的測量電路4.電容式傳感器的應用了解電容式傳感器的工作原理、類型及特征，學會采用正確的方法測量電容式傳感器的電路，掌握應用電容式傳感器的方法。8理論+實操4電感式傳感器1.自感式電感傳感器2.互感式電感傳感器3.電渦流式傳感器（1）掌握自感式、互感式、電渦流式三種傳感器的工作原理及應用等。（2）能夠整理出三種的共同之處與區(qū)別。4理論+實操5電勢式傳感器1.磁電式傳感器2.光電式傳感器3.熱電偶的工作原理4.壓電式傳感器5.霍爾傳感器（1）掌握磁電式傳感器和光電式傳感器的工作原理。（2）熟悉熱電偶的工作原理并且能夠嘗試運用。（3）了解壓電式傳感器和霍爾傳感器相關知識。4理論+實操6工業(yè)機器人視覺傳感器1.光源2.鏡頭3.相機4.圖像采集/處理卡了解光源、鏡頭的知識點，對相機工作原理具有基礎性的認識，能夠通過知識點進行相關的圖像采集/處理卡，從而加深對工業(yè)機器人視覺傳感器的認知。4理論+實操7工業(yè)視覺中的圖像處理1.Halcon基礎2.讀取圖片3.車牌識別掌握Halcon基礎的知識，學會讀取圖片的操作方式以及能夠明白對車牌進行識別的原理，培養(yǎng)工業(yè)視覺中圖像處理的基本知識。4理論+實操8視覺軟件Halcon的漢字識別1.漢字識別的步驟2.漢字識別的過程—圖像采集3.漢字識別的過程—圖像預處理4.漢字識別的過程—圖像分割5.漢字識別的過程—圖像與字符相關聯(lián)6.漢字識別的過程—創(chuàng)建和訓練分類器7.漢字識別的過程—后續(xù)處理（1）掌握漢字識別的基本步驟，對漢字識別的過程具有一定的認識。（2）系統(tǒng)性的掌握漢字識別過程中圖像采集、圖像預處理、圖像分割、圖像與字符相關聯(lián)、創(chuàng)建和訓練分類器、后續(xù)處理的詳細過程，能夠應用相關的知識。（3）能夠運用視覺軟件Halcon的獨立操作漢字識別的過程。8理論+實操9視覺運用—物體追蹤1.物體追蹤的步驟2.讀取模板圖像3.創(chuàng)建形狀模板4.定義測試窗口5.測試被測圖像（1）掌握物體追蹤的步驟，以及學會讀取模板的圖像，并且能夠創(chuàng)建形狀模板。（2）掌握定義測試窗口的技能，根據(jù)對物體追蹤知識點系統(tǒng)性的學習，來對被測圖像進行測試。8理論+實操10視覺軟件Halcon基礎1.基本概念2.圖像采集3.圖像形態(tài)學4.數(shù)字圖像的色彩5.機器視覺的相關知識6.HDevelop間介7.常用文檔（1）能夠了解視覺軟件Halcon的基本概念。（2）明白圖像采集的方法，深入學習圖像形態(tài)學和數(shù)字圖像的色彩的認識，加深對圖像的理解。（3）掌握機器視覺的相關知識以及HDevelop的相關知識，能夠熟悉常用文檔。8理論+實操11機器視覺技能實訓1.項目說明2.項目的工作流程了解機器視覺技能實訓中具體的項目說明情況，對項目有基礎性的認識，并且能夠熟悉掌握項目的工作流程。4理論12In-Sight軟件視覺處理過程1.網(wǎng)絡地址配置2.In-Sight設置3.ABB機器人接收信息4.ABB機器人處理信息（1）了解網(wǎng)絡地址配置和In-Sight設置原理及步驟，掌握相關的配置和設置知識。（2）掌握ABB機器人接收信息和ABB機器人處理信息的步驟。4理論+實操五、考核要求及成績評定序號成績類別考核方式考核要求權重（%）備注1期末成績期末考試考試50百分制，60分為及格2平時成績課后作業(yè)10次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無法獲得學分注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關信息。六、學生學習建議學習方法建議1.系統(tǒng)性學習：工業(yè)機器人視覺與傳感技術是一門涉及多個領域的綜合性學科，需要系統(tǒng)性地學習。建議按照教材的章節(jié)順序進行學習，逐步深入理解每個概念和原理。2.實踐操作：理論知識只有結合實踐才能真正掌握。在學習過程中，可以嘗試使用相關軟件或設備進行實驗操作，加深對知識點的理解和記憶。3.多角度思考：工業(yè)機器人視覺與傳感技術是一個復雜的系統(tǒng)，需要從多個角度進行思考。在學習過程中，可以嘗試從不同的角度出發(fā)，如硬件、軟件、算法等方面進行思考和分析。學生課外閱讀參考資料1.《工業(yè)機器人視覺與傳感技術》，李成春主編，2022年，電子工業(yè)出版社。2.《機器學習基礎》，周志華主編，2016年，清華大學出版社。3.《傳感器技術基礎》，李建華主編，2016年，中國機械工業(yè)出版社。七、課程改革與建設本課程以應用為主，擯棄