工业机器人视觉与传感技术-教学大纲

《工业机器人视觉与传感技术》教学大纲课程信息课程名称：工业机器人视觉与传感技术课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分：4先修课程：无选用教材：《工业机器人视觉与传感技术》，李成春主编，2022年，电子工业出版社。适用专业：本课程可作为职业院校机电一体化、电气自动化、工业机器人技术应用等专业的课程，也可作为企业技术人员的辅助课程。课程负责人：二、课程简介本课程分为两部分——视觉检测与传感器基础、机器视觉，主要内容包括:视觉检测与传感器的基础知识、电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、电势式传感器、工业机器人视觉传感器、工业视觉中的图像处理、视觉软件Halcom的汉字识别、视觉应用一物体追踪、视觉软件Halcom基础、机器视觉技能实训、In-Sight视觉处理过程。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识通过对视觉检测与传感器基础中的觉检测与传感器的基础知识、电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、电势式传感器以及机器视觉中视觉软件Halcom基础、机器视觉技能实训、In-Sight视觉处理过程等进行系统性的学习，掌握工业机器人视觉与传感技术的工作原理，并且能够运用相关的技术。H2问题分析1.能够帮助学生了解工业机器人的基本原理和工作原理，以及其应用领域和技术发展趋势。2.培养学生掌握工业机器人视觉和传感器技术的基础知识，包括图像处理、机器视觉算法、传感器原理和应用等。H3设计/开发解决方案系统性的学习视觉检测与传感器的基础知识和机器视觉的知识，让学生能够对传感器、图像处理、视觉应用有全面性的理解，培养学生对工业机器人的兴趣，促进其对工业机器人进一步的认识以及研究。H4研究通过对工业机器人视觉与传感技术的教学，提高学生对于工业机器人的兴趣，促进其对工业机器人的创新性。M5使用现代工具学会使用现代已有的传感器、工业机器人、图像处理软件、视觉软件进行相关的操作以及对所学知识进行检验，进一步加深对所学知识的认识。M6工程与社会1.了解工业机器人与传感技术对现代社会的影响和作用，以及关于使用工业机器人与传感技术存在的相关的法律法规和标准。2.学会将相应技术应用于实际生产和社会服务中，为社会做出贡献。M7环境和可持续发展8职业规范9个人和团队1.学会个人发展和团队合作，提高个人和团队的综合素质。2.学会与他人合作和沟通，建立良好的人际关系和团队合作氛围。L10沟通通过以小组为单位对图像采集处理等课程进行沟通交流，完成对应的课堂作业，并且让不同的小组通过展示PPT的形式进行答辩和为彼此提出相关的建议，达到相互促进的目的。L11项目管理通过对机器视觉技能实训中的项目进行说明以及对其项目工作流程进行阐述和示范，让学生了解到及其视觉技能项目说明与项目工作流程的书写格式以及包括的主要内容。M12终身学习1.学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业水平和创新能力。2.学会进行终身学习和职业发展规划，不断拓展职业领域和发展空间。L注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型1视觉检测与传感器的基本知识1.传感器的定义及组成2.传感器的分类3.传感器的特性4.机器视觉（1）理解并熟悉传感器的定义及组成、以及传感器的分类和传感器的特性。（2）熟悉和掌握机器视觉的原理。4理论2电阻式传感器1.电阻应变式传感器2.热电阻式传感器理解并掌握关于电阻应变式传感器和热电阻式传感器的定义、区别等，从而对电阻式传感器具有一定的认识。4理论3电容式传感器1.电容式传感器的工作原理2.电容式传感器的类型及特征3.电容式传感器的测量电路4.电容式传感器的应用了解电容式传感器的工作原理、类型及特征，学会采用正确的方法测量电容式传感器的电路，掌握应用电容式传感器的方法。8理论+实操4电感式传感器1.自感式电感传感器2.互感式电感传感器3.电涡流式传感器（1）掌握自感式、互感式、电涡流式三种传感器的工作原理及应用等。（2）能够整理出三种的共同之处与区别。4理论+实操5电势式传感器1.磁电式传感器2.光电式传感器3.热电偶的工作原理4.压电式传感器5.霍尔传感器（1）掌握磁电式传感器和光电式传感器的工作原理。（2）熟悉热电偶的工作原理并且能够尝试运用。（3）了解压电式传感器和霍尔传感器相关知识。4理论+实操6工业机器人视觉传感器1.光源2.镜头3.相机4.图像采集/处理卡了解光源、镜头的知识点，对相机工作原理具有基础性的认识，能够通过知识点进行相关的图像采集/处理卡，从而加深对工业机器人视觉传感器的认知。4理论+实操7工业视觉中的图像处理1.Halcon基础2.读取图片3.车牌识别掌握Halcon基础的知识，学会读取图片的操作方式以及能够明白对车牌进行识别的原理，培养工业视觉中图像处理的基本知识。4理论+实操8视觉软件Halcon的汉字识别1.汉字识别的步骤2.汉字识别的过程—图像采集3.汉字识别的过程—图像预处理4.汉字识别的过程—图像分割5.汉字识别的过程—图像与字符相关联6.汉字识别的过程—创建和训练分类器7.汉字识别的过程—后续处理（1）掌握汉字识别的基本步骤，对汉字识别的过程具有一定的认识。（2）系统性的掌握汉字识别过程中图像采集、图像预处理、图像分割、图像与字符相关联、创建和训练分类器、后续处理的详细过程，能够应用相关的知识。（3）能够运用视觉软件Halcon的独立操作汉字识别的过程。8理论+实操9视觉运用—物体追踪1.物体追踪的步骤2.读取模板图像3.创建形状模板4.定义测试窗口5.测试被测图像（1）掌握物体追踪的步骤，以及学会读取模板的图像，并且能够创建形状模板。（2）掌握定义测试窗口的技能，根据对物体追踪知识点系统性的学习，来对被测图像进行测试。8理论+实操10视觉软件Halcon基础1.基本概念2.图像采集3.图像形态学4.数字图像的色彩5.机器视觉的相关知识6.HDevelop间介7.常用文档（1）能够了解视觉软件Halcon的基本概念。（2）明白图像采集的方法，深入学习图像形态学和数字图像的色彩的认识，加深对图像的理解。（3）掌握机器视觉的相关知识以及HDevelop的相关知识，能够熟悉常用文档。8理论+实操11机器视觉技能实训1.项目说明2.项目的工作流程了解机器视觉技能实训中具体的项目说明情况，对项目有基础性的认识，并且能够熟悉掌握项目的工作流程。4理论12In-Sight软件视觉处理过程1.网络地址配置2.In-Sight设置3.ABB机器人接收信息4.ABB机器人处理信息（1）了解网络地址配置和In-Sight设置原理及步骤，掌握相关的配置和设置知识。（2）掌握ABB机器人接收信息和ABB机器人处理信息的步骤。4理论+实操五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试考试50百分制，60分为及格2平时成绩课后作业10次40优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议学习方法建议1.系统性学习：工业机器人视觉与传感技术是一门涉及多个领域的综合性学科，需要系统性地学习。建议按照教材的章节顺序进行学习，逐步深入理解每个概念和原理。2.实践操作：理论知识只有结合实践才能真正掌握。在学习过程中，可以尝试使用相关软件或设备进行实验操作，加深对知识点的理解和记忆。3.多角度思考：工业机器人视觉与传感技术是一个复杂的系统，需要从多个角度进行思考。在学习过程中，可以尝试从不同的角度出发，如硬件、软件、算法等方面进行思考和分析。学生课外阅读参考资料1.《工业机器人视觉与传感技术》，李成春主编，2022年，电子工业出版社。2.《机器学习基础》，周志华主编，2016年，清华大学出版社。3.《传感器技术基础》，李建华主编，2016年，中国机械工业出版社。七、课程改革与建设本课程以应用为主，摈弃