ME6015机器视觉应课程教学纲
课程名称：机器视觉应
课程代码：ME6015
学分学时：3 学分54 学时课程
开课学期：春季学期
适专业：机械工程热动力工程工业工程核工程
先修课程：高等数学概率积分变换离散数学高级语言程序设计
测量机电控制技术机械电子学计算机图形学
开课单位：机械动力工程学院
课程性质教学目标
课程介绍：课程设置硕士研究生解国外机器视觉发展新
研究成果机器视觉基理方法机器视觉典型应通课程
学实践学生掌握机器视觉基概念基理方法引入科研案例
动手实践编程练加强关键容初步具运相应理方法解决实际
问题力
教学目标：图理解机器视觉基理尤图处理概念基
原理解决问题基思想方法较全面解领会学机器机
视觉基理技术解种智图处理机器视觉技术相关应具
备解决智化检测识控制等应问题初步力事模式识
智控制机器技术智制造等领域研究开发工作扎实基础
二课程教学容学时分配
1． 绪（2 学时课堂教学）
介绍机器视觉基概念研究容机器视觉科学领域关
系新发展现状
2． 类视觉摄机成模型图视觉系统（2 学时课堂教学）
讲授类视觉系统基构造模型亮度视觉颜色视觉基概念模型
视觉特性空间变换摄机模型
3． 图分析基础图变换（4 学时课堂教学+1 学时讨）
讲授图信号数学表示图采样量化图素基概念相关
概念基图运算图线性系统理二维傅立叶变换基性质快
速傅立叶变换二维正交变换
4． 图分割（2 学时课堂教学）
讲授视觉认知模式基边缘图分割技术基区域图分割技术
图分割评价
5． 图预处理（4 学时课堂教学+1 学时讨）
讲授图空域增强度变换图噪声消算法图松弛算法
种形态学操作包括图腐蚀膨胀开运算闭运算骨架化算法
6． 边缘检测轮廓表示（2 学时课堂教学）
讲授图边缘检测算子包括 Sobel 算子Canny 算子图参数空间变
换基 Hough 变换直线检测椭圆检测轮廓表示方法
7． 纹理明暗分析（2 学时课堂教学）
讲授纹理基概念纹理分析统计方法纹理恢复物体形状图辐射
度概念图明暗恢复形状
8． 彩色感知（2 学时课堂教学）
讲授图三色原理种图彩色空间包括 RGB 空间HSV 空
间CMY 空间讲授彩色图处理方法
9． 摄机选取摄机标定（4 学时课堂教学+1 学时讨）
讲授摄机选取方法包括 CCD 选择镜头选择焦距计算讲授
摄机标定方法包括 Tsai 法张正友法刚体变换旋转变换表示方法四
元数
10． 双目立体视觉（2 学时课堂教学）
讲授立体视觉成原理双目立体视觉标定匹配点选取立体视
觉中极物体三维形状计算
11． 三维视觉（2 学时课堂教学）
讲授种三维视觉技术包括基结构光三维视觉技术基
传感器信息融合三维物体建模传感器运动估计视角图恢复三维结
构算法
12． 物体特征检测（2 学时课堂教学）
讲授物体特征定义物体形状特征检测Hu 变矩颜色特征检测
种特征点检测算法特征描述子提取包括 HarrisSIFTSURFSUSAN
FERNORB
13． 运动视觉分析（4 学时课堂教学）
讲授运动物体检测踪利帧差分法检测运动物体复杂环境利
高斯混合模型进行背景建模基颜色踪物体 camShift 算法基点特
征踪物体 TLD 算法光流法估计物体运动
14． 物体识（4 学时课堂教学）
讲授物体识概念流物体识算法包括基特征点匹配方法
Bags of Words 算法Vocabulary Tree 算法邻算法聚类算法讲授支持量机工神网络基概念支持量机工神网络物体识中应
15． 机器视觉系统构建（2 学时课堂教学+1 学时实践+1 学时讨+1 学
时咨询特殊课程）
讲授机器视觉系统框架利 Opencv Matlab 实现图采集处理结
果显示
16． 应实例 1—视觉检测系统（2 学时课堂教学+1 学时实践+1 学时
讨）
讲授种视觉检测应实例包括脸检测特定图码检测家庭环境
常见物体检测识
17． 应实例 2—机器定位三维环境建模（2 学时课堂教学+1 学
时实践+1 学时讨）
助行机器火星漫游机器实例讲授移动机器三维环境建
模方法机器定位方法针室室外环境展示环境建模定位
效果
三教学方法
课程求学生参加课程参加课时讨课外网资料
检索完成时作业综述报告学机器视觉系统搭建算法软件编程实
验完成项目形式作业重团队项目断作出实质性贡献
教学形式
1 教师普通授课
2 针学生作业容进行课堂演讲讨
3 实作业项目实践
学形式
1 学生PPT汇报讲演程序演示
2 课程项目鼓励团队协作课讨
3 课外作业综述报告
4 终项目汇报答辩
专业讲座
课程少设置三次讲座包括网路获取机器视觉新研究信息
通公开程序源代码开发机器视觉软件选取硬件开发机器视觉系统
基机器视觉移动机器导航
课堂实践 课程总设置两次课堂实践分参观实验室零距离接触基机器
视觉智机器演示机器视觉软件编程实践通样实践够
开拓学生思路培养动手力
组作业
组搭建机器视觉系统完成物体识该作业目
学生课堂中学知识通团队合作完成机器视觉系
统求搭建机器视觉系统根老师机提供物体进行编程实现识演示
四考核评估
课程分例：
1 课堂出席 30
2 时作业 20
3 组作业 30
4 课堂交流发言 20
课堂出席
学生课堂表现包括出席讨课堂练表现课堂出席分
取决课堂中学生讨课堂作业等等
评价课堂出席情况准：
1参加者否倾听课程？
2参加者表达否简洁明确？
3提出点否目前讨相关？讨否联系
起？
4否表达出适意见见分析案例提供清楚证？
时作业
时作业分两次：次帮助学生掌握机器视觉基础知识统布置作业
次教师根课程进展位学生布置作业学生根题意进行调研写出
综述报告课堂报告演讲
组作业 组作业目通做项目形式巩固学机器视觉知识掌握机器视
觉应技巧作业团队协作进行必须截止日期前提前完成作业答辩前
组成员进行评估评估结果供教师项目组学生分提
供参考
五教材参考书目
教材：编讲义
参考书目：
机器视觉张广军科学出版社
机器视觉贾云科学出版社
Computer Vision Algorithms and Applications Richard Szeliski Springer New York
2010(Free download from httpszeliskiorgBook)
Image Processing Toolbox for Use with MATLAB
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课程名称：机器视觉应
课程代码：ME6015
学分学时：3 学分54 学时课程
开课学期：春季学期
适专业：机械工程热动力工程工业工程核工程
先修课程：高等数学概率积分变换离散数学高级语言程序设计
测量机电控制技术机械电子学计算机图形学
开课单位：机械动力工程学院
课程性质教学目标
课程介绍：课程设置硕士研究生解国外机器视觉发展新
研究成果机器视觉基理方法机器视觉典型应通课程
学实践学生掌握机器视觉基概念基理方法引入科研案例
动手实践编程练加强关键容初步具运相应理方法解决实际
问题力
教学目标：图理解机器视觉基理尤图处理概念基
原理解决问题基思想方法较全面解领会学机器机
视觉基理技术解种智图处理机器视觉技术相关应具
备解决智化检测识控制等应问题初步力事模式识
智控制机器技术智制造等领域研究开发工作扎实基础
二课程教学容学时分配
1． 绪（2 学时课堂教学）
介绍机器视觉基概念研究容机器视觉科学领域关
系新发展现状
2． 类视觉摄机成模型图视觉系统（2 学时课堂教学）
讲授类视觉系统基构造模型亮度视觉颜色视觉基概念模型
视觉特性空间变换摄机模型
3． 图分析基础图变换（4 学时课堂教学+1 学时讨）
讲授图信号数学表示图采样量化图素基概念相关
概念基图运算图线性系统理二维傅立叶变换基性质快
速傅立叶变换二维正交变换
4． 图分割（2 学时课堂教学）
讲授视觉认知模式基边缘图分割技术基区域图分割技术
图分割评价
5． 图预处理（4 学时课堂教学+1 学时讨）
讲授图空域增强度变换图噪声消算法图松弛算法
种形态学操作包括图腐蚀膨胀开运算闭运算骨架化算法
6． 边缘检测轮廓表示（2 学时课堂教学）
讲授图边缘检测算子包括 Sobel 算子Canny 算子图参数空间变
换基 Hough 变换直线检测椭圆检测轮廓表示方法
7． 纹理明暗分析（2 学时课堂教学）
讲授纹理基概念纹理分析统计方法纹理恢复物体形状图辐射
度概念图明暗恢复形状
8． 彩色感知（2 学时课堂教学）
讲授图三色原理种图彩色空间包括 RGB 空间HSV 空
间CMY 空间讲授彩色图处理方法
9． 摄机选取摄机标定（4 学时课堂教学+1 学时讨）
讲授摄机选取方法包括 CCD 选择镜头选择焦距计算讲授
摄机标定方法包括 Tsai 法张正友法刚体变换旋转变换表示方法四
元数
10． 双目立体视觉（2 学时课堂教学）
讲授立体视觉成原理双目立体视觉标定匹配点选取立体视
觉中极物体三维形状计算
11． 三维视觉（2 学时课堂教学）
讲授种三维视觉技术包括基结构光三维视觉技术基
传感器信息融合三维物体建模传感器运动估计视角图恢复三维结
构算法
12． 物体特征检测（2 学时课堂教学）
讲授物体特征定义物体形状特征检测Hu 变矩颜色特征检测
种特征点检测算法特征描述子提取包括 HarrisSIFTSURFSUSAN
FERNORB
13． 运动视觉分析（4 学时课堂教学）
讲授运动物体检测踪利帧差分法检测运动物体复杂环境利
高斯混合模型进行背景建模基颜色踪物体 camShift 算法基点特
征踪物体 TLD 算法光流法估计物体运动
14． 物体识（4 学时课堂教学）
讲授物体识概念流物体识算法包括基特征点匹配方法
Bags of Words 算法Vocabulary Tree 算法邻算法聚类算法讲授支持量机工神网络基概念支持量机工神网络物体识中应
15． 机器视觉系统构建（2 学时课堂教学+1 学时实践+1 学时讨+1 学
时咨询特殊课程）
讲授机器视觉系统框架利 Opencv Matlab 实现图采集处理结
果显示
16． 应实例 1—视觉检测系统（2 学时课堂教学+1 学时实践+1 学时
讨）
讲授种视觉检测应实例包括脸检测特定图码检测家庭环境
常见物体检测识
17． 应实例 2—机器定位三维环境建模（2 学时课堂教学+1 学
时实践+1 学时讨）
助行机器火星漫游机器实例讲授移动机器三维环境建
模方法机器定位方法针室室外环境展示环境建模定位
效果
三教学方法
课程求学生参加课程参加课时讨课外网资料
检索完成时作业综述报告学机器视觉系统搭建算法软件编程实
验完成项目形式作业重团队项目断作出实质性贡献
教学形式
1 教师普通授课
2 针学生作业容进行课堂演讲讨
3 实作业项目实践
学形式
1 学生PPT汇报讲演程序演示
2 课程项目鼓励团队协作课讨
3 课外作业综述报告
4 终项目汇报答辩
专业讲座
课程少设置三次讲座包括网路获取机器视觉新研究信息
通公开程序源代码开发机器视觉软件选取硬件开发机器视觉系统
基机器视觉移动机器导航
课堂实践 课程总设置两次课堂实践分参观实验室零距离接触基机器
视觉智机器演示机器视觉软件编程实践通样实践够
开拓学生思路培养动手力
组作业
组搭建机器视觉系统完成物体识该作业目
学生课堂中学知识通团队合作完成机器视觉系
统求搭建机器视觉系统根老师机提供物体进行编程实现识演示
四考核评估
课程分例：
1 课堂出席 30
2 时作业 20
3 组作业 30
4 课堂交流发言 20
课堂出席
学生课堂表现包括出席讨课堂练表现课堂出席分
取决课堂中学生讨课堂作业等等
评价课堂出席情况准：
1参加者否倾听课程？
2参加者表达否简洁明确？
3提出点否目前讨相关？讨否联系
起？
4否表达出适意见见分析案例提供清楚证？
时作业
时作业分两次：次帮助学生掌握机器视觉基础知识统布置作业
次教师根课程进展位学生布置作业学生根题意进行调研写出
综述报告课堂报告演讲
组作业 组作业目通做项目形式巩固学机器视觉知识掌握机器视
觉应技巧作业团队协作进行必须截止日期前提前完成作业答辩前
组成员进行评估评估结果供教师项目组学生分提
供参考
五教材参考书目
教材：编讲义
参考书目：
机器视觉张广军科学出版社
机器视觉贾云科学出版社
Computer Vision Algorithms and Applications Richard Szeliski Springer New York
2010(Free download from httpszeliskiorgBook)
Image Processing Toolbox for Use with MATLAB
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