ОСНОВЫ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
_______________________
Руководитель ООП
по направлению 220700
доц. А.А. Кульчицкий
______________________
Зав. кафедрой АТПП
доц. А.А. Кульчицкий
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ОСНОВЫ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО
ЗРЕНИЯ»
Направление подготовки:
220700 Автоматизация технологических процессов и производств
Профиль подготовки:
Автоматизация технологических процессов и производств в машиностроении
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составители:
Старший преподаватель каф. АТПП В.А. Шабанов,
Старший преподаватель каф. АТПП В.В. Булатов,
Аспирант каф. АТПП Абакумов И.И.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью изучения дисциплины является усвоение принципов построения и
функционирования систем технического зрения, ознакомление с инженерными методами
анализа и синтеза в данной области техники, а также с возможностями и принципами их
практического применения, с номенклатурой и параметрами стандартных изделий
отечественной и зарубежной промышленности.
Основная задача дисциплины - усвоение основных положений современной методов
автоматизированного контроля на базе систем технического зрения..
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина “Основы систем технического зрения” относится к дисциплинам
специальной части профессионального цикла.
Для изучения этой дисциплины необходимы:
- знания по физике в области оптики;
- знания основных положений оптотехники.
Эти знания и умения формируются у студентов в результате изучения следующих
дисциплин: «Математика», «Физика», «Программирование и алгоритмизация»,
«Диагностика и надежность автоматизированных систем», «Физические основы
информационно-измерительной техники».
Материалы дисциплины используются при изучении таких дисциплин, как
«Автоматизация технологических процессов (по отраслям)», Автоматизированные
системы управления технологическими процессами (по отраслям)», а также при курсовом
проектировании и выполнении выпускной квалификационной работы.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- способностью участвовать в разработке проектов действующих производств,
создании новых (ПК-9);
- способностью использовать современные информационные технологии при
проектировании автоматизации технологических процессов (ПК-10);
- способностью участвовать в мероприятиях по контролю соответствия
разрабатываемых проектов и технической документации действующим стандартам,
техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-14);
- способностью участвовать в разработке проектов по автоматизации
технологических процессов (ПК-19);
- способностью к практическому освоению и совершенствованию систем
автоматизации технологических процессов (ПК-20);
- способностью выбирать технические средства автоматизации (ПК-22);
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:

Общий состав и классификацию систем технического зрения;

принципы работы элементов систем технического зрения;

базовые алгоритмические решения по обработке изображений;

основные методы расчета характеристик оптических систем в составе системы
технического зрения;

способы реализации базовых логических функций обработки изображений;

основные электронные компоненты обработки цифрового сигнала.
Уметь:
 анализировать характеристики систем технического зрения по параметрам
изображений;

адаптировать системы технического зрения под применение в конкретных
технологических процессах.
Владеть:

методами анализа и контроля текущего изображения в системах технического зрения;

основами автоматизации процесса распознавания изображений.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц.
Вид учебной работы
Всего
часов
44
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
24
Практические занятия (ПЗ)
4
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
16
32
Самостоятельная работа (всего)
Подготовка к лабораторным работам
18
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
14
Общая трудоемкость
час
76
зач. ед.
2
Семестр
7
44
24
4
16
32
18
зачет (14)
76
2
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
5.1.1. Введение.
Понятие зрения. Задачи, решаемые посредством систем технического зрения (СТЗ).
Понятия систем технического, машинного и компьютерного зрения.
Общая структура систем технического зрения. Области применения СТЗ.
5.1.2. Корреляционные системы технического зрения.
Понятие корреляция. Классификация корреляционных систем технического зрения.
Обобщенная схема алгоритма работы корреляционных систем технического
зрения. Корреляционные алгоритмы.
Типовые узлы корреляционных систем технического зрения.
5.1.3. Камеры технического зрения.
Модель формирования изображения. Эффекты перспективы. Построение проекций.
Аберрации.
5.1.4. Цифровое изображение.
Цифровое изображение. Свойства цифрового изображения. Типы цифровых
изображений. Внутренне представление изображения. Маскирование изображения.
Отображение изображения.
5.1.5. Цифровая обработка изображения.
Задачи цифровой обработки изображения. Свойства цифрового изображения. Типы
цифровых изображений. Файлы изображений. Палитра. Гистограмма. Поисковые
преобразования. Первичная обработка изображений с помощью гистограмм.
5.1.6. Пространственные фильтры.
Понятие пространственных фильтров. Классификация пространственных фильтров.
Линейные фильтры. Нелинейные фильтры. Количественный анализ изображений.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ Наименование обеспечиваемых
п/п (последующих) дисциплин
1.
2.
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
Автоматизация технологических
процессов
Автоматизированные системы
управления технологических
процессов
3
+
5
+
6
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Наименование раздела дисциплины
Введение.
Корреляционные системы технического
зрения.
Камеры технического зрения.
Цифровое изображение.
Цифровая обработка изображения.
Пространственные фильтры.
Лекц.
Лаб.
зан.
Практ.
Зан.
СРС
Всего
час.
2
2
2
4
4
6
2
2
10
10
12
12
18
20
22
24
2
2
4
4
6
6
6. Лабораторный практикум
№
п/п
1.
2.
3.
№ раздела дисциплины
Камеры технического
зрения.
Цифровое изображение.
Цифровая обработка
изображения.
Пространственные фильтры.
Наименование лабораторных работ
Изучение камеры технического зрения.
Построение изображения.
Предварительная обработка
изображения.
Использование пространственных
фильтров для распознавания
изображения.
Трудоемкость
(час.)
2
4
4
6
7. Практические занятия (семинары)
№
п/п
№ раздела дисциплины
1.
Камеры технического
зрения.
Цифровое изображение.
2.
Тематика практических занятий
(семинаров)
Структура цифровой камеры
технического зрения.
Маскирование цифрового
изображения.
Трудоемкость
(час.)
2
2
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрено
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. В.И. Мошкин и др. «Техническое зрение роботов», Машиностроение, 1990г.
2. Б. Яне «Цифровая обработка изображений», Техносфера, 2007г.
3. Р. Гонсалес, Р. Вудс «Цифровая обработка изображений», Техносфера, 2005г.
4. Д. Форсайт, Ж. Понс «Компьютерное зрение. Современный подход», Изд. Дом
«Вильямс», 2004г.
б) дополнительная литература:
1. Д. Марр «Зрение. Информационный подход к изучению представления и
обработки зрительных образов.», Радио и Связь, 1987г.
в) программное обеспечение:
Программные продукты NI Visual Builder, «Компас 3D».
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для выполнения лабораторных работ и оформления отчетов используются
компьютеры кафедрального вычислительного центра (аудитории -6501-6503)
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Задания для лабораторных работ являются индивидуальными для каждого
студента.
Разработчики:
кафедра АТПП
(место работы)
кафедра АТПП
(место работы)
кафедра АТПП
(место работы)
ст. преподаватель
(занимаемая должность)
ст. преподаватель
(занимаемая должность)
аспирант
(занимаемая должность)
Шабанов В.А.
(инициалы, фамилия)
Булатов В.В.
(инициалы, фамилия)
Абакумов И.И.
(инициалы, фамилия)
Эксперты:
____________________
(место работы)
___________________
(занимаемая должность)
_________________________
(инициалы, фамилия)
____________________
(место работы)
___________________
(занимаемая должность)
_________________________
(инициалы, фамилия)