王中任　陳科鵬　肖光潤(rùn)　趙榮麗

[摘 要] 案例庫(kù)建設(shè)與應(yīng)用對(duì)于機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。在分析“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”課程特點(diǎn)及案例教學(xué)需求的基礎(chǔ)上，探討了“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”教學(xué)案例庫(kù)的建設(shè)思路及架構(gòu)，構(gòu)建了視覺(jué)測(cè)量、缺陷檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、機(jī)器人視覺(jué)、3D視覺(jué)、深度學(xué)習(xí)等6個(gè)技術(shù)專題的智能制造教學(xué)案例庫(kù)，給出了典型案例的設(shè)計(jì)過(guò)程及主要內(nèi)容。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，機(jī)器視覺(jué)案例得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，可以滿足專業(yè)學(xué)位研究生“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”課程的教學(xué)需求。

[關(guān)鍵詞] 專業(yè)學(xué)位研究生;機(jī)器視覺(jué);案例庫(kù);案例教學(xué)

[基金項(xiàng)目] 2020年度湖北文理學(xué)院研究生教育工程項(xiàng)目“‘機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用’優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)”（YZL202007）

[作者簡(jiǎn)介] 王中任（1974—），男，湖北黃梅人，博士，湖北文理學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院教授，副院長(zhǎng)，主要從事智能制造與機(jī)器視覺(jué)研究;陳科鵬（1988—），男，湖北麻城人，博士，湖北文理學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院講師，主要從事機(jī)器視覺(jué)技術(shù)研究;肖光潤(rùn)（1987—），男，湖北宜城人，博士，湖北文理學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院講師，主要從事機(jī)器視覺(jué)技術(shù)研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）11-0053-04 [收稿日期] 2021-08-23

引言

專業(yè)學(xué)位具有相對(duì)獨(dú)立的教育模式，以產(chǎn)教融合培養(yǎng)為鮮明特征。美國(guó)、德國(guó)、日本和瑞士等發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視專業(yè)學(xué)位發(fā)展，有力支撐其社會(huì)發(fā)展[1]。專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)目標(biāo)以培養(yǎng)滿足特定行業(yè)需求為特色的應(yīng)用型和復(fù)合型人才。具體而言，機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生要面向特定行業(yè)和產(chǎn)業(yè)需求，培養(yǎng)具有堅(jiān)定理想信念、高尚道德情操和健全人格，具備綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐技能，解決工程實(shí)際中有關(guān)技術(shù)問(wèn)題能力的應(yīng)用型、復(fù)合型、高層次的工程技術(shù)人才。從專業(yè)技術(shù)層面看，專業(yè)學(xué)位研究生需要具備較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力，在本領(lǐng)域的某一方向具有獨(dú)立從事工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行、分析與集成、研究與開(kāi)發(fā)、管理與決策等能力。因此，專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的師資、課程設(shè)置、教學(xué)方式方法和實(shí)踐體系建設(shè)方面均有別于學(xué)位研究生，其中案例教學(xué)作為一種教學(xué)方式對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有重要作用。

教育部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)專業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)和聯(lián)合培養(yǎng)基地建設(shè)的意見(jiàn)》（教研〔2015〕1號(hào)）中指出：案例教學(xué)是以學(xué)生為中心，以案例為基礎(chǔ)，通過(guò)呈現(xiàn)案例情境，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而掌握理論、形成觀點(diǎn)、提高能力的一種教學(xué)方式。加強(qiáng)案例教學(xué)是強(qiáng)化專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)、推進(jìn)教學(xué)改革、促進(jìn)教學(xué)與實(shí)踐有機(jī)融合的重要途徑，是推動(dòng)專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革的重要手段。近年來(lái)，專業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)已經(jīng)從人文社科和醫(yī)學(xué)專業(yè)向工科類專業(yè)發(fā)展，并且越來(lái)越受到重視。

針對(duì)機(jī)械工程專業(yè)碩士研究生案例教學(xué)中出現(xiàn)的矛盾和問(wèn)題，王家忠以“自動(dòng)化智能化制造單元與系統(tǒng)實(shí)例”教學(xué)實(shí)踐為例，提出化解矛盾的做法[2]。李艷針對(duì)機(jī)電一體化原理及應(yīng)用課程教學(xué)的案例庫(kù)建設(shè)方法，基于機(jī)電一體化的共性關(guān)鍵技術(shù)建立其課程教學(xué)案例庫(kù)，提出集先進(jìn)性、實(shí)用性和前沿性為一體的有關(guān)機(jī)電一體化課程規(guī)范化的教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)方法，以及案例教學(xué)、實(shí)踐活動(dòng)、實(shí)現(xiàn)應(yīng)用等相互融合的案例教學(xué)實(shí)踐思想[3]。

在智能制造和機(jī)器視覺(jué)相關(guān)課程的案例教學(xué)研究方面，王福斌以煤氣混合過(guò)程智能多變量解耦控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，構(gòu)建了“智能控制”課程案例教學(xué)庫(kù)，并給出了案例教學(xué)效果的保障措施[4]。陳章寶開(kāi)展了圖像處理課程中深度學(xué)習(xí)的案例教學(xué)研究，在圖像特征提取與模式識(shí)別環(huán)節(jié)引入深度學(xué)習(xí)的方法，通過(guò)結(jié)合理論介紹與代碼，實(shí)現(xiàn)從單層感知機(jī)模型、多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，給出了深度學(xué)習(xí)的漸進(jìn)式教學(xué)案例設(shè)計(jì)[5]。

本文以機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”課程教學(xué)案例庫(kù)構(gòu)建及應(yīng)用為例，在分析課程特點(diǎn)及案例教學(xué)需求的基礎(chǔ)上，探討“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)的思路和架構(gòu)，結(jié)合實(shí)踐基地建設(shè)，給出了典型案例的設(shè)計(jì)過(guò)程及其教學(xué)應(yīng)用效果。

一、課程特點(diǎn)及案例教學(xué)思路

近年來(lái)，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和智能制造的快速發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，學(xué)習(xí)并掌握機(jī)器視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械專業(yè)碩士研究生就業(yè)和創(chuàng)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。因此，面向機(jī)械工程專業(yè)碩士研究生，開(kāi)設(shè)“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”專業(yè)方向課程，具有重要意義。然而，該課程理論性強(qiáng)、多學(xué)科交叉特點(diǎn)鮮明、學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊、研究生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足，這些都是目前課程教學(xué)中的突出問(wèn)題?！皺C(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”課程的主要目標(biāo)有三個(gè)：（1）使專業(yè)學(xué)位碩士研究生了解國(guó)內(nèi)外機(jī)器視覺(jué)發(fā)展的最新研究成果，以及機(jī)器視覺(jué)在典型行業(yè)中的應(yīng)用;（2）使研究生掌握機(jī)器視覺(jué)基本概念、基本理論和主要算法;（3）使研究生具備運(yùn)用理論和方法解決實(shí)際機(jī)器視覺(jué)問(wèn)題的能力。

作為一門(mén)前沿理論與先進(jìn)技術(shù)緊密結(jié)合的課程，為實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)，必須在教學(xué)內(nèi)容的組織和授課形式上創(chuàng)新，既要講授前沿的理論知識(shí)，如圖像識(shí)別、注意力機(jī)制、深度學(xué)習(xí)等，又要針對(duì)視覺(jué)測(cè)量、機(jī)器人視覺(jué)定位、缺陷檢測(cè)、瑕疵檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、三維視覺(jué)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行講解和剖析。因此，不斷積累與完善的課程案例庫(kù)是開(kāi)展案例教學(xué)的基本保證?！皺C(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”課程教學(xué)案例庫(kù)將以大量源于企業(yè)實(shí)際的工程案例引導(dǎo)研究生主動(dòng)獲取專業(yè)知識(shí)，并鍛煉其多方面的能力，改變了傳統(tǒng)的依靠教師講授的單一模式，促進(jìn)了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的交流與互動(dòng)。然而，機(jī)器視覺(jué)作為不斷發(fā)展完善的新興技術(shù)，在理論與實(shí)踐結(jié)合方面還有很長(zhǎng)的路要走，不同行業(yè)、不同企業(yè)在工程案例實(shí)施的路徑與著力點(diǎn)也各不相同。因此，在教學(xué)過(guò)程中只有結(jié)合實(shí)際，收集、整理、提煉工程案例，并有針對(duì)性地進(jìn)行剖析和講解，才能實(shí)現(xiàn)課程的教學(xué)目標(biāo)。以案例為基礎(chǔ)，通過(guò)呈現(xiàn)案例的真實(shí)工程情境，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，引導(dǎo)研究生從案例中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并學(xué)會(huì)分析和解決問(wèn)題，進(jìn)而掌握理論、形成觀點(diǎn)、提高實(shí)踐能力。這種教學(xué)過(guò)程有利于研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，同時(shí)有助于研究生形成討論交流、團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)，了解新時(shí)期對(duì)實(shí)用型高級(jí)工程技術(shù)人才的實(shí)際需求。因此，將針對(duì)機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生的“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”課程引入案例教學(xué)法，逐步建立內(nèi)容豐富、體系完善的案例庫(kù)是非常有必要的，不僅有助于培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力，還契合了機(jī)械專業(yè)學(xué)位研究生的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

二、案例庫(kù)總體設(shè)計(jì)和典型案例

（一）“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”案例庫(kù)總體設(shè)計(jì)

機(jī)器視覺(jué)是一種利用機(jī)器和攝像頭模仿人眼對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行測(cè)量與識(shí)別的技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，機(jī)器視覺(jué)主要利用計(jì)算機(jī)模擬人的視覺(jué)功能，從獲取的圖像中提取特征信息，并對(duì)特征信息加以分析，最終顯示分析結(jié)果或根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作。綜上分析，機(jī)器視覺(jué)分為三個(gè)組成部分：圖像采集部分、算法處理部分、動(dòng)作執(zhí)行部分。盡管機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用場(chǎng)景各異，但都包括圖像采集、圖像處理、特性提取、判決和控制等四個(gè)過(guò)程。首先通過(guò)圖像采集系統(tǒng)捕獲目標(biāo)圖像，再利用圖像處理算法提取圖像中的關(guān)鍵信息，從而實(shí)現(xiàn)尺寸測(cè)量、缺陷檢測(cè)或分類識(shí)別等。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的主要特征包括：重復(fù)性、精確性、客觀性、成本低等。因此，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的內(nèi)涵包括：機(jī)器人與非標(biāo)機(jī)械技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)硬件技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)軟件技術(shù)。

從工程應(yīng)用來(lái)看，機(jī)器視覺(jué)既適用于大批量生產(chǎn)過(guò)程中的測(cè)量、檢測(cè)和識(shí)別，也適合多品種小批量生產(chǎn)中的測(cè)量、檢測(cè)與識(shí)別。除了工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)之外，還有農(nóng)業(yè)、安防、交通等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景包羅萬(wàn)象、五花八門(mén)，要搜集所有的工程應(yīng)用案例是不可能的，需要從技術(shù)層面對(duì)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行歸納和分類，以便按典型專題和關(guān)鍵技術(shù)整理案例庫(kù)。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，較好地掌握了綜合技術(shù)，這是課程的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)。

根據(jù)課程內(nèi)涵、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)，可以將課程劃分為機(jī)器視覺(jué)基礎(chǔ)理論和專題技術(shù)兩個(gè)方面。其中基礎(chǔ)理論包括：機(jī)器視覺(jué)硬件原理與應(yīng)用、機(jī)器視覺(jué)中的圖像預(yù)處理算法、機(jī)器視覺(jué)中的特征提取算法、機(jī)器視覺(jué)中的圖像匹配算法、機(jī)器視覺(jué)中的攝像機(jī)標(biāo)定算法;專題技術(shù)包括視覺(jué)模式識(shí)別原理與應(yīng)用、視覺(jué)測(cè)量原理與應(yīng)用、視覺(jué)跟蹤原理與應(yīng)用等。

（二）“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”典型案例

以視覺(jué)測(cè)量為例，介紹案例的設(shè)計(jì)過(guò)程和主要內(nèi)容。

1.簡(jiǎn)介。簡(jiǎn)介中給出案例的基本信息，用于明確案例所針對(duì)的教學(xué)目標(biāo)、課程知識(shí)點(diǎn)及分析該案例所需的相關(guān)理論知識(shí)，包括案例所涉及的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)及知識(shí)點(diǎn)、案例主要內(nèi)容及其解決方案等。摘要不僅能夠?yàn)榻處熼_(kāi)展案例教學(xué)提供必要的背景性信息，還方便學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容從案例庫(kù)中選擇合適的案例進(jìn)行自學(xué)。視覺(jué)測(cè)量技術(shù)專題案例簡(jiǎn)介的主要內(nèi)容為：視覺(jué)測(cè)量是把圖像作為檢測(cè)和傳遞信息的手段或載體加以利用，從圖像中提取有用的信號(hào)，通過(guò)處理圖像而獲得所需的各種參數(shù)。視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)是以機(jī)器視覺(jué)為基礎(chǔ)，融光電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)、圖像處理技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為一體，由光、機(jī)、電和軟件等組成的綜合測(cè)量系統(tǒng)，具有非接觸、全視場(chǎng)測(cè)量、高精度和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。視覺(jué)測(cè)量案例介紹了二維視覺(jué)測(cè)量和三維視覺(jué)測(cè)量的原理及技術(shù)進(jìn)展，介紹了多窗口工件視覺(jué)測(cè)量、雙遠(yuǎn)心視覺(jué)測(cè)量和數(shù)控銑刀磨損結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量三個(gè)典型應(yīng)用。本案例作為視覺(jué)測(cè)量技術(shù)的典型應(yīng)用，可為研究生提供必要的理論及工程技術(shù)知識(shí)，也可為研究生從事相關(guān)項(xiàng)目和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供思路借鑒，提升研究生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。

2.技術(shù)背景。傳統(tǒng)的視覺(jué)測(cè)量是二維測(cè)量。二維視覺(jué)測(cè)量?jī)x器由來(lái)已久，在很多企業(yè)里又稱為二維影像測(cè)量?jī)x或二次元影像測(cè)量?jī)x，個(gè)別企業(yè)推出了一鍵式瞬測(cè)儀，二維測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成熟并向智能化方向發(fā)展。相比而言，三維視覺(jué)測(cè)量是計(jì)算機(jī)視覺(jué)與精密測(cè)量原理交叉融合的前沿高新技術(shù)，是工業(yè)4.0的基礎(chǔ)支撐，是以網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造為變革特征的先進(jìn)制造業(yè)的核心關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，三維視覺(jué)測(cè)量技術(shù)在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究上均獲得了快速深入的發(fā)展，形成了理論方法、技術(shù)工藝、系統(tǒng)研發(fā)和產(chǎn)品應(yīng)用四位一體的較為完備的方向體系，呈現(xiàn)出理論系統(tǒng)化、方法多維化、精度精準(zhǔn)化和速度敏捷化的發(fā)展趨勢(shì)，成為智能制造過(guò)程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)保證和裝備整機(jī)服役測(cè)試不可或缺的技術(shù)。三維測(cè)量包括單相機(jī)、雙相機(jī)、多相機(jī)和結(jié)構(gòu)光等方法，尤其是激光視覺(jué)測(cè)量方法，在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因此，在視覺(jué)測(cè)量部分，不僅要讓學(xué)生掌握二維測(cè)量技術(shù)，更要與時(shí)俱進(jìn)，通過(guò)案例教學(xué)讓學(xué)生多了解三維測(cè)量，尤其是結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量技術(shù)。

3.技術(shù)知識(shí)點(diǎn)。按照教學(xué)大綱，視覺(jué)測(cè)量的主要技術(shù)知識(shí)點(diǎn)有：視覺(jué)測(cè)量的基本概念、二維視覺(jué)測(cè)量算法和應(yīng)用、雙目三維測(cè)量的算法與應(yīng)用、多目三維測(cè)量的算法與應(yīng)用、結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量的算法與應(yīng)用、光度立體法三維測(cè)量原理與應(yīng)用、三維視覺(jué)測(cè)量的發(fā)展現(xiàn)狀及最新進(jìn)展。

4.案例分析。根據(jù)給出的案例，從功能性、經(jīng)濟(jì)性和使用性三個(gè)方面出發(fā)，首先給出項(xiàng)目的總體方案，然后分析項(xiàng)目案例所涉及的硬件和軟件。讓學(xué)生參與總體方案和算法流程的設(shè)計(jì)與討論，加深對(duì)項(xiàng)目案例的理解。

5.圖片、動(dòng)畫(huà)及視頻資料。通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻資料，能夠直觀地對(duì)視覺(jué)測(cè)量的原理、方法和工程應(yīng)用進(jìn)行直觀的展示，特別是視頻案例方面，不僅錄制整理了6個(gè)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)過(guò)的企業(yè)項(xiàng)目視覺(jué)測(cè)量產(chǎn)品視頻，還搜集了9個(gè)國(guó)內(nèi)外企業(yè)和實(shí)驗(yàn)室的視覺(jué)測(cè)量項(xiàng)目案例視頻，共15個(gè)視頻。

6.案例總結(jié)與討論。每一個(gè)機(jī)器視覺(jué)工程案例都有其工程背景和特點(diǎn)，無(wú)論是二維還是三維視覺(jué)測(cè)量項(xiàng)目案例，都要回歸工程本質(zhì)，不是為了掌握視覺(jué)理論算法，而是要?jiǎng)?chuàng)造商品價(jià)值。因此，要站在專業(yè)學(xué)位研究生的工程創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的高度來(lái)總結(jié)，提出一些問(wèn)題讓學(xué)生參與討論。比如：小型零件和大型零件二維測(cè)量有什么不同;雙目視覺(jué)測(cè)量和雙目結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量在應(yīng)用效果方面有什么區(qū)別;等等。

三、案例教學(xué)的實(shí)施和效果分析

本文所述的教學(xué)案例庫(kù)已在我校機(jī)械專業(yè)學(xué)位碩士研究生課程“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”教學(xué)中使用了兩年，并且根據(jù)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的快速發(fā)展，持續(xù)增加和完善項(xiàng)目案例庫(kù)。從教學(xué)實(shí)施情況看，案例教學(xué)對(duì)研究生理解機(jī)器視覺(jué)理論算法起到了重要作用，提高了學(xué)習(xí)興趣和積極性。在課程考核中，課堂討論和匯報(bào)占有一定的比例，讓學(xué)生參與項(xiàng)目案例的討論，可以有效提升案例教學(xué)的實(shí)施效果。在課程論文的布置中，給每組學(xué)生布置專題論文，要求學(xué)生查閱大量中外文獻(xiàn)，不但要對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行綜述，歸納總結(jié)其中的關(guān)鍵技術(shù)，還要求學(xué)生查閱工程項(xiàng)目案例，參與到項(xiàng)目案例庫(kù)的建設(shè)中，在強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位的同時(shí)提高機(jī)器視覺(jué)綜合能力。

結(jié)語(yǔ)

“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”是一門(mén)多學(xué)科交叉的、理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生課程。為了實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)，必須在教學(xué)內(nèi)容的組織和授課形式上創(chuàng)新，既要講授前沿的理論知識(shí)，又要講解和剖析先進(jìn)成像、圖像處理、攝像機(jī)標(biāo)定、機(jī)器人視覺(jué)等技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。為此，開(kāi)展了以工程案例為素材、以實(shí)踐能力提升為目標(biāo)的案例教學(xué)改革嘗試，構(gòu)建了包括視覺(jué)測(cè)量、缺陷檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、機(jī)器人視覺(jué)、3D視覺(jué)、深度學(xué)習(xí)等6個(gè)技術(shù)專題的“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”教學(xué)案例庫(kù)，通過(guò)視頻、圖片、動(dòng)畫(huà)及項(xiàng)目方案等形式呈現(xiàn)案例的真實(shí)工程情境，培養(yǎng)學(xué)生工程師的產(chǎn)品設(shè)計(jì)素質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并學(xué)會(huì)分析和解決問(wèn)題，進(jìn)而鉆研前沿機(jī)器視覺(jué)理論并提高實(shí)踐能力。教學(xué)實(shí)踐及調(diào)查問(wèn)卷表明，“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”案例教學(xué)得到了研究生的普遍認(rèn)可，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。案例有效彌補(bǔ)了課內(nèi)學(xué)習(xí)的不足，具有覆蓋面廣和可拓展性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，提高了機(jī)械工程專業(yè)學(xué)位研究生學(xué)習(xí)“機(jī)器視覺(jué)原理與應(yīng)用”課程的興趣，提高了研究生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]王箭.以學(xué)生為中心法學(xué)專業(yè)案例教學(xué)應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代交際，2017（20）：9-10.

[2]王家忠，弋景剛，王澤河.案例教學(xué)在專業(yè)碩士研究生課程中的應(yīng)用與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2021（25）：100-103.

[3]李艷，曾勵(lì).基于專業(yè)學(xué)位研究生的“機(jī)電一體化原理及應(yīng)用”課程案例教學(xué)研究[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（9）：236-238+241.

[4]王福斌，陳至坤，張瑞成.構(gòu)建“智能控制”教學(xué)案例 提高研究生實(shí)踐技能[J].大學(xué)教育，2018（4）：78-80.

[5]陳章寶，楊艷，侯勇.數(shù)字圖像處理課程中深度學(xué)習(xí)的案例教學(xué)研究[J].蚌埠學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，8（6）：76-80.

Construction of Teaching Case Database of Principle and Application of Machine Vision for Master of Mechanical Engineering

WANG Zhong-ren， CHEN Ke-peng， XIAO Guang-run， ZHAO Rong-li

（School of Mechanical Engineering， Hubei University of Arts and Science， Xiangyang，

Hubei 441053， China）

Abstract： The construction and application of case base is of great significance to the cultivation of practical innovation ability of mechanical engineering professional degree postgraduate students. Based on the analysis of the characteristics of the course of Principles and Applications of Machine Vision and the needs of case teaching， the construction of the teaching case database of this course is discussed. The content includes ideas and architecture， such as intelligent manufacturing teaching case bases of technical topics of visual measurement， defect detection， target tracking， robot vision， 3D vision and deep learning. The results of teaching practice show that the case of machine vision has been widely recognized by students， and students’ learning enthusiasm is stimulated， which can meet the teaching needs of Principles and Applications of Machine Vision for professional degree postgraduates.

Key words： professional degree postgraduate students; machine vision; case database; case teaching