前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的計(jì)算機(jī)視覺主要任務(wù)主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:拉鉚釘;視覺檢測(cè);實(shí)時(shí)在線;多參數(shù)
中圖分類號(hào):TP273+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9599 (2011) 16-0000-01
Pop Rivets Multi-parameter Online Real-time Visual Inspection System Study
Yu Qiong
(Southwestern University School of Computer Science and Technology,Mianyang621010,China)
Abstract:In this paper,the introduction of re-innovation model,integrated machine vision technology,automation technology and process technology cluster collaboration,research and development"pop rivets real-time online multi-parameter visual inspection system."
Keywords:Pop rivets;Visual inspection;Real-time online;Multi-parameter
一、引言
由于工業(yè)產(chǎn)品或者零部件的復(fù)雜性使得其需要測(cè)量的尺寸的參數(shù)很多,傳統(tǒng)的人工測(cè)量難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求和短時(shí)間內(nèi)測(cè)量多個(gè)尺寸參數(shù)的要求。本文結(jié)合拉鉚釘生產(chǎn)現(xiàn)狀及其外形輪廓特點(diǎn),以工件外形邊緣的投影圖像作為被測(cè)邊緣,基于計(jì)算機(jī)視覺在線測(cè)量技術(shù),采用多攝像機(jī)組合測(cè)量的方式,開發(fā)了拉鉚釘在線視覺測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)視覺和數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用于拉鉚釘?shù)拇笈繖z測(cè),對(duì)拉鉚釘?shù)母鱾€(gè)尺寸參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)在線測(cè)量,并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各參數(shù)檢驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn),自動(dòng)完成對(duì)拉鉚釘?shù)脑诰€篩選,并統(tǒng)計(jì)出檢測(cè)數(shù)量、不合格數(shù)、合格率等測(cè)量數(shù)據(jù)。該檢測(cè)技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)拉鉚釘?shù)脑诰€檢測(cè),而且測(cè)量速度快、精度高,代表了工業(yè)產(chǎn)品及其零部件在線檢測(cè)的發(fā)展方向,具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。
二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
按照拉鉚釘多參數(shù)實(shí)時(shí)在線視覺檢測(cè)系統(tǒng)的主要任務(wù)與技術(shù)指標(biāo),可將整套系統(tǒng)分成圖像傳感器模塊、圖像處理模塊、無線傳輸模塊、自動(dòng)化定位模塊及系統(tǒng)控制管理主機(jī)。其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1:拉鉚釘多參數(shù)實(shí)時(shí)在線視覺檢測(cè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
三、拉鉚釘多參數(shù)實(shí)時(shí)在線視覺檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
(一)圖像傳感器模塊。圖像傳感器模塊由高性能的ARM9處理器、高速總線和CMOS圖像傳感器構(gòu)成,使用多個(gè)視覺傳感器進(jìn)行同步采集和處理,直接將參數(shù)檢測(cè)結(jié)果傳送至圖像處理模塊。其所有參數(shù)采集、處理和檢測(cè)結(jié)果傳輸過程少于10ms。圖像傳感器提供了良好的人機(jī)界面和豐富的底層控制方式,可對(duì)CMOS的曝光時(shí)間、白平衡、亮度獲取等成像操作進(jìn)行控制,并內(nèi)置圖像處理和幾何檢測(cè)算法,可直接得出檢測(cè)所需如深度、角度等參數(shù)值。每個(gè)圖像傳感器還配備有自動(dòng)化位置侍服機(jī)構(gòu),可以進(jìn)行精度為20微米的上下微距調(diào)節(jié)。
(二)圖像處理模塊。圖像處理模塊由大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM和程序存儲(chǔ)器NAND FLASH、DSP處理器組成。前者為圖像的快速處理提供硬件基礎(chǔ),后者對(duì)采集的圖像進(jìn)行底層處理,如圖像濾波、圖像增強(qiáng)、邊緣檢測(cè)等,以便處理程序從圖像中抽取諸如角點(diǎn)、邊緣、線條、邊界以及色彩等關(guān)于場景的基本特征。同時(shí),DSP通過編程對(duì)CMOS的曝光時(shí)間、白平衡、亮度獲取等成像操作進(jìn)行控制。
(三)無線傳輸模塊。為了便于檢測(cè)組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸、共享與協(xié)調(diào)控制,本文設(shè)計(jì)了與圖像處理單元搭配的以太網(wǎng)接口和基于ZIGBEE技術(shù)的無線傳輸模塊。
(四)自動(dòng)化定位模塊。自動(dòng)化精確定位機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)T12-T24型號(hào)的拉鉚釘?shù)木_定位。整個(gè)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)拉鉚釘?shù)男吞?hào)自適應(yīng)、自動(dòng)進(jìn)料和位置校正。整個(gè)定位系統(tǒng)可靠性高,可保證在20ms內(nèi)完成所有的機(jī)械動(dòng)作,使用壽命可達(dá)500萬次以上。
(五)系統(tǒng)控制管理主機(jī)。系統(tǒng)控制管理主機(jī)為以上各個(gè)模塊的正常運(yùn)行提供保障。工件由自動(dòng)傳輸機(jī)構(gòu)傳送給定位機(jī)構(gòu),由定位機(jī)構(gòu)固定在待測(cè)位置,在背向光源照明下,圖像采集裝置采集到圖像,由圖像處理器將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)保存在計(jì)算機(jī)內(nèi),通過相關(guān)的軟件算法對(duì)圖像數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理,從而得到所需要的各種目標(biāo)圖像特征值,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別、圖像分析、參數(shù)計(jì)算等功能,最后用得到的結(jié)果來控制自動(dòng)分選機(jī)構(gòu)做出判斷,對(duì)合格品和不合格品進(jìn)行分類。并且通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。同時(shí),系統(tǒng)外接打印機(jī),可對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。
四、實(shí)驗(yàn)
拉鉚釘多參數(shù)實(shí)時(shí)在線視覺檢測(cè)系統(tǒng)已研制成為生產(chǎn)檢測(cè)裝備在工廠試用,如圖2所示,運(yùn)用此設(shè)備后,檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)效率得到明顯提高。其檢測(cè)速度高達(dá)1800件/小時(shí),準(zhǔn)確率達(dá)98%以上,檢測(cè)精度達(dá)到10微米;整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)屬于全自動(dòng)在線檢測(cè)系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)T12-T24五個(gè)型號(hào)22個(gè)規(guī)格的拉鉚釘?shù)娜砍叽鐓?shù)用視覺傳感器集群進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè),殘次品自動(dòng)剔除。T16-20型號(hào)的拉鉚釘實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)如下圖,4#數(shù)據(jù)是一個(gè)不合格產(chǎn)品,能準(zhǔn)確識(shí)別和分檢。裝備的正確運(yùn)轉(zhuǎn),證實(shí)工件多參數(shù)視覺傳感器集群測(cè)量技術(shù)與方法切實(shí)可行。
圖2:拉鉚釘在線檢測(cè)測(cè)試生產(chǎn)數(shù)據(jù)
五、總結(jié)
拉鉚釘多參數(shù)實(shí)時(shí)在線視覺檢測(cè)系統(tǒng),解決了拉鉚釘生產(chǎn)過程中要求實(shí)時(shí)在線檢測(cè)工件的多種參數(shù),自動(dòng)質(zhì)量控制的行業(yè)性難題。系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場能夠?qū)崿F(xiàn)多參數(shù)精準(zhǔn)、高速的實(shí)時(shí)在線測(cè)量,并自動(dòng)完成對(duì)拉鉚釘?shù)脑诰€篩選,統(tǒng)計(jì)出檢測(cè)數(shù)量、不合格數(shù)、合格率等檢測(cè)數(shù)據(jù)。檢測(cè)精度為0.01mm,檢測(cè)速度為每分鐘1800件以上。提高了生產(chǎn)工人的工作效率,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,也大大降低了生產(chǎn)成本。高速量化了拉鉚釘技術(shù)指標(biāo),提升企業(yè)競爭力。
參考文獻(xiàn):
[1]劉華東,朱目成.數(shù)字圖像處理技術(shù)在螺紋檢測(cè)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代機(jī)械,2007,2:23-26
關(guān)鍵詞:數(shù)字圖像處理;教學(xué)改革;試驗(yàn)教學(xué)
0 引言
《數(shù)字圖像處理》是一門匯聚光電探測(cè)、電子學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)等眾多領(lǐng)域技術(shù)的綜合叉學(xué)科,通過對(duì)原始圖像的加工,可以使圖像具備更好的視覺效果,同時(shí)滿足某些應(yīng)用的特定需要。《數(shù)字圖像處理》是一門偏重于應(yīng)用的工程學(xué)科,經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)療保健、航空航天、軍事等各個(gè)領(lǐng)域,其巨大成就表現(xiàn)在航空航天遙感和醫(yī)學(xué)圖像的處理方面。在航天領(lǐng)域,為太空探測(cè)成功處理了數(shù)萬張照片在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,為開辟了無損診斷的先河,體現(xiàn)出其遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。數(shù)字圖像處理是模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺、圖像通信、多媒體技術(shù)等學(xué)科的基礎(chǔ),已經(jīng)成為高等院校電子信息工程、通信工程、信號(hào)與信息處理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件等學(xué)科的一門重要專業(yè)課程。
對(duì)于工科類應(yīng)用型高校,主要是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和競爭力、符合市場需求的實(shí)用型人才,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的應(yīng)用動(dòng)手能力。在《數(shù)字圖像處理》課程的教學(xué)過程中,我們主要從授課內(nèi)容、授課方式、試驗(yàn)課設(shè)計(jì)以及考核方式進(jìn)行了改革,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,掌握?qǐng)D像處理最基本的流程和基礎(chǔ)知識(shí),通過主動(dòng)查閱文獻(xiàn)資料與團(tuán)隊(duì)協(xié)作培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力。近幾年,我們對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)方法與手段以及教師隊(duì)伍等方面的進(jìn)一步建設(shè),不斷進(jìn)行科技創(chuàng)新,將工程與項(xiàng)目的開發(fā)與設(shè)計(jì)理念引入課堂與試驗(yàn),取得了較明顯的效果,最為顯著的是學(xué)生在大四畢業(yè)設(shè)計(jì)中,具備扎實(shí)的圖像處理相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),能很好地完成與圖像處理相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。
1 授課內(nèi)容改革
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及信息時(shí)代的到來,圖像處理的新理論和新方法層出不窮,并逐步應(yīng)用于實(shí)踐。《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容也必須發(fā)生相應(yīng)變化以適應(yīng)時(shí)代對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。
1.1優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容
在眾多的《數(shù)字圖像處理》類教材中,選擇了西安電子科技大學(xué)許錄平編寫的《數(shù)字圖像處理》教材為主。主要考慮到該教材內(nèi)容全面、知識(shí)新穎,在內(nèi)容闡述上重點(diǎn)突出,實(shí)踐性強(qiáng),有較多的實(shí)例來幫助學(xué)生理解圖像處理的理論和算法。同時(shí)以清華大學(xué)章毓晉編寫的《圖像工程(上冊(cè))圖像處理和分析》與岡薩雷斯的《數(shù)字圖像處理》作為我們的輔助教材。
該教材共分八章三大部分,第一部分是數(shù)字圖像處理基礎(chǔ),包括緒論、圖像處理基礎(chǔ)和圖象變換共三章。第二部分介紹圖像處理基本方法和技術(shù),包括圖象增強(qiáng)、圖像恢復(fù)和重建、圖像壓縮編碼共三章。第三部分講述數(shù)字圖像分析的基本原理和技術(shù),包括圖象分割和圖像描述共二章。對(duì)于應(yīng)用型本科教學(xué),我們對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)增刪、重組。并劃分成如下內(nèi)容模塊:圖像基礎(chǔ)知識(shí)(圖像采集、量化與人眼視覺系統(tǒng))、圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像恢復(fù)、壓縮編碼、圖像分割、圖像描述與圖像分類識(shí)別。課程教學(xué)的主要任務(wù)是系統(tǒng)地講授各個(gè)模塊的基本概念、基本原理與典型方法。目的是讓學(xué)生掌握?qǐng)D像處理的基本理論和技術(shù),建立一個(gè)比較完整的圖像處理和分析的理論體系,并了解和掌握常用的圖像處理和分析技術(shù)。
根據(jù)幾年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),圖像描述與圖像分類識(shí)別應(yīng)該屬于圖像理解的范疇,作為圖像工程的高一級(jí)別的內(nèi)容,可以在本科階段略講:而圖像基本概念、各種圖像變換、灰度圖像增強(qiáng)、圖像平滑、圖像銳化和彩色圖像處理的應(yīng)用性比較強(qiáng),且在生活中經(jīng)常會(huì)遇到此類的應(yīng)用需求,應(yīng)盡量詳講;頻域增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像編碼和圖像分割的地位比較特殊,這些部分的數(shù)學(xué)知識(shí)比較多,現(xiàn)實(shí)中具有很大應(yīng)用價(jià)值,應(yīng)該予以講授。
1.2補(bǔ)充學(xué)課前沿知識(shí)
在每個(gè)模塊的內(nèi)容講授安排上,在注重基礎(chǔ)知識(shí)與經(jīng)典算法講授的前提下,按照由淺入深、由易到難的順序逐漸展開,并適當(dāng)補(bǔ)充本領(lǐng)域中的一些新技術(shù)、新方法、新成果。例如:在講授圖像變換模塊時(shí),其中的Fourier變換與離散余弦變換(DCT),學(xué)生在其他前期課程中有所接觸,相對(duì)來說學(xué)生容易接受與理解。在這個(gè)模塊我們要補(bǔ)充的前沿知識(shí)就是“小波變換”。小波分析是當(dāng)前應(yīng)用數(shù)學(xué)與工程學(xué)科中一個(gè)迅速發(fā)展的新領(lǐng)域,經(jīng)過近十年的探索研究,重要的數(shù)學(xué)形式化體系已經(jīng)建立。理論基礎(chǔ)更加扎實(shí)。與Fourier變換、DCT變換相比,小波變換是時(shí)間(空間)頻率的局部細(xì)化分析,它通過伸縮平移運(yùn)算對(duì)信號(hào)(函數(shù))逐步進(jìn)行多尺度細(xì)化,最終達(dá)到高頻處時(shí)間細(xì)化,低頻處頻率細(xì)化,能自動(dòng)適應(yīng)時(shí)頻信號(hào)分析的要求,從而可聚焦到信號(hào)的任意細(xì)節(jié),解決了Fourier變通的困難問題,成為繼Fouri-er變換以來在科學(xué)方法上的重大突破,有人把小波變換稱為“數(shù)學(xué)顯微鏡”。小波變換聯(lián)系了應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信號(hào)與信息處理、圖像處理、地震勘探等多個(gè)學(xué)科。它在信號(hào)分析、語音合成、圖像識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)據(jù)壓縮等方面的研究都取得了許多具有重大科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值的成果。再例如:在講授圖像平滑去噪模塊時(shí),除了講解教材的均值濾波、中值濾波算法之外,還補(bǔ)充基于偏微分方程(PDE)的圖像去噪方法。在圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺中采用PDE方法,是近些年以來圖像處理領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支,因?yàn)樗趫D像處理中具有更強(qiáng)的局部適應(yīng)性(Local Adaptability)與高度的靈活性(Flexibility),并且日益成為相關(guān)領(lǐng)域研究者關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn),在圖像去噪、邊緣檢測(cè)與圖像分割方面積累了豐富成果。
通過在課堂上適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充學(xué)科前沿知識(shí),不但可以開闊學(xué)生的視野,豐富學(xué)生的知識(shí)面,讓學(xué)生明白更多、更新的方法在教材之外,要學(xué)會(huì)查閱相關(guān)文獻(xiàn),而不要局限于書本,從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí),在各個(gè)模塊內(nèi)容的設(shè)計(jì)中要注重知識(shí)點(diǎn)之間、模塊之間以及本課程與其他課程之間的內(nèi)在聯(lián)系,既體現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)涵,又關(guān)注知識(shí)產(chǎn)生的過程。既引導(dǎo)學(xué)生對(duì)當(dāng)前所學(xué)內(nèi)容舉一反三,又能將新舊知識(shí)融會(huì)貫通。
2 教學(xué)過程的改革
2.1教學(xué)方式的選擇
《數(shù)字圖像處理》課程是一門既具有較強(qiáng)理論性又具有較強(qiáng)實(shí)踐性的學(xué)科,其中不但有基本概念與理論。還有許多具體的算法與應(yīng)用舉例。所以,在教學(xué)過程中采用以“多媒體”為主,“粉筆+黑板”為輔的教學(xué)方式。多媒體教學(xué)手段的采用能使教學(xué)內(nèi)容由平面到立體,由抽象到具體,由文字到聲音圖像,這一教學(xué)手段的運(yùn)用極大地增強(qiáng)了課堂教學(xué)的直觀性、互動(dòng)性,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。而“粉筆+黑板”的板書可以用來進(jìn)行公式的推導(dǎo)與演算,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)公式的理解與記憶。
2.2項(xiàng)目式教學(xué)
為了有效地培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,把基于項(xiàng)目式的教學(xué)策略引人課堂之中,以促進(jìn)學(xué)生高級(jí)認(rèn)知技能和問題解決策略的形成,將理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力。這一策略的主要方法就是:在講授教材的知識(shí)點(diǎn)或具體算法時(shí),先引入一個(gè)具體工程項(xiàng)目,通過對(duì)此項(xiàng)目的需求進(jìn)行分析,讓學(xué)生知道我們將要學(xué)習(xí)的知識(shí)在項(xiàng)目的哪個(gè)環(huán)節(jié)可以得到應(yīng)用。這樣既可以激發(fā)學(xué)生的求知欲,又能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。例如:在講授“圖像增強(qiáng)”這個(gè)模塊時(shí),我們就以“視頻監(jiān)控”項(xiàng)目為背景,因?yàn)槭芄庹諚l件、天氣變化(雨雪、大霧)等因素影響,采集的視頻圖像往往不清晰,視覺效果很差,但是,通過我們將要學(xué)習(xí)的圖像增強(qiáng)方法,可以大幅度地改善圖像的視覺效果,提高圖像的質(zhì)量,如圖1所示。
由于這一真實(shí)項(xiàng)目引領(lǐng)整個(gè)“圖像增強(qiáng)”模塊的學(xué)習(xí)過程,能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,也有利于學(xué)生掌握該知識(shí)點(diǎn)的具體應(yīng)用價(jià)值,提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力,從而提高學(xué)生分析與解決實(shí)際問題的能力。
3 試驗(yàn)教學(xué)的改革
在以住《數(shù)字圖像處理》的試驗(yàn)課中,通常都是在MatLab環(huán)境中,對(duì)課本中的一些算法進(jìn)行重復(fù)性驗(yàn)證,試驗(yàn)內(nèi)容簡單枯燥,無法引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,更加不能使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際生活中的應(yīng)用需求相聯(lián)系。
針對(duì)上述問題,我們進(jìn)行了如下改革:
(1)設(shè)置具有應(yīng)用性的“學(xué)期項(xiàng)目”讓學(xué)生開發(fā),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。俗話說“興趣是最好的老師”,只要能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,就能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,我們選擇兼具應(yīng)用性與興趣性的試驗(yàn)題目——例如“基于膚色特征的人臉分割”、“基于視覺相似性的圖像快速檢索”、“監(jiān)控圖像的增強(qiáng)與銳化”與“運(yùn)動(dòng)模糊圖像的恢復(fù)”等,學(xué)生根據(jù)這些“學(xué)期項(xiàng)目”,分成多個(gè)小組,每個(gè)成員在組內(nèi)具有明確的分工與任務(wù),各負(fù)其責(zé),共同完成“學(xué)期項(xiàng)目”軟件開發(fā)。
(2)在“學(xué)期項(xiàng)目”軟件開發(fā)時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生多采用教材之外的新理論與新方法,培養(yǎng)開拓創(chuàng)新能力。要求學(xué)生在了解試驗(yàn)?zāi)康那疤嵯?,自己進(jìn)行方案設(shè)計(jì),選擇適當(dāng)?shù)乃惴ā=┠暌詠?,各種類型的圖像處理新理論與新方法層出不窮,在不同的應(yīng)用場合,各自的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)互不相同。鼓勵(lì)學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)與學(xué)校的圖書館,查閱最新文獻(xiàn),形成自己的特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。在試驗(yàn)成功后,不但要進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果與算法性能分析,還要書寫軟件設(shè)計(jì)方案等文檔。
(3)組建圖像處理興趣小組。因?yàn)槭苷n程學(xué)時(shí)限制,僅僅只利用課內(nèi)時(shí)間,則非常有限。我們就組建了圖像處理興趣小組,讓他們參加到教師的科研與項(xiàng)目中來,使學(xué)生在真實(shí)的項(xiàng)目研發(fā)中鍛煉自己的綜合能力。
最后,在期末之前安排兩周的時(shí)間對(duì)學(xué)生的“學(xué)期項(xiàng)目”進(jìn)行集中檢查,檢查的內(nèi)容主要包括:①系統(tǒng)演示;②功能方面是否正確完整;③算法的適應(yīng)能力是否魯棒;④算法的效率是否高效;⑤程序代碼是否規(guī)范;⑥試驗(yàn)分析報(bào)告與PPT匯報(bào)。然后,根據(jù)這些方面的檢查情況,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與動(dòng)手能力進(jìn)行評(píng)分。這是基于項(xiàng)目試驗(yàn)教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié),不但可以督促“學(xué)期項(xiàng)目”完成的質(zhì)量,還能提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。
4 評(píng)價(jià)機(jī)制的改革
對(duì)于公選課的《數(shù)字圖像處理》課程,我們采用了“筆試+課堂表現(xiàn)+試驗(yàn)考核”的一種綜合考核方式。其中筆試環(huán)節(jié)重點(diǎn)考察學(xué)生教材上的基本概念、基本算法等知識(shí)點(diǎn)記憶與掌握程度:課堂表現(xiàn)主要考察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,主要包括出勤率與讀書心得等內(nèi)容:試驗(yàn)考核主要是考察學(xué)生綜合應(yīng)用能力,其中包括所選“學(xué)期項(xiàng)目”的完成質(zhì)量與試驗(yàn)分析報(bào)告與軟件設(shè)計(jì)文檔。
《數(shù)字圖像處理》作為一門實(shí)踐性、應(yīng)用性都很強(qiáng)的課程,在考核時(shí),要加大平時(shí)考查在最終成績認(rèn)定中的比重,要重點(diǎn)突出“學(xué)期項(xiàng)目”完成質(zhì)量在學(xué)習(xí)中的重要性,從而激發(fā)學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力,最終達(dá)不到理想的教學(xué)效果。
此外,由于選修本門課程學(xué)生基礎(chǔ)各異,專業(yè)背景相差較大,采取“分層評(píng)價(jià)”也是一種應(yīng)該提倡的方法?!胺謱釉u(píng)價(jià)”也是教學(xué)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它是根據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平和學(xué)習(xí)能力的差異,對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生采取不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)他們的期望值。
5 結(jié)語
【關(guān)鍵詞】數(shù)字圖像處理 家庭安防系統(tǒng) 目標(biāo)跟蹤
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和集成電路的快速發(fā)展,智能家庭安全系統(tǒng)的技術(shù)門檻和生產(chǎn)成本越來越低,我們將計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)與傳統(tǒng)安防技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)出同時(shí)具有目標(biāo)理解、目標(biāo)分類、目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)檢測(cè)等功能的高智能化家庭安防系統(tǒng)。
1 家庭安防系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)
1.1 數(shù)字圖像獲取系統(tǒng)
智能家庭安防系統(tǒng)包含監(jiān)控、報(bào)警與門禁三個(gè)部分。其數(shù)字圖像由室內(nèi)所安裝的監(jiān)控?cái)z像頭提供,攝像頭的布置要求在監(jiān)控?zé)o死角的基礎(chǔ)上盡量減少重復(fù)地帶,在房間、廁所、廚房以及各個(gè)入室口均需要安裝攝像頭,進(jìn)而對(duì)水管破裂、煤氣泄漏、入室盜竊等事故進(jìn)行有效防范。為保證監(jiān)視器在夜間也可以完成監(jiān)視工作,需要采用內(nèi)置紅外模塊的攝像頭。所取得的數(shù)字圖像通過圖像傳感器傳送給主機(jī)。
1.2 警情處理控制系統(tǒng)
當(dāng)家中出現(xiàn)非法入侵或煤氣泄漏等警情信息后,本地會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信息,同時(shí)系統(tǒng)主機(jī)會(huì)撥打電話、發(fā)送短信、彩信、抓拍現(xiàn)場圖片給多個(gè)指定的用戶手機(jī);用戶收到警情信息可第一時(shí)間拿起手機(jī)或電腦查看家中監(jiān)控任意的畫面,并可以通過手機(jī)或電腦對(duì)家中攝像機(jī)、報(bào)警器、智能家電進(jìn)行控制。
1.3 報(bào)警子系統(tǒng)
入侵報(bào)警子系統(tǒng)由報(bào)警探測(cè)器、報(bào)警主機(jī)和接警中心構(gòu)成。報(bào)警探測(cè)器可以是紅外微波雙鑒探測(cè)器、窗磁、門磁、玻璃破碎探測(cè)器、煙霧探測(cè)器、緊急按鈕和燃?xì)庑孤┨綔y(cè)器等,而系統(tǒng)的關(guān)鍵是接警中心。
2 數(shù)字圖像的預(yù)處理
2.1 灰度降解
家庭安防系統(tǒng)要求監(jiān)控工作必須具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性,同時(shí)也需要更快的信息處理速度,在處理圖像信息之前需要κ字圖像進(jìn)行灰度降解。
2.2 圖解增強(qiáng)
由攝像頭傳來的數(shù)字圖像會(huì)受到來自多方面的隨機(jī)干擾或條件限制,所以原始數(shù)字圖像往往不能直接使用。一定要對(duì)原始數(shù)字圖像進(jìn)行噪聲過濾、灰度校正等預(yù)處理。而視覺系統(tǒng)的圖像處理并不需要考慮圖像降質(zhì),只需要將圖解中重要的特征進(jìn)行有選擇的突出,對(duì)不需要的特征進(jìn)行誤差處理,這種數(shù)字圖像處理方法被稱之為圖像增強(qiáng)法。
家庭安防系統(tǒng)中的攝像頭所采集的圖像往往存在灰度值分布不均勻的問題,其灰度值在某一區(qū)間的會(huì)比較集中,比如在夜晚采集到的圖像其灰度會(huì)比較低,而在光照比較強(qiáng)的情況下所采集圖象的灰度會(huì)比較高。我們可以采用直方圖均衡化的方法重新調(diào)整原始數(shù)字圖象的灰度值并使其均勻分布,進(jìn)而現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)圖象對(duì)比度的目的。由此可知,直方圖修正的方法可以有效提高數(shù)字圖象的對(duì)比度。
3 目標(biāo)檢測(cè)
家庭安防系統(tǒng)的主要任務(wù)就是對(duì)家庭環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),一旦出現(xiàn)問題立刻發(fā)出警報(bào)。在家庭安防系統(tǒng)的觀測(cè)范圍內(nèi)出現(xiàn)的一切危險(xiǎn)狀況都被視為運(yùn)動(dòng)目標(biāo),通常通過三種方法對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),分別是背景減法、幀間差法以及光流法。由于家庭安防系統(tǒng)通常設(shè)置在室內(nèi)環(huán)境中,周圍環(huán)境比較穩(wěn)定,通常采用背景減法的方式來完成目標(biāo)檢測(cè)工作。
3.1 建立前景模型
在系統(tǒng)正式運(yùn)行時(shí),根據(jù)白天和晚上不同的時(shí)段以及不同的天氣對(duì)無運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行提取,將提取出來的背景圖像存儲(chǔ)到背景模型庫中。由于室內(nèi)的擺設(shè)、家具可能發(fā)生變化,在室內(nèi)背景出現(xiàn)變化時(shí)需要對(duì)背景模型庫進(jìn)行更新。家庭安防系統(tǒng)可以對(duì)背景模型庫進(jìn)行自動(dòng)更新,并根據(jù)不同家庭的具體情況自動(dòng)設(shè)定更新頻率。
3.2 背景減法
在背景模型建立完成后,需要設(shè)置背景減法。家庭安防系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同的安全等級(jí)要求,對(duì)背景減法間隔時(shí)間進(jìn)行設(shè)定,用戶對(duì)實(shí)時(shí)性安全要求越高,其間隔時(shí)間越小,系統(tǒng)的運(yùn)算頻率也相應(yīng)提高,對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)性能要求也越高,整個(gè)家庭安防系統(tǒng)的造價(jià)也更高。
3.3 目標(biāo)檢測(cè)
本文之前已經(jīng)提到,家系安防系統(tǒng)包括監(jiān)控、報(bào)警以及門禁三個(gè)部分。報(bào)警裝置可以通過氣壓、光或聲音等方式對(duì)室內(nèi)人員進(jìn)行提醒或警示。安防系統(tǒng)可以對(duì)光學(xué)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行精密處理以及重點(diǎn)控制。在室內(nèi)無人的情況下,家庭安防系統(tǒng)所發(fā)出的警報(bào)無人理會(huì),這時(shí)需要系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)以及現(xiàn)場圖像進(jìn)行分析并將所分析出來的結(jié)果以微信或短信的方式發(fā)送給房屋的主人。
系統(tǒng)根據(jù)二值化的背景減圖進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè),通過攝像頭所取得的圖像,其中有一部分是我們并不感興趣的信息。比如所采集圖像的非室內(nèi)景象等。為了有效提高家庭安防系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,我們可以專門對(duì)背景減圖中有用的部分進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)。
經(jīng)過背景減法以及二值化獲取多個(gè)塊,根據(jù)事先設(shè)置的合并閾值來決定是否將各塊進(jìn)行合并,以圖象中合并之后的連接區(qū)域用矩形線條進(jìn)行標(biāo)識(shí)。并將矩形的長寬比或面積與識(shí)別目標(biāo)的長寬比或面積進(jìn)行對(duì)比,并判斷其是否為檢測(cè)目標(biāo)。由于每個(gè)攝像頭有著不同的監(jiān)控區(qū)域,其所監(jiān)控的危險(xiǎn)目標(biāo)也有所不同。所以需要我們對(duì)所有不同的攝像頭進(jìn)行各自的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)設(shè)。
4 家庭安防系統(tǒng)中數(shù)字化數(shù)字化圖象系統(tǒng)的工作原理
目前國內(nèi)市場上多數(shù)家庭安防產(chǎn)品主要的報(bào)警方式為電話報(bào)警,或是通過局域網(wǎng)向大樓管理員報(bào)警,然而這種報(bào)警方式存在著一定的缺陷。由于電話線路穩(wěn)定性欠佳,當(dāng)房屋主人正在進(jìn)行通話時(shí),無法將警報(bào)及時(shí)地傳遞給房屋主人致使延誤警情,而且電話能夠給人提供的信息也是十分有限的。所以圖1所示的家庭安防系統(tǒng)不僅包含了單片機(jī)控制模塊和圖像處理模塊,由數(shù)字家庭安防主機(jī)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所連接的各個(gè)模塊進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)配,收集并計(jì)算來自系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)攝像頭的圖像信息以及來自紅外探測(cè)器與火警探測(cè)器的報(bào)警信息。以圖像報(bào)警系統(tǒng)為基礎(chǔ),結(jié)合接警中心、傳輸系統(tǒng)、救助按鈕、安防主機(jī)、攝像頭、各類傳感器等元件,使家庭安防系統(tǒng)更加智能。由芯片圖像采集系統(tǒng)將報(bào)警信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息,由編解碼芯片完成編碼壓縮工作,通過CDMA Modem/GPRS Modem無線通信模塊將報(bào)警信息傳送給房屋主人。
當(dāng)有陌生人進(jìn)行房屋時(shí),家庭安防系統(tǒng)的紅外探測(cè)器和房屋內(nèi)的攝像頭會(huì)捕捉到可疑目標(biāo)的位置和動(dòng)作,一旦陌生人移動(dòng)或拿走了室內(nèi)的任何一樣物體,房間內(nèi)的家具設(shè)置布局就會(huì)發(fā)生改變,與系統(tǒng)之前所建立的背景模型不一致。數(shù)字圖像處理模塊會(huì)立即對(duì)攝像頭所拍攝到的圖像依照安全等級(jí)要求進(jìn)行背景減法處理,最后由家庭安防系統(tǒng)中的核心運(yùn)算單位即嵌入式處理芯片對(duì)經(jīng)過二值化背景減法處理的的圖像進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè),將檢測(cè)與的結(jié)果自動(dòng)生成數(shù)字化信息并利用系統(tǒng)內(nèi)部的程式軟件將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)化為文字,通過無線通訊模塊將可疑人員的位置和行為以及房屋的現(xiàn)狀以彩信的方式轉(zhuǎn)送給房屋主人并同時(shí)激活房屋內(nèi)部的報(bào)警裝置,嚇走可疑人員。這一系列數(shù)字圖像的收集、處理、計(jì)算、警報(bào)的工作可以十分有效地保護(hù)房屋內(nèi)部的財(cái)產(chǎn)安全并將重要信息傳達(dá)給房屋主人。
5 結(jié)束語
住宅智能化是現(xiàn)代家庭電子設(shè)備發(fā)展的重要趨勢(shì),我國信息技術(shù)和高科技領(lǐng)域正在由智能大廈轉(zhuǎn)向智能小區(qū),現(xiàn)在已經(jīng)逐漸邁向智能家庭。未來的智能家庭會(huì)為人們帶來更加便利、舒適、安全的生活環(huán)境。家庭安防系統(tǒng)中的圖像處理系統(tǒng)可以有效收集被監(jiān)控對(duì)象的可疑信息,這些重要信息可以作為追蹤犯罪責(zé)任的重要證據(jù),極大地方便了有關(guān)部門日后的取證與調(diào)查,為相關(guān)的司法裁決工作提供了便利條件。作為住宅智能化領(lǐng)域的重要組成部分,智能家庭安防系統(tǒng)中的數(shù)字圖像處理技術(shù)最為重要,其中防衛(wèi)對(duì)象的檢測(cè)方法、背景模型的更新方法還需要相關(guān)技術(shù)人員作進(jìn)一步的研究與探索。
參考文獻(xiàn)
[1]姜文博.基于嵌入式Linux的數(shù)字家庭安防圖像采集系統(tǒng)[D].上海:上海海事大學(xué),2007,06(01):38-39.
[2]王艷超,趙金憲.基于圖像報(bào)警的無線數(shù)字家庭安防系統(tǒng)的研究[J].安防科技,2008,03(05):147-148.
[3]管健.南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)字化安防系y設(shè)計(jì)[D].南京:南京郵電大學(xué),2014,01(01):13-14.
[4]范鵬.基于ARM-Linux平臺(tái)的家庭智能安防系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].南京:南京理工大學(xué)2013,12(01):27-28.
[5]王h婷.家庭安防系統(tǒng)中流媒體服務(wù)器的研究[D].上海:華東師范大學(xué)2008,04(01):34-35.
作者簡介
陳靜(1982-),女,滿族,大學(xué)本科學(xué)歷,學(xué)士學(xué)位?,F(xiàn)為江蘇省鄭州市中心醫(yī)院計(jì)算機(jī) 助理工程師。
關(guān)鍵詞:測(cè)繪技術(shù);工程建設(shè);應(yīng)用
中圖分類號(hào):TU9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)
隨著數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的提高,GIS技術(shù)的不斷成熟、GPS技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,現(xiàn)代工程測(cè)量必將朝著測(cè)量數(shù)字工程化的方向發(fā)展。大力開展數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用與研究將是測(cè)繪單位提升自身競爭實(shí)力和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的首要任務(wù)。
1 測(cè)繪工程概述
測(cè)繪是采集、量測(cè)、處理、分析、解釋、描述、利用和評(píng)價(jià)與地理和空間分布有關(guān)數(shù)據(jù)的一門科學(xué)、工藝、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)體,具有基礎(chǔ)性、前期性和公益性的特點(diǎn)。測(cè)繪產(chǎn)品是反映地表上的自然、人工要素及其在地理空間的位置和屬性信息的,而這些信息是社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各行各業(yè)需要利用和必須依賴的基礎(chǔ)。而工程測(cè)繪是把工程地區(qū)各種地面物體的位置和形狀,以及地面的起伏狀態(tài),用各種圖例符號(hào),依照規(guī)定的比例尺測(cè)繪成地形圖,或者用數(shù)字表示出來,為工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供必要的圖紙和資料。要測(cè)繪的地球表面形態(tài)以及地物地貌雖然復(fù)雜多樣,但其形狀和大小均可看作是由一些特征點(diǎn)的平面位置和高程所決定的。測(cè)繪工程的主要任務(wù)有控制測(cè)量,碎部測(cè)繪、線路測(cè)繪、施工放樣、數(shù)據(jù)處理等工作。
2 測(cè)繪工程的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)
2.1 現(xiàn)代測(cè)繪工程的特點(diǎn)
現(xiàn)代測(cè)繪工程的主要特點(diǎn)概括起來就是“六化”和“十六字”。“六化”即測(cè)量內(nèi)外業(yè)作業(yè)的一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理的自動(dòng)化、測(cè)量過程控制和系統(tǒng)行為的智能化、測(cè)量成果和產(chǎn)品的數(shù)字化、測(cè)量信息管理的可視化、信息共享和傳播的網(wǎng)絡(luò)化?!笆帧笔蔷_、快速、可靠、實(shí)時(shí)(動(dòng)態(tài))、遙測(cè)(遙控、遙傳)、集成、簡便、安全。組織測(cè)繪工作應(yīng)遵循的原則是“從整體到局部”、“先控制后碎部”,這樣可以減少誤差的累積,保證測(cè)圖的精度,可以分幅或分區(qū)測(cè)繪,加快測(cè)圖進(jìn)度。
2.2 現(xiàn)代測(cè)繪工程的發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)代測(cè)繪工程的發(fā)展趨勢(shì):(1)測(cè)量機(jī)器人為代表的智能和自動(dòng)化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用;(2)基于知識(shí)和數(shù)據(jù)挖掘的工程信息系統(tǒng);(3)從土木工程測(cè)量和三維工業(yè)測(cè)量到人體醫(yī)學(xué)測(cè)量;(4)多傳感器的集成和混合系統(tǒng);(5)GPS、GIS、RS、TPS和激光掃描系統(tǒng)等多S技術(shù)集成與融合;(6)大面積空間數(shù)據(jù)的快速采集和處理;(7)精密數(shù)據(jù)處理和海量數(shù)據(jù)處理方面的數(shù)學(xué)物理建模;(8)信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化和可視化。
3 數(shù)字化技術(shù)在原圖處理中的應(yīng)用
3.1 原圖數(shù)字化處理
在建立各種GIS系統(tǒng)時(shí),需要對(duì)原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理,對(duì)于原始地圖,若其現(xiàn)勢(shì)性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數(shù)字化儀對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化處理工作。當(dāng)前主要有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化、GPS數(shù)據(jù)輸入三種方法,手扶跟蹤數(shù)字化需要的儀器為計(jì)算機(jī),數(shù)字化儀及相關(guān)軟件,是較早的一種數(shù)字化輸入方法,輸入速度較慢,勞動(dòng)強(qiáng)度也較大。掃描矢量化是通過掃描儀輸入掃描圖像,然后通過矢量跟蹤,確定實(shí)體的空間位置。隨著掃描儀的普及和矢量化軟件的不斷升級(jí),其作業(yè)方法越來越趨于自動(dòng)化,它是一種省時(shí),高效的數(shù)據(jù)輸入方法。GPS輸入是依據(jù)GPS工具能確定地球表面圖形精確位置,由于它測(cè)定的是三維空間位置的數(shù)字,因此不需作任何轉(zhuǎn)換,可直接輸入數(shù)據(jù)庫,目前主要是應(yīng)用PTK(Real Tine Kinematics-實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài))技術(shù),它是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,能夠?qū)崟r(shí)提供流動(dòng)站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級(jí)精度的一種新的GPS定位測(cè)量方式,通過將1臺(tái)GPS接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè),將采集的載波相位觀測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上,再通過基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去;流動(dòng)站在對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)并采集載波相位觀測(cè)量的同時(shí),也接收由基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào),經(jīng)解調(diào)等到基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量,流動(dòng)站的GPS接收機(jī)再利用OTF(運(yùn)動(dòng)中求解整周模糊度)技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量和流動(dòng)站的載波相位觀測(cè)量來求解整周模糊度,最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。應(yīng)用這種測(cè)量方法測(cè)量可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo),利用測(cè)圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時(shí),也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速地進(jìn)行施工放樣。而實(shí)際應(yīng)用得較多的主要是數(shù)字掃描矢量化軟件,針對(duì)大比例尺地形圖,大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動(dòng)提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。下面簡單介紹MAPCAD軟件的原圖數(shù)字化處理作業(yè)流程。
3.2 數(shù)字化原圖作業(yè)流程
由于MAPCAD軟件掃描矢量化輸入方法具有圖像清晰、編輯方便、易于轉(zhuǎn)換等特點(diǎn)一般外設(shè)精度都能滿足,所以地形圖的精度主要取決于人工跟蹤精度和輸出設(shè)備精度,而人工跟蹤精度主要取決于作業(yè)人員的技能掌握熟練程度和工作態(tài)度,所以必須在加強(qiáng)作業(yè)人員基本技能培訓(xùn)上下工夫,要求工作人員嚴(yán)格按矢量化方案作業(yè),確保圖件的精度和質(zhì)量高于國家現(xiàn)行數(shù)字化測(cè)圖規(guī)范所規(guī)定的數(shù)字化精度和質(zhì)量。在工程測(cè)量實(shí)踐中,要做好地形圖外業(yè)測(cè)點(diǎn)與數(shù)字化圖縮放相結(jié)合、符號(hào)圖層的劃分子圖、線形符號(hào)庫的設(shè)計(jì)等工作保證滿足工作進(jìn)度的同時(shí)又節(jié)約項(xiàng)目經(jīng)費(fèi),設(shè)計(jì)出的數(shù)字地圖簡單易用、美觀整潔、易于使用地形圖的工作人員叛讀。
4 數(shù)字化繪圖
4.1 數(shù)字化繪圖的特點(diǎn)
大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪是傳統(tǒng)工程測(cè)量的重要內(nèi)容,數(shù)字化繪圖克服了手工繪圖存在的許多弊端,如工作量大,作業(yè)艱苦,作業(yè)程序復(fù)雜,煩瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產(chǎn)品單一等缺點(diǎn),符合現(xiàn)代飛速發(fā)展的工程需要。目前,數(shù)字化成圖技術(shù)主要有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。作業(yè)人員,外業(yè)工效大大提高,時(shí)間縮短,直接生產(chǎn)成本大幅度下降。勞動(dòng)強(qiáng)度:小數(shù)字化成圖的過程,減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,使生產(chǎn)周期大大縮短,能及時(shí)滿足用戶的要求。便于保存管理及更新方便:數(shù)字化產(chǎn)品既可以存儲(chǔ)在軟盤上,也可以通過繪圖儀繪在所需的圖紙上,線條、線劃粗細(xì)均勻,注記、字體工整,圖面整齊、美觀。且便于修改,能更好地保證圖形的現(xiàn)勢(shì)性和不變形性,避免重復(fù)測(cè)繪造成的浪費(fèi),增加地形圖的實(shí)用性和用戶的廣泛性。
4.2 外業(yè)數(shù)據(jù)的采集
在采集數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)采集人員要準(zhǔn)確應(yīng)用地物代碼,以免在內(nèi)業(yè)成圖時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
4.3 繪制內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
無論是工程進(jìn)程各階段的測(cè)量工作,還是不同工程的測(cè)量工作,都需要根據(jù)誤差分析和測(cè)量平差理論選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量手段,并對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行處理和分析。
5 工程測(cè)量中的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)
數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像與攝影測(cè)量的基本原理,應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法就攝影測(cè)量本身而言,從測(cè)繪的角度上來看數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量還是利用影像來進(jìn)行測(cè)繪的科學(xué)與技術(shù);而從信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺科學(xué)的角度來看,它是利用影像重建三維表面模型的科學(xué)與技術(shù),也就是在“室內(nèi)”重建地形的三維表面模型,然后在模型上進(jìn)行測(cè)繪,從本質(zhì)上來說,它與原來的攝影測(cè)量沒有區(qū)別。因而,在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中,整個(gè)的生產(chǎn)流程與作業(yè)方式,和傳統(tǒng)的攝影測(cè)量差別似乎不大,但是它給傳統(tǒng)的攝影測(cè)量帶來了重大的變革。
6 結(jié)束語
測(cè)繪事業(yè)的跨越式發(fā)展,已成為國家重要的基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)業(yè),其服務(wù)領(lǐng)域也已滲透到社會(huì)的方方面面。它為國家建設(shè)和管理提供與地理位置有關(guān)的各種專題性和綜合性的基礎(chǔ)信息,其成果是進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)建設(shè)、交通、水利等大型工程建設(shè)、城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)、重大災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和科學(xué)研究以及國防建設(shè)等必不可少的基礎(chǔ)資料。
參考文獻(xiàn):
論文摘要:舒爾曼提出的“學(xué)科教學(xué)知識(shí)”推動(dòng)了教育研究與實(shí)踐的向前發(fā)展。高?!锻ㄐ旁怼氛n程學(xué)科教學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容框架主要包括通信原理課程教學(xué)模式等七個(gè)方面,對(duì)《通信原理》課程教學(xué)策略的知識(shí)應(yīng)用進(jìn)行論述,具有較強(qiáng)的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
一、教師的學(xué)科教學(xué)知識(shí)
在20世紀(jì)80年代的西方教師專業(yè)化運(yùn)動(dòng)中,美國斯坦福大學(xué)的Shulman教授,針對(duì)當(dāng)時(shí)在對(duì)教師的資格認(rèn)證中,將教師的教學(xué)能力簡單理解為教師具備的學(xué)科知識(shí)和教學(xué)知識(shí)的問題,指出對(duì)教師知識(shí)的分析是推動(dòng)我們對(duì)教師行為分析的最主要的因素,提出了“學(xué)科教學(xué)知識(shí)”(pedagogical content knowledge/PCK,也有人譯為教育學(xué)內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)學(xué)科知識(shí)、教學(xué)專業(yè)知能、學(xué)科內(nèi)容教學(xué)知識(shí)等)這一重要概念。舒爾曼認(rèn)為,學(xué)科教學(xué)知識(shí)是學(xué)科知識(shí)和教育學(xué)知識(shí)的特殊混合體,是教師對(duì)學(xué)科知識(shí)獨(dú)特的專業(yè)理解,為教師所特有,是“教師對(duì)如何幫助學(xué)生理解具體學(xué)科內(nèi)容而做出的理解”。學(xué)科教學(xué)知識(shí)使教師學(xué)會(huì)如何組織和呈現(xiàn)具體學(xué)科的主題、問題、結(jié)果,使之與學(xué)習(xí)者多樣的興趣與能力相適應(yīng),從而組織教學(xué)。學(xué)科教學(xué)知識(shí)的提出,為教師的專業(yè)化發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。
學(xué)科教學(xué)知識(shí)是教師在教學(xué)中將特定的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容加工轉(zhuǎn)化而形成的能為學(xué)生接受的知識(shí)。學(xué)科教學(xué)知識(shí)的形成需要教師對(duì)學(xué)科知識(shí)、教學(xué)知識(shí)、學(xué)生知識(shí)、情景知識(shí)等進(jìn)行整合,并對(duì)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不斷歸納、總結(jié)與調(diào)整。因此,學(xué)科教學(xué)知識(shí)具有實(shí)踐性、情景性和個(gè)體性。學(xué)科教學(xué)知識(shí)的形成揭示了教師教學(xué)能力發(fā)展的復(fù)雜過程,使對(duì)教師教學(xué)能力的研究更為深人與科學(xué)。
舒爾曼提出的“學(xué)科教學(xué)知識(shí)”概念引起了學(xué)者們對(duì)與教師教學(xué)實(shí)踐相關(guān)知識(shí)的重視,學(xué)者們進(jìn)行了大量的論述與研究,“學(xué)科教學(xué)知識(shí)”理論成為教師教育、課堂教學(xué)行為分析、科學(xué)教育等學(xué)科教育研究的重要內(nèi)容與基礎(chǔ)框架。后經(jīng)過修改和補(bǔ)充,舒爾曼又進(jìn)一步闡釋了學(xué)科教學(xué)知識(shí)的框架。以此為基礎(chǔ),學(xué)者根據(jù)自己的理解,提出了學(xué)科教學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵;盡管不同的學(xué)者有不同的見解,但大同小異,基本上都認(rèn)為學(xué)科教學(xué)知識(shí)包括:教師教育信念、學(xué)科知識(shí)、教育學(xué)知識(shí)、關(guān)于學(xué)生的知識(shí)、教學(xué)情境知識(shí)等幾個(gè)方面。
二、《通信原理》課程教師的學(xué)科教學(xué)知識(shí)
現(xiàn)代社會(huì)是信息社會(huì),電子與通信類專業(yè)從而也成為極為熱門的專業(yè)。在電子與通信類專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)中,《通信原理》是極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。此課程的主要任務(wù)在于研究通信系統(tǒng)中的基本概念和基本原理,讓學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、理論原理、實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)性能,能夠在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作中靈活應(yīng)用,并激發(fā)他們對(duì)通信學(xué)科方面的學(xué)習(xí)興趣和熱情,使他們有足夠的自信和能力來適應(yīng)這一日新月異的領(lǐng)域。該課程內(nèi)容涉及隨機(jī)過程、復(fù)變函數(shù)與積分變換、信息論、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理等多方面的知識(shí)。高等教育是人才培養(yǎng)的主渠道,而教師則是決定學(xué)校教育質(zhì)量的關(guān)鍵。在創(chuàng)新人才教育的大背景下,有必要對(duì)《通信原理》課程教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行分析、研究。
對(duì)于教師學(xué)科教學(xué)知識(shí)框架,除理論研究之外,也要進(jìn)行實(shí)證研究,如調(diào)查分析、測(cè)量、比較等;而教師知識(shí)結(jié)構(gòu)必然會(huì)涉及學(xué)科和專業(yè)。以往的研究多涉及基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的教師;近年來,高等教育專業(yè)的教師學(xué)科教學(xué)知識(shí)也開始受到重視。筆者在理論分析、聽課、親歷教學(xué)的基礎(chǔ)上,提出了高?!锻ㄐ旁怼氛n程教師的學(xué)科教學(xué)知識(shí)框架。高?!锻ㄐ旁怼氛n程教師的學(xué)科教學(xué)知識(shí)應(yīng)該包括如下主要內(nèi)容:
(一)《通信原理》課程教學(xué)模式知識(shí)
《通信原理》課程教學(xué)方法因課程中具體內(nèi)容的性質(zhì)而有所不同,常用的教學(xué)模式有:仿專家思考模式,是要求學(xué)生像通信專家一樣思考,強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn),以傳授專業(yè)知識(shí)為主的教學(xué)模式。概念轉(zhuǎn)換模式,是通過使學(xué)生產(chǎn)生情景上的沖突,改變學(xué)生原有的概念,幫助他們建立通信科學(xué)概念的模式。探究模式,包括一般意義上的探究和以學(xué)習(xí)共同體為中心、分工負(fù)責(zé)、利用實(shí)驗(yàn)室條件進(jìn)行研究的“小組合作學(xué)習(xí)”或“合作探究”模式?;陧?xiàng)目或課題的教學(xué)模式,即以“導(dǎo)向”性的問題為中心,圍繞一個(gè)主題組織概念、原理,指導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和調(diào)查得出解決方案等。
在熟悉《通信原理》課程教學(xué)模式的基礎(chǔ)上,應(yīng)根據(jù)本科和高職??频摹锻ㄐ旁怼氛n程教學(xué)目標(biāo)的不同和學(xué)生基礎(chǔ)的不同,采用不同的課程教學(xué)模式。根據(jù)作者的經(jīng)驗(yàn),本科教學(xué)中適合采用仿專家思考模式、概念轉(zhuǎn)換模式、探究模式;高職??平虒W(xué)中,則宜運(yùn)用基于項(xiàng)目或課題的教學(xué)模式和探究模式。這些模式在教學(xué)中還需要靈活交替使用。不論采用何種教學(xué)模式,《通信原理》課程的教師都應(yīng)當(dāng)具備體現(xiàn)《通信原理》課程特點(diǎn)的教學(xué)策略。筆者在教學(xué)中大量使用了理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)相結(jié)合,以及案例教學(xué)的策略。
(二)通信專業(yè)課程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)目標(biāo)知識(shí)
通信專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)一批具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、很強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力的人才,主要培養(yǎng)德智體全面發(fā)展、基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、素質(zhì)高、富有創(chuàng)新意識(shí)、在通信領(lǐng)域內(nèi)獲得專業(yè)訓(xùn)練的高級(jí)技術(shù)人才,以適應(yīng)國家加速信息化發(fā)展對(duì)人才的需要。專業(yè)是以通信技術(shù)為主,結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用的寬口徑專業(yè)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo),我們應(yīng)該重點(diǎn)圍繞通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、智能信息處理、無線通信及測(cè)控、現(xiàn)代交換技術(shù)、光通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺與圖像處理等展開教學(xué)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
只有從總體上理解了通信專業(yè)課程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)目標(biāo),才能在課程教學(xué)中處理好《通信原理》和其他課程的關(guān)系,達(dá)到預(yù)期的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。為此,我們需要根據(jù)創(chuàng)新人才教育的大思路,從高等教育特點(diǎn)和各學(xué)校具體條件出發(fā),結(jié)合各個(gè)專業(yè)的特點(diǎn),加強(qiáng)專業(yè)理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。
(三)《通信原理》課程目標(biāo)與內(nèi)容知識(shí)
為了適應(yīng)新世紀(jì)的需要,《通信原理》課程的培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)具有厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力,特別是具有工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的科技人才。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生獲得必要的信息通信與傳輸方面的基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本技能,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和動(dòng)手能力;使學(xué)生在模擬和數(shù)字通信方面建立清晰的系統(tǒng)概念,掌握通信系統(tǒng)的一般分析方法,并具備一定的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力;使學(xué)生了解通信技術(shù)的最新發(fā)展方向,從而把握通信學(xué)科發(fā)展脈絡(luò),激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性與創(chuàng)新性,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,為培養(yǎng)能夠解決挑戰(zhàn)性問題的新一代工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
《通信原理》課程內(nèi)容具體包括:通信的概念、通信系統(tǒng)基本組成、數(shù)字通信系統(tǒng)、信道簡介;信息嫡的基本概念;AWGN信道下香農(nóng)信道容量理論;信號(hào)的頻域分析方法,自相關(guān)函數(shù)與功率譜密度,互相關(guān)函數(shù)與互譜密度;Hillbert變換,解析信號(hào),等效基帶分析;隨機(jī)信號(hào)與平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào),窄帶平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào),高斯白噪聲過程;模擬調(diào)制;模擬信號(hào)的數(shù)字化;高斯白噪聲信道中的數(shù)字傳輸;帶限AWGN信道下的數(shù)字傳輸?shù)?。?duì)這些內(nèi)容的深入了解和精深掌握是做好《通信原理》課程教學(xué)的前提條件。
除了對(duì)這些基礎(chǔ)知識(shí)的牢固掌握以外,教師還應(yīng)該對(duì)通信的研究史和發(fā)現(xiàn)史、學(xué)科研究與開發(fā)最新進(jìn)展,特別是光電子通信有較多的了解,并在教學(xué)中適當(dāng)進(jìn)行最新研究與開發(fā)成果介紹。
(四)學(xué)生對(duì)本專業(yè)知識(shí)的理解能力知識(shí)
通信專業(yè)教師應(yīng)該了解學(xué)生對(duì)具體專業(yè)知識(shí)的理解能力,包括學(xué)生學(xué)習(xí)需要和學(xué)習(xí)困難的知識(shí)。所謂學(xué)生學(xué)習(xí)需要的知識(shí)指的是學(xué)生在學(xué)習(xí)某個(gè)通信原理課程內(nèi)容之前必備的專業(yè)知識(shí)和技能。學(xué)生的學(xué)科理解能力是影響教學(xué)效果的重要原因。只有深人了解學(xué)生學(xué)習(xí)《通信原理》課程需要哪些預(yù)備知識(shí)、難點(diǎn)是哪些等,才能有的放矢,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高教學(xué)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)《通信原理》課程時(shí),較難理解和接受的知識(shí)包括通信的抽象概念、隨機(jī)過程概念、信息熵、Hillbert變換,教師教學(xué)中應(yīng)該努力讓學(xué)生掌握這些方面的內(nèi)容。
(五)通信安全意識(shí)
通信安全涉及國家、單位,以及個(gè)人的通信秘密保障,關(guān)乎國家、社會(huì)征集、經(jīng)濟(jì)、軍事等各方面的安全?,F(xiàn)有的《通信原理》課程教材都不涉及通信安全教育,這是一個(gè)很大的缺陷?!锻ㄐ旁怼氛n程教師不僅自己應(yīng)該具有一定的通信安全知識(shí)和相關(guān)思考,更應(yīng)該將其滲透于《通信原理》課程的教學(xué)之中。
三、《通信原理》課程學(xué)科教學(xué)知識(shí)的運(yùn)用
《通信原理》課程教師應(yīng)該具備上述學(xué)科教學(xué)知識(shí),并能熟練地運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中。作者在自己的教學(xué)實(shí)踐中對(duì)《通信原理》課程學(xué)科教學(xué)知識(shí)進(jìn)行了靈活運(yùn)用。下面對(duì)其中的教學(xué)策略知識(shí)的運(yùn)用舉例說明如下:
(一)學(xué)科知識(shí)傳授方面,教學(xué)重點(diǎn)放在數(shù)字通信系統(tǒng)部分
《通信原理》內(nèi)容包括通信的基本理論、模擬調(diào)制、數(shù)字傳輸、編碼技術(shù)幾個(gè)大部分。由于現(xiàn)代通信的發(fā)展方向是數(shù)字通信,因此,教學(xué)重點(diǎn)在數(shù)字通信系統(tǒng)部分。在課程的開始階段,讓學(xué)生準(zhǔn)確把握數(shù)字通信系統(tǒng)的組成、各模塊的功能,使得學(xué)生能夠把本課程的內(nèi)容有機(jī)地組合起來,在學(xué)習(xí)具體知識(shí)點(diǎn)時(shí)能明確它們?cè)谕ㄐ畔到y(tǒng)中所起的作用,收到“既見樹木,又見森林”的效果?!锻ㄐ旁怼肥且婚T理論和實(shí)踐并重的課程,在理論教學(xué)方面,要讓學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、理論原理、分析方法。為了提高教學(xué)效果,在課堂上采用設(shè)問思考和逆向思考提問等教學(xué)方法,啟發(fā)學(xué)生思考、誘發(fā)學(xué)生的思維、激起學(xué)生的求知欲望。在教學(xué)過程中注重考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和接受能力,在備課時(shí),采用換位思考方法,感受學(xué)生的困惑,考慮講解的技巧,以在最短的時(shí)間內(nèi)收到最佳的教學(xué)效果。同時(shí)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象,注意將學(xué)生自學(xué)和精講重點(diǎn)、難點(diǎn)結(jié)合起來。在每章及每小節(jié)結(jié)束時(shí),注意進(jìn)行課程總結(jié),讓學(xué)生及時(shí)鞏固所學(xué)內(nèi)容,便于繼續(xù)學(xué)習(xí)新的內(nèi)容。
(二)通過介紹新技術(shù)進(jìn)展,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
《通信原理》是通信專業(yè)的基礎(chǔ)課程,涉及的最新技術(shù)不多,而本院電子信息與科學(xué)技術(shù)專業(yè)通信方面的后續(xù)課程也不多。而且,在中國的高等教育中,工科教育的一個(gè)較明顯的缺陷是最新科研與開發(fā)成果很難及時(shí)在教材中體現(xiàn),用什么教材講什么內(nèi)容的傳統(tǒng)也使得最新科研與開發(fā)成果很難在教師的授課過程中被包括進(jìn)來。通信的發(fā)展日新月異,新技術(shù)層出不窮,如何在有限的課時(shí)里讓學(xué)生掌握通信基本理論的同時(shí),盡量了解更多關(guān)于通信方面的新理論和新技術(shù)是教學(xué)中需要解決的問題之一。作者在教學(xué)中采用課內(nèi)附帶介紹最新進(jìn)展的形式來實(shí)現(xiàn)。例如,在講解基本內(nèi)容的同時(shí),附帶介紹了移動(dòng)通信的發(fā)展?fàn)顩r、移動(dòng)通信中常用多址方式、3G技術(shù)及其現(xiàn)狀等內(nèi)容,既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,開拓其視野,也能為他們將來從事這方面的研究和開發(fā)指明方向。
(三)通過CAI和仿真輔助教學(xué),加深對(duì)理論的理解
大量使用多媒體進(jìn)行教學(xué),并在課件設(shè)計(jì)上注意突破簡單的演示型模式,體現(xiàn)知識(shí)的建構(gòu)過程,重視知識(shí)要點(diǎn)的剖析,提高學(xué)生主體的參與程度;在課堂講解上,注意將重點(diǎn)內(nèi)容在黑板上列出,避免讓學(xué)生有看電影的感覺,同時(shí)便于學(xué)生理解掌握原理,從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)各自的不足;同時(shí),利用仿真軟件對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真觀察,提高了學(xué)生對(duì)理論的理解能力,培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)觀念。
(四)加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐,鞏固所學(xué)內(nèi)容
《通信原理》是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的課程,為了幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的內(nèi)容,加深理解,筆者在教學(xué)中采用兩種方法來進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。其一,精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),利用本系現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;其二,利用MATLAB仿真軟件,編寫仿真程序,采用課堂演示的方法。比如,通過仿真實(shí)現(xiàn)多種解調(diào)方式的誤碼率曲線,可以讓學(xué)生們直觀地了解它們的性能差異,體會(huì)“面對(duì)面”交流的樂趣。而編程基礎(chǔ)比較好的同學(xué)可以開發(fā)一個(gè)簡單的數(shù)字通信系統(tǒng),重點(diǎn)讓學(xué)生練習(xí)使用信源編碼信道及接收機(jī)的仿真實(shí)現(xiàn)等。這樣,既提高了學(xué)生的編程能力,也加深了其對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的理解。
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CJFD)
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫