《三維感知與測量技術(shù)》教學(xué)大綱課程英文名3Dperceptionandmeasurementtechnology課程代碼03M0245學(xué)分2總學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)24實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)8上機(jī)學(xué)時(shí)0實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別專業(yè)教育課課程性質(zhì)任選先修課程C++程序設(shè)計(jì)、深度學(xué)習(xí)適用專業(yè)人工智能開課學(xué)院信息學(xué)院注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位三維視覺感知是計(jì)算機(jī)視覺與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)高度交叉的一個(gè)重要研究方向，常用的傳感器包括深度相機(jī)、雙目相機(jī)、結(jié)構(gòu)光、激光雷達(dá)等。近年來，三維感知和處理的技術(shù)飛速發(fā)展，其應(yīng)用爆發(fā)式增長，三維視覺研究突破傳統(tǒng)的二維圖像空間，實(shí)現(xiàn)三維空間的分析、測量和交互。三維視覺感知逐漸成為人工智能技術(shù)的典型代表和新增長點(diǎn)，隨著三維傳感器的普及，三維視覺感知及其測量技術(shù)，是人工智能專業(yè)學(xué)生需要掌握的重要專業(yè)知識。本課程深入剖析三維感知的原理，詳細(xì)介紹三維視覺數(shù)據(jù)的智能處理算法，講解三維視覺感知的各種場景下的應(yīng)用案例。開設(shè)三維感知與測量技術(shù)課程，有助于引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用人工智能專業(yè)知識，掌握三維智能系統(tǒng)的開發(fā)方法，提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐水平，充分發(fā)揮我校人工智能專業(yè)學(xué)生在計(jì)量測試領(lǐng)域的特色有優(yōu)勢，滿足三維感知與測量的廣泛技術(shù)需求。因此本課程的開設(shè)具有重要意義。（二）課程目標(biāo)該課程應(yīng)達(dá)到的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果（ILO，IntendedLearningOutcomes）如下所示：1、ILO-1：了解三維感知技術(shù)的分類、現(xiàn)狀、趨勢、常見傳感器，以及其基本原理；2、ILO-2：掌握三維感知技術(shù)中智能數(shù)據(jù)處理算法，掌握三維感知技術(shù)在具體實(shí)踐案例開發(fā)；3、ILO-3：了解我國三維感知技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，鼓勵(lì)學(xué)生積極投身核心傳感器技術(shù)開發(fā)難題的創(chuàng)新。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法采取以課堂教學(xué)為主，結(jié)合小組大作業(yè)和實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生完成來源于真實(shí)應(yīng)用場景的實(shí)踐項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生在個(gè)人電腦上搭建編程環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)有余力的同學(xué)完成復(fù)雜應(yīng)用案例。課程目標(biāo)課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法ILO-1課堂教學(xué)、測驗(yàn)、課堂討論、課外作業(yè)、期末大作業(yè)ILO-2課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、期末大作業(yè)ILO-3課堂教學(xué)三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系本課程支撐的畢業(yè)要求如下：1-3能夠?qū)⑷斯ぶ悄芑A(chǔ)知識應(yīng)用于智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析、實(shí)現(xiàn)。2-3能夠運(yùn)用人工智能專業(yè)知識對各項(xiàng)工程問題進(jìn)行分析和求解。6-2能分析和評價(jià)人工智能工程實(shí)踐對社會、健康、安全、法律、文化的影響，以及這些制約因素對項(xiàng)目實(shí)施的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系如表1所示。表1課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1.3畢業(yè)要求2.3畢業(yè)要求6.2ILO-1MILO-2HILO-3H注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容與基本要求第一章三維感知技術(shù)簡介了解三維感知的分類、現(xiàn)狀、趨勢，以及基本技術(shù)原理。通過介紹三維傳感器的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，使學(xué)生認(rèn)識到核心關(guān)鍵元器件是買不來的，必須獨(dú)立自主研發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生的使命感。第二章激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理掌握激光雷達(dá)原理；掌握激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的解析，激光雷達(dá)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。掌握測量誤差分析方法。第三章三維視覺傳感器原理掌握視覺傳感器標(biāo)定算法原理，掌握雙目視覺測距原理。第四章三維視覺數(shù)據(jù)處理算法掌握常見的三維視覺數(shù)據(jù)處理算法。掌握測量誤差分析方法。第五章三維重建算法掌握三維重建算法原理和應(yīng)用。介紹近5年的視覺三維重建算法進(jìn)展，使學(xué)生了解到我國在三維重建技術(shù)方面有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢，增強(qiáng)學(xué)生的自豪感。第六章視覺SLAM技術(shù)掌握常見的視覺SLAM算法原理。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)（作業(yè)、自學(xué)、討論等任務(wù)要求）對應(yīng)課程目標(biāo)第一章三維感知技術(shù)簡介4無ILO-1、3第二章激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理4完成本章作業(yè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容ILO-2第三章三維視覺傳感器原理4完成本章作業(yè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容ILO-2第四章三維視覺數(shù)據(jù)處理算法4完成本章作業(yè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容ILO-2第五章三維重建算法8完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容ILO-2、3第六章視覺SLAM技術(shù)8完成本章作業(yè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容ILO-2六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求、學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1激光雷達(dá)數(shù)據(jù)解析2掌握激光雷達(dá)原理驗(yàn)證必做2三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理2掌握計(jì)算機(jī)視覺方法解決自動駕駛問題。設(shè)計(jì)必做3三維重建算法實(shí)踐4掌握IMU和GPS數(shù)據(jù)特點(diǎn)和融合方法。驗(yàn)證選做4視覺SLAM算法實(shí)踐4掌握常見的路徑規(guī)劃算法及實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)必做注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核作業(yè)、出勤作業(yè)得分情況、出勤情況10%實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作、報(bào)告實(shí)驗(yàn)