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LGRB-LX04型機(jī)器視覺應(yīng)用實(shí)驗(yàn)箱
一、產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)箱主要面向以數(shù)字圖像處理和機(jī)器視覺為核心的課程實(shí)踐，同時(shí)配置了2D視覺系統(tǒng)和深度視覺系統(tǒng)，采用Python語言進(jìn)行圖像和視覺應(yīng)用的開發(fā)。其中，2D視覺系統(tǒng)可滿足工程應(yīng)用中常見的檢測(cè)、識(shí)別、定位、測(cè)量等功能的開發(fā)，深度視覺系統(tǒng)可開展人臉識(shí)別、口罩識(shí)別、目標(biāo)跟蹤、距離測(cè)量等實(shí)踐。學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)視覺方案，對(duì)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試和研究。
二、軟件平臺(tái)和特點(diǎn)
1.開放性實(shí)驗(yàn)環(huán)境
實(shí)驗(yàn)代碼可在Jupyter Notebook環(huán)境下進(jìn)行，功能如下：
（1）教師與學(xué)生可以在瀏覽器上直接進(jìn)行交互式編程實(shí)驗(yàn)；
（2）支持Markdown編輯，cell用于編碼、書寫文本，完成標(biāo)題、數(shù)學(xué)公式等格式編輯，便于解釋代碼，適用于教學(xué)等場(chǎng)景；代碼分隔到不同的cell里逐個(gè)調(diào)試，交互式監(jiān)控測(cè)試變量值和類型；
（3）所提供的實(shí)驗(yàn)環(huán)境可通過在終端執(zhí)行命令進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；
（4）所提供的實(shí)驗(yàn)環(huán)境支持多個(gè)學(xué)生調(diào)用不同模型進(jìn)行樣本的識(shí)別，滿足不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求；
（5）所提供的實(shí)驗(yàn)環(huán)境可對(duì)多種深度學(xué)習(xí)框架進(jìn)行支持，包括但不限于：TensorFlow、PyTorch等；
（6）教師可通過自由設(shè)置，將代碼模塊留空，交予學(xué)生進(jìn)行編程訓(xùn)練。
2.開放全部源代碼
開放全部軟件框架和算法級(jí)源代碼，支持二次開發(fā)，提供完善的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和技術(shù)文檔，并提供產(chǎn)品相關(guān)軟硬件的架構(gòu)與設(shè)計(jì)方法文檔。
3.圖形化交互軟件（僅Windows版）
2D機(jī)器視覺軟件采用?？低昖ision Master視覺軟件，圖形化交互界面，功能圖標(biāo)直觀易懂，采用拖拽式操作，可快速搭建視覺方案，模塊運(yùn)行狀態(tài)獨(dú)立標(biāo)識(shí)，實(shí)時(shí)顯示。
4.機(jī)器視覺和目標(biāo)識(shí)別算法
采用開源OpenCV視覺庫進(jìn)行算法開發(fā)，可應(yīng)用于物體識(shí)別、缺陷檢測(cè)、證件識(shí)別、車牌識(shí)別、字符識(shí)別等多種場(chǎng)景，滿足學(xué)生在深化視覺技術(shù)學(xué)習(xí)的過程中，對(duì)真實(shí)應(yīng)用的開發(fā)需求。
5.深度視覺及應(yīng)用
深度相機(jī)可實(shí)現(xiàn)物體的距離測(cè)量、輪廓檢測(cè)等功能，與二自由度云臺(tái)結(jié)合，可進(jìn)行人臉識(shí)別、距離檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤等綜合實(shí)驗(yàn)。
三、主要硬件參數(shù)
1.邊緣計(jì)算終端
邊緣計(jì)算終端采用英特爾系列處理器，該處理器作為實(shí)驗(yàn)箱的核心模塊，預(yù)裝Linux或Windows操作系統(tǒng)，部署所有智能產(chǎn)品模塊所需的全部軟件框架和SDK，并提供通用的通訊接口。
2.2D視覺系統(tǒng)
2D視覺系統(tǒng)采用一顆500萬像素?cái)z像頭，可對(duì)視野中的靜態(tài)目標(biāo)進(jìn)行圖像采集，進(jìn)行相關(guān)的圖像處理工作，完成多種豐富的視覺檢測(cè)和識(shí)別功能。
3.深度視覺系統(tǒng)
深度視覺采用一顆100萬像素深度體感攝像頭，兼容USB3.0接口協(xié)議，可進(jìn)行深度信息感知、人臉識(shí)別與測(cè)距等。
4.視覺應(yīng)用開發(fā)套件
實(shí)驗(yàn)箱配套提供視覺應(yīng)用開發(fā)套件及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教具，主要包括形狀顏色識(shí)別套件、尺寸測(cè)量套件、缺陷檢測(cè)套件、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別套件、條碼和二維碼識(shí)別套件、證件字符識(shí)別套件，滿足各類視覺課程的教學(xué)要求。
5.高清顯示屏
實(shí)驗(yàn)箱采用17英寸高清屏。
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1 Python程序設(shè)計(jì)
（1）數(shù)字類型、轉(zhuǎn)換、運(yùn)算
（2）Python運(yùn)算符、內(nèi)置函數(shù)、序列基本用法
（3）程序選擇結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)
（4）程序循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)
（5）列表實(shí)驗(yàn)
（6）集合實(shí)驗(yàn)
（7）函數(shù)實(shí)驗(yàn)
（8）字符串實(shí)驗(yàn)
（9）正則表達(dá)式實(shí)驗(yàn)
（10）數(shù)據(jù)可視化
（11）Python的數(shù)據(jù)處理
（12）Python文件操作
（13）Python多進(jìn)程
（14）Python多線程
（15）Python進(jìn)程與線程的區(qū)別
（16）Python面向?qū)ο蟮睦斫?/span>
（17）Python類的使用與類的實(shí)例化
（18）Python實(shí)例化對(duì)象的使用
（19）Python類的繼承使用
（20）基于Python的串口通訊
（21）基于Python的SocketTcp通訊
（22）基于Python的SocketUdp通訊
（23）基于Python的Modbus通訊
（24）PyQt5的環(huán)境搭建
（25）PyQt5的使用
（26）Qt Designer與PyUIC的使用
2 深度學(xué)習(xí)
（1）線性回歸建模與應(yīng)用——房?jī)r(jià)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)
（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型構(gòu)建與應(yīng)用——服裝分類實(shí)驗(yàn)
（3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正則化——服裝分類優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
（4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化——非線性函數(shù)極小值尋找實(shí)驗(yàn)
（5）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型構(gòu)建與測(cè)試實(shí)驗(yàn)
（6）基于殘差網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化模型設(shè)計(jì)
（7）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化器——手寫數(shù)字識(shí)別
（8）文本分類——京東購物分類
（9）基于LeNet手寫數(shù)字體識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（10）基于RNN歌曲自動(dòng)編曲設(shè)計(jì)
（11）基于深度學(xué)習(xí)的圖像數(shù)據(jù)標(biāo)注
（12）基于YOLOV5的目標(biāo)檢測(cè)模型訓(xùn)練
（13）基于YOLOV5的缺陷檢測(cè)案例
3 數(shù)字圖像處理
（1）圖像之間代數(shù)運(yùn)算
（2）圖像操作之打碼與解碼
（3）圖像的幾何仿射變換
（4）圖像空域?yàn)V波
（5）圖像的頻域?yàn)V波
（6）基于形態(tài)學(xué)的米粒檢測(cè)
（7）基于Canny算法的圖像摳圖
（8）基于分水嶺的圖像輪廓分割
（9）基于Hu矩形狀匹配
4 機(jī)器視覺
（1）視覺系統(tǒng)認(rèn)知
（2）像素尺寸測(cè)量
（3）物體定位和角度測(cè)量
（4）邊緣長(zhǎng)度測(cè)量與面積檢測(cè)
（5）物體顏色和形狀識(shí)別
（6）條碼和二維碼識(shí)別
（7）OCR字符分割、訓(xùn)練
（8）OCR字符識(shí)別
（9）基于形態(tài)學(xué)處理的產(chǎn)品表面缺陷檢測(cè)
（10）相機(jī)棋盤格標(biāo)定
（11）基于opencv的車牌識(shí)別
（12）基于模板匹配的電子產(chǎn)品識(shí)別
（13）基于視覺的車牌識(shí)別
（14）基于視覺的條形碼識(shí)別
（15）基于視覺的二維碼識(shí)別
（16）基于視覺的物體形狀顏色識(shí)別
（17）基于視覺的水果識(shí)別
（18）基于圖像的NanoDet目標(biāo)檢測(cè)模型實(shí)踐
（19）基于視覺的工件缺陷檢測(cè)
（20）基于視覺的證件識(shí)別
5 深度視覺
（1）人臉檢測(cè)與測(cè)距
（2）人臉檢測(cè)與云臺(tái)跟隨
（3）人臉檢測(cè)和識(shí)別
（4）口罩檢測(cè)
（5）動(dòng)態(tài)行人檢測(cè)
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