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教室智能跟拍系统设计与实现的任务书
任务书
课程名称：教室智能跟拍系统设计与实现
课程学分：2学分
课程时间：16周
课程目标：
本课程旨在使学生掌握教室智能跟拍系统的设计原理和实现过程，具备独立完成系统开发的能力。具体目标如下：
1.了解摄影机的工作原理和基本参数特性。
2.了解计算机视觉技术的基本原理。
3.掌握视频流的处理和分析方法，以及对视频流的特征提取。
4.掌握视频自适应跟踪算法和对目标的跟踪技术。
5.了解控制系统的基础知识，掌握机械臂、伺服电机和驱动电路等相关知识。
6.设计实现一个基于计算机视觉的自动跟拍系统。
基本内容：
本课程的基本内容包括以下几个方面：
1.摄像机的工作原理和基本参数特性。
2.计算机视觉技术的基本原理。
3.视频流的处理和分析方法。
4.视频自适应跟踪算法和对目标的跟踪技术。
5.控制系统的基础知识，机械臂、伺服电机和驱动电路等相关知识。
6.系统设计与实现。
授课方式：
本课程采用理论授课和实验教学相结合的方式，每周一次课程，课堂上讲授相关理论知识，实验室中进行实验操作。
评分标准：
1.实验成绩。
2.作业完成情况。
3.课堂表现。
4.最终项目实现。
参考书目：
1.前沿技术视觉算法——OpenCV入门与实战
2.视觉SLAM十四讲
3.机器人学导论
4.控制工程基础
5.机械臂控制技术基础
项目实现：
1.开发环境：Windows或Linux系统，OpenCV，ROS，C++或Python等。
2.设计要求：
（1）摄像机采集画面后，进行图像处理和特征提取，以获得场景的关键信息。
（2）能够准确地检测出要跟踪的目标，并自适应地跟踪目标。
（3）通过控制机械臂和伺服电机，实现对摄像机的自动跟踪。
（4）可以通过用户界面对摄像机、机械臂和伺服电机进行调节和控制。
3.实验项目：
（1）了解计算机视觉和机械控制系统的基础知识。
（2）完成摄像机采集、图像处理和特征提取的代码实现。
（3）设计并实现目标自适应跟踪算法。
（4）实现机械臂和伺服电机的控制程序。
（5）利用控制程序对跟拍系统进行控制和测试。
（6）完成最终的项目报告和展示。
总结：
本课程通过理论授课结合实验操作的方式，使学生掌握了计算机视觉和机械控制系统的基础知识，能够独立完成一个基于计算机视觉的自动跟拍系统的设计和实现。同时，通过实验的过程，培养了学生的动手实验能力和解决问题的能力。最终的项目实现将成为学生的重要成果之一，也将对学生之后的学习和工作产生积极的影响。