Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S2)
Sylabus przedmiotu Pomiarowe systemy wizyjne i inżynieria odwrotna:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Mechatronika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Pomiarowe systemy wizyjne i inżynieria odwrotna | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Technologii Wytwarzania | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Marcin Królikowski <Marcin.Krolikowski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Marek Grudziński <marek.grudzinski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 3 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomośc technologii maszyn i programowania obrabiarek sterowanych numerycznie |
| W-2 | Dobra znajomość wybranego, zintegrowanego systemu CAD/CAM w zakresie modelowania bryłowego |
| W-3 | Znajomość systemu CAD/CAM w zakresie obsługi modułu technologicznego |
| W-4 | Znajomość programowania skryptowego w pakiecie Matlab |
| W-5 | Znajomość podstawowych zagadnień z robotyki: równań i przekształceń macierzowych, transformacji przestrzennych, przekształceń jednorodnych |
| W-6 | Podstawowa znajomość technik przetwarzania obrazów dwuwymiarowych barwnych i monochromatycznych, np.: progowanie, operacje morfologiczne, skalowanie zakresu, maski, filtry krawędziowe |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Student nabywa wiedzę na temat metodologii projektowania powierzchni złożonych oraz projektowania procesów technologicznych obóbki tych powierzchni z wykorzystaniem zintegrowanego systemu CAD/CAM |
| C-2 | Student zdobywa umiejętności projektowania złożonych obiektów powerzchniowych oraz hybrydowych w zintegrowanym systemie CAD/CAM |
| C-3 | Student nabywa wiedzę na temat zasad doboru strategii obróbki do typów i rodzajów elementów z powierzchniami krzywoliniowymi oraz zdobywa umiejętności samodzielnego opracowania procesu technologicznego obróbki złożonych powierzchi z zastosowaniem różnmych startegii. |
| C-4 | Student otrzymuje zaawansowaną wiedzę o funkcjonowaniu oraz obszarach zastosowań laboratoryjnych i przemysłowych systemów wizyjnych dwu- oraz trójwymiarowych |
| C-5 | Student nabywa umiejętność modelowania i kalibracji toru optycznego kamery, poznaje w praktyce zagadnienia przekształcenia homograficznego, projekcji prostej i odwrotnej obrazu, a także poznaje techniki trójwymiarowej rekonstrukcji chmur punktów oraz ich składania na podstawie cech szczególnych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Zajęcia prowadzone w laboratorium komputerowym, nastęujące po zajęciach z technik wizyjnych w laboratorium skanowania 3D. Wykorzystanie ręcznego skanera 3D. Obróbka zeskanowanych powierzchni zsteselizowanych. Przenoszenie powierzchni do systemu CAD/CAM. Czyszczenie, homogenizowanie i adaptacaj powierzchni wybranych obiektów do generowania modeli parametrycznych. Zamiana modeli powierzchniowych na bryłowe. W trakcie zajęć obróbce poddane zostane wybrane przedmioty z zakresu części maszyn, wzornictwa i elementy bioniczne - fragmenty ciała ludzkiego (ręka, noga, twarz). | 15 |
| T-L-2 | Zajęcia prowadzone z wykorzystaniem kamer oraz bibliotek wizyjnych dostepnych w pakiecie Matlab. Kalibracja kamery z wykorzystaniem przygotowanych wzorców kalibracyjnych. Analiza błędów kalibracji. Budowa modelu kamery, modelowanie projekcji prostej oraz odwrotnej. Ćwiczenia z transformacjami obrazu oraz przekształcaniem układów współrzędnych. Modelowanie geometrii epipolarnej. Prezentacja stanowisk i oprogramowania do skanowania 3D firmy GOM. Ćwiczenia praktyczne z wykorzystaniem oprogramowania GOM Inspect. | 15 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do wybranego systemu CAD/CAM. Omówienie modułów powierzchniowych w systemie CAD/CAM. Wprowadzenie do tworzenia powierzchni. Operacje na powierzchniach. Sprawdzanie poprawności i kierunku powierzchni. Zaawansowane funkcje tworzenia elementów przestrzennych oraz narzędzia do operacji na powierzchniach. Różne metody budowy powierzchni. Wprowadzenie do modułu obróbki zbiorów dyskretnych, chmur punktów oraz geometrii teseli. Omówienie zasad generowania zamkniętych obiektów na bazie siatki trójkątów. Wprowadzenie do modułu adaptacji powierzhcni parametrycznych. Generowanie oboektów powierzchniowych parametrycznych i wykorzystywanie ich w dalszej obróbce powierzchniowej. Fotorealistyczne wizualizacje. | 15 |
| T-W-2 | Przegląd istniejących technologii pomiarowych optycznych 2D/3D, w tym laserowych, fotogrametrycznych, wielokamerowych, skanerów 3D, algorytmów SfC. Zapoznanie z podstawowymi zjawiskami optycznymi występującymi w rzeczywistych układach soczewkowych i związanymi z tym problemami konstrukcyjnymi i możliwymi błędami projekcji obrazu. Wprowadzenie modelu kamery prostej otworkowej i jego modyfikacji odzwierciedlajuących kamerę rzeczywistą. Wprowadzenie układu wpsółrzednych kamery, pojęć modelu projekcji prostej i odwrotnej, macierzy homograficznej, transformacji przestrzennych (położenia orientacji) kamer umieszczonych we współnej przestrzeni. Metody detekcja markerów róznego typu. Omówienie problematyki i modelowanie dystorsji obrazów. Wprowadzenie pojęcia kalibracji parametrów wewnętrznych i zewnetrznych kamery. Prezentacja matematycznych podstaw rekonstrukcji trójwymiarowej dla ukłądów wielokamerowych i układów wykorzystujących projekcję wzorców strukturalnych. | 15 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | przygotowanie do zajeć | 10 |
| A-L-3 | konsultacje | 10 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | konsultacje | 18 |
| A-W-3 | przygotowanie do zajeć | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład konwersatoryjny: typowe środki prowadzenia zajęć (rzutnik multimedialny,tablica) |
| M-2 | ćwiczenia laboratoryjne: (uzupełnić) |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów z części teoretycznej. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie oceny pozytywnej z ćwiczeń laboratoryjnych. |
| S-2 | Ocena formująca: Zaliczenie ćwiczeń laboartoryjnych na podstawie sprawozdań, sprawdzianó kontrolnych i wykonanych na zajęciach zadań. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_2A_O02-2_W06 ma szczegółową wiedzę w zakresie opracowania zaawansowanej dokumentacji konstrukcyjnej 3D; zna metody i techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu złożonych zadań w zakresie konstruowania oraz projektowania technologii; ma szczegółową wiedzę w zakresie projektowania procesów technologicznych obróbki złożonych powierzchni Posiada wiedzę na temat współczesnych metod pomiarowych optycznych, w tym szczegółową wiedzę na temat zasad funkcjonowania systemów wizyjnych; rozumie problematykę i ograniczenia systemów wizyjnych w kontekście miejsc ich stosowania; potrafi samodzielnie zamodelować, zaprojektować i uruchomić układ pomiarowy; rozumie mechanizmy złożonych zjawisk optycznych w układach rzeczywistych. | ME_2A_W01, ME_2A_W07 | — | — | — | — | — | — |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_2A_O02-2_U07 potrafi samodzielnie zamodelowac złożone powierzchnie w zintegrowanym systemie CAD/CAM, doibrać strategię obróbki, narzędzia ortaz opracować proces technologiczny obróbki i przeprowadzić jego symulację | ME_2A_U01, ME_2A_U09, ME_2A_U19 | — | — | — | — | — | — |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_2A_O02-2_K02 potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji zadania konstrukcyjnego i technologicznego; ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki swoich działań, w tym i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje | ME_2A_K03 | — | — | — | — | — | — |
Literatura podstawowa
- Andrzej Wełyczko, CATIA V5. Sztuka modelowania powierzchniowego, Helion, 2009, 9788324623938
- Przemysław Kiciak, Podstawy modelowania krzywych i powierzchni. Zastosowania w grafice komputerowej, WNT, Warszawa, 2000
- Andrzej Wełyczko, CATIA V5. Przykłady efektywnego zastosowania systemu w projektowaniu mechanicznym, Helion, 2005, 8324601759
- Marek Wyleżoł, CATIA. Podstawy modelowania powierzchniowego i hybrydowego, Helion, 2003
- DSS, CATIA v5 dokumentacja, 2005
- Grzesik W. i inni, Programowanie obrabiarek NC/CNC, WNT, Warszawa, 2006
Literatura dodatkowa
- Michael A. Sutton i inni., Image Correlation for shape, motion and deformation measurements. Basic Concepts, theory and applications., Springer, USA, 2009, DOI: 10.1007/978-0-387-78747-3
- Thomas Luhmann i inni., Close Range Photogrammetry: Principles, Methods and Applications, Whittles Publishing, 2006