基於序列圖像測量的質點與剛體運動學虛擬仿真實驗是中國人民解放軍國防科技大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：基於序列圖像測量的質點與剛體運動學虛擬仿真實驗
- 課程負責人：李海陽
- 建設院校：中國人民解放軍國防科技大學
- 授課教師：梁彥剛、王海濤、周劍勇、劉海波
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
針對“船舶離岸時船上人員的絕對、相對運動測量和點的複合運動原理驗證”典型教學案例，圍繞測量數據獲取、運動測量解算、測量平台標定等系列問題，構建了“無人機操作訓練與運動圖像採集”、“平面複雜運動測量與分析”、“觀測平台三維運動反演”等仿真實驗模組。實驗適用於低年級本科生大學物理或理論力學“運動學”部分實踐教學，可有效支持“科學教育中的計算”教學實踐，也可用作遙感、視覺導航、光測力學等領域的入門訓練。
教學目標
1）加深學生對坐標系、質點與剛體運動、運動合成等概念的實際理解
地面、無人機、航母等對象，為學生提供了直觀的參考坐標系，航母的運動可以作為標準的平面運動案例，航母上人員的運動則可以充分體現質點絕對運動和相對運動。通過本實驗，學生可以深入掌握質點位置、速度、加速度以及剛體平面運動的計算方法，驗證速度和加速度合成定理。
2）訓練學生基於圖像的運動學測量技能，理解測量誤差及其影響
運動測量受測量數據精度、算法精度等的綜合影響，測量得到的運動規律與理論結果有時候大相逕庭，通過本實驗實際操作，學生可以加深實測的概念，了解誤差傳遞規律。
3）支撐科學教育中的計算（Computing in Science Education, CSE）教學實踐
數值計算能力培養當前大學生教育的重要趨勢，計算技術與科研和實際工作結合越來越緊密，本實驗通過實驗數據處理和運動解算，充分訓練學生對數值微分、線性插值、矩陣運算等數值算法的套用能力，通過線下拓展訓練可以進一步培養學生編程能力。
4）拓展學生知識面，了解遙感技術和視覺導航技術原理
孫子兵法曰“知彼知己，百戰不殆”，對運動狀態的感知是知彼知己的核心內容之一。現代戰爭中，知彼知己的典型代表分別是遙感技術和視覺導航技術。本實驗中的目標運動測量和平台運動測量分別對應這兩項技術。
