计算机教育的定位

2024-05-11

计算机教育的定位(精选十篇)

计算机教育的定位 篇1

随着“互联网+”时代的到来,高职教育将迎来一个很大的机遇。计算机类专业的机遇相对来说大一些,只有做好高职计算机的定位,才能使高职教育的学生有更好的发展。

二、高职教育计算机专业面临的问题

高职教育的计算机专业和本科的计算机专业比起来,要面临更多的问题。要想在紧张的就业竞争中胜出,掌握计算机的专业知识,提高编程能力是重点。企业对能力的要求越来越高,如果实力足够强,那么学历并不是问题,只是起点稍低。[1]但是目前高职计算机教育中存在的一些问题使得高职计算机毕业学生还是没有足够的就业竞争力。主要有以下几个问题:

(一)毕业生水平与社会需求不相符

随着互联网时代的到来,社会对于计算机方面的人才其实是供不应求的。然而计算机系毕业生很多工作不对口,一部分改变了就业方向,一部分转专业或者考事业单位。这是因为计算机系的很多学生的水平达不到公司的应用需求,远远不能满足当今社会的需要,因此高职计算机要加大培养力度。

(二)培养方向与社会需求不相符

我们知道,信息时代的各种技术与时代的发展是息息相关的。但是高职院校中的很多课程的设置还是落后的,很多兴起的前沿技术课程中都没有涉及。“古老”的技术根本无法与社会的需要相适应。计算机相关的研究更新换代的周期很短,速度很快,研究的时候找资料,早期的期刊论文无法借鉴。就拿java web举例,现在很多企业都是使用ssh,php等。因此,学生的培养方向必须走在时代的前沿,接触新技术,这样才有可能在就业的时候有竞争力。[2]

三、高职教育计算机专业的定位

在进行高职教育计算机定位的时候,要把握好三个原则:第一点就是走在时代的最前端,把握主流先进技术;第二点是提前预测未来的主流技术,迎合社会的科技发展需求;第三点是吸收主流技术时,要兼收并蓄。根据这三个原则,高职教育的计算机专业的定位可以总结如下:

(一)明确高职教育的“高职性”定位

首先,必须明确高职教育与本科教育还是存在一定的差别的。本科教育希望培养的是本科生完备的知识体系,研究的比重占得较多。而高职教育给计算机的定位应该是以应用为主,应把更多的注意力放在实践上。否则就是以己之短去和别人的长处较量,非常不明智。学校应该把目标定在培养高技能的应用型人才上,这样才能在就业中有竞争的余地。

(二)高职计算机专业的课程体系定位

正如前文所述,普通高校的专业教学是以纵向为主的课程教学体系,强调知识结构的系统性和完备性,需要的是科学创造潜力,期望通过理论知识的修养来培养学生的创新能力;而高职院校应该以培养职业能力来构建专业课程的课程体系。因此,在设置课程的时候,应该更加注重教学内容的实用性,然后兼顾理论知识。对于一些理论课可以压缩学时,同时提高实验课的学时和学分来增强对动手能力的重视程度。

(三)培养目标定位

高职教育的计算机定位是以社会需求为风向标的。要准确把握高职的培养目标定位,应该是以主动适应市场需求为目的的。认清社会的科技发展趋势以及政府的培养趋势,把握企业对计算机专业人才的真实需求,摸清社会的整体走势,才能制定合理的目标。

四、高职教育的计算机专业发展研究

要正确地对高职的计算机进行定位,使得高职学校毕业的学生有更好的就业前景,必须要把握未来的发展趋势。

(一)培养学生的潜力

前面提到过高职教育应该以培养应用型人才为主,但同时,还要兼顾理论知识的发展,否则缺乏上升空间。对于计算机的基础知识课程,例如高数、C语言、面向对象等,这些都不应盲目地删减掉。

(二)计算机专业与其他专业相结合

计算机专业的本质工作就是服务于其他行业,而且目前大部分的理工科专业都会设置一些计算机类的课程。因此,高职院校的计算机类学生如果想更受到企业的青睐,就应该注重多种技能与理论知识相整合。[3]如果仅仅专注于计算机知识的学习,是不能满足未来的发展需求的。

(三)加大与企业的联系

企业的校园招聘是应届生的最好机会。学校与企业的合作,不仅可以为学生提供更多有利的机会,还可以更好地培养学生的应用能力,使学生能够更好更快地与社会接轨。培养应用型人才的时候,方向也会更加明确。这样培养出的学生,才是企业真正需要的学生,这样的培养模式使学生更加具有竞争力。

五、结语

本文通过对高职教育目前存在的一些问题进行分析,对高职教育的计算机定位以及未来发展趋势做了研究。高职教育要做好定位分析,改革人才培养模式,这样才能有更大的发展空间。

参考文献

[1]黄爱明.高职教育计算机专业的定位与发展研究[J].中国成人教育,2015,5(20):74-75.

[2]陈圆.从新国际教育标准分类看高职计算机类专业的定位[J].电脑知识与技术,2015,12(22):49-50.

计算机教育的定位 篇2

论文关键词:中职教育 计算机专业 教学定位

论文摘要:社会在高速发展,技术也跟随着时代的脚步而进步。计算机的广泛应用已经成为人们日常生活工作中的一种常态。本文通过对目前中职教育中计算机教学现状分析以及市场就业对人才的需求等方面进行探讨,试图帮助中职教育找到计算机教学的准确定位。

现今社会,最激烈的竞争就是人才的竞争,社会对于人才的要求越来越趋向于那些具有较高综合素质、创新意识、较高的专业素养和责任感的人。中职教育就是以培养工作在第一线、具有较高实践能力的专业人才为目标。计算机在迅速的发展过程中,给中职计算机教育带来了一定的难度。然而,人们对于计算机专业的关注程度却随着社会的进步在逐渐高涨。计算机专业课程的设定,应该致力于培养专业技术过硬、能够适应社会发展的高素质人才。

一、计算机专业教学现状

近几年,随着中等职业教育市场进程的不断发展,在高等院校扩招分散生源的情况下,中等职业教育入学门槛逐渐降低,中职学校计算机专业在校生员数量及质量都大幅度的下降。加之部分中职学校审批不严格,盲目扩充,致使计算机专业招生生源的专业基础差且认识不足,学校的硬件设施较落后,教师的教学水平良莠不齐,计算机专业课程的设置又存在着一些不合理,因此造成了许多中职学校的计算机专业就业率逐渐降低。

二、计算机专业教学定位

中等职业教育中计算机专业的教学应该如何定位,归根结底在于计算机专业课程应该如何设置。因为专业课程的设定决定了教学定位,从而决定了学生的就业去向。

1.重视基础知识和实践教学

计算机专业课程应该从最基本的专业知识和技术原理开始教授,只有让学生打下坚实的基础,学生在学习过程中才能够触类旁通,较快地接受新的计算机技术。虽然,中职教育旨在培养企业工作服务第一线的人才,但计算机的专业理论和基本原理对于学员更熟练地掌握计算机专业技能是必不可少的。能够适应社会需求的高素质劳动者,不仅仅只需要较强的动手实践能力,专业知识的复合性和可持续性才更具有市场竞争力。

中职学校的学生普遍存在理论知识薄弱、思维能力及逻辑推理分析能力较差的问题,导致在专业课的学习和实践中有一定的难度。因此,在计算机专业的教学中,不仅要强调理论和实践同等重要,而且要刻意强调将所学的专业基础知识应用于专业实践技能中,更应该通过所学的技能,思考探索自身掌握的专业技术应该到工作中如何能够更有效地发挥自我的价值,让自己在人才竞争中立于不败之地。因此,我们在计算机教学中,应该注重学生独立思考,要培养主动学习,能够将理论知识应用于实践并且敢于探索求新善于思考的专业技术人才。

2.以就业为导向设置计算机专业课程

中职计算机专业课程的设置,首要应该以中职人才的需求和学生的就业为导向。在中职计算机专业课程的设置时,应该对应往届的毕业生就职去向做好全面的调查,了解用人单位对人才的需求,对中职学校计算机专业毕业生在岗位中的工作表现评价,了解中职计算机专业人才招聘市场在各种渠道上发布的招聘信息,以及往届毕业生对就业情况的反馈。从调查中综合分析总结就业市场需要什么样的中职计算机专业人才,学校目前培养的学生与企业需求的人才存在哪些差距,根据这些情况分析设置出合理的计算机专业课程,这样学生才能在中职计算机专业的学习中学到真本事。

在计算机专业课程的安排上,应该分配较多的课时给学生进行实践操作,尽量减少教师理论知识的单向讲授而脱离实践。由于在较多计算机类的工作中,例如速录、编程等都需要工作人员掌握熟练的操作技能,因此,这类的计算机专业实践课程应该趋向于实践应用方面。当前市场经济快速发展,市场对人才的需求越来越偏向于应用型人才,这里的“用”,指的是实用。这就要求各大中职学校在设置学生的学习课程时,必须以市场的`发展为依据,进行课程的调整安排。课程的教学均应突出实用性,只有在实战中才能更好地掌握其中的精髓。现阶段中职学校的计算机专业教学,以训练学生软件技术的应用技巧为主,积极追求“活学活用”的教学效果,但值得强调的是,在计算机专业教学过程中,教师选择何种软件以及训练什么样的专业技能,这均会直接影响到学生未来的市场就业竞争力。当前的计算机软件层出不穷,学生毕业后,在学校学习使用的软件有可能被市场淘汰,为避免此类现象的发生,在选择计算机教学软件时,必须充分做好市场的调查,紧盯市场需求的变化,重点将“实用”原则贯穿于计算机专业教学的全过程中,为市场输送更多应用型人才。 计算机专业定位方向应该由社会就业需求方向决定。中职教育的最终目的,在于让学生在专业学习中,找到自信和自我在社会中存在的价值,学会专业技能在社会竞争中能够凭借一技之长获得企业的青睐。因此,中职学校在计算机专业的课程设定过程中,应该多加考虑学生在就业后,能够实际应用到的计算机专业知识和实践操作能力。学生步入市场后,将会面临激烈的市场竞争力,“一证多牌”是学生在市场竞争中站稳脚跟的途径之一。对于中等职业教育而言,学生的市场竞争力如同其生命线,而学校的生产产品是学生,只有合格的学生才能为学校获取更大的市场竞争力。目前,我国的就业形势日益严峻,中等职业学校的毕业生除了要与同层次的毕业生进行竞争外,还要和高等院校的高学历的本科、专科毕业生竞争,就业压力十分重大,提高中等职业学校毕业生的市场竞争力是当前职业学校的重要任务。我认为,“一证多牌”对于中职学生来说,具有十分重要的作用。“一证”是指毕业证,而“多牌”则是指多种技能牌证,例如劳动局颁发的全国计算机等级考试一级合格证、二级合格证以及会计电算化合格证等,中职学校可采取强制性方法,规定学生必须拿到至少一张技能牌证才给予颁发毕业证书。总之,对于学生而言,多一张技能牌证,就能够为自身多铺设一条就业路、为自身赢得更多的市场竞争力,十分有利于毕业过后的就业。此外,中职教育还应在政府的支持下,与社会中企业联动,定向地培养企业所需要的专门人才,以便在保证学生在中职教育后具备应有的理论知识和专业技能的同时,保证学生的就业率。

三、改善中职计算机专业教学现状

改善中职计算机专业的教学现状应该从这样的几个方面做起:首先,应该明确中职计算机专业的定位主要以就业为导向。中职学校要重视学生的基础知识教育和实践动手能力的培养,专业课程的设置应该在进行详细的调查研究后根据社会市场计算机人才的需求制定。其次,中职学校选拔计算机专业教师应该严格,要注重加强计算机专业的师资队伍建设,努力提高教师的执教水平,还要高度重视对计算机专业教师的在职培训和考核,确保教师具有一定的计算机专业知识教学水平。在现阶段,计算机专业课程的知识更新速度是非常快的,这就需要教师也要自觉更新知识。以往,多数中职学校的计算机教师仅仅是学习了公共教育理论,表面形式较多,并未针对专业发展的需求来严格要求自己。现今计算机的发展日新月异,计算机教师要跟上行业的发展趋势,必须不断地自学或是积极到高等院校不断充实自己,掌握更多新的计算机理论以及新软件的使用,增强自身的技能,只有这样,才能在教学中更有针对性地施教,使学生在第一时间内真正掌握计算机专业最新知识与技能,这对学生未来的就业是十分有利的。最后,中职学校应确保计算机专业教学设施的完善,及时更新计算机教学需要的软件及硬件设施,重视学生的计算机专业技能实践应用。

总之,中职教学中计算机专业定位,应该注意计算机是一种生活和工作中必备的工具,专业课程的设置应该根据生源、市场需求以及师资教学设施情况设置。目前,社会各方面对于中职学校培养的学生普遍认同,中职的学生就业定位方向就是工作在企业第一线的劳动者,这就要求中职教育计算机专业应该主要注重学生的理论知识和动手操作能力,重点培养综合素质能力较强的复合型人才。

参考文献:

1.张春芽,《浅析职业院校计算机教学的定位》[J],《大众科技》,

2.潘兰慧.,《中职学校计算机专业教学改革探讨》[J],《中国科教创新导刊》,

3.刘文君,《电子技术应用专业课程教学方法探索》[J],《现代企业教育》,2010.

4.刘玲,《浅谈职业学校中的计算机教学》[J],《成才之路》,2010

计算机职业教育的定位分析 篇3

[关键词]计算机 中职教育 定位

[中图分类号]TP3-4

[文献标识码]A

[文章编号]1672-5158(2013)05-0261-01

随着信息技术应用的普及,计算机已经成为人们日常工作、生活、学习所必不可少的工具之一。重视计算机对社会的推动作用,掌握相关计算机技能已经成为当前时期就业和发展的必需基本素质之一。职业院校作为计算机专业实用型人才的主要输送者,如何培养出具有优秀和全面的计算机应用能力高素质人才成为其自身发展和人才培养的首要任务。相较而言,计算机相关知识和技术更加注重实用性、通用性,且该领域的知识更新速度相对较快,是其他学科或专业所无法比拟的,因此如何把握计算机职业教育的准确定位是加强计算机教学与社会实践之间的联系、建立完善的计算机职业教育模式的重要保证。

1计算机专业教学在职业教育中的现状

近几年,随着中等职业教育的不断发展,在高等院校扩招分流生源的情况下,中等职业教育入学门槛逐渐降低,中职学校计算机专业在校生员数量及质量都大幅度的下降。加之部分中职学校审批不严格,盲目扩充,致使计算机专业招生生源的专业基础差且认识不足,学校的软硬件设施较落后,教师的教学水平良莠不齐,计算机专业课程的设置又存在着一些不合理,因此造成了许多中职学校的计算机专业就业率逐渐降低。

首先,在教材选取方面,教材是教学之本,对学生学习、教师教学具有直接影响关系。但是目前大多数学校中职计算机专业课程沿袭了学科课程的设置方式,一般情况下中职计算机专业所学的课程分为文化基础课、素质课程、专业基础课和专业课四大类。相关配套教材没有根据职业教育的实用性、实践性等特点对教学内容进行组织编写,进而导致内容过于单薄,过程过于简略,不利于学生的动手实践。

其次,在课程安排方面,虽然学校尽量保证对教学课程进行系统性、科学性开设,但是计算机专业的技术发展方式决定了中职院校开设的课程、采用的教学手段、配置的教学条件等很难与社会发展需求相适应,这就限制了教学工作的开展、影响了学生的学习兴趣。

再次,教学设施落后,学生兴趣不够。目前由于学校财力有限,大部分的中职计算机课堂教学设备只是最基本的设施,不仅老套,甚至有的因为长久使用而导致功能不全。这样的设备环境,这样的配备资源不足以引起原本就对知识不感兴趣的学生的注意力。

2对计算机职业教育重新定位的重要性分析

计算机学科是一门以应用为主的综台性学科,计算机技术可以成为人们日常工作和生活的一种高效工具,因而计算机在人类社会的各个领域得到了非常广泛的应用。故对计算机专业的职业教育应该属于实践性教育、应用性教育。但是我国的计算机职业教育起步较晚,对课程的设置和内容的选取通常参照和借鉴普通高校的教学模式,但是普通高校的教学模式主要侧重系统性研究、理论性研究,这与职业教育的初衷相互矛盾。

研究数据表明,计算机行业所需的人才主要集中在第一线的技术人员,其人员占比可以占到所有计算机行业人才的百分之六十到百分之七十。计算机职业教育的目的就在于培养这些工作在生产、建设和管理等领域第一线的,对实际问题进行分析和解决的实用型人才。这就要求对计算机职业教育的教学模式应该突破传统教学模式的束缚,重新定位,适应社会的发展需求和学生的个人发展需要。

3计算机职业教育的理性定位分析

对中职院校的计算机教学进行重新定位应该从以下几个方面进行考虑和分析。

3.1以学生为中心,以实践带动认知,培养实用型、创新型人才

计算机行业的技术发展速度非常快,如果仅仅依靠教学期间的教学内容,学生是无法获得与实际工作环境相匹配的工作能力的,为帮助学生获得与社会要求相适应的工作能力必须将学生定位为教学工作的中心,以学生工作所面临的问题为出发点,培养学生发现问题、解决问题的能力。

在相关资料的获取方面,教师同样应该培养学生的独立获取能力,通过这种训练方式,学生可以对知识的来源,如图书馆、互联网等有一个准确的把握,同时还培养了学生独立思考的习惯,从而促使学生进行自我完善和实时的知识更新。以计算机语言为例,虽然计算机这门学科出现的时间并不长,但是计算机设计语言已经经历了多次变革,无论在横向方向如c语言、c++语言再到c#语言,还是在纵向方向如汇编语言、B语言、c语言,Java语言等,计算机语言都在进行发展和变化,这些发展和变化必然无法通过有限的课堂教学帮助学生全部获取,这就要求培养学生独立获取信息的能力,通过自主学习和探究获得相应的语言编写规范,实现不同语言之间的融会贯通。

3.2以师资为根本,更新职业教育观念,提高教学质量

教师在教学中处于主导地位,教师的素质决定着计算机专业实践教学改革的成败。中职学校教师的专业发展与普通学校有很大不同,它不仅简单地反映在一个课堂教学的概念上,而且要体现在对专业的新知识、新技术、新工艺、新规范的掌握和运用,以及对专业的发展趋势的把握;体现在课程开发能力、专业技术实践和研究开发能力的提高;体现在实践教学指导能力、教学研究能力的提高等方面。教师的自身实践活动对其专业发展是至关重要的,教师必须研究教学的方向、方法、内容和形式等,这就要求教师更多地加强与工商业界的联系,尽可能成为职业实践者,不断更新自己的课程内容,开发新的教学案例,分析学生普遍的、特殊的需要,有针对性地设计教学内容、教学方法和教学形式,不能再像过去那样停留在“教书匠”的位置上进行照本宣科。

其次,教师要做好示范指导工作。实际工作环境中,学生可能会遇到大量的问题,这种问题大多数是由于教师的教学工作疏忽导致的。为完善教学效果,明确学生学习的方向性和完备性,必须利用教学优势做好教学示范工作,引导和规范学生软件使用、语言编程等过程,减小错误的发生概率,增强学生的市场竞争力。

因此,加强“双师型”教师队伍建设是计算机专业实践教学改革成功的根本。

3.3以社会、企业为支撑,加强校企合作,拓展学生实践机会

最能够提升学生就业竞争力的就是企业环境,拓展职业教育环境,为学生提供更多的实践机会对学生的个人发展而言具有重要作用。

企业、行业参与学校专业计划的制定和专业课程的设置,以企业需求作为导向,根据市场的发展需求进行课程的调整安排。根据社会和企业的实际需求对学生进行教育和锻炼,以企业为校外实训基地进行技能的运用和提升。

总结

为适应社会发展需求,增强学生的职场竞争力,中职教学中计算机专业定位,应该注意计算机是一种生活和工作中必备的工具,专业课程的设置应该根据生源、市场需求以及师资教学设施情况设置。目前,社会各方面对于中职学校培养的学生普遍认同,中职的学生就业定位方向就是工作在企业第一线的劳动者,这就要求中职教育计算机专业应该主要注重学生的理论知识和动手操作能力,重点培养综合素质能力较强的复合型人才。

参考文献

[1]海朋洋.计算机职业教育的定位思考[J]中国科技信息,2006(13)

[2]边春旭.浅谈高职计算机职业教育面临的问题及解决方法[J].科技创新导报,2011(35)

[3]张春芽.浅析职业院校计算机教学的定位[J]大众科技,2010(8)

计算机教育的定位 篇4

一、计算机专业教学现状

近几年,随着中等职业教育市场进程的不断发展,在高等院校扩招分散生源的情况下,中等职业教育入学门槛逐渐降低,中职学校计算机专业在校生员数量及质量都大幅度的下降。加之部分中职学校审批不严格,盲目扩充,致使计算机专业招生生源的专业基础差且认识不足,学校的硬件设施较落后,教师的教学水平良莠不齐,计算机专业课程的设置又存在着一些不合理,因此造成了许多中职学校的计算机专业就业率逐渐降低。

二、计算机专业教学定位

中等职业教育中计算机专业的教学应该如何定位,归根结底在于计算机专业课程应该如何设置。因为专业课程的设定决定了教学定位,从而决定了学生的就业去向。

1.重视基础知识和实践教学

计算机专业课程应该从最基本的专业知识和技术原理开始教授,只有让学生打下坚实的基础,学生在学习过程中才能够触类旁通,较快地接受新的计算机技术。虽然,中职教育旨在培养企业工作服务第一线的人才,但计算机的专业理论和基本原理对于学员更熟练地掌握计算机专业技能是必不可少的。能够适应社会需求的高素质劳动者,不仅仅只需要较强的动手实践能力,专业知识的复合性和可持续性才更具有市场竞争力。

中职学校的学生普遍存在理论知识薄弱、思维能力及逻辑推理分析能力较差的问题,导致在专业课的学习和实践中有一定的难度。因此,在计算机专业的教学中,不仅要强调理论和实践同等重要,而且要刻意强调将所学的专业基础知识应用于专业实践技能中,更应该通过所学的技能,思考探索自身掌握的专业技术应该到工作中如何能够更有效地发挥自我的价值,让自己在人才竞争中立于不败之地。因此,我们在计算机教学中,应该注重学生独立思考,要培养主动学习,能够将理论知识应用于实践并且敢于探索求新善于思考的专业技术人才。

2.以就业为导向设置计算机专业课程

中职计算机专业课程的设置,首要应该以中职人才的需求和学生的就业为导向。在中职计算机专业课程的设置时,应该对应往届的毕业生就职去向做好全面的调查,了解用人单位对人才的需求,对中职学校计算机专业毕业生在岗位中的工作表现评价,了解中职计算机专业人才招聘市场在各种渠道上发布的招聘信息,以及往届毕业生对就业情况的反馈。从调查中综合分析总结就业市场需要什么样的中职计算机专业人才,学校目前培养的学生与企业需求的人才存在哪些差距,根据这些情况分析设置出合理的计算机专业课程,这样学生才能在中职计算机专业的学习中学到真本事。

在计算机专业课程的安排上,应该分配较多的课时给学生进行实践操作,尽量减少教师理论知识的单向讲授而脱离实践。由于在较多计算机类的工作中,例如速录、编程等都需要工作人员掌握熟练的操作技能,因此,这类的计算机专业实践课程应该趋向于实践应用方面。当前市场经济快速发展,市场对人才的需求越来越偏向于应用型人才,这里的“用”,指的是实用。这就要求各大中职学校在设置学生的学习课程时,必须以市场的发展为依据,进行课程的调整安排。课程的教学均应突出实用性,只有在实战中才能更好地掌握其中的精髓。现阶段中职学校的计算机专业教学,以训练学生软件技术的应用技巧为主,积极追求“活学活用”的教学效果,但值得强调的是,在计算机专业教学过程中,教师选择何种软件以及训练什么样的专业技能,这均会直接影响到学生未来的市场就业竞争力。当前的计算机软件层出不穷,学生毕业后,在学校学习使用的软件有可能被市场淘汰,为避免此类现象的发生,在选择计算机教学软件时,必须充分做好市场的调查,紧盯市场需求的变化,重点将“实用”原则贯穿于计算机专业教学的全过程中,为市场输送更多应用型人才。

计算机专业定位方向应该由社会就业需求方向决定。中职教育的最终目的,在于让学生在专业学习中,找到自信和自我在社会中存在的价值,学会专业技能在社会竞争中能够凭借一技之长获得企业的青睐。因此,中职学校在计算机专业的课程设定过程中,应该多加考虑学生在就业后,能够实际应用到的计算机专业知识和实践操作能力。学生步入市场后,将会面临激烈的市场竞争力,“一证多牌”是学生在市场竞争中站稳脚跟的途径之一。对于中等职业教育而言,学生的市场竞争力如同其生命线,而学校的生产产品是学生,只有合格的学生才能为学校获取更大的市场竞争力。目前,我国的就业形势日益严峻,中等职业学校的毕业生除了要与同层次的毕业生进行竞争外,还要和高等院校的高学历的本科、专科毕业生竞争,就业压力十分重大,提高中等职业学校毕业生的市场竞争力是当前职业学校的重要任务。我认为,“一证多牌”对于中职学生来说,具有十分重要的作用。“一证”是指毕业证,而“多牌”则是指多种技能牌证,例如劳动局颁发的全国计算机等级考试一级合格证、二级合格证以及会计电算化合格证等,中职学校可采取强制性方法,规定学生必须拿到至少一张技能牌证才给予颁发毕业证书。总之,对于学生而言,多一张技能牌证,就能够为自身多铺设一条就业路、为自身赢得更多的市场竞争力,十分有利于毕业过后的就业。此外,中职教育还应在政府的支持下,与社会中企业联动,定向地培养企业所需要的专门人才,以便在保证学生在中职教育后具备应有的理论知识和专业技能的同时,保证学生的就业率。

三、改善中职计算机专业教学现状

改善中职计算机专业的教学现状应该从这样的几个方面做起:首先,应该明确中职计算机专业的定位主要以就业为导向。中职学校要重视学生的基础知识教育和实践动手能力的培养,专业课程的设置应该在进行详细的调查研究后根据社会市场计算机人才的需求制定。其次,中职学校选拔计算机专业教师应该严格,要注重加强计算机专业的师资队伍建设,努力提高教师的执教水平,还要高度重视对计算机专业教师的在职培训和考核,确保教师具有一定的计算机专业知识教学水平。在现阶段,计算机专业课程的知识更新速度是非常快的,这就需要教师也要自觉更新知识。以往,多数中职学校的计算机教师仅仅是学习了公共教育理论,表面形式较多,并未针对专业发展的需求来严格要求自己。现今计算机的发展日新月异,计算机教师要跟上行业的发展趋势,必须不断地自学或是积极到高等院校不断充实自己,掌握更多新的计算机理论以及新软件的使用,增强自身的技能,只有这样,才能在教学中更有针对性地施教,使学生在第一时间内真正掌握计算机专业最新知识与技能,这对学生未来的就业是十分有利的。最后,中职学校应确保计算机专业教学设施的完善,及时更新计算机教学需要的软件及硬件设施,重视学生的计算机专业技能实践应用。

总之,中职教学中计算机专业定位,应该注意计算机是一种生活和工作中必备的工具,专业课程的设置应该根据生源、市场需求以及师资教学设施情况设置。目前,社会各方面对于中职学校培养的学生普遍认同,中职的学生就业定位方向就是工作在企业第一线的劳动者,这就要求中职教育计算机专业应该主要注重学生的理论知识和动手操作能力,重点培养综合素质能力较强的复合型人才。

摘要:社会在高速发展, 技术也跟随着时代的脚步而进步。计算机的广泛应用已经成为人们日常生活工作中的一种常态。本文通过对目前中职教育中计算机教学现状分析以及市场就业对人才的需求等方面进行探讨, 试图帮助中职教育找到计算机教学的准确定位。浅谈中等职业教育中赵大志 (吉林市教育学

关键词:中职教育,计算机专业,教学定位

参考文献

[1].张春芽, 《浅析职业院校计算机教学的定位》[J], 《大众科技》, 2010

[2].潘兰慧., 《中职学校计算机专业教学改革探讨》[J], 《中国科教创新导刊》, 2008

[3].刘文君, 《电子技术应用专业课程教学方法探索》[J], 《现代企业教育》, 2010.

[4].刘玲, 《浅谈职业学校中的计算机教学》[J], 《成才之路》, 2010

普适计算中的定位感知系统 篇5

关键词:普适计算定位系统位置系统定位感知系统

引言

??随着计算机计算能力不断呈指数型的增长以及硬件的微型化,各种计算型的小器件应运而生。由于其重量和体积都足够小,用户能够随身携带,因而被应用在各个领域。

??MarkWeiser在《21世纪的计算机》一文中这样描述:计算机硬件技术的飞速发展以及无线通信技术的不断成熟,造就了新一代普适计算(UbiquitousComputing)的典范。普适计算设想这样一种计算环境:人们生活在一个充满各种各样的计算型小器件当中,这些器件通过足够带宽和速度的有线或无线网络完全互连。网络家电便属于这种计算机系统中的一个功能单元,它们能够积极有效地为用户提供各种所需的信息。

职中计算机教学如何定位 篇6

关键词:定位;学生;课程;教师;评价

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)02-025-01

一、职业中学计算机教学存在的问题

多年来职中计算机教学基本上是凭一股热情或者还有一点跟风,教学上并没有一个清楚的定位。我们学校曾开设过BASIC语言,对职中学生来说"天书"似的汇编语言,让计算机教师、大学本科计算机专业四年级学生也感到"摸不着头脑"的编译原理等。

计算机课程如何设置才科学,哪些课程含金量,也就是它的比较价值高一些,哪些是社会最需要而我们的学生又能达到社会所定的标准,而且我们的计算机教师又能胜任的,因此对于职业中学计算机教师来说“学会生存”,必须学会思考:职中计算机教学应如何定位?其实就是职中计算机课程如何设置的问题。因为课程的设置决定了教学的定位。不少计算机教师对此持有不同的看法。争论的焦点是:职中计算机专业要不要开设计算机语言课;要不要讲授计算机最底层的技术原理等。如果开,应该占多大的比例,如果不开,职中计算机又应开设什么课程。

二、中职计算机教学的“四个面向”

1、学生

有的是每个专业教师和文化课教师都感到头痛的班,班上大部分的学生上课从不做笔记,有一半上课连书也不翻,这部分学生不是昏昏欲睡,就是望着窗外、望着天花顶发呆。虽然他们表现不佳,但很喜欢提意见,尤其是对专业课的设置非常不满,如对C语言,他们认为没用。对《多媒体技术》课,倒是没有说没用,可上理论课情形也差不多,同样是死气沉沉。 但是在FLASH的课程设计中是在老师指导下,由学生自由发挥,教师只起顾问的作用。他的们表现却出乎老师的预料,几乎是由一条虫转而变成了一条龙。他们设计的作品五花八门,充满了创意,最令老师吃惊的是:有的上课不认真听讲的学生,竞天天晚上回家查资料下素材。他们用于毕业设计的软件,在技术上也有一定的难度,如PHOTOSHOP、AUTHORWARE,他们却是得心应手。课程设计结束,每个学生都能如期完成设计任务,有的作品连一些专业课教师都连声称赞。所以说,兴趣是最好的教师,教学的首要任务就是让学生自动自发地乐学。

2、市场

课程设置确实要照顾到学生的兴趣,学生学习才有动力。但我们并不是在办兴趣班,最重要的是我们培养的学生在社会上受不受欢迎,因为我们是职业中学。所以,课程设置最重要的依据—市场。但市场需要什么类型的人才呢?

课程设置除了要考虑学生的兴趣外,还要考虑实用。就是怎样把学校学的知识和技能用到社会上。尤其职业中学不能不面向市场,因为它面向就业。就如一个商店,必须考虑顾客需要什么,而不是我这个商店有多少货物。要深入的了解社会,了解人们的需求,了解市场的需要才能科学的设置计算机课程。

3、教师

我们把差不多被遗忘的学生招回来的同时,当然不能像猴子摘玉米,又把教师给落下了。教师并不是百宝箱,学生要什么就有什么,市场需要什么教师就可以教什么。作为计算机教师,他们的翅膀也相当沉重。从课程设置我们可以看出,时代对计算机教师提出相当高的要求。他们不但要“学会学习”、“学会动手”,而且还要了解、熟悉市场,否则他们的“产品”—学生,将不被市场接纳。

4、评价

目前职业中学的毕业证书人们普遍不认同。当然,我们可以说是偏见,但从纯客观的角度我们又怎么检测它的“含金”量呢?有的职业学校为了证明自己学生的能力,要求学生参加由国家人事部、电子工业部组织的计算机软件水平考试(初级程序员)或劳动部组织的计算机等级考试,以此作为横向对比的依据。但是计算机软件水平考试由于通过率低,把关严格,确实有一定的权威性。我们是素质教育,面向就业;而非精英教育,面向选拨。再者,计算机水平考试的思路不是为了应用,所以通过率低,试题也以程序设计、算法、理论为主。至于等级考试,相对于计算机水平考试容易一些,也选择了模块化的发展方向,但缺乏时效性,不少内容如:DOS、FOXBASE已经过时。这两个考试有一个共同点,一年只考一次,失败了只有等来年再考了。还有如微软认证、ADBOE公司认证等,权威性、实用性确实是不容置疑,但费用太高。那什么考试证书“含金”量高、又具有实用性、时效性、模块化呢?劳动部和社会保障部组织的全国计算机信息高新技术考试。 我校参加的计算机操作员等级考试,侧重专门软件的应用,培养具有熟练的计算机相关软件能力的劳动者。我校在这方面做的比较成功,学生通过率高,基本让学生实现毕业拿双证(毕业证和劳动部门全国承认的登记证)

因而,职中计算机教学应定位在:计算机是一种工具,而课程的设置则依据:学生、市场、教师、评价。

浅析职业院校计算机教学的定位 篇7

(一) 职业院校的计算机教学现状

多年来职业院校计算机教学基本上是凭一股热情, 教学上并没有一个清楚的定位, 所开设的计算机课可谓五花八门, 如PASIC语言, 对职业院校学生来说如天书似的汇编语言和摸不着头脑的编译原理。这样的计算机课程, 对大多数学生来说学不会或学了一点皮毛, 结果只能造成资源的巨大浪费。很多学生毕业之后抱怨在学校没学到东西, 因为到具体工作时还经常什么都不会干;用人单位也有着同样的不满, 说学生的动手能力还比不过一两个月的培训班培训出来的学员。

(二) 职业院校计算机教学如何定位

职业院校计算机教学如何定位, 事实上就是职业学校计算机课程如何设置, 因为课程的设置决定了教学的定位。不少计算机教师对此持有不同的看法。争论的焦点是:职业学校计算机专业要不要开设计算机语言课, 如C语言;要不要讲授计算机最底层的技术原理, 如二进制、八进制、十六进制的转换, 数据结构、算法等。如果开, 应该占多大的比例, 如果不开, 职业学校计算机又应开设什么课程。

主张开设计算机语言、讲授计算机最底层的技术原理的教师认为:尽管计算机语言、计算机的原理对职业学校的学生来说实用性不大, 也无助于他们就业, 因为计算机语言, 计算机最低层的原理技术是为开发软件做准备的, 而开发软件产品不象开发其它产品, 只有少数优秀而且经得起市场考验、竞争并成为畅销产品的才有存在价值。但开上述课的目的是为给学生一双点石成金的手, 培养学生程序思维能力, 使得学生在学习其它应用软件时能举一反三。而主张不开设计算机语言、计算机低层原理等课程的教师则认为:学计算机语言、计算机底层原理没有用, 理由是:1.职业学校培养的方向是技术工人, 是应用人才, 教学的目的是学以致用。2.职业学校学生的文化理论知识比较薄, 由此思维能力、逻辑推理能力、分析问题、解决问题的能力受到了一定程度的限制。而计算机语言, 别说C语言, 就是BASIC语言也要有相当的数学基础, 尤其是计算机的基本原理, 不但要求学生有深厚的数学基础, 还要有扎实的物理基础。

(三) 职业院校计算机教学的“四个面向”

上述观点中前者是站在学科的角度, 而后者则是站在学生的角度和实用的角度。对课程设置争论不休, 其中一个主要原因是没有一个检验的标准或者标准过多, 在此应从四方面去研究, 一是学生, 二是市场, 三是教师, 四是证书。

1. 学生

职业学校学生综合素质较差, 学习内驱力弱, 认知水平和能力弱都是教师要面对的现实。求知欲源于对知识本身的兴趣, 满足这种动机的是知识的实际获得, 而不是外在的刺激。很多时候教学是没有学生的教学, 教学的对象本来是学生, 但却常常把学生关在了门外。学生成绩好, 自然是老师教学有方, 而学生成绩不好或无心向学, 是由于学生的素质差。至于开什么课, 最好先了解一下他们感不感兴趣, 报计算机专业的目的是什么。

2. 市场

课程设置确实要照顾到学生的兴趣, 学生学习才有动力, 但最重要的是培养的学生在社会上受不受欢迎, 所以, 课程设置最重要的依据是市场。课程设置除了要考虑学生的兴趣外, 还要考虑实用, 就是怎么样把学校学的知识和技能用到社会上。职业学校不能不面向市场, 因为它面向就业, 所以要考虑市场、社会需要什么类型的人才, 了解市场的需要才能科学的设置计算机课程。

3. 教师

教师并不是百宝箱, 学生要什么就有什么, 市场需要什么教师就可以教什么。作为计算机教师, 他们肩上的担子也相当沉重。从课程设置可以看出, 时代对计算机教师提出相当高的要求, 他们不但要学会学习 (每个计算机教师都要面对十倍速更新的计算机知识) 、学会动手 (计算机是一门实践性很强的学科) , 而且还要了解、熟悉市场, 否则他们所教的学生, 将不被市场接纳。

4. 证书

目前职业院校的毕业证书, 社会普遍不认同。有的职业学校为了证明自己学校计算机专业学生的能力, 要求学生参加由国家人事部、电子工业部组织的计算机软件水平考试 (初级程序员) 或劳动部组织的计算机等级考试, 但由于它们是以程序设计、算法、理论为主, 缺乏实用性、时效性, 学生通过率低。什么样的考试证书含金量高、又具有实用性、时效性、模块化, 那就是劳动部和社会保障部组织的全国计算机信息高新技术考试。全国计算机信息高新 (下转第140页) (上接第179页) 技术考试重在考核计算机软件的操作能力, 侧重专门软件的应用, 培养具有熟练的计算机相关软件能力的劳动者。在考试管理上, 采用随培随考的方法, 不搞全国统一时间的考试。它的与众不同处是向社会公开考题和答案, 不搞猜题战术, 以求公平并提高学习效率。

综上所述, 职业学校计算机教学应定位在:计算机是一种工具。而课程的设置则应依据:学生、市场、教师、证书四个方面科学地进行设置。基于职业学校学生的培养目标和社会对他们的认同度, 职业学校学生应定位在面向操作第一线, 具备向部门主管发展潜力的层面上, 这就要求课程设置要突出计算机维护、操作、应用能力和某专业基础知识这几方面。

摘要:随着计算机应用的普及, 原有的计算机职业教育面临着巨大的挑战。文章通过对计算机教学的现状分析、职业学校学生的特点、市场分析、对教师的要求、合适的证书等几方面进行探讨。

关键词:职业院校,计算机教学,定位

参考文献

[1]郑春瑛.对高职院校计算机专业教学改革的探讨[J].中国职业技术教育, 2006 (16) .

[2]刘乃琦.计算机专业面临的挑战与创新[J].2005 (12) .

[3]潘兰慧.中职学校计算机专业教学改革探讨[J].中国科教创新导刊, 2008 (10) .

油罐定位的近似计算 篇8

通常加油站都有若干个储存燃油的地下储油罐, 并且一般都有与之配套的“油位计量管理系统”, 采用流量计和油位计来测量进/出油量与罐内油位高度等数据, 通过预先标定的罐容表 (即罐内油位高度与储油量的对应关系) 进行实时计算, 以得到罐内油位高度和储油量的变化情况。

许多储油罐在使用一段时间后, 由于地基变形等原因, 使罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化, 从而导致罐容表发生改变。按照有关规定, 需要定期对罐容表进行重新标定。如图1、图2、图3所示。工程上可以采用罐体变位后在进/出油过程中的实际检测油位高度以及进出油量来测定, 确定其纵向倾斜角度α和横向偏转角度β变位参数。

2 模型假设

(1) 不考虑由于温度、压强变化等原因而引起储油罐的体积变化;

(2) 油位探针被固定在储油罐上, 其上油浮子能够准确测量油位高度;

(3) 每次进出油高度变化微小, 进出油体积较小;

(4) 进出油过程中两底端一直都有油, 而且油罐油标油高度未有达到最大值;

(5) 符号说明:α纵向倾斜角度;β横向偏转角度;R1油罐身半径;R2两端球缺的半径;R3球缺在水平面投影半径;h油标处初始油位高度读数;H1油标处实际油位高度;H2各处实际油位高度;H21罐身左端实际油位高度;H22罐身右端端实际油位高度;v油罐油总体积;v1油罐左端球缺油体积;v2油罐右端球缺油体积;v3油罐圆柱体油体积;

(6) 建立数学模型:

1) 纵向变化角度β。纵向变化角度β变化与高度关系油标处实际油高与显示油高关系:H1= (h-R1) cosβ+R1 (1)

2) 横向变化角度α。横向变化角度α变化后各处高度与油标处油高关系H2=H1+ (2-x) tanα其中0≤x≤8, H21=H1+2tanα, H22=H1-6tanα。

3) 油罐身油体积。油罐身油圆柱体油截面积:

油罐身油体积为

4) 两端球缺油体积。两端球缺油体积由于准确计算比较麻烦, 这里近似将两个球缺当做油高是水平, 因为左右端的油体积误差很小, 左端少计算一部分, 而右端多计算一部分, 正好可以看成近似抵消, 故两端球缺油体积计算时不考虑纵向变位α, 两个球缺当做油高是水平。球缺半径满足

6) 总误差平方和最小模型

由于求解油总体积v的表达式是关于油高h的积分, 直接求解出表达式较为复杂, 这里采用近似计算, 当Δh比较小时, 近似认为, 故

3 模型求解

模型求解采用搜索法油位高度以及进出油量具体数据见2010年全国数学建模竞赛试题A附件2, 由于实际问题中α和β角度较小, 故在 (0, 100) 区间内分成200等分进行搜索, 使得总误差平方和最小, 即时, α和β的取值, 经过MATLAB编程, 计算得α=2.1930β=4.3844其α和β与误差的关系图如图8、9、10。

4 模型检验

总误差平均误差为0.0321, 将进油后数据代入模型, 经计算:α=2.1930, β=4.6307, 总误差为14.1493, 平均误差为0.0472, 与进油前相比, α值几乎相等, β有误差, 前后数据结果相差较小, 与原始数据误差非常小。

5 误差分析

本文模型中两端的球缺油体积是近似计算体积, 因此体积时有一定的误差, 本文模型假设每次进出油高度变化较小, 实际进出油高度变化有少量数据相对较大, 因而会造成相对较大的误差。

摘要:本文首先建立油罐体积与油标高度的函数关系式, 取体积关于高度的导数近似等于体积变化量于高度变化量的比值, 而不用复杂的公式计算真实体积, 这样可以大量节省计算量, 采用最小二乘法计算出油罐的纵向倾斜角度和横向偏转角度.

关键词:近似计算,定位,逐步搜索,油罐

参考文献

[1]司书红, 华枫, 武君.侧卧直圆筒 (两端为球冠) 油罐体内高度与体积关系研究, 重庆.自动化与仪器仪表, 2011.

[2]彭一春, 马守才, 李彩娟.倾斜卧式油罐体积与液面高度的计算方法, 重庆.自动化与仪器仪表, 2011.

基于计算机视觉的四轮定位仪设计 篇9

汽车四轮定位仪是专门用来检测汽车车轮定位参数的设备[1]。汽车的操纵稳定性对汽车行驶安全性的影响越来越重要。现代汽车尤其是高级轿车, 不仅具有前轮定位参数, 而且还具有后轮外倾角和后轮前束等定位参数。这些定位参数的正确与否对汽车的操纵稳定性非常重要。目前, 传统四轮定位仪主要采用接触式的测量方式, 由于其测量原理的局限性, 检测操作过程十分复杂, 无法实现快速检测, 使之难以在汽车制造厂和汽车检测线中广泛使用。

基于计算机视觉的四轮定位系统, 由计算机主机、两台高性能数字摄相机和四个目标盘构成, 其工作示意图如图1所示。

工作步骤如下:

1) 将汽车推上举升机, 使其进入摄像机视角范围。

2) 打开摄像机, 准备拍照。

3) 推动汽车移动 (方向盘固定住) , 此时摄像机拍摄运动中的目标盘。

4) 根据捕捉到的图像 (至少三幅) 计算汽车的前束角和外倾角, 捕捉到的图像如图2所示。

5) 把汽车固定住, 使之不能前后移动, 转动方向盘, 拍摄转动过程中目标盘的图像, 计算主销内倾角和主销后倾角。

2 光学透视原理

透视原理可以用于测量物体到摄像机的距离和物体旋转的角度。

如图3所示, 根据透视原理, 铅笔近及远时, 所产生的视觉效果是铅笔的尺寸会变得越来越小, 所谓物像的近大远小。

无论圆在空间中怎么旋转, 圆的成像为椭圆 (或圆和直线) , 但圆的真实半径都是可见的, 这就是椭圆长轴, 可以利用图像处理方法, 寻找椭圆长轴长, 然后利用圆的真实半径和椭圆长轴即可求出摄像机到圆心的距离。

3 特征点三维坐标求取

为了减少图像中的噪声干扰, 目标盘以黑色为底, 其上面有若干个白色圆斑, 并且圆斑直径精确测定, 圆斑是由反光材料做成, 大小不等, 其中以圆心作为特征点, 目标盘只是一个被动的反光板。

图像采集系统是由一系列发光二极管 (LED) 和CCD摄相机组成, CCD摄像机采用北京微视新纪元科技有限公司生产的MVC1000MF系列黑白相机。发光二极管 (LED) 发出红外线用于照亮目标盘, 光线照到目标盘时并反射回来被照相机接收。由于摄像机镜头装有红外滤光片, 目标盘反射回来的光被摄像机镜头过滤, 只允许LED光被使用。故采集的图像中噪声较少, 图像比较清晰, 降低了图像处理难度。

摄像机只能拍摄到单侧的目标盘, 根据透视原理计算出目标盘到摄像机的距离, 再根据图像处理可以求出特征点的三维坐标。

4 四轮定位仪的工作原理

如图4所示, 车轮的运动可以由旋转和平移构成, 车轮旋转的旋转轴垂直于车轮轮面, 而车轮前束角和车轮外倾角可以由车轮旋转轴与坐标系中各坐标轴之间的夹角计算出。

以检测前轮为例, α, β, γ为车轮旋转向量N与X, Y, Z轴之间的夹角。其中Z轴为汽车前进方向, X轴指向汽车左侧, XZ平面即为前轮车身平面, Y轴垂直于车身平面, N'为N的平移, 则β-90°为车轮外倾角, arctan (cosγ/cosα) ×180°/π为车轮前束角。

所以关键是求取旋转轴N, X轴, Y轴, Z轴的方向向量。以下介绍它们的求取方法。

4.1 旋转轴N

如图5所示, 在车轮滚动过程中, 不在旋转轴上的点既有旋转, 又有平动。

设目标盘上不在旋转轴上一点运动前后的位置是p和P, 它的三维坐标分别是p (x, y, z) 和P (X, Y, Z) 。

有坐标变换公式:

其中, R为旋转矩阵, [n1n2n3]T即为旋转轴向量N, θ为点绕旋转轴转过的角度, T为平移向量。将运动前后点的坐标代入式 (5.1) , 即可求出旋转矩阵R和平移向量T。

4.2 Z轴

目标盘平移的方向向量即为Z轴。

4.3 Y轴

由于目标盘的特殊设计, 车轮旋转轴的延长线刚好通过中间圆的圆心, 所以中间圆的圆心只有平移运动, 这样我们可以利用这两点的移动轨迹形成车身平面, 车身平面的法线即为Y轴。

同理, 汽车在转向时, 由于车轮绕其主销 (或虚拟主销) 旋转, 可以利用旋转前后目标盘特征点坐标变化求出主销轴线和它与X, Y, Z轴之间的夹角α', β', γ', 进而求出主销内倾角和主销后倾角, 求取示意图如图6。

主销后倾角:arctan (cosγ'/cosβ') ×180°π;

主销内倾角:arctan (cosα'/cosβ') ×180°/π。

5 实验验证

最后, 对本文提出的方法进行验证。只对汽车前束角和外倾角测量方式进行了验证。选取的汽车为2013款丰田凯美瑞轿车。

第一组拍摄的部分图片如图7。

实验结果见表1。

实验结果证明了该理论和方法的可行性, 产生误差的原因有:图像噪声的影响, 摄像机镜头畸变影响。因此, 要提高测量精度, 就要改善图像质量和改进图像处理算法, 并且提高摄像机的定标精度。

参考文献

[1]交通部公路司审定.汽车综合性能检测[M].上海:上海科学技术文献出版社, 1999:223-225.

[2]李宏林.光电式汽车四轮定位仪测量系统的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2005:1-2.

计算机教育的定位 篇10

在目前的四轮定位检测中, 大部分采用激光式和红外线式四轮定位仪。这两种四轮定位仪在检测精度以及使用方便性上较以往的水准式、光学式和拉线式四轮定位有了很大的提高, 然而在实际使用中, 它们还存在以下缺点:

(1) 结构复杂, 制造困难。

(2) 成本高, 维护性差。

(3) 操作繁琐, 检测速度慢。

为此, 本文提出了利用计算机视觉检测四轮定位的方法。该方法在检测原理上与传统的四轮定位仪有着质的区别。

2 计算机视觉检测四轮定位的数学模型

2.1 坐标系

图像坐标系:摄像机采集的图像以BMP文件格式存储于计算机中, 图像的左上顶点为坐标原点, 图像坐标系的横坐标和纵坐标分别平行于图像的横边与竖边, 每一像素的坐标 (u, v) 分别表示该像素的列数和行数。为了用物理单位表示每个像素的位置, 还需要建立以毫米为单位的图像坐标系, 该坐标系以图像中心点为坐标原点, x和y轴分别平行于u和v轴。

摄像机坐标系O-XcYcZc:以摄像机光心为坐标原点, Xc和Yc轴与图像坐标系的x和y轴平行, Zc轴为摄像机光轴, 它垂直于图像平面。

世界坐标系O-XwYwZw:在检测环境中任选一基准坐标系, 称为世界坐标系, 用它来描述摄像机的位置。

2.2 摄像机模型

摄像机模型采用针孔模型表示, 任一空间点P在摄像机坐标系中的坐标为 (Xc, Yc, Zc) , P点在图像上的投影点为p, p点在图像坐标系中的坐标为 (x, y) 。二者之间存在如下关系:

x=fXcZcx=fYcZc (1)

其中f表示摄像机焦距。

2.3 车轮的运动规律

车轮的运动可以唯一分解成一个绕坐标原点的轴的旋转和一个平移。假设平移在旋转之后。设车轮运动前后的一对对应点是P和P′, 它们的坐标分别是 (Xc, Yc, Zc) T和 (X′c, Y′c, Z′c) T, 那么有下列变换公式:

P′=RP+T (2)

其中, R是一个3×3的旋转矩阵;T是一个三维向量, 称为平移向量。旋转矩阵R与旋转轴以及旋转角之间有如下关系:

式中的θ为空间点绕旋转轴旋转的角度;n1、n2、n3为旋转轴的方向余弦值。

2.4 由两幅投影图像上的对应点建立的运动方程

假设f=1, 此时称图像坐标为规一化坐标, 当摄像机经过标定以后得到内部参数时, 可以将图像坐标转化为规一化坐标。本文下面的推导过程中, 图像坐标都是规一化坐标。

由公式 (1) 和 (3) 得:

x′= (r11x+r12y+r13) Zc+ΔXc (r31x+r32y+r33) Zc+ΔZcy′= (r21x+r22y+r23) Zc+ΔYc (r31x+r32y+r33) Zc+ΔZc (4)

式中rij (i, j=1, 2, 3) 为矩阵R的第i行第j列的元素。从 (4) 两式消去Zc, 得到:

(ΔXc-x′ΔZc) [y′ (r31x+r32y+r33) - (r21x+r22y+r23) ]= (ΔYc-y′ΔZc) [x′ (r31x+r32y+r33) - (r11x+r12y+r13) ] (5)

(5) 式是一个含有6个未知数ΔXc, ΔYc, ΔZc, n1, n1, θ的非线性方程。对于ΔXc, ΔYc, ΔZc, 而言它是齐次的, 所以只能求得含有比例因子的T。于是, ( 5 ) 式可认为是一个含有5个未知数的非线性方程。这样利用两幅投影图像上5个对应点, 将得到含有5个未知数的5个方程式。然后可利用迭代法求解。在实际情况下, 因为图像数据中的噪声, 我们总是寻找多于5个对应点, 并寻求最小二乘解。

2.5 车轮的定位参数的确定

当汽车向前移动一段距离时, 车轮上的点的运动分解成一个绕过摄像机坐标系原点的轴的旋转和平移。由 (5) 式求得n1, n2, n3以后, 就可以知道车轮旋转轴线与摄像机坐标系中各坐标轴Xc, Yc, Zc之间的夹角α, β, γ。如果摄像机坐标系中的Zc轴垂直于水平面向上, Xc轴指向汽车的前进方向, Yc轴垂直于OXcZc平面指向汽车左侧, 则γ-90°为车轮外倾角, 旋转轴线与OYcZc平面之间的夹角为前束角。同理, 当汽车前轮向左向或右转动一个角度时, 就可求得主销内倾角和主销后倾角。

3 实验验证

根据所建立的数学模型, 本文利用机床分度头做了几组实验 (由于篇幅所限, 实验数据略) , 实验步骤如下:

(1) 建立世界坐标系O-XwYwZw, Zw轴垂直于水平面向上, Xw轴垂直于机床分度头装夹轴线, Yw轴平行于机床分度头装夹轴线, 对摄像机进行标定, 求出摄像机的内外参数;

(2) 在分度头上装夹一根轴, 轴的另一段固定一黑色平板, 平板上标记了50个白点;

(3) 用摄像机拍下平板图像, 转动分度头夹盘20°, 拍下平板的第二幅图像;

(4) 利用摄像机内部参数将两幅图像中平板上50个对应点的图像坐标转化为规一化坐标, 代入 (5) 式求出R矩阵;

(5) 由R矩阵求出平板旋转轴线即分度头装夹轴线在摄像机坐标系中的方向向量, 然后再利用摄像机的外部参数将它化为在世界坐标系中的方向向量;

(6) 由平板旋转轴线在世界坐标系中的方向向量求出它与各坐标轴之间的角度。

按照以上步骤, 求得平板旋转轴线与世界坐标系各坐标轴之间的夹角为:

α=89.6432°

β=0.5184°

γ=90.3716°

这里误差为0.3568°, 0.5184°, 0.3716°, 系统误差主要与摄像机分辨率、摄像机标定、求解算法、标记点的选取和数量以及图像处理方法有关。

4 结论

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