本书是机器视觉理实一体化教学的配套实践教材，主要面向新型工业化时期智能及高端装备制造领域，结合新工科复合型专业技术人才综合能力培养的教学诉求，并融入作者十余载对机器视觉工程应用的实践总结及教学经验。全书共九个实验，遵循阐释机器视觉系统关键共性技术的思路，囊括视觉识别、测量、检测和导引等典型应用场景以及成像、处理和理解三大机器视觉领域，包含图像采集、二维码识别、长度测量、面积测量、颜色检测、缺陷检测、有无动态检测、机器人自适应上下料和机器视觉综合实验等内容。各实验通过实验目的实验原理实验内容及流程实验仪器及材料实验步骤实验小结拓展实验等实践教学环节设计，促进学生在机器视觉领域的素养提升、知识运用和能力训练。本书内容丰富、结构清晰、形式新颖、术语规范，既适合作为普通高等本科院校机械类、电子信息类、自动化类等与智能制造密切相关专业的实践教材，还可供行业、企业及机器人联盟和培训机构的相关技术人员参考。

党的二十大报告指出，教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国。科技创新引领发展，在推动经济高质量发展的过程中，急需源源不断的卓越工程师提供新质生产力的人力资源和智力支持。本书紧密结合当前科技革命和产业变革的浪潮，特别关注机器视觉技术的迅猛进步及其深远影响，通过精心设计的知识模块、以项目任务为导向的教学方法以及数字资源的有效整合，旨在推动机器视觉领域教育的创新发展，提高智能及高端装备相关人才的自主培养质量，从而为战略性新兴产业的快速发展提供有力的人才保障。
当前，机器视觉作为现代工业中把人、数据和机器连接起来的重要一环，是工业转型的重要技术，为制造业带来生产周期、质量和效率的同步改善。全球机器视觉市场规模的不断扩大，对于能够根据具体应用场景设计并实施机器视觉解决方案的人才和具有专业知识、实践经验和创新能力的人才需求十分迫切。
在此背景下，全国高校围绕四新建设改革如火如荼。据官网，2015～2023年全国已有342 所高校成功申报机器人工程专业，2017～2023 年全国已有304 所高校成功申报智能制造工程专业。机器视觉是机器人工程和智能制造工程专业的主干课程之一，其课程教材是人才培养关键环节和核心要素。基于此，针对现有同类教材理实衔接不足、体例结构陈旧、呈现形式单一等现象，我们组织编写了本教材。
本书特点如下：
① 编排理念理实一体化 遵循实际应用场景，以学习过程为中心，为书中每个实验场景设置实验目的实验内容及流程实验步骤等多项互动教学环节，致力于构建更便捷的从理论到实际的桥梁，缩短两者之间的跨度，让理论和实际相互渗透、相互促进。实验目的，明确实验的目的和预期效果，帮助学生理解实验的重要性和实际应用，激发学生的兴趣；实验原理，帮助学生建立理论知识与实践操作之间的联系，增强学生对概念的理解和应用能力；实验内容及流程，将实验要进行的内容及流程列出，通过结构化的学习帮助学生更好地掌握实验内容；实验器材及材料，指导学生选择合适的实验器材和材料，确保实验顺利进行；实验步骤，提供了详细的实验步骤，指导学生亲自动手，通过实践来验证理论知识，这种做中学的方式对于掌握科学方法和技能至关重要；实验小结，帮助学生反思实验过程中的问题和成功之处，促进学生的批判性思维和自我评估能力的发展；拓展实验，设置开放性问题或任务，激发学生的创新思维和探索精神。
② 内容架构场景化 在实验内容设计上，将每个实验设计为实际农业/ 工业中的应用，这种场景化的教学贴近实际工作和生活，学生不仅能够学习机器视觉的理论和技术，还可深入理解这些技术如何在不同行业场景中得到应用，从而为将来在相关领域的工作打下坚实的基础。
③ 内容讲解通俗化 本书以通俗易懂的语言，详细阐述了各实验步骤，不仅帮助学生了解操作方法（知其然），更深入解释背后的原理（知其所以然），从而使得学生更好地掌握实际操作技能。
本书由吉林化工学院甘树坤、天津大学郑惠江和浙江师范大学兰虎任主编，浙江师范大学温建明担任主审。实验1 由甘树坤编写，实验2 由郑惠江编写，实验3 由兰虎编写，实验4 由上海电力大学朱瑞编写，实验5 由浙江广厦建设职业技术大学王飞编写，实验6由浙江机电职业技术大学祝洲杰编写，实验7 由兰州职业技术学院潘丽编写，实验8 由重庆工商大学马斌编写，实验9 由东莞理工学院何伟峰、北京启创远景科技有限公司张尧和宁波创非凡工程技术研究有限公司李泽薪共同编写。全书由兰虎统稿。
从目标决策、体系构建、内容重构、教学设计、案例遴选、形式呈现、合同签订、定稿出版，本书的开发工作历时两年之久，衷心感谢参与本书编写的所有同仁的呕心付出！特别感谢中国高等教育学会高等教育科学研究规划课题（24CX0102）、江西省高等学校教学改革研究课题（JXJG-22-20-9）、广东省智能制造实验教学示范中心项目、北京启创远景科技有限公司等给予的经费支持！感谢宁波创非凡工程技术研究有限公司、金华慧研科技有限公司等给予的教材资源支持！
由于编者水平有限，书中难免有不足之处，恳请读者批评指正，可将意见和建议反馈至E-mail：lanhu@zjnu.edu.cn。

编者

无

实验1 图像采集 001
一、实验目的 001
二、实验原理 002
三、实验内容及流程 002
四、实验仪器及材料 003
五、实验步骤 003
六、实验小结008
七、拓展实验008
八、实验报告009

实验2 二维码识别 011
一、实验目的011
二、实验原理 012
三、实验内容及流程 012
四、实验仪器及材料 013
五、实验步骤 013
六、实验小结 019
七、拓展实验 019
八、实验报告 021

实验3 长度测量 023
一、实验目的 023
二、实验原理 024
三、实验内容及流程 024
四、实验仪器及材料 024
五、实验步骤 026
六、实验小结 035
七、拓展实验 035
八、实验报告 037

实验4 面积测量 039
一、实验目的039
二、实验原理040
三、实验内容及流程 041
四、实验仪器及材料 041
五、实验步骤 042
六、实验小结049
七、拓展实验049
八、实验报告 051

实验5 颜色检测 053
一、实验目的 053
二、实验原理054
三、实验内容及流程055
四、实验仪器及材料057
五、实验步骤057
六、实验小结 062
七、拓展实验 062
八、实验报告063

实验6 缺陷检测 065
一、实验目的065
二、实验原理066
三、实验内容及流程067
四、实验仪器及材料068
五、实验步骤068
六、实验小结076
七、拓展实验077
八、实验报告079

实验7 有无动态检测 081
一、实验目的 081
二、实验原理082
三、实验内容及流程082
四、实验仪器及材料082
五、实验步骤083
六、实验小结085
七、拓展实验085
八、实验报告087

实验8 机器人自适应上下料 089
一、实验目的089
二、实验原理090
三、实验内容及流程 091
四、实验仪器及材料 091
五、实验步骤 092
六、实验小结098
七、拓展实验098
八、实验报告099

实验9 机器视觉综合实验 101
一、实验目的101
二、实验原理101
三、实验内容及流程 102
四、实验仪器及材料 103
五、实验步骤 103
六、实验小结 105
七、实验报告 107