1、 等精度测量某电流10 次，测量结果如下表所示，请判断其系统误差。
表1 测量结果及计算表。
解：观察残差vi的符号和数值，有明显的下降趋势，估计存在变值系统误差。利用马利科夫准则进行判断，因n为偶数，取k=5，利用公式。
因此测量中存**性系统误差。
用阿卑－赫梅特准则判断，得：
求测量数据的方差：
显然，故测量中含有周期性系统误差。
2、已知某电容的剩余误差及测量值的标准差的估计值分别为：
在置信概率为0.99 时，试用格罗布斯准则判断有无粗大误差。临界值见附表1。
解：由题可知。
按测量值的大小顺序排列得x(5)、x(8)、x(6)、x(2)、x(3)、x(4)、x(7)、x(1)
首先怀疑x(5)含有粗大误差。
故有格罗不斯准则可知不含粗大误差。
3、什么叫线偏振光？什么叫圆偏振光？如果一束线偏振光在传播过程中变成了圆偏振光，试问原因何在？
答：1）线偏振光：光矢量只沿一个固定的方向振动时，这种光称为线偏振光，又称为平面偏振光。
2）圆偏振光：光波是一种电磁波，它由电场和磁场共同构成。两者均为垂直于光波传播方向的矢量。
光波传播在电场和磁场**现偏转成为偏振。当这两个矢量都围绕自身旋转时，光波便处于圆偏振状态。圆偏振光的特点是光矢量在垂直于光的传播方向的平面内按一定频率旋转(左旋或右旋)。
如果光矢量端点的轨迹是一个圆，这种光称为圆偏振光。
3）线偏振光在传播过程中经过波晶片可以产生产生圆偏振光和椭圆偏振光，如果一束线偏振光在传播过程中变成了圆偏振光是因为偏振方向和波片的光轴面方向有夹角。
4、归纳四种光纤中光波的调制技术。
答：1)光强调制型光纤传感器：光的强度变化来反映被测物理两的变化。其特点是：结构简单，抗干扰性差。
2) 相位调制型：利用光的相位变化来反映被测量的变化。通常利用相干解调形成干涉。特点：有很高的灵敏度，易受多种环境干扰。
3) 偏振态调制：通常需要检偏器解调，通常用来测电磁场、应力等。
4) 波长调制：利用某种波长的变化。特点：抗干扰能力强，解调费用高。
5、什么叫光模式耦合，如何利用它来调制光波？
答：1）光模式耦合：当单模光纤足够长时，由于受外界因素影响，双折射的快慢轴会随长度和时间而随机变换，以致沿光纤传输的两种模式的光强度会重新分布，这种现象称为模式耦合。
2）利用耦合进行光波调制利用光纤内发生模式耦合，这些耦合模变为辐射模，造成传播光能量的损耗。利用光纤中强度的衰减原理，构成调制器对光进行调制。具体调制分为三类：
①用光直接耦合进行强度调制，用入射光纤和出射光纤为直接耦合，以改变光纤本身的位置或光纤本身的参数来调制光强。②用光闸进行强度调制，这种强度调制也称遮光式强度调制。由于被测对象遮挡一部分光，出射光纤中的光强随被遮挡面积的多少而变化，所以出射光纤中的光强为被测对象有关参数的函数。
③反射式和透射式强度调制，反射式强度调制的工作原理是基于光反射系数的变化。
6、什么叫布拉格波长？简述利用布拉格光栅检测温度和应力的工作原理。
答：1）布拉格波长：当一束光照射到具有周期结构的材料上(光栅)时，由于周期结构对光的发射具有波长选择性，如果光波波长满足布拉格条件即称为布拉格波长。
2）布拉格光栅检测原理：光纤布拉格光栅是通过改变光纤芯区折射率，使其产生小的周期性扰动而形成。由于扰动仅会对很窄， 的一小段光谱产生影响(典型光谱宽度约0105 ～013nm) ,因此当宽带光波在光栅中传输时，入射光波将在相应的频率上被反射回来，其余的透射光波则几乎不受影响。
这样，光纤光栅实际上就起到了光波选择反射镜的作用。当光栅周围的温度或应力发生变化时，将导致光栅栅距周期及纤芯折射率的变化，从而使光纤布拉格光栅中心波长发生移动。通过检测布拉格波长移动的情况，即可获得待测温度、应力的变化情况。
7、微机电的特征是什么？
答：微机电的特征一般包括以下4点：
1）微型化零件。
2）由于受制造工艺和方法的限制，结构零件大部分为两维的、扁平零件。
3）系统所用材料基本为半导体材料，但也越来越多地使用塑料和金属材料。
4）机械和电子被集成为相当独立的子系统，比如传感器、执行器和处理器。
8、专家系统中，谓词逻辑表示法如何描述以下问题：
工具箱在l1 处；探测仪在工具箱内；工具箱关闭；探测架在l2 为空；机器人在l3，空手。
答： at(x,y)；x在y处。
in(x,y)；x在y中。
close(x)；x处于关闭。
clear(x)；x是空的。
handempy(x)；x手中是空的。
工具箱——t；探测仪器——w；探测架——f；机器人——r
问题描述：9、专家系统中，知识的获取需要经历哪些环节？有哪几种方法？
答：知识获取需要经历的环节：
1)确定数据源。
2)概念化； 选择数据类型；分析系统预定的输入输出；系统目标分解；每个子目标的约束；求解的策略；可使的局部假设；各实体的相关性；因果关系；各实体之间的层次，网状结构。
3)形式化：概念化的知识用文本表示出来。
4)知识库的建立。
5)知识库的测试，精炼和维护。
专家系统获取知识的方法：
通过工程师（专家）获取。
通过知识编辑器由领域专家输入。
通过学习模块。
10、比较摄像元件ccd 和cmos 的特点。
答：ccd特点：ccd是集成在半导体单晶材料上制造工艺较复杂，采用ccd的摄像头**都会相对比较贵。
成像方面：在相同像素下ccd的成像通透性、明锐度都很好，色彩还原、**可以保证基本准确。
cmos特点：cmos结构相对简单，与现有的大规模集成电路生产工艺相同，从而生产成本可以降低。从原理上，cmos的信号是以点为单位的电荷信号，更为敏感，速度也更快，更为省电。
但是cmos工艺还不是十分成熟，普通的 cmos 一般分辨率低而成像较差。
cmos和ccd相比较，可以得出：1）cmos省电，约为ccd的十分之一；2）cmos集成度高，在每一个像素上集成了采集功能，信号放大好；3）cmos容易产生暗电流，变现为图像上的杂点；4）电源管理上来说，cmos简单，ccd有三种电源，因此管理相对复杂；5）扫描方式上来说，ccd只有一个放大器，扫描完所有像素统一放大，一致性较好，而cmos每扫描一点就放大较大。
11、什么叫采样定理？图像采集中，采样密度受什么因素制约？
答：采样定理指的是：在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率大于信号中最高频率fmax的2倍时(>=2fmax)，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5～10倍；采样定理又称奈奎斯特定理。
采样密度主要取决于采集物质的代表性，欲找寻目标的大小和欲取得的资料的详细程度。而这一切又与不同的工作阶段有关。
12、选择一个图像采集卡应考虑哪些因素？
答：选择图像采集卡时，需考虑如下因素。
1）采集方式：采集方式可分为连续采集，同步采集和异步采集，连续采集是采集卡连续接收相机的数据信号，但是不能控制相机的采集时间，一般用于监控中的采集卡只需要这种采集方式就可以了；同步采集：不改变相机与板卡之间的同步关系，采集从下一个场有效信号开始；异步采集：
改变相机与板卡的同步关系，采集从相机复位后的第一个场有效信号开始。对于检测运动中的目标物体时，相机和采集卡必须要具备异步采集功能。
2）采样精度：采样精度可分为空间精度和灰阶精度，空间精度有纵向精度和横向精度，纵向精度，有些采集卡只支持隔行采集，即信号两场分别**，这种卡只能采集静态物体，对于运动物体需要整场**；横向精度是指采集图像时采集矩阵水平方向位置的左右偏差，表现为单个像素点的抖动，点抖动与采样主频率密切相关，采样主频率越高，要求的抖动时间越小；灰阶精度是指采集支持的最高采样位数，一般是8位，即256个灰度等级，对于检测一些细小印刷缺陷时可能需要10位，即1024个灰度等级。
3）传输速度：传输速度由采集卡与主机的接口方式和传输方式决定，目前采集卡的接口方式有 pci、pci-x、pci-e，后两者的接口传输速度要高于前者；数据的传输方式有：fifo-pc，帧存-fifo-pc，后者的传输方式要快于前者，但是其设计复杂，成本较高。
4）其它需求：如支持软件的功能，大多采集卡的厂商多是把其采集卡和其专用图像处理软件**销售的，因此在选择采集卡的同时还必须考虑视觉系统要选用的软件与采集卡是否兼容；支持通道数目，在有些情况下需要多个相机同时采集，如果采集卡支持多路通道，则可以节约成本。
13、用1/2”ccd 摄像头观测，被测物体宽440 毫米，高330 毫米，镜头焦点距物体2500 毫米。问应该选用多大焦距的镜头？（注意纵向分辨率和横向分辨率的不一致）
答： f=wl/w 或f=hl/ h
式中：f ；镜头焦距。
w ：图象的宽度（被摄物体在 ccd 靶面上成象宽度）
w ：被摄物体宽度。
l ：被摄物体至镜头的距离。
h ：图象高度（被摄物体在 ccd 靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度。
h ：被摄物体的高度。
ccd 靶面规格尺寸： 单位 mm 规格。
规格 1/3" 1/2" 2/3" 1"
w 4.8 6.4 8.8 12.7
h 3.6 4.8 6.6 9.6
由公式可以算出：焦距 f=6.4*2500/440 ≈ 36 毫米或焦距 f=4.8*2500/330 ≈ 36 毫米。
附表 1: g0(n,a) 临界值。
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