创新实践期末考试复盘与知识点

1. 切换到上级目录的命令

点评： 这一题比较基础，终端里切换到上一级目录使用 cd ..。

知识点： cd 用于切换目录，.. 表示当前目录的上级目录。

2. 图像形态学中的收缩与像素区域变化

点评： 我没记错的话这题好像是一个错题，前面强调收缩，然后最后来了个像素增多，疑似拼好题，收缩是腐蚀，像素增多是膨胀。

知识点： 腐蚀会让前景区域变小，常用于去除小噪声；膨胀会让前景区域变大，常用于填补空洞或连接断裂区域。

3. Python 中的与运算

点评： python的与运算是and，而不是&

知识点： and 是Python逻辑运算符，判断表达式真假；。

4. LCD1602 英文字符的编码方式

点评： 这个题ppt里面好像也没有,可能是mooc视频里讲了？不太清楚，有二进制、十六进制、ASCII和国际码，猜一下ASCII

知识点： LCD1602 显示英文字符时通常按字符编码写入显示数据，常见英文字符可对应 ASCII 编码。

5. 检测物体遮挡的传感器

点评： 这题直接选光电传感器，高中光电门好吧。

知识点： U 型光电开关由红外发射器和接收器构成，两者位于 U 型槽两侧并形成光轴。当物体经过 U 型槽并阻断光轴时，光电开关会输出检测信号。

6. OpenCV 色彩阈值化函数

点评： 如果刷过 MOOC 题并记住了常见 OpenCV 代码，这题应该能直接选 cv2.inRange()。有意思的是，后面大题里的注释似乎也把答案露出来了。

知识点： cv2.inRange(hsv, lower, upper) 用于判断像素是否落在指定颜色范围内，常用于 HSV 空间下的颜色阈值分割。

7. 人脸检测与人脸识别的区别

点评： ppt上原话。

知识点： 人脸检测：指对于任意一幅给定的图像/视频帧，采用一定的策略对其进行搜索以确定其中是否含有人脸，如果是则返回一脸的位置、大小和姿态。（有没有人脸）

人脸识别：基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。（是谁的脸）

8. 二维码解码操作的库函数

点评： 巧了，前一天瞅到了这个： pyzbar。

知识点： pyzbar 的核心解码函数是 decode()，可用于识别二维码、条形码等编码图像。

9. 树莓派的主存卡类型

点评： 如果看ppt了就知道是 TF 卡，也就是 Micro SD Card。

知识点： 树莓派常通过 Micro SD/TF 卡安装系统并存储数据。

10. PCF8591 的功能

点评： PCF8591 文档首页就写得很清楚：它是 8 位 A/D 和 D/A 转换器。

知识点： PCF8591 是带 I2C 接口的 8 位数据采集器件，常见功能包括多路模拟输入、模拟输出和 A/D、D/A 转换。

1. 属于开关量类型的传感器和器件

点评： 四个选项有三个带开关：轻触开关、触摸开关、倾斜开关，剩下一个不知道选不选，忘了是个啥了。

知识点： 开关量输出通常只有两种状态，例如高/低电平、通/断、0/1。

2. cv2.flip(img, flipcode) 中 flipcode 的含义

点评： 这题算运气好，考前刚好扫到过，直接四选

知识点： flipcode=0 表示沿 x 轴翻转；flipcode>0 表示沿 y 轴翻转；flipcode<0 表示 x、y 轴同时翻转。

3. Haar 分类器的重要组成

点评： 不太自信考场上，连着两个四选。

知识点： Haar 分类器通常包括 Haar-like 特征、积分图方法、AdaBoost 训练和级联分类器。

4. 二维码相比一维码的优势

点评： 这题比较遗憾。当时没理解“二维码纠错能力更强”，以为二维矩阵错一块会更难恢复。实际上二维码正是因为有纠错编码，容错能力更强。

知识点： 一维码主要在一个方向表达信息；二维码在水平和垂直两个方向存储信息，容量更大，可表达更复杂的数据，并且通常具有更强的纠错能力。

5. Python 循环语句

点评： 这题比较基础，循环语句就是 for 和 while。if 是条件判断，break 是循环控制语句。

知识点： for 常用于遍历序列或可迭代对象；while 根据条件反复执行。

6. MPU6050 的特征

点评： 这题有一个选项它是I2C总线，所以不能与其他传感器合用包错的，但是A选项说MPU6050组成上包括三轴陀螺仪、三轴加速度计，也不知道对不对，少说一个，草台班子。

知识点： MPU6050 是 6 轴运动跟踪设备，包含三轴陀螺仪、三轴加速度计和数字运动处理器，并带有片上温度传感器。它通常通过 I2C 总线与微控制器通信，也可通过辅助 I2C 总线连接其他传感器。

7. 图像掩码的作用

点评： 这题 PPT 上标得比较明显，依旧四选

知识点： 掩码可用于提取感兴趣区域、屏蔽无关区域、辅助结构特征提取，以及制作特殊形状图像。

8. 图像形态学处理

点评： 依旧全是，四选。

知识点： 开运算通常是先腐蚀后膨胀，适合去除小噪声；闭运算通常是先膨胀后腐蚀，适合填补小孔洞。

9. GPIO 编码方式

点评： 终于来了一个 MOOC 原题的内容。

知识点： 常见 GPIO 编码方式包括 WiringPi、BCM 和 BOARD。BOARD 使用物理引脚编号，BCM 使用 Broadcom 芯片 GPIO 编号。

10. I2C 通信

点评： 这题是把 MOOC 里关于起始位、终止位、数据线和时钟线的内容杂合在了一起。刷过题以后会轻松很多。

知识点： I2C 主要使用 SDA 数据线和 SCL 时钟线；总线空闲时二者通常为高电平；起始条件为 SCL 高电平时 SDA 下降沿；终止条件为 SCL 高电平时 SDA 上升沿。

1. 等待键盘输入函数

点评： 后面判断题里甚至出现了 cv2.waitKey()，可以直接借来用。

知识点： OpenCV 中常用 cv2.waitKey() 等待键盘输入或控制窗口刷新间隔。

2. 树莓派开发的 SSH 工具和远程桌面工具

点评： 当时只记住了远程桌面工具，SSH 工具没有记牢。

知识点： 常见 SSH 工具是 PuTTY，远程桌面工具可使用 VNC Viewer。

3. 查看 IP 地址的命令

点评： 这题比较轻松，答案是 ipconfig。

知识点： Windows 下常用 ipconfig 查看网络配置信息；Linux/树莓派环境中也常见 ifconfig 或 ip addr。

4. 树莓派供电接口与其他接口

点评： 这题是个草台班子，ppt写的Pype-c，mooc写的Type-c，服了。

知识点： 树莓派 4B 常见供电接口为 USB Type-C；板上还包含 GPIO、HDMI、摄像头接口、显示屏接口、网口、USB 等接口。

5. GPIO 常态下的高低电平

点评： 这题不太记得了，好像是写个Pull-up。 如果是上拉输入，常态通常为高电平；如果是下拉输入，常态通常为低电平。

知识点： Pull-up 会把输入端默认拉到高电平，按键或外部电路触发时可能变为低电平；Pull-down 会把输入端默认拉到低电平。

6. 返回指定 pin 电平状态的函数

点评： 我猜想考input（），但是没证据。

知识点： GPIO.input() 用于读取某个 GPIO 当前电平状态；GPIO.output() 用于设置某个 GPIO 引脚输出高电平或低电平。

7. I2C 总线上最多可接几个 PCF8591

点评： 这题刷过 MOOC 的话会比较熟，答案是 8 个。

知识点： PCF8591 通过地址引脚组合改变地址，常见情况下可在同一 I2C 总线上挂接多个器件。

8. 有源蜂鸣器与无源蜂鸣器

点评： ppt原话

知识点： 有源蜂鸣器内置振荡器，通常发出单一提示性报警声；无源蜂鸣器需要频率脉冲驱动，可发出不同频率的声音。

9. HSV 的概念

点评： 考前晚上刚好问了一句，第二天就考到，属于意外捡到。

知识点： H 表示色相/色调 Hue；S 表示饱和度 Saturation；V 或 B 表示亮度 Value/Brightness。

10. Haar 分类器

点评： 不太记得这个考啥了，反正不会

知识点： 基于 Haar 特征分类器的对象检测技术是一种有效的对象检测方法，通常通过大量正负样本训练分类器，再用于目标检测。

11. Python 函数定义关键字

点评： 这题属于基础题，稳住就能拿分。

知识点： Python 使用 def 定义函数。

12. 轻触开关按下和松开的高低电平

点评： 这题直接痛失两分。我把高低电平写反了，整张卷子里凡是涉及高低电平的地方好像都错了。

知识点： 在常见上拉输入连接中，按键松开时检测到高电平，按键按下时接地并检测到低电平。

OpenCV 目标识别代码补全

问题： 题面要求根据给出的目标识别流程补全 5 个空，核心围绕图像缩放、色彩空间转换、图像腐蚀、边界查找和质心计算。

开启摄像头：VideoStream(0).start() 或 cv2.VideoCapture(0)
读取一帧图像：vs.read()
图像尺寸缩放：(1)
色彩空间转换：(2)
指定感兴趣区域 ROI：cv2.inRange(hsv, colorLower, colorUpper)
图像腐蚀：(3)
找到指定区域的边界：(4)
计算轮廓面积并取最大：max(cnts, key=cv2.contourArea)
找到区域质心：(5)
画圆及圆心：cv2.circle()

点评： 前面几个空比较顺，后面两个很折磨了，不知道写哪个，因为绝大部分考前都是背诵，没理解那个函数是干啥的，换个说法就不会了

知识点： 这类流程通常包括 VideoStream(0).start() 或 cv2.VideoCapture(0) 开启摄像头，vs.read() 读取帧，cv2.cvtColor() 转换色彩空间，cv2.inRange() 做颜色阈值化，形态学操作去噪，cv2.findContours() 查找轮廓，cv2.moments() 计算矩并求质心，最后用 cv2.circle() 标记目标。

简述超声波传感器的原理以及应用场景

点评： 无语了，看都没看，只能瞎编。

知识点： 超声波传感器通过发射超声波并接收反射回波，根据传播时间和声速计算距离。常见应用包括避障、测距、液位检测、机器人导航和倒车雷达等。

围绕自己的项目作答

问题： 题目要求简述项目功能，写出使用的传感器及硬件结构图，并画出流程图。

点评： 这个每年都考，有时候还问你项目遇到过什么bug,怎么解决的，所以一定要记一记，这个还是很ok的。

双色 LED 与 PWM 代码补全

问题： 第一问考补全连线图(答题卡给了你图，考你怎么接线)；第二问题面给出双色 LED 的控制程序，要求补全 GPIO 初始化、PWM 对象创建、PWM 启动、颜色循环和资源释放函数中的空。

点评： 双色LED纯背诵题。

知识点： 双色 LED 可通过两个 GPIO 引脚分别控制红色和绿色通道，再通过 PWM 调节亮度。按题面空位整理如下：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

colors = [0xFF00, 0x00FF, 0x0FF0, 0xF00F]
makerobo_pins = (11, 12)  # PIN 物理管脚：11 红、12 绿

# GPIO 基础初始化
______(1)__________      # 使用物理引脚编号
GPIO.setwarnings(False)
______(2)__________      # 设置引脚为输出模式
GPIO.output(makerobo_pins, GPIO.LOW)

# 创建两路 PWM 对象，频率 2KHz
______(3)__________
______(4)__________

# PWM 初始占空比 0（灯熄灭）
______(5)__________
______(6)__________

def makerobo_pwm_map(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

def makerobo_set_Color(col):
    R_val = col >> 8
    G_val = col & 0x00FF
    R_val = makerobo_pwm_map(R_val, 0, 255, 0, 100)
    G_val = makerobo_pwm_map(G_val, 0, 255, 0, 100)
    p_R.ChangeDutyCycle(R_val)
    p_G.ChangeDutyCycle(G_val)

def makerobo_loop():
    while True:
        ______(7)__________:
            ______(8)__________
            ______(9)__________

def makerobo_destroy():
    ______(10)__________
    ______(11)__________
    GPIO.output(makerobo_pins, GPIO.LOW)
    GPIO.cleanup()

if __name__ == "__main__":
    try:
        makerobo_loop()
    except KeyboardInterrupt:
        makerobo_destroy()

如果按常见写法补全，大致是：GPIO.setmode(GPIO.BOARD)，GPIO.setup(makerobo_pins, GPIO.OUT)，p_R = GPIO.PWM(makerobo_pins[0], 2000)，p_G = GPIO.PWM(makerobo_pins[1], 2000)，p_R.start(0)，p_G.start(0)，for col in colors，makerobo_set_Color(col)，time.sleep(0.5)，p_G.stop()，p_R.stop()。