### 2024年上海高职院校技能大赛样题——机器人系统集成应用技术（学生赛） #### 一、概述 2024年的上海高职院校技能大赛中的“机器人系统集成应用技术”赛项旨在考察参赛学生的机器人系统集成设计、安装部署、编程调试等方面的能力。本次竞赛分为三个模块，总时长为300分钟，选手需在此时间内完成全部竞赛内容。该竞赛不仅测试学生的理论知识，还着重评估其实际操作能力和团队协作能力。 #### 二、竞赛规则与注意事项 1. **任务书完整性**：选手应确保拿到的任务书完整清晰，如发现缺页或字迹模糊等问题，应及时向裁判报告并申请更换。 2. **竞赛时间管理**：参赛队伍需在5小时内完成竞赛任务，合理安排时间是获胜的关键之一。 3. **文件存储**：竞赛过程中所创建的所有程序文件必须存储于指定位置“D:\技能竞赛”，否则不予评分。 4. **竞赛保密性**：任务书中不得出现任何与参赛者身份相关的信息，否则成绩将被作废。 5. **设备保护**：参赛者应妥善使用竞赛设备，避免人为损坏。 6. **资料处理**：比赛结束后不得带走与比赛相关的任何资料，包括图纸、程序文件等。 #### 三、任务背景 本次竞赛背景设定为企业需要对现有的机器人系统进行集成升级，以支持不同类型的汽车轮毂零件的生产。这要求参赛者能够运用智能制造技术，结合工业机器人、视觉检测、数控系统等多种设备，实现生产线的自动化和智能化。 1. **集成需求**：参赛者需要设计一个能够处理多种零件的柔性生产线。 2. **产品特性**：轮毂零件具有特定的定位基准、RFID电子信息区域等特征，这些都需要在集成系统中得到妥善处理。 3. **工具选择**：参赛者需要根据不同的任务需求选择合适的工具，比如用于正面和背面拾取的不同工具。 #### 四、竞赛内容详解 ##### 模块一：机器人系统方案设计和仿真调试（30分） 1. **系统方案设计**： - 设计各单元的布局分布，绘制布局方案图，并标注每个单元的功能。 - 设计控制系统结构，并绘制控制系统通讯拓扑结构图，包括远程IO模块与PLC之间的连接方式和地址。 2. **系统仿真搭建**： - 在虚拟调试软件中构建完整的机器人集成应用系统，包括但不限于工业机器人、数控机床、工具、仓储、分拣、检测、打磨等组成部分。 - 定义仓储单元中的光电传感器功能，实现对产品零件的检测，并关联相应的变量。 - 设置仓储单元的指示灯状态，通过改变颜色反映是否有料。 - 定义仓储单元的托盘状态机，设置运动模式为平移，以模拟真实的仓储环境。 #### 五、职业素养评价 竞赛过程中，除了技术层面的要求外，还会对参赛者的工具操作规范性、机械电气工艺规范性、耗材使用环保性、功耗控制节能性以及赛场纪律、安全和文明生产等职业素养进行全面评价。 #### 六、总结 2024年上海高职院校技能大赛的“机器人系统集成应用技术”赛项不仅是一次技术实力的展示，也是对学生综合素质的一次全面考验。参赛者需要具备扎实的专业知识、创新的设计思路以及严谨的工作态度，才能在这场竞争中脱颖而出。通过参与此类竞赛，不仅可以提高个人能力，还能促进团队合作精神和技术交流，对未来的职业发展有着积极的影响。

大斜度定向井技术具有可以钻穿更长的页岩气储层段、较大范围地探明和控制含气面积、大幅提高单井产气量等优点。在前期直井预探井工作的基础上,通过对井身结构、井眼轨迹、钻具组合、钻柱力学、钻井液、固井等技术的优化设计,优选出符合高陡构造区页岩气勘探的大斜度定向井钻井工程设计方案,建立了工区的地层压力剖面和钻头选型方案,在直井段采用防斜打直、造斜段开展复合钻井、目的层段引用旋转导向钻井、油基钻井液等技术,成功地钻成2口页岩气大斜度定向井,缩短钻井周期,提高钻井效率,实现了优快钻井,主力页岩储层钻遇率100%,形成一套页岩气高效开发的钻井技术体系,可为今后其他地区页岩气、煤层气的勘探开发提供借鉴。

Windows Embedded Compact 2013 (WEC 2013)是Microsoft Embedded Compact家族系列的最新版本，发布于2013年，生命周期按照目前Microsoft发布的计划为2023年。

1.本项目以科大讯飞提供的数据集为基础，通过特征筛选和提取的过程，选用WaveNet模型进行训练。旨在通过语音的梅尔频率倒谱系数（MFCC）特征，建立方言和相应类别之间的映射关系，解决方言分类问题。 2.项目运行环境包括：Python环境、TensorFlow环境、JupyterNotebook环境、PyCharm环境。 3.项目包括4个模块：数据预处理、模型构建、模型训练及保存、模型生成。数据集网址为：challenge.xfyun.cn,向用户免费提供了3种方言(长沙话、南昌话、上海话),每种方言包括30人,每人200条数据,共计18000条训练数据,以及10人、每人50条,共计1500条验证数据;WaveNet模型是一种序列生成器，用于语音建模，在语音合成的声学建模中，可以直接学习采样值序列的映射，通过先前的信号序列预测下一个时刻点值的深度神经网络模型，具有自回归的特点；通过Adam()方法进行梯度下降，动态调整每个参数的学习率，进行模型参数优化 4.项目博客：https://blog.csdn.net/qq_31136513/article/details/134832627

激光位移传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。

《西电—DSP原理及应用视频教程》全39讲，涵盖了数字信号处理（DSP）的基础理论和实际应用，是学习这一领域的宝贵资源。该教程由西安电子科技大学（西电）提供，旨在深入浅出地讲解DSP的核心概念和技术，帮助学习者掌握这一领域的关键知识。 1. **数字信号处理基础**： 数字信号处理是一种利用数字计算技术对信号进行分析、变换、滤波、增益控制等操作的方法。在本教程中，你将学习到离散时间信号与连续时间信号的区别，以及如何通过采样和量化将连续信号转化为可处理的数字信号。 2. **DSP系统结构**： DSP芯片是专门设计用于高速、高效处理数字信号的集成电路。教程中会介绍典型的DSP处理器架构，包括哈佛结构、流水线处理、硬件乘法器等特性，以及如何利用这些特性实现快速运算。 3. **滤波器设计**： DSP在信号滤波中的应用广泛，包括低通、高通、带通和带阻滤波器。教程会详细讲解IIR（无限 impulse响应）和FIR（有限 impulse响应）滤波器的设计方法，如窗函数法、频率采样法等。 4. **谱分析与信号变换**： 学习者将了解到傅里叶变换在信号分析中的作用，包括快速傅里叶变换(FFT)及其逆变换，并探讨其他变换，如小波变换和拉普拉斯变换，以及它们在时频分析中的应用。 5. **数字信号处理算法**： 包括数字滤波算法、自适应滤波、谱估计、噪声抑制、信号增强等，这些都是实际应用中的关键环节。教程将深入解析这些算法的原理和实现步骤。 6. **通信系统中的DSP**： 在无线通信、数字通信等领域，DSP技术扮演着重要角色。教程会讲解如何使用DSP处理调制、解调、信道编码和解码等问题。 7. **音频和图像处理**： DSP技术在音频处理中用于音质改善、降噪、混响等；在图像处理中涉及边缘检测、图像增强、压缩等。这些都会在教程中有所涉及。 8. **实时系统与嵌入式开发**： 学习如何将DSP理论应用于实际系统，包括使用C语言或汇编语言编程，以及在TMS320C5x、TMS320C6x等典型DSP芯片上的程序开发。 9. **实验与实践**： 通过实例和实验，学习者将有机会运用所学知识解决实际问题，提高动手能力和工程素养。 该教程共39讲，从基础理论到实践应用，系统全面地介绍了DSP的各个方面。通过学习，无论是对学术研究还是工程实践，都能为学习者提供坚实的技术基础。文件列表中的"01"至"06"可能代表了教程的前六讲内容，覆盖了基础理论和部分核心主题。继续深入学习，将有助于你全面掌握数字信号处理的精粹。

位移传感器是指能够将被测量的机械位移量转换为某种与之成比例的电信号输出的传感器。这种传感器广泛应用于工业自动化领域，其种类繁多，功能各异，能够根据应用环境和需求的不同进行选择。 盾构机是一种用于隧道施工的大型机械，其主要由开挖系统、主驱动系统、推进系统、注浆系统等部分组成。位移传感器在盾构机中的应用主要是监测和控制推进系统中油缸的位移，以便对盾构机的推进过程进行精确控制。在盾构机的推进系统中，每个油缸组都安装有位移传感器，可以实时监测油缸的位移数据。通过这些数据，施工人员可以监控每组油缸的行程和压力，从而实现对盾构机的纠偏和调向，确保隧道的直线度和施工精度。 电梯控制系统是现代建筑中不可或缺的一部分，其控制方式主要包括以微机为信号控制单元的方式和以可编程控制器（PLC）实现信号集选控制的方式。静磁栅位移传感器在电梯控制系统中的主要作用是调整电梯平层控制。静磁栅位移传感器由静磁栅源和静磁栅尺两部分组成，其中静磁栅源由铝合金压封无源钕铁硼磁栅组成，而静磁栅尺则包含嵌入式微处理器系统的特制高强度铝合金管材。当静磁栅源沿静磁栅尺轴线进行相对运动时，静磁栅尺可以解析出数字化位移信息，产生位移量数字信号。 电梯平层控制系统需要能够根据楼层和轿厢的呼叫信号以及行程信号，控制电梯的运行。由于呼叫信号是随机的，系统控制采用随机逻辑控制，即在基本的顺序逻辑控制基础上，根据随机输入信号和电梯状态适时控制电梯运行。电梯的位置由静磁栅位移传感器确定，并送入PLC的计数器进行控制。电梯的运行非常依赖于准确的平层控制，以确保启动、减速、平层过程的舒适性，并且这种舒适性不应该因为轿厢负载的变化而受到影响。 盾构机和电梯控制系统中的位移传感器应用展示了位移传感器在工业自动化中的重要性。位移传感器不仅可以提高工程质量和施工效率，还能增加设备运行的可靠性和舒适性。随着技术的进步和创新，未来的位移传感器将更加智能化，精度更高，响应速度更快，为各种机械设备的精准控制提供更好的技术支持。

卡尔曼滤波（Kalman filtering）作为一种利用线性系统状态方程对系统状态进行最优估计的算法，自其诞生以来便在多个领域得到了广泛的应用。它能够从一系列存在测量噪声的数据中估计动态系统的状态，为现代控制理论和技术的发展做出了重要贡献。本文将对卡尔曼滤波的概述、原理及应用进行详细介绍。 卡尔曼滤波作为一项重要的数据处理技术，在众多领域内均有着不可或缺的作用。下面将从卡尔曼滤波的概述、原理及其应用三个方面展开详细介绍。 ### 一、卡尔曼滤波概述 卡尔曼滤波是一种高效的递归滤波算法，主要用于解决线性动态系统中的状态估计问题。该算法的核心在于如何从含有噪声的测量数据中提取出动态系统的真实状态。卡尔曼滤波具有实时性、精确性和稳定性等优点，能够在噪声干扰下准确地恢复出真实数据，为动态系统的状态估计提供了强有力的工具。 卡尔曼滤波自问世以来，因其独特的性能优势，在多个领域得到了广泛的应用和发展。例如，在航空航天领域，卡尔曼滤波被用来实现飞行器的精确导航和控制；在汽车行业中，则被用于提高汽车导航系统的准确度；此外，在机器人技术、信号处理与通信、经济学和金融等多个领域也有着重要的应用价值。 ### 二、卡尔曼滤波原理 #### 1. 基本原理 卡尔曼滤波的基本原理基于线性动态系统的状态空间表示法，其基本假设包括： - 系统状态的变化是线性的； - 过程噪声和观测噪声都服从高斯分布； - 系统的状态与观测之间的关系也是线性的。 卡尔曼滤波算法通过两个关键步骤实现系统状态的最优估计： - **预测**：根据上一时刻的状态估计值以及系统动力学模型，预测当前时刻的状态及其协方差矩阵。 - **更新**：利用当前时刻的观测数据，结合卡尔曼增益，对预测的状态进行修正，获得更准确的状态估计值。 #### 2. 预测步骤 在预测步骤中，卡尔曼滤波器根据系统的动态模型和前一时刻的状态估计值，对当前时刻的状态进行初步预测。具体包括两部分内容： - **状态预测**：使用系统的状态转移矩阵预测下一时刻的状态向量。 - **协方差预测**：预测状态向量的估计不确定度（协方差矩阵），反映了预测状态的准确性。 #### 3. 更新步骤 更新步骤是卡尔曼滤波器的核心，其目的是通过利用新获得的观测数据来校正预测状态，提高状态估计的精度。主要包括： - **卡尔曼增益计算**：计算一个加权因子，用以决定观测数据与预测结果的相对重要性。 - **状态更新**：利用卡尔曼增益对预测值和观测值进行加权，得到更新后的状态估计值。 - **协方差更新**：更新状态估计的协方差矩阵，以反映新的不确定性水平。 通过不断迭代预测和更新两个步骤，卡尔曼滤波器能够实现实时、精确的状态估计。 ### 三、卡尔曼滤波应用 卡尔曼滤波在多个领域具有广泛的应用价值： 1. **航空航天领域**：卡尔曼滤波在航空航天领域的应用主要体现在飞行器的导航和控制系统中。通过对飞行器的位置、速度和姿态角进行实时估计，帮助飞行器实现精确的轨迹控制和导航。 2. **汽车导航系统**：卡尔曼滤波可以融合来自GPS、地图和传感器等多种数据源的信息，实现对车辆位置的精确估计，提高导航系统的准确性和可靠性。 3. **机器人导航与控制**：卡尔曼滤波在机器人领域的应用涉及机器人的导航、定位和控制等方面。通过对机器人运动状态和环境信息的实时估计，帮助机器人实现自主导航和精确控制。 4. **信号处理与通信**：卡尔曼滤波在信号处理和通信领域中可以用于滤波和去噪，提高信号质量。此外，还能用于信道估计和均衡，改善通信系统的性能。 5. **经济学和金融领域**：在经济学和金融领域，卡尔曼滤波可用于时间序列分析和预测。通过对经济指标或金融数据的滤波处理，提取出有用信息，为决策和预测提供支持。 ### 四、总结 卡尔曼滤波作为一种高效的递归滤波器，通过利用系统状态方程和观测数据对系统状态进行最优估计，为多个领域提供了强大的数据处理和控制手段。随着技术的不断发展和应用需求的增加，卡尔曼滤波将在更多领域发挥更大的作用。未来，卡尔曼滤波将与大数据、人工智能等先进技术相结合，为各个领域提供更加智能、高效的数据处理和控制解决方案。同时，随着对卡尔曼滤波原理的深入研究和改进，其性能和应用范围也将得到进一步提升和拓展。卡尔曼滤波作为一种强大的数据处理和控制技术，具有广阔的应用前景和潜力，将继续为各个领域的发展做出重要贡献。

根据医院核心业务系统建设总体规划要求，现将结合本项目实际情况，确定对医院6个核心业务系统（HIS、EMR、LIS、PACS、医院信息集成平台、互联网医院）按照信息安全等级保护第三级要求进行密码应用建设，为确保核心业务系统数据和网络链路安全，建设一套适医院核心业务的密码系统，提高智慧治疗信息系统管理效能和信息化水平。 密码技术作为网络与信息安全保障的核心技术和基础支撑，在维护国家安全、促进经济社会发展、保护人民群众利益中发挥着不可替代的重要作用。2019年12月30日，国务院办公厅发布《国家政务信息化项目建设管理办法》国办发[2019]57号文，指出“项目建设单位应当落实国家密码管理有关法律法规和标准规范的要求，同步规划、同步建设、同步运行密码保障系统并定期进行评估。” 医院核心业务系统密码应用建设方案的目标是提升医院信息化系统的安全性和效率，以适应信息安全等级保护第三级的标准。此方案涉及到的六大核心业务系统包括：HIS（医院信息系统）、EMR（电子病历系统）、LIS（实验室信息系统）、PACS（影像存档与通信系统）、医院信息集成平台以及互联网医院。这些系统在日常运营中处理大量敏感医疗数据，因此必须有强大的安全保障。 密码系统在网络安全中的地位至关重要，它能够确保数据的机密性、完整性和可用性，防止未经授权的访问、篡改或泄露。2019年发布的《国家政务信息化项目建设管理办法》强调了密码管理的重要性，要求项目单位同步规划密码保障系统，并进行定期评估。 方案中，首先介绍了项目背景，阐述了当前医院信息化的现状与需求，包括系统使用单位的情况、网络拓扑结构、业务逻辑架构、软硬件配置、信息资源分布以及密码服务的需求。这些信息构成了密码应用的基础。 在系统概述部分，详细分析了各业务系统的人员配置、岗位职责和管理制度，以确保密码系统的有效管理和运维。物理和环境安全考虑了设备的安全存放、防灾设施等，以防止物理层面的破坏。网络和通讯安全则关注数据传输过程中的加密、认证以及边界防护措施，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。 密码应用需求分析进一步细化到访问控制、身份认证、数据加密、审计追踪等多个方面。访问控制确保只有授权用户能访问特定资源；身份认证通过密码或其他生物识别技术验证用户身份；数据加密保证数据在存储和传输时的保密性；审计追踪则记录操作行为，便于问题追溯和责任定位。 此外，方案还会涉及密码策略的制定，包括密码复杂度要求、更新频率、重置流程等。同时，应急响应和灾难恢复计划也是必不可少的，以应对潜在的安全事件。 医院核心业务系统密码应用建设方案旨在通过科学合理的密码技术和管理机制，提升医院信息系统的整体安全水平，保障医疗数据的安全，同时提高医疗服务的质量和效率。该方案的实施将有助于满足国家法规要求，保护患者隐私，维护医疗行业的正常运作。

动物需要在不同的森林公园之间迁徙交流，在经过不同的地表时，动物迁徙的困难程度 是不一样的，如经过草地林地比较容易，而经过水域和道路时则比较困难。在不同的公园之 间构建生态廊道，保护动物的迁徙。 1. 影像分类：使用提供的训练样本进行监督分类，具体的监督分类方法任选。（10 分） 2. 创建生态廊道保护物种迁徙：（50 分） 找出从辰山植物园到阳山森林公园之间动物迁徙所花费成本最低的路线，规划部门 将在这个路径上修建生态廊道，以保护动物在两个森林公园之间迁徙。 动物在迁徙过程中，在经过不同的地表时，困难程度是不一样的，经过不同地物的 成本值见下表。 注：水域和交通用地参考已有的矢量数据，其他参考遥感影像。道路线数据的影响 范围见下表缓冲距离。