濟南護理職業(yè)學院《機器人系統(tǒng)開發(fā)》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁濟南護理職業(yè)學院

《機器人系統(tǒng)開發(fā)》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在ROS環(huán)境中，對于機器人的軟件更新和部署，需要一種高效且可靠的方法。假設機器人分布在不同的位置，以下哪種方式能夠實現(xiàn)遠程的軟件更新和部署？（）A.人工到現(xiàn)場進行更新B.通過網(wǎng)絡進行遠程推送更新C.不支持軟件更新，使用初始版本D.要求機器人返回基地進行更新2、ROS中的TF變換在多機器人協(xié)作中非常重要。當多個機器人之間的相對位置發(fā)生變化時，如何快速更新TF信息？（）A.通過傳感器實時測量并更新B.使用通信協(xié)議在機器人之間傳遞位置變化信息C.結合地圖和定位信息進行推算D.以上方法可以結合使用3、ROS中的節(jié)點可以分布在不同的計算平臺上。當節(jié)點之間的計算能力差異較大時，如何平衡系統(tǒng)的負載？（）A.將計算任務分配給能力較強的節(jié)點B.對計算任務進行分割，分配給不同的節(jié)點C.根據(jù)節(jié)點的負載情況動態(tài)調整任務分配D.以上方法都可以4、ROS提供了豐富的工具和功能來管理機器人的軟件包（Package）。假設一個大型的機器人項目包含多個相關的軟件包，每個軟件包都有自己的功能和依賴。在這種情況下，以下關于ROS軟件包管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用ROS的命令行工具來安裝、卸載和更新軟件包B.軟件包之間的依賴關系會自動處理，無需開發(fā)者手動干預C.可以將自己開發(fā)的軟件包發(fā)布到ROS的軟件倉庫中，供其他人使用D.不同版本的ROS對軟件包的兼容性是完全一致的，不存在任何問題5、ROS支持機器人的遠程控制和監(jiān)控。假設需要在遠程位置對機器人進行實時操作和狀態(tài)查看。以下哪種遠程控制和監(jiān)控的實現(xiàn)方式在安全性和穩(wěn)定性方面最為可靠？（）A.通過VPN建立安全連接B.使用公共網(wǎng)絡直接連接C.依賴第三方的遠程控制平臺D.不進行遠程控制和監(jiān)控6、在ROS中，為了提高機器人系統(tǒng)的性能和實時性，通常會對節(jié)點進行優(yōu)化。假設一個節(jié)點處理大量數(shù)據(jù)導致性能瓶頸，以下哪種優(yōu)化方法可能最為有效？（）A.減少節(jié)點之間的通信次數(shù)B.使用更復雜的算法來處理數(shù)據(jù)C.增加節(jié)點的數(shù)量來分擔任務D.降低數(shù)據(jù)的采樣頻率7、在基于ROS的機器人救援應用中，需要快速響應緊急情況。以下哪種通信方式可以確保信息的實時傳遞？（）A.低延遲的網(wǎng)絡協(xié)議B.優(yōu)先級消息隊列C.直接內(nèi)存訪問D.以上方式都可以考慮8、在一個ROS控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)對機器人的高精度軌跡跟蹤。以下哪種控制器在這種情況下表現(xiàn)較好？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自適應控制器D.以上控制器都可能適用，取決于具體工況9、ROS中的消息（Message）定義了節(jié)點之間通信的數(shù)據(jù)格式。假設需要傳輸一個包含機器人關節(jié)角度、速度和扭矩的復雜數(shù)據(jù)結構，以下關于消息定義的描述，正確的是？（）A.消息定義只能使用基本數(shù)據(jù)類型，如整數(shù)和浮點數(shù)B.可以自定義消息類型，包含多個字段和復雜的數(shù)據(jù)結構C.消息定義一旦確定，就不能修改，否則會導致通信錯誤D.不同的節(jié)點必須使用相同的消息類型進行通信，不能自定義10、ROS中的坐標變換在機器人控制中非常重要。假設機器人的傳感器坐標系和機械臂坐標系不同，需要進行坐標變換。以下哪種工具在ROS中常用于坐標變換的計算？（）A.tfB.cv_bridgeC.rospyD.message_filters11、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機器人關節(jié)狀態(tài)信息的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/JointStateB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是12、假設在一個ROS控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)中，需要對機器人的運動進行精確的時間同步和控制?？紤]到多個關節(jié)的協(xié)同運動和外部事件的觸發(fā)，以下哪種方法能夠提供最準確的時間同步和控制精度？（）A.使用操作系統(tǒng)的默認時鐘B.借助外部的硬件時鐘同步設備C.通過網(wǎng)絡時間協(xié)議（NTP）進行同步D.不進行時間同步，依靠估計值13、ROS中的參數(shù)服務器（ParameterServer）用于存儲和共享全局參數(shù)。當多個節(jié)點同時嘗試修改同一個參數(shù)時，以下哪種處理方式是正確的？（）A.最后修改的節(jié)點生效B.第一個修改的節(jié)點生效C.隨機選擇一個節(jié)點的修改生效D.所有修改都被拒絕，保持參數(shù)不變14、機器人操作系統(tǒng)中的服務（Service）通常采用哪種請求/響應模式？（）（）A.同步B.異步C.半同步半異步D.以上都不是15、在ROS中，當需要對機器人的行為進行編程實現(xiàn)時，通常會使用多種編程語言。假設一個項目需要高效的數(shù)值計算和底層系統(tǒng)訪問，以下哪種語言可能是首選？（）A.PythonB.C++C.JavaD.JavaScript二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）如何在ROS中實現(xiàn)機器人的遠程操作？2、（本題5分）如何在ROS中實現(xiàn)動態(tài)配置？3、（本題5分）簡述ROS中的調試工具和技巧。4、（本題5分）解釋ROS中的機器人競賽中的應用。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在機器人的農(nóng)業(yè)播種和施肥應用中，ROS怎樣精確控制作業(yè)參數(shù)和應對土壤條件的變化。請詳細綜合分析ROS的控制策略、傳感器融合技術和自適應調節(jié)機制。2、（本題5分）隨著人工智能技術的融合，ROS在機器人的自主學習和決策能力方面有了新的發(fā)展。請深入綜合分析ROS如何集成深度學習框架，實現(xiàn)機器人對環(huán)境的自主理解和適應性決策，以及在訓練和部署模型過程中面臨的計算資源需求和優(yōu)化問題。3、（本題5分）當機器人應用于森林資源監(jiān)測和保護時，分析機器人操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)對森林環(huán)境的多參數(shù)監(jiān)測、火災預警和生物多樣性評估，以及如何適應復雜的森林地形和氣候條件。4、（本題5分）在機器人操作系統(tǒng)的虛擬仿真訓練平臺方面，綜合研究如何構建逼真的虛擬環(huán)境、模擬機器人的運動和操作，以及如何為操作人員提供有效的訓練和評估手段，提高操作人員的技能水平和應對復雜任務的能力。5、（本題5分）在科研實驗室中，機器人用于實驗樣本處理和數(shù)據(jù)采集。深入研究機器人操作系統(tǒng)在實驗流程控制、樣本精確操作、數(shù)據(jù)準確性保障和實驗設備集成方面的關鍵技術，分析操作系統(tǒng)如何滿足科研實驗的高精度和可重復性要求。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）使用ROS為地鐵隧道清洗機