江西洪州職業(yè)學(xué)院《機(jī)器視覺及其程應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在ROS中，用于發(fā)布機(jī)器人關(guān)節(jié)角度的話題名稱通常是（）（）A./joint_statesB./odomC./tfD./scan2、ROS中的軟件包更新可能會導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。在進(jìn)行軟件包更新之前，以下哪種措施可以降低風(fēng)險？（）A.備份重要的數(shù)據(jù)和配置文件B.在測試環(huán)境中進(jìn)行更新測試C.查看更新的日志和說明，了解可能的影響D.以上措施都應(yīng)該采取3、在ROS框架下，對于機(jī)器人的軌跡跟蹤控制，以下哪種控制器能夠處理模型不確定性和外部干擾？（）A.自適應(yīng)控制器B.滑模控制器C.魯棒控制器D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人的模型存在參數(shù)變化和未知的外部干擾，需要一種控制器能夠保證軌跡跟蹤的精度和穩(wěn)定性，上述哪種控制器能夠更好地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，并詳細(xì)說明其控制原理和在ROS中的實(shí)現(xiàn)方式4、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以分布在不同的計(jì)算平臺上。當(dāng)節(jié)點(diǎn)之間的計(jì)算能力差異較大時，如何平衡系統(tǒng)的負(fù)載？（）A.將計(jì)算任務(wù)分配給能力較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)B.對計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分割，分配給不同的節(jié)點(diǎn)C.根據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況動態(tài)調(diào)整任務(wù)分配D.以上方法都可以5、在機(jī)器人的路徑跟蹤中，需要實(shí)時調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動以保持在預(yù)定的路徑上。假設(shè)機(jī)器人在戶外環(huán)境中移動，受到風(fēng)的干擾和地形的變化。以下哪種路徑跟蹤算法能夠快速適應(yīng)這些動態(tài)變化，并保持良好的跟蹤性能？（）A.純追蹤算法B.斯坦利（Stanley）算法C.動態(tài)窗口法（DWA）D.反饋線性化控制算法6、在開發(fā)基于ROS的機(jī)器人視覺應(yīng)用時，需要對圖像進(jìn)行處理和分析。假設(shè)要從攝像頭獲取的圖像中識別特定的物體，并計(jì)算其位置和姿態(tài)。以下哪種計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和ROS工具的組合最能有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.使用傳統(tǒng)的圖像處理算法和OpenCV庫B.基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測模型和相關(guān)的ROS接口C.依賴硬件加速的視覺處理模塊D.不使用任何專門的視覺技術(shù)，僅通過人工觀察圖像7、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對機(jī)器人的行為進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)不同的工作場景和任務(wù)需求。假設(shè)環(huán)境條件發(fā)生變化，以下哪種方法能夠使機(jī)器人自動調(diào)整行為策略？（）A.基于規(guī)則的硬編碼調(diào)整B.機(jī)器學(xué)習(xí)算法的自適應(yīng)調(diào)整C.不進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，保持固定行為D.依靠人工干預(yù)進(jìn)行調(diào)整8、ROS中的話題（Topic）是一種常見的通信機(jī)制。假設(shè)有一個機(jī)器人在移動過程中不斷發(fā)布其位置信息作為一個話題。多個節(jié)點(diǎn)對這個位置信息感興趣并進(jìn)行訂閱。在這種情況下，如果發(fā)布節(jié)點(diǎn)突然停止發(fā)布，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.訂閱節(jié)點(diǎn)會繼續(xù)使用最后收到的位置信息，直到新的發(fā)布信息到來B.訂閱節(jié)點(diǎn)會立即停止運(yùn)行，等待發(fā)布節(jié)點(diǎn)重新開始發(fā)布C.訂閱節(jié)點(diǎn)會自動切換到其他可用的類似話題進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取D.整個系統(tǒng)會崩潰，因?yàn)槭チ岁P(guān)鍵的位置信息源9、對于ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)安全，以下哪種措施能夠有效地防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和控制？（）A.身份認(rèn)證B.數(shù)據(jù)加密C.訪問控制D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人系統(tǒng)涉及敏感信息和關(guān)鍵任務(wù)，需要采取一系列安全措施來保障系統(tǒng)的安全性和可靠性，上述哪些措施能夠共同發(fā)揮作用，有效地保護(hù)機(jī)器人操作系統(tǒng)，并說明其在ROS中的實(shí)現(xiàn)和配置方法10、機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于管理機(jī)器人傳感器數(shù)據(jù)的模塊通常是？（）（）A.運(yùn)動控制模塊B.感知模塊C.規(guī)劃模塊D.通信模塊11、ROS中的機(jī)器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關(guān)節(jié)信息C.傳感器信息D.以上都是12、在ROS中，當(dāng)需要對機(jī)器人的行為進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)時，通常會使用多種編程語言。假設(shè)一個項(xiàng)目需要高效的數(shù)值計(jì)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.JavaScript13、ROS中的插件（Plugin）機(jī)制可以擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。假設(shè)要為一個機(jī)器人的視覺處理模塊添加新的圖像處理算法，以下關(guān)于插件的使用，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.可以通過編寫插件來實(shí)現(xiàn)新的功能，而無需修改原有的代碼框架B.插件可以動態(tài)加載和卸載，方便系統(tǒng)的配置和更新C.不同類型的插件必須遵循相同的接口規(guī)范，以保證兼容性D.插件只能用于擴(kuò)展功能，不能用于替換現(xiàn)有的核心功能模塊14、在使用ROS開發(fā)機(jī)器人的過程中，需要對機(jī)器人的軟件進(jìn)行可維護(hù)性和可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)。以下哪種架構(gòu)和設(shè)計(jì)原則能夠提高代碼的可維護(hù)性和未來的功能擴(kuò)展能力？（）A.緊密耦合的架構(gòu)，功能集中在少數(shù)模塊B.分層架構(gòu)，模塊化設(shè)計(jì)，遵循接口規(guī)范C.混亂的代碼結(jié)構(gòu)，不考慮設(shè)計(jì)原則D.不考慮可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，只關(guān)注當(dāng)前功能實(shí)現(xiàn)15、ROS中的話題（Topic）通信是一種常見的數(shù)據(jù)傳輸方式。在一個復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)中，多個節(jié)點(diǎn)可能會同時訂閱同一個話題。當(dāng)發(fā)布者發(fā)布的數(shù)據(jù)量較大時，以下哪種情況可能會發(fā)生？（）A.訂閱者能夠快速接收和處理所有數(shù)據(jù)，不會有任何問題B.由于網(wǎng)絡(luò)帶寬限制，部分?jǐn)?shù)據(jù)可能會丟失C.系統(tǒng)會自動降低發(fā)布者的數(shù)據(jù)發(fā)送速度，以適應(yīng)訂閱者的處理能力D.訂閱者會按照優(yōu)先級順序接收和處理數(shù)據(jù)16、在機(jī)器人的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)中，需要考慮用戶的操作習(xí)慣和認(rèn)知能力。假設(shè)為工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個操作界面，要求操作人員能夠快速、準(zhǔn)確地輸入指令和監(jiān)控機(jī)器人狀態(tài)。以下哪種界面設(shè)計(jì)原則和元素最為重要？（）A.簡潔直觀的布局B.清晰明確的圖標(biāo)和標(biāo)識C.實(shí)時反饋和錯誤提示D.以上都是17、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。假設(shè)一個機(jī)器人系統(tǒng)的啟動需要同時啟動多個傳感器節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置一些全局參數(shù)。以下關(guān)于啟動文件的描述，正確的是？（）A.啟動文件只能以XML格式編寫，語法復(fù)雜B.啟動文件中不能包含條件判斷和循環(huán)語句C.可以在啟動文件中指定節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行順序和依賴關(guān)系D.啟動文件不能動態(tài)修改節(jié)點(diǎn)的參數(shù)值18、ROS中的話題可以有多個發(fā)布者和訂閱者，這種特性被稱為（）（）A.多對多通信B.一對多通信C.多對一通信D.一對一通信19、ROS中的動作服務(wù)器（ActionServer）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些回調(diào)函數(shù)？（）（）A.goal回調(diào)函數(shù)B.cancel回調(diào)函數(shù)C.feedback回調(diào)函數(shù)D.以上都是20、機(jī)器人操作系統(tǒng)的安全性是至關(guān)重要的。假設(shè)機(jī)器人在與人密切合作的工作環(huán)境中運(yùn)行。以下哪種安全機(jī)制能夠有效地檢測和避免機(jī)器人與人或其他物體的碰撞？（）A.基于激光雷達(dá)的碰撞檢測B.基于視覺的碰撞檢測C.基于力傳感器的碰撞檢測D.以上方法結(jié)合使用二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）描述ROS在金屬加工機(jī)器人中的應(yīng)用。2、（本題5分）說明ROS中的林業(yè)撫育效率提升機(jī)器人中的作業(yè)進(jìn)度監(jiān)測。3、（本題5分）ROS在制鞋機(jī)器人中的功能實(shí)現(xiàn)。4、（本題5分）解釋ROS中的化學(xué)試劑調(diào)配機(jī)器人中的精度控制技術(shù)。5、（本題5分）簡述ROS中的農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)器人中的質(zhì)量檢測方法。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在ROS中構(gòu)建一個鯽魚養(yǎng)殖場鯽魚收集機(jī)器人的高效收集與運(yùn)輸系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個機(jī)器人的物體表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)。3、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個救援機(jī)器人的環(huán)境感知系統(tǒng)，為救援行動提供信息支持。4、（本題5分）創(chuàng)建一個在ROS中的牛蛙養(yǎng)殖場牛蛙收集機(jī)器人的高效收集與存儲系統(tǒng)。5、（本題5分）創(chuàng)建一個在ROS中的畜牧養(yǎng)殖場牲畜健康監(jiān)測機(jī)器人的疾病預(yù)警與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在機(jī)器人的木材加工應(yīng)用中，ROS怎樣進(jìn)行精確的切割和雕刻操作。請?jiān)敿?xì)綜合分析ROS的刀具路徑規(guī)劃、木材材質(zhì)識別和加工誤差補(bǔ)償技術(shù)。2、（本題10分）在考