山東旅游職業(yè)學院《機器視覺技術(shù)》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁山東旅游職業(yè)學院

《機器視覺技術(shù)》2023-2024學年第一學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中，只有一項是符合題目要求的．）1、在ROS系統(tǒng)中，要對機器人的軟件進行優(yōu)化以提高運行效率。假設(shè)機器人的計算資源有限，需要降低軟件的內(nèi)存占用和計算時間。以下哪種優(yōu)化方法和技術(shù)的組合最為有效？（）A.算法優(yōu)化和代碼并行化B.減少功能模塊和簡化算法C.不進行優(yōu)化，使用默認設(shè)置D.增加硬件資源，不進行軟件優(yōu)化2、ROS支持多種機器人硬件平臺和傳感器。當為一個新的機器人平臺配置ROS時，以下關(guān)于硬件驅(qū)動和接口的描述，哪一項是錯誤的？（）A.需要為機器人的各種硬件設(shè)備（如電機、傳感器）編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序，使其能與ROS通信B.可以使用通用的硬件接口標準（如USB、Ethernet）來連接機器人硬件和主機C.所有的機器人硬件都有現(xiàn)成的ROS驅(qū)動可用，無需自行開發(fā)D.硬件驅(qū)動程序需要考慮實時性和穩(wěn)定性的要求3、在ROS中，為了實現(xiàn)多機器人系統(tǒng)的協(xié)作和協(xié)調(diào)，常常需要進行任務(wù)分配和資源管理。假設(shè)一個工廠中有多個機器人需要共同完成一項生產(chǎn)任務(wù)，以下關(guān)于任務(wù)分配和資源管理的方法，哪一項是不準確的？（）A.可以使用集中式的任務(wù)分配算法，由一個中央控制器統(tǒng)一分配任務(wù)B.分布式的任務(wù)分配算法可以讓機器人根據(jù)本地信息和通信協(xié)商來自主分配任務(wù)C.資源管理可以考慮機器人的能力、負載和任務(wù)優(yōu)先級等因素D.任務(wù)分配和資源管理與機器人的通信延遲和帶寬無關(guān)，只取決于任務(wù)的復雜性4、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個能夠自主探索未知環(huán)境的機器人，需要結(jié)合多種傳感器信息和決策算法。以下哪種方法和算法可能會被用于自主探索？（）A.基于概率地圖的探索算法B.基于強化學習的決策算法C.基于啟發(fā)式搜索的路徑規(guī)劃D.以上都有可能5、在ROS環(huán)境下，要對機器人的感知數(shù)據(jù)進行濾波和預(yù)處理，以去除噪聲和異常值。假設(shè)從傳感器獲取的數(shù)據(jù)存在較大的波動和干擾。以下哪種濾波算法和方法在處理這種情況時最為有效？（）A.中值濾波B.均值濾波C.高斯濾波D.不進行濾波處理6、在使用ROS進行機器人軟件開發(fā)時，需要進行代碼的編譯和部署。假設(shè)對一個ROS包進行了修改，以下關(guān)于編譯和部署的步驟，哪一項是不正確的？（）A.使用catkin_make或colcon等工具進行代碼的編譯B.編譯成功后，生成的可執(zhí)行文件會自動部署到機器人的控制系統(tǒng)中C.可以通過設(shè)置環(huán)境變量來指定ROS包的搜索路徑和依賴關(guān)系D.在部署到實際機器人之前，可以在仿真環(huán)境中進行測試和驗證7、當在ROS中集成第三方庫時，如果庫的許可證不兼容，會產(chǎn)生什么法律風險？（）A.可能面臨侵權(quán)訴訟B.性能提升C.沒有風險D.系統(tǒng)更安全8、ROS支持多種機器人硬件平臺的驅(qū)動和接口。假設(shè)要將一個新的機器人硬件平臺集成到ROS系統(tǒng)中，需要編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序。以下哪種方法在開發(fā)驅(qū)動程序時能夠最大程度地提高效率和兼容性？（）A.參考現(xiàn)有的類似硬件驅(qū)動進行修改B.從底層開始完全重新開發(fā)驅(qū)動C.使用硬件廠商提供的驅(qū)動并進行適配D.不開發(fā)驅(qū)動，嘗試使用通用驅(qū)動9、在機器人的控制系統(tǒng)中，模型不確定性是一個常見的問題。假設(shè)機器人的動力學模型存在一定的誤差。以下哪種控制方法能夠?qū)δＰ筒淮_定性具有較強的魯棒性，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能？（）A.滑?？刂艬.自適應(yīng)控制C.魯棒控制D.以上方法均可10、在基于ROS的機器人項目中，需要對機器人的軟件進行版本管理和代碼復用。以下哪種方式能夠更好地組織和管理ROS相關(guān)的代碼和功能包，方便團隊協(xié)作和項目維護？（）A.使用單獨的代碼倉庫，不進行分類和版本控制B.利用ROS的catkin工作空間，結(jié)合版本控制系統(tǒng)如GitC.將所有代碼放在一個文件夾中，手動管理D.不進行代碼管理，每次重新編寫11、在ROS中，實時性是某些應(yīng)用場景的關(guān)鍵要求。假設(shè)一個工業(yè)機器人需要在嚴格的時間限制內(nèi)完成特定的操作。以下關(guān)于ROS實時性的描述，哪一項是不正確的？（）A.ROS本身可以滿足硬實時的要求，無需額外的配置和優(yōu)化B.可以通過使用實時內(nèi)核和相關(guān)的配置來提高ROS系統(tǒng)的實時性能C.在實時應(yīng)用中，需要仔細考慮任務(wù)的優(yōu)先級和調(diào)度策略D.實時性的實現(xiàn)可能會對系統(tǒng)的資源利用和性能產(chǎn)生一定的影響12、ROS中的話題（Topic）是一種常見的通信機制。假設(shè)有一個機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)點對這個位置信息感興趣并進行訂閱。在這種情況下，如果發(fā)布節(jié)點突然停止發(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)點會立即停止運行，等待發(fā)布節(jié)點重新開始發(fā)布C.訂閱節(jié)點會自動切換到其他可用的類似話題進行數(shù)據(jù)獲取D.整個系統(tǒng)會崩潰，因為失去了關(guān)鍵的位置信息源13、在機器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機器人目標位置信息的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_goalB./goal/robotC./target/robotD.以上都不是14、當在ROS中開發(fā)機器人的協(xié)作抓取任務(wù)時，以下哪種力控制策略能夠確保抓取的穩(wěn)定性和安全性？（）A.位置力混合控制B.阻抗控制C.力位控制D.以上都是。假設(shè)多個機器人需要協(xié)作抓取一個物體，需要精確控制抓取力和位置，避免物體滑落或損壞，上述哪種力控制策略能夠更好地實現(xiàn)穩(wěn)定和安全的抓取，并詳細說明其在ROS中的應(yīng)用和參數(shù)調(diào)整15、在ROS開發(fā)中，常常需要對機器人的行為進行編程實現(xiàn)。假設(shè)要讓機器人在特定條件下執(zhí)行一系列動作，如前進、轉(zhuǎn)彎、抓取物體等。以下關(guān)于機器人行為編程的方法，哪一個是不正確的？（）A.可以使用狀態(tài)機來描述機器人的不同行為狀態(tài)和狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件B.基于行為樹的編程方法可以清晰地表示復雜的行為邏輯C.直接編寫順序執(zhí)行的代碼來實現(xiàn)機器人的行為，無需考慮模塊化和可擴展性D.使用腳本語言（如Python）結(jié)合ROS的API可以方便地實現(xiàn)機器人的行為邏輯16、在一個基于ROS的機器人視覺系統(tǒng)中，需要對攝像頭采集到的圖像進行處理和分析。圖像數(shù)據(jù)通常以較大的量進行傳輸。為了提高圖像傳輸?shù)男屎蛯崟r性，以下哪種方法是可行的？（）A.對圖像進行壓縮后再傳輸B.降低攝像頭的分辨率以減少數(shù)據(jù)量C.使用更高帶寬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備D.以上方法都可以結(jié)合使用17、當在ROS中開發(fā)一個需要長時間持續(xù)運行的機器人應(yīng)用，以下哪種電源管理策略能夠確保電源的穩(wěn)定供應(yīng)和延長電池壽命？（）A.智能充電控制B.動態(tài)電源切換C.低功耗模式設(shè)置D.不進行電源管理請分別說明每個選項在電源管理方面的特點和效果18、在ROS環(huán)境下，對機器人的路徑跟蹤控制進行調(diào)試和優(yōu)化時，假設(shè)發(fā)現(xiàn)機器人在跟蹤過程中出現(xiàn)偏差較大的情況。以下可能的原因分析，正確的是：（）A.傳感器數(shù)據(jù)噪聲過大，導致控制輸入不準確B.控制算法參數(shù)設(shè)置不合理，需要重新調(diào)整C.機械結(jié)構(gòu)存在間隙或松動，影響運動精度D.以上原因都有可能，需要逐步排查19、在機器人操作系統(tǒng)中，用于啟動機器人自主導航功能的工具是？（）（）A.move_baseB.amclC.navigation_stackD.以上都是20、當在ROS中進行機器人的路徑規(guī)劃時，需要考慮環(huán)境中的障礙物和機器人的運動約束。假設(shè)機器人需要在一個復雜的室內(nèi)環(huán)境中找到一條最優(yōu)路徑到達目標點。以下哪種路徑規(guī)劃算法在處理這種復雜環(huán)境時表現(xiàn)最佳？（）A.A*算法B.蟻群算法C.隨機漫步算法D.不進行路徑規(guī)劃，隨機移動二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）說明ROS中主題（Topic）的工作原理。2、（本題5分）解釋ROS中的動態(tài)環(huán)境適應(yīng)策略。3、（本題5分）解釋ROS中的生命科學研究機器人中的細胞操作技術(shù)。4、（本題5分）簡述ROS在塑料生產(chǎn)機器人中的應(yīng)用。5、（本題5分）ROS中的軟件架構(gòu)模式有哪些？三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在ROS中設(shè)計一個機器人的物體硬度檢測系統(tǒng)。2、（本題5分）使用ROS構(gòu)建一個機器人的自主充電系統(tǒng)，當電量低時能夠自動尋找充電座。3、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個機器人的自主目標跟蹤和速度匹配系統(tǒng)。4、（本題5分）使用ROS為工廠物料搬運機器人設(shè)計一個物料識別和搬運路徑優(yōu)化系統(tǒng)。5、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個機器人的自主障礙物形狀估計和跨越策略系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在制藥工廠中，機器人參與藥品生產(chǎn)的配料、灌裝和包裝等環(huán)節(jié)。深入探討機器人操作系統(tǒng)在藥品成分精確控制、灌裝速度調(diào)節(jié)、包裝質(zhì)量檢測和生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理方面的關(guān)鍵技術(shù)，分析操作