泰山學院《機器人與人工智能基礎(chǔ)》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頁泰山學院《機器人與人工智能基礎(chǔ)》

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20個小題，每小題2分，共40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、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機器人導航狀態(tài)信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/PathB.nav_msgs/OdometryC.nav_msgs/StatusD.以上都不是2、ROS支持與外部硬件設(shè)備的通信。假設(shè)有一個需要與特定型號的電機驅(qū)動器進行通信的機器人關(guān)節(jié)。在這種情況下，以下哪種方式最適合實現(xiàn)通信？（）A.使用通用的串口通信協(xié)議B.通過網(wǎng)絡(luò)套接字（Socket）進行通信C.利用ROS提供的特定硬件驅(qū)動接口D.直接通過內(nèi)存共享進行高速通信3、在ROS環(huán)境下，為了實現(xiàn)機器人的遠程監(jiān)控和操作，需要建立穩(wěn)定的通信鏈路和用戶界面。以下哪種技術(shù)和工具可能會被用于遠程控制？（）A.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和Web界面B.移動應(yīng)用和藍牙通信C.云服務(wù)和虛擬現(xiàn)實接口D.以上都有可能4、機器人的軟件架構(gòu)對于系統(tǒng)的可擴展性和維護性至關(guān)重要。假設(shè)一個復雜的機器人系統(tǒng)需要不斷添加新的功能和模塊。以下哪種軟件架構(gòu)風格能夠更好地支持這種需求，同時保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.事件驅(qū)動架構(gòu)D.面向?qū)ο蠹軜?gòu)5、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于可視化機器人狀態(tài)的工具？（）（）A.RVizB.GazeboC.rqt_graphD.以上都是6、ROS中的機器人操作系統(tǒng)內(nèi)核優(yōu)化對于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。以下哪種優(yōu)化策略可能對實時性和響應(yīng)速度產(chǎn)生最大的影響？（）A.內(nèi)存管理優(yōu)化B.進程調(diào)度優(yōu)化C.中斷處理優(yōu)化D.文件系統(tǒng)優(yōu)化請分別闡述每個優(yōu)化策略在提高操作系統(tǒng)性能方面的作用和重要性7、ROS中的軟件版本管理對于項目的可維護性很重要。如果不同模塊使用了不兼容的版本，會出現(xiàn)什么情況？（）A.部分功能異?；驘o法使用B.系統(tǒng)自動升級到兼容版本C.性能優(yōu)化D.功能增強8、在ROS中，為了提高機器人系統(tǒng)的可擴展性和可維護性，通常會采用模塊化的設(shè)計。假設(shè)一個機器人項目包含多個功能模塊，如視覺感知、運動控制和路徑規(guī)劃，以下關(guān)于模塊化設(shè)計的描述，正確的是？（）A.模塊之間應(yīng)該盡量減少依賴，以提高獨立性和可替換性B.為了提高性能，模塊之間可以直接共享內(nèi)存進行數(shù)據(jù)交換C.所有模塊都應(yīng)該放在同一個代碼庫中，方便管理和維護D.模塊的接口應(yīng)該盡量復雜，以包含更多的功能和參數(shù)9、ROS中的動態(tài)重新配置（DynamicReconfigure）功能允許在運行時修改節(jié)點的參數(shù)。假設(shè)一個機器人的運動速度參數(shù)需要根據(jù)環(huán)境實時調(diào)整，以下關(guān)于動態(tài)重新配置的描述，正確的是？（）A.動態(tài)重新配置只能在節(jié)點啟動前進行設(shè)置，運行時無法修改B.可以通過圖形界面或命令行工具進行參數(shù)的動態(tài)修改C.動態(tài)重新配置會導致節(jié)點重新初始化，影響系統(tǒng)性能D.不是所有的參數(shù)都支持動態(tài)重新配置，需要在代碼中特別指定10、在ROS中，進行機器人的任務(wù)規(guī)劃時，需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級和資源分配。假設(shè)同時有多個任務(wù)等待執(zhí)行，以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度策略的選擇，正確的是：（）A.采用先來先服務(wù)（FCFS）策略，簡單公平B.基于優(yōu)先級的調(diào)度策略，優(yōu)先執(zhí)行重要任務(wù)C.隨機調(diào)度策略，避免任務(wù)餓死D.以上調(diào)度策略都不適合機器人任務(wù)規(guī)劃11、在ROS環(huán)境下，為了對機器人的性能進行評估和優(yōu)化，需要選擇合適的指標和測試方法。考慮到機器人的任務(wù)類型和應(yīng)用場景，以下哪種評估指標和測試工具可能會被使用？（）A.運動精度、速度和能耗指標B.任務(wù)完成時間和成功率C.傳感器精度和可靠性D.以上都有可能12、ROS中的節(jié)點可以在不同的編程語言中實現(xiàn)，并且能夠相互通信，這是因為（）（）A.ROS提供了統(tǒng)一的通信接口B.編程語言的兼容性C.兩者皆有D.以上都不是13、ROS中的動作服務(wù)器可以提供反饋信息。當動作執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常，以下哪種反饋信息對故障診斷最有幫助？（）A.錯誤代碼B.詳細的錯誤描述C.動作執(zhí)行的中間狀態(tài)D.以上反饋信息都很重要14、在機器人的人機交互界面設(shè)計中，需要考慮用戶的操作習慣和認知能力。假設(shè)為工業(yè)機器人設(shè)計一個操作界面，要求操作人員能夠快速、準確地輸入指令和監(jiān)控機器人狀態(tài)。以下哪種界面設(shè)計原則和元素最為重要？（）A.簡潔直觀的布局B.清晰明確的圖標和標識C.實時反饋和錯誤提示D.以上都是15、在ROS中，對于機器人的任務(wù)調(diào)度和資源分配，需要考慮多個并發(fā)的任務(wù)和有限的計算資源。假設(shè)有多個不同優(yōu)先級的任務(wù)同時請求資源，以下哪種調(diào)度策略能夠更好地平衡系統(tǒng)性能和任務(wù)的及時性？（）A.先到先服務(wù)調(diào)度B.優(yōu)先級調(diào)度C.隨機調(diào)度D.平均分配資源調(diào)度16、當在ROS中開發(fā)一個需要與人類進行密切交互的服務(wù)機器人時，以下哪種人機交互界面設(shè)計原則是最為重要的？（）A.簡潔直觀B.功能豐富C.色彩鮮艷D.動畫效果多請解釋每個選項在人機交互中的作用和重要性，并說明為何某個選項最為關(guān)鍵17、在基于ROS的機器人軟件開發(fā)中，需要對代碼進行版本管理和協(xié)作開發(fā)。以下哪種版本控制系統(tǒng)與ROS結(jié)合使用較為方便？（）A.GitB.SVNC.MercurialD.CVS18、在ROS中，要對機器人的控制算法進行優(yōu)化和調(diào)試，以下哪種工具或技術(shù)能夠提供有效的性能分析和調(diào)試支持？（）A.GDBB.ProfilerC.ROSLoggingD.ROSBag。假設(shè)需要找出控制算法中的性能瓶頸和潛在問題，對算法的執(zhí)行時間、內(nèi)存使用等進行詳細分析，上述哪個選項能夠提供更全面和深入的調(diào)試信息，并解釋如何利用它來優(yōu)化控制算法19、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于管理機器人硬件資源的工具？（）（）A.roslaunchB.rosparamC.rosserviceD.以上都不是20、在基于ROS的機器人項目中，需要對大量的數(shù)據(jù)進行存儲和管理，包括傳感器數(shù)據(jù)、機器人狀態(tài)信息和實驗結(jié)果等。假設(shè)數(shù)據(jù)量巨大，并且需要支持快速查詢和分析。以下哪種數(shù)據(jù)存儲和管理方案最適合這種需求？（）A.使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如MySQLB.采用分布式文件系統(tǒng)，如HDFSC.利用NoSQL數(shù)據(jù)庫，如MongoDBD.將數(shù)據(jù)直接存儲在本地文件中二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）描述ROS在倉儲物流機器人中的應(yīng)用。2、（本題5分）ROS中的機器學習應(yīng)用一般如何實現(xiàn)？3、（本題5分）說明ROS中的安全機制和防護措施。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熱導率檢測系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS中設(shè)計一個機器人的氣味識別和源定位系統(tǒng)。3、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個港口集裝箱搬運機器人的抓取與碼放系統(tǒng)。4、（本題5分）使用ROS為安防機器人設(shè)計一個入侵檢測和警報系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個制糖廠甘蔗搬運機器人的防壓損搬運系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）在消防救援場景中，機器人需要在高溫、濃煙等危險環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。