河南護(hù)理職業(yè)學(xué)院《機(jī)器人操作系統(tǒng)及應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁河南護(hù)理職業(yè)學(xué)院《機(jī)器人操作系統(tǒng)及應(yīng)用》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在ROS環(huán)境下，要對(duì)機(jī)器人的任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)調(diào)度和資源分配。假設(shè)同時(shí)有多個(gè)緊急和非緊急任務(wù)需要機(jī)器人執(zhí)行，以下哪種調(diào)度算法和資源管理方式能夠最有效地確保關(guān)鍵任務(wù)的及時(shí)執(zhí)行和資源的合理利用？（）A.基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度算法和動(dòng)態(tài)資源分配B.先來先服務(wù)調(diào)度算法和固定資源分配C.隨機(jī)調(diào)度算法和平均資源分配D.不進(jìn)行調(diào)度和資源管理，讓任務(wù)自行競(jìng)爭(zhēng)資源2、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)具有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)模式的機(jī)器人時(shí)，需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模。假設(shè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)較為特殊，以下關(guān)于建模方法的選擇，正確的是：（）A.使用傳統(tǒng)的解析方法進(jìn)行建模，精確但計(jì)算復(fù)雜B.采用數(shù)值方法進(jìn)行近似建模，簡(jiǎn)單但精度可能受限C.結(jié)合解析和數(shù)值方法，根據(jù)具體情況選擇合適的部分D.不需要進(jìn)行精確建模，依靠經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)進(jìn)行控制3、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于描述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是？（）（）A.向量B.矩陣C.四元數(shù)D.以上都是4、ROS中的消息（Message）定義了節(jié)點(diǎn)之間通信的數(shù)據(jù)格式。假設(shè)要在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳遞一個(gè)包含機(jī)器人位置、速度和姿態(tài)的消息，以下關(guān)于消息定義和使用的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以使用ROS提供的消息類型，如geometry_msgs/PoseStamped來表示機(jī)器人的位姿信息B.自定義消息時(shí)，需要在.msg文件中定義消息的字段和數(shù)據(jù)類型C.發(fā)送和接收消息的節(jié)點(diǎn)必須使用相同的消息類型和字段順序D.消息的內(nèi)容在傳輸過程中可以被修改，以適應(yīng)不同的節(jié)點(diǎn)需求5、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)具有語音交互功能的機(jī)器人時(shí)，需要選擇一種合適的語音識(shí)別和合成引擎，并與ROS系統(tǒng)進(jìn)行集成。假設(shè)要考慮識(shí)別準(zhǔn)確率、合成質(zhì)量和與ROS的兼容性，以下哪個(gè)選項(xiàng)是最優(yōu)的？（）A.開源的語音引擎，如CMUSphinxB.商業(yè)的語音引擎，如NuanceC.自行開發(fā)語音引擎D.不集成語音功能，使用文本輸入6、在基于ROS的機(jī)器人教育應(yīng)用中，需要為學(xué)生提供一個(gè)易于理解和使用的開發(fā)環(huán)境。假設(shè)學(xué)生具有不同的編程基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力。以下哪種ROS開發(fā)工具和教學(xué)資源的組合最適合這種教育場(chǎng)景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可視化工具B.開發(fā)自定義的教學(xué)界面和簡(jiǎn)化的APIC.僅提供原始的ROS文檔和命令行工具D.不提供任何專門的教學(xué)資源7、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主充電和能源補(bǔ)充策略。以下哪種方法和技術(shù)可能會(huì)被用于自主充電？（）A.無線充電技術(shù)和充電站點(diǎn)定位B.電池管理系統(tǒng)和剩余電量估算C.自主導(dǎo)航到充電位置和對(duì)接控制D.以上都有可能8、對(duì)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9、當(dāng)在ROS中集成新的硬件設(shè)備時(shí)，如果設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不完善，會(huì)出現(xiàn)什么問題？（）A.設(shè)備無法正常工作或工作不穩(wěn)定B.系統(tǒng)自動(dòng)修復(fù)驅(qū)動(dòng)程序C.設(shè)備性能提升D.對(duì)其他設(shè)備沒有影響10、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過哪種方式獲取參數(shù)服務(wù)器中的參數(shù)？（）（）A.命令行參數(shù)B.環(huán)境變量C.ROS參數(shù)服務(wù)器APID.以上都不是11、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于查看節(jié)點(diǎn)的發(fā)布和訂閱主題的工具是？（）（）A.rqt_graphB.RVizC.GazeboD.以上都不是12、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個(gè)能夠與其他智能設(shè)備進(jìn)行無縫集成的機(jī)器人，需要考慮通信協(xié)議的兼容性和數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。以下哪種方法和技術(shù)可能會(huì)被用于設(shè)備集成？（）A.通用通信協(xié)議和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換庫B.中間件和接口規(guī)范C.協(xié)議適配和數(shù)據(jù)映射D.以上都有可能13、在ROS中，用于發(fā)布和訂閱話題（Topic）的編程語言可以是（）（）A.C++B.PythonC.兩者皆可D.以上都不是14、在ROS中，創(chuàng)建一個(gè)新的工作空間（Workspace）需要?jiǎng)?chuàng)建以下哪些目錄？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是15、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16、ROS中的服務(wù)（Service）通信常用于請(qǐng)求-響應(yīng)模式。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，該任務(wù)需要多個(gè)步驟，并且每個(gè)步驟都需要確認(rèn)是否成功完成。以下哪種方式可以有效地實(shí)現(xiàn)這種任務(wù)的管理和控制？（）A.創(chuàng)建多個(gè)服務(wù)，每個(gè)服務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)任務(wù)步驟B.使用一個(gè)服務(wù)，通過傳遞不同的參數(shù)來表示不同的任務(wù)步驟C.放棄服務(wù)通信，改用話題通信來實(shí)現(xiàn)任務(wù)管理D.將整個(gè)任務(wù)作為一個(gè)單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)，不使用服務(wù)通信17、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人系統(tǒng)中，需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。如果選擇了不合適的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，可能會(huì)導(dǎo)致什么問題？（）A.數(shù)據(jù)丟失或讀取速度慢B.系統(tǒng)存儲(chǔ)空間自動(dòng)擴(kuò)展C.數(shù)據(jù)安全性提高D.系統(tǒng)性能優(yōu)化18、在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的力控制時(shí)，如果力傳感器的精度不夠，會(huì)對(duì)控制效果產(chǎn)生什么影響？（）A.力控制不準(zhǔn)確，可能損壞物體或影響操作B.控制更穩(wěn)定C.系統(tǒng)自動(dòng)校準(zhǔn)力傳感器D.提高力控制的響應(yīng)速度19、ROS中的軟件包更新可能會(huì)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(xiǎn)？（）A.備份重要的數(shù)據(jù)和配置文件B.在測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行更新測(cè)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20、ROS中的參數(shù)服務(wù)器可以存儲(chǔ)全局參數(shù)。當(dāng)參數(shù)數(shù)量過多時(shí)，如何提高參數(shù)的查找和訪問效率？（）A.對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類和索引B.使用高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)參數(shù)C.定期清理不必要的參數(shù)D.以上方法都可以二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的生命科學(xué)精細(xì)實(shí)驗(yàn)機(jī)器人中的實(shí)驗(yàn)精細(xì)度提高。2、（本題5分）描述ROS在垃圾清理機(jī)器人中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋如何在ROS中處理不確定性和噪聲。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在ROS環(huán)境下搭建一個(gè)平菇養(yǎng)殖場(chǎng)平菇分揀與運(yùn)輸機(jī)器人的高效分揀與運(yùn)輸系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS框架下，為管道檢測(cè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)管道內(nèi)壁缺陷檢測(cè)和標(biāo)記系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的物體表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。4、（本題5分）在ROS框架下，為山體滑坡監(jiān)測(cè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)位移監(jiān)測(cè)和預(yù)警通知系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的智能燈光控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線調(diào)整燈光。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）在林業(yè)管