江西中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校《機(jī)器視覺(jué)技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《機(jī)器視覺(jué)技術(shù)》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30個(gè)小題，每小題1分，共30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、ROS中的任務(wù)調(diào)度策略對(duì)于系統(tǒng)資源的利用效率有很大影響。如果調(diào)度策略不合理，可能會(huì)導(dǎo)致什么情況？（）A.某些任務(wù)長(zhǎng)時(shí)間等待，資源浪費(fèi)B.系統(tǒng)性能提升C.任務(wù)執(zhí)行更公平D.資源自動(dòng)優(yōu)化分配2、在ROS中，機(jī)器人的狀態(tài)估計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。假設(shè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到外界干擾，以下哪種狀態(tài)估計(jì)算法能夠較好地應(yīng)對(duì)這種情況？（）A.擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF），對(duì)非線性系統(tǒng)有一定的處理能力B.無(wú)跡卡爾曼濾波（UKF），精度較高但計(jì)算量較大C.粒子濾波，適用于高度非線性和非高斯系統(tǒng)D.以上算法都不能有效應(yīng)對(duì)干擾，需要新的算法3、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的地圖構(gòu)建和定位，需要選擇合適的SLAM（同時(shí)定位與地圖構(gòu)建）算法。考慮到計(jì)算資源和精度要求，以下哪種SLAM算法可能更合適？（）A.ORB-SLAMB.CartographerC.GMappingD.以上都有可能4、在開發(fā)基于ROS的機(jī)器人視覺(jué)應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)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(shí)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(jué)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(kù)B.基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)模型和相關(guān)的ROS接口C.依賴硬件加速的視覺(jué)處理模塊D.不使用任何專門的視覺(jué)技術(shù)，僅通過(guò)人工觀察圖像5、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)具有人機(jī)交互功能的機(jī)器人時(shí)，需要選擇一種合適的用戶界面（UI）框架來(lái)實(shí)現(xiàn)與用戶的通信和控制指令輸入。假設(shè)要考慮界面的美觀性、易用性和與ROS系統(tǒng)的集成性，以下哪個(gè)UI框架是較好的選擇？（）A.QtB.TkinterC.GTK+D.wxWidgets6、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人路徑規(guī)劃時(shí)，需要考慮環(huán)境中的動(dòng)態(tài)障礙物。以下哪種方法可以有效地應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物？（）A.實(shí)時(shí)重新規(guī)劃路徑B.預(yù)測(cè)障礙物的運(yùn)動(dòng)軌跡C.結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行局部避障D.以上方法都需要7、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的自主探索和地圖更新時(shí)，假設(shè)機(jī)器人進(jìn)入了一個(gè)未知區(qū)域。以下關(guān)于探索策略和地圖更新方法的選擇，正確的是：（）A.隨機(jī)探索策略，同時(shí)逐步更新地圖B.基于邊界的探索策略，優(yōu)先探索未探索區(qū)域的邊界C.按照預(yù)設(shè)的路徑進(jìn)行探索，不進(jìn)行實(shí)時(shí)地圖更新D.以上探索策略和地圖更新方法都不可行8、ROS中的狀態(tài)機(jī)（StateMachine）常用于描述機(jī)器人的行為邏輯。如果狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜且混亂，會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？（）A.邏輯難以理解，維護(hù)困難B.運(yùn)行效率提高C.資源消耗降低D.功能更強(qiáng)大9、對(duì)于ROS中的機(jī)器人定位系統(tǒng)，以下哪種技術(shù)常用于融合多種傳感器信息來(lái)提高定位精度？（）A.擴(kuò)展卡爾曼濾波B.無(wú)跡卡爾曼濾波C.粒子濾波D.蒙特卡羅定位。假設(shè)機(jī)器人同時(shí)使用激光雷達(dá)、慣性測(cè)量單元和全球定位系統(tǒng)等多種傳感器進(jìn)行定位，需要一種有效的融合算法來(lái)綜合利用這些傳感器的優(yōu)勢(shì)，上述哪種技術(shù)在多傳感器融合定位中更為可靠和精確，并闡述其原理和在ROS中的應(yīng)用10、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理圖像數(shù)據(jù)的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/ImageB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/Int32D.以上都不是11、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人操作臂控制信息的消息類型？（）（）A.moveit_msgs/MoveGroupActionB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是12、在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中，需要考慮風(fēng)的影響進(jìn)行飛行控制。以下哪種方法可以有效地估計(jì)風(fēng)的參數(shù)？（）A.使用風(fēng)速傳感器直接測(cè)量B.通過(guò)無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反推風(fēng)的參數(shù)C.結(jié)合氣象數(shù)據(jù)和模型預(yù)測(cè)風(fēng)的情況D.以上方法可以結(jié)合使用13、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)需要與其他機(jī)器人或設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接的機(jī)器人時(shí)，以下哪種接口標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的遵循是至關(guān)重要的？（）A.USBB.CANC.EthernetD.RS232請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋每個(gè)接口標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議在機(jī)器人對(duì)接中的應(yīng)用和重要性14、ROS中的可視化工具（rqt）對(duì)于開發(fā)和調(diào)試非常有用。假設(shè)在調(diào)試一個(gè)機(jī)器人的視覺(jué)感知模塊時(shí)，需要實(shí)時(shí)查看圖像數(shù)據(jù)和處理結(jié)果。以下哪種rqt插件最適合用于此目的？（）A.rqt_graphB.rqt_image_viewC.rqt_plotD.rqt_console15、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人路徑規(guī)劃時(shí)，以下哪種算法常用于在復(fù)雜環(huán)境中找到最優(yōu)路徑？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.RRT算法D.蟻群算法。假設(shè)機(jī)器人需要在充滿障礙物的室內(nèi)環(huán)境中快速找到一條從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最短且無(wú)碰撞路徑，同時(shí)考慮環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，上述哪種算法更適合，并闡述其特點(diǎn)和適用場(chǎng)景16、在ROS中，實(shí)時(shí)性是某些應(yīng)用場(chǎng)景的關(guān)鍵要求。假設(shè)一個(gè)工業(yè)機(jī)器人需要在嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)完成特定的操作。以下關(guān)于ROS實(shí)時(shí)性的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.ROS本身可以滿足硬實(shí)時(shí)的要求，無(wú)需額外的配置和優(yōu)化B.可以通過(guò)使用實(shí)時(shí)內(nèi)核和相關(guān)的配置來(lái)提高ROS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能C.在實(shí)時(shí)應(yīng)用中，需要仔細(xì)考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和調(diào)度策略D.實(shí)時(shí)性的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的資源利用和性能產(chǎn)生一定的影響17、ROS中的可視化工具對(duì)于調(diào)試和理解機(jī)器人系統(tǒng)非常有用。假設(shè)在開發(fā)一個(gè)機(jī)器人抓取任務(wù)時(shí)，需要觀察機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡、抓取姿態(tài)和力傳感器數(shù)據(jù)。以下關(guān)于可視化工具的選擇，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.RViz（RobotVisualization）可以實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人的模型、傳感器數(shù)據(jù)和規(guī)劃的路徑B.Gazebo可以進(jìn)行機(jī)器人的物理仿真和可視化，包括環(huán)境和碰撞檢測(cè)C.Matplotlib可以用于繪制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)曲線和數(shù)據(jù)分析結(jié)果D.可視化工具只能用于顯示靜態(tài)數(shù)據(jù)，無(wú)法實(shí)時(shí)更新和交互18、ROS中的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中非常重要。如果坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生什么影響？（）A.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡偏離預(yù)期B.運(yùn)動(dòng)更精確C.運(yùn)動(dòng)速度加快D.對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響19、在機(jī)器人的人機(jī)交互中，語(yǔ)音識(shí)別是常見(jiàn)的交互方式之一。假設(shè)機(jī)器人需要在嘈雜的環(huán)境中準(zhǔn)確理解人類的語(yǔ)音指令。以下哪種語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在抗噪性能方面表現(xiàn)更優(yōu)？（）A.基于隱馬爾可夫模型（HMM）的語(yǔ)音識(shí)別B.基于深度學(xué)習(xí)的語(yǔ)音識(shí)別C.基于動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整（DTW）的語(yǔ)音識(shí)別D.基于模板匹配的語(yǔ)音識(shí)別20、在基于ROS的機(jī)器人項(xiàng)目中，需要對(duì)機(jī)器人的軟件進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，以確保其功能的正確性和穩(wěn)定性。以下哪種測(cè)試方法能夠全面地覆蓋各種可能的輸入和場(chǎng)景，提高測(cè)試的有效性？（）A.手動(dòng)隨機(jī)測(cè)試B.基于單元測(cè)試的方法C.結(jié)合模擬環(huán)境進(jìn)行集成測(cè)試D.不進(jìn)行測(cè)試，直接部署21、在ROS開發(fā)中，為了確保代碼的質(zhì)量和可維護(hù)性，通常會(huì)采用一些代碼規(guī)范和測(cè)試方法。假設(shè)一個(gè)新開發(fā)的ROS節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行單元測(cè)試，以下哪種測(cè)試框架在ROS中常用？（）A.GoogleTestB.JUnitC.PyTestD.ROS自帶的測(cè)試框架22、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)作和協(xié)調(diào)，常常需要進(jìn)行任務(wù)分配和資源管理。假設(shè)一個(gè)工廠中有多個(gè)機(jī)器人需要共同完成一項(xiàng)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(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用集中式的任務(wù)分配算法，由一個(gè)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(jī)器人根據(jù)本地信息和通信協(xié)商來(lái)自主分配任務(wù)C.資源管理可以考慮機(jī)器人的能力、負(fù)載和任務(wù)優(yōu)先級(jí)等因素D.任務(wù)分配和資源管理與機(jī)器人的通信延遲和帶寬無(wú)關(guān)，只取決于任務(wù)的復(fù)雜性23、在機(jī)器人的協(xié)作工作中，需要解決任務(wù)分配和資源共享的問(wèn)題。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人共同完成一個(gè)大型項(xiàng)目，每個(gè)機(jī)器人具有不同的能力和資源。以下哪種方法能夠有效地協(xié)調(diào)資源分配，提高工作效率？（）A.基于合同的資源分配B.基于市場(chǎng)機(jī)制的資源分配C.基于中央控制的資源分配D.基于分布式協(xié)商的資源分配24、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的自主決策能力提升，以下哪種方法能夠使機(jī)器人在復(fù)雜情況下做出更明智的選擇？（）A.增加決策規(guī)則B.基于案例的推理C.深度學(xué)習(xí)決策模型D.隨機(jī)決策請(qǐng)分別闡述每個(gè)選項(xiàng)在提升自主決策能力方面的作用和潛在問(wèn)題25、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個(gè)用于救援任務(wù)的機(jī)器人，需要具備在惡劣環(huán)境下的自主導(dǎo)航和通信能力。以下哪種導(dǎo)航算法和通信技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.慣性導(dǎo)航和衛(wèi)星通信B.基于地標(biāo)識(shí)別的導(dǎo)航和短波通信C.磁導(dǎo)航和無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)D.以上都有可能26、ROS中的機(jī)器人感知模塊需要處理多種類型的傳感器數(shù)據(jù)融合。假設(shè)同時(shí)使用了視覺(jué)、激光和超聲波傳感器，為了提高感知的準(zhǔn)確性和可靠性，以下哪種數(shù)據(jù)融合策略最為合適？（）A.基于權(quán)重的融合B.基于概率的融合C.基于特征的融合D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，單獨(dú)使用傳感器數(shù)據(jù)27、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的軌跡規(guī)劃時(shí)，需要考慮機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)約束。假設(shè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)具有速度和加速度限制，以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠滿足這些約束？（）A.三次樣條曲線規(guī)劃，能夠保證連續(xù)性但不一定滿足動(dòng)力學(xué)約束B.基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC）的規(guī)劃方法，能夠考慮動(dòng)力學(xué)約束C.直線插補(bǔ)規(guī)劃，簡(jiǎn)單但無(wú)法滿足復(fù)雜的約束條件D.以上方法都不能滿足動(dòng)力學(xué)約束，需要特殊設(shè)計(jì)28、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)哪種方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)重配置？（）（）A.參數(shù)服務(wù)器B.動(dòng)態(tài)加載庫(kù)C.動(dòng)態(tài)重配置服務(wù)器（DynamicReconfigureServer）D.以上都不是29、在機(jī)器人的力控制中，需要根據(jù)與環(huán)境的接觸力來(lái)調(diào)整機(jī)器人的動(dòng)作。假設(shè)機(jī)器人在執(zhí)行裝配任務(wù)時(shí)，需要精確控制施加在零件上的力。以下哪種力控制方法能夠提供高精度的力控制，并且對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化具有較強(qiáng)的魯棒性？（）A.直接力控制B.阻抗控制C.力/位混合控制D.自適應(yīng)力控制30、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制時(shí)，需要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄?。以下哪種加密和認(rèn)證方法能夠有效地保護(hù)通信內(nèi)容不被竊取和篡改？（）A.不進(jìn)行加密和認(rèn)證B.使用簡(jiǎn)單的對(duì)稱加密算法C.采用公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）進(jìn)行加密和認(rèn)證D.依靠網(wǎng)絡(luò)防火墻進(jìn)行保護(hù)二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）當(dāng)機(jī)器人應(yīng)用于城市地下管網(wǎng)的檢測(cè)和維護(hù)時(shí)，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何在狹窄、復(fù)雜的地下環(huán)境中進(jìn)行管道檢測(cè)、故障定位和修復(fù)作業(yè)，以及如何與城市基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作。2、（本題5分）假設(shè)開發(fā)一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的家用清潔機(jī)器人，能夠自動(dòng)清掃房間、避開家具并自主充電。詳細(xì)分析在ROS框架下，如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境建模、路徑規(guī)劃、電源管理以及與智能家居系統(tǒng)的交互。3、（本題5分）隨著機(jī)器人在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，如精準(zhǔn)灌溉和病蟲害監(jiān)測(cè)，探討機(jī)器人操作系統(tǒng)如何整合多種傳感器數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能決策，以及如何應(yīng)對(duì)農(nóng)田環(huán)境的復(fù)雜性和多變性。4、（本題5分）在機(jī)器人的智能交通管理系統(tǒng)中，探討機(jī)器人操作系統(tǒng)如何與交通信號(hào)系統(tǒng)、車輛傳感器和監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)交通流量?jī)?yōu)化、事故預(yù)警和應(yīng)急處理，以及如何適應(yīng)不同城市的交通特點(diǎn)和需求。5、（本題5分）對(duì)于具有觸覺(jué)感知能力的機(jī)器人，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何處理觸覺(jué)數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)力反饋控制和精細(xì)操作，以及如何在復(fù)雜的操作任務(wù)中提高觸覺(jué)感知的精度和可靠性。三、簡(jiǎn)答題（