咸陽師范學(xué)院《機器視覺及傳感系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)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頁咸陽師范學(xué)院《機器視覺及傳感系統(tǒng)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在使用ROS進行機器人仿真時，需要選擇一個合適的仿真環(huán)境來模擬真實的物理世界和機器人行為。假設(shè)要考慮多種物理效果、碰撞檢測和傳感器模擬的準確性，以下哪個仿真工具在ROS中是最適合的？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.Unity2、在機器人的運動學(xué)建模中，需要準確描述關(guān)節(jié)之間的關(guān)系。假設(shè)一個具有多個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和移動關(guān)節(jié)的機器人手臂。以下哪種運動學(xué)建模方法能夠簡潔地表示這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并方便進行運動分析？（）A.正向運動學(xué)B.逆向運動學(xué)C.雅克比矩陣D.微分運動學(xué)3、ROS中的插件（Plugin）機制可以擴展系統(tǒng)的功能。假設(shè)要為一個機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，哪一項是錯誤的？（）A.可以通過編寫插件來實現(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.插件只能用于擴展功能，不能用于替換現(xiàn)有的核心功能模塊4、ROS中的插件系統(tǒng)允許第三方開發(fā)者擴展功能。當(dāng)開發(fā)一個插件時，如何確保其在不同版本的ROS中都能正常工作？（）A.遵循ROS的版本兼容性規(guī)范B.進行廣泛的跨版本測試C.及時關(guān)注ROS的版本更新并做出相應(yīng)調(diào)整D.以上方法都需要5、機器人操作系統(tǒng)中，用于管理機器人傳感器數(shù)據(jù)的模塊通常是？（）（）A.運動控制模塊B.感知模塊C.規(guī)劃模塊D.通信模塊6、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人的遠程控制和監(jiān)控，常常使用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。假設(shè)一個機器人在遠程環(huán)境中工作，需要通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以使用TCP/IP協(xié)議進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸B.UDP協(xié)議適合實時性要求高但對數(shù)據(jù)可靠性要求不高的場景C.網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲對遠程控制和監(jiān)控的性能沒有影響D.可以使用加密技術(shù)保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的安全性7、在機器人的自主決策中，需要根據(jù)環(huán)境信息和任務(wù)目標做出合理的選擇。假設(shè)機器人在遇到多個可行的行動方案時，需要考慮不確定性和風(fēng)險。以下哪種決策方法能夠有效地處理這種情況，并做出最優(yōu)決策？（）A.基于規(guī)則的決策B.基于概率的決策C.基于模糊邏輯的決策D.基于深度學(xué)習(xí)的決策8、在ROS框架下，對于機器人的動態(tài)環(huán)境適應(yīng)能力，以下哪種技術(shù)能夠?qū)崟r更新地圖和規(guī)劃路徑？（）A.即時定位與地圖構(gòu)建（SLAM）B.動態(tài)窗口法C.基于采樣的規(guī)劃D.以上都是。假設(shè)機器人在動態(tài)環(huán)境中運行，環(huán)境中的障礙物可能會移動或出現(xiàn)新的障礙物，需要實時調(diào)整地圖和路徑規(guī)劃，上述哪種技術(shù)能夠提供更快速和有效的適應(yīng)能力，并闡述其在ROS中的實現(xiàn)和應(yīng)用9、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理激光雷達數(shù)據(jù)的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/LaserScanB.geometry_msgs/TwistC.std_msgs/Float32D.以上都不是10、在ROS環(huán)境中，對于機器人的軟件更新和部署，需要一種高效且可靠的方法。假設(shè)機器人分布在不同的位置，以下哪種方式能夠?qū)崿F(xiàn)遠程的軟件更新和部署？（）A.人工到現(xiàn)場進行更新B.通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程推送更新C.不支持軟件更新，使用初始版本D.要求機器人返回基地進行更新11、ROS支持分布式計算，如果在分布式環(huán)境中節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，會對系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？（）A.數(shù)據(jù)傳輸延遲，影響系統(tǒng)性能B.系統(tǒng)自動擴展帶寬C.對系統(tǒng)沒有明顯影響D.計算速度加快12、在使用ROS進行機器人路徑規(guī)劃時，需要考慮環(huán)境中的動態(tài)障礙物。以下哪種方法可以有效地應(yīng)對動態(tài)障礙物？（）A.實時重新規(guī)劃路徑B.預(yù)測障礙物的運動軌跡C.結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)進行局部避障D.以上方法都需要13、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個需要與外部系統(tǒng)進行集成的機器人應(yīng)用時，例如與工業(yè)自動化設(shè)備或其他軟件系統(tǒng)進行交互。以下哪種接口和協(xié)議的選擇能夠最有效地實現(xiàn)這種集成，同時保證數(shù)據(jù)的準確性和實時性？（）A.使用標準的工業(yè)通信協(xié)議，如ModbusB.自定義專用的接口和協(xié)議C.依賴中間件進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸D.不進行集成，獨立運行14、當(dāng)在ROS中開發(fā)機器人的導(dǎo)航功能時，以下哪種地圖表示方法常用于描述環(huán)境信息？（）A.柵格地圖B.拓撲地圖C.特征地圖D.語義地圖。假設(shè)機器人需要在大型室內(nèi)環(huán)境中自主導(dǎo)航，地圖需要同時包含空間布局和語義信息，上述哪種地圖表示方法能夠提供更全面和有效的導(dǎo)航支持，并解釋其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和生成方法15、在使用ROS進行機器人路徑跟蹤控制時，假設(shè)機器人需要根據(jù)預(yù)設(shè)路徑實時調(diào)整速度和方向。以下哪種控制器可能最為適用？（）A.比例控制器B.積分控制器C.模糊控制器D.模型預(yù)測控制器16、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人的遠程控制，通常會使用網(wǎng)絡(luò)通信。假設(shè)需要在遠程計算機上控制一個位于本地的機器人，以下哪種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可能最為適合？（）A.客戶端-服務(wù)器架構(gòu)B.對等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)C.分布式架構(gòu)D.總線型架構(gòu)17、在機器人的路徑跟蹤中，需要實時調(diào)整機器人的運動以保持在預(yù)定的路徑上。假設(shè)機器人在戶外環(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18、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于一次性啟動多個節(jié)點和配置參數(shù)。當(dāng)啟動文件中的某個節(jié)點出現(xiàn)故障時，以下哪種處理方式是合適的？（）A.停止整個啟動過程B.忽略故障節(jié)點，繼續(xù)啟動其他節(jié)點C.嘗試重新啟動故障節(jié)點D.以上方式都可以，根據(jù)具體情況選擇19、當(dāng)使用ROS開發(fā)一個用于考古挖掘的機器人時，需要考慮對文物的保護和精細操作。以下哪種控制方式和工具可能會被用于考古挖掘？（）A.力控操作和精細運動規(guī)劃B.視覺引導(dǎo)和觸覺反饋C.無損檢測技術(shù)和文物保護算法D.以上都有可能20、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個用于工業(yè)生產(chǎn)的機器人手臂，需要實現(xiàn)高精度的軌跡跟蹤和力控制。為了達到這個要求，以下哪種控制方法和技術(shù)可能會被應(yīng)用？（）A.基于模型的預(yù)測控制和力反饋B.先進的運動規(guī)劃算法和觸覺傳感器C.實時優(yōu)化控制和力/位混合控制D.以上都有可能21、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(fù)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22、當(dāng)為機器人設(shè)計抓取動作時，需要考慮物體的形狀、重量和表面特性。假設(shè)機器人需要抓取各種不規(guī)則形狀的物體，表面材質(zhì)不同且重量分布不均勻。以下哪種抓取策略能夠適應(yīng)這種多樣性，并確保抓取的穩(wěn)定性？（）A.平行夾爪抓取B.多指靈巧抓取C.真空吸附抓取D.磁吸抓取23、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個能夠與人類進行自然語言交互的機器人，需要集成語音識別和自然語言處理功能。以下哪種技術(shù)和工具可能會被用于此任務(wù)？（）A.開源的語音識別庫和自然語言處理框架B.商業(yè)的語音和語言處理軟件C.自主開發(fā)的算法和模型D.以上都有可能24、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機器人導(dǎo)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25、在使用ROS進行機器人的實時控制時，需要考慮系統(tǒng)的實時性要求。假設(shè)系統(tǒng)對控制周期有嚴格的限制，以下關(guān)于實現(xiàn)實時控制的方法，正確的是：（）A.使用ROS的默認配置，不進行特殊優(yōu)化B.采用實時操作系統(tǒng)（RTOS）與ROS結(jié)合，滿足實時性要求C.降低控制算法的復(fù)雜度，犧牲精度以保證實時性D.實時控制在ROS中無法實現(xiàn)，需要更換開發(fā)框架二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）ROS中的視覺伺服控制是怎樣的？2、（本題5分）說明ROS中的路徑規(guī)劃算法及應(yīng)用場景。3、（本題5分）簡述ROS中的交通疏導(dǎo)智能決策機器人中的決策算法優(yōu)化。4、（本題5分）如何在ROS中實現(xiàn)機器人的智能物流搬運？三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個機器人的自主目標識別和尺寸測量系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個機器人的自主目標搜索和優(yōu)先級排序系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS框架下，為森林滅火機器人設(shè)計一個火源定位和滅火材料投放系統(tǒng)。4、（本題5分）開發(fā)一個使用ROS的黑魚養(yǎng)殖場黑魚抓捕機器人的靈活抓捕與存儲系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS為林業(yè)機器人開發(fā)一個樹木修剪和木材采集系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）機器人操作系統(tǒng)在智能倉儲中的應(yīng)用需要實現(xiàn)貨物的快速存取和庫存管理。請全面綜合分析其在貨架識別、貨物定位、搬運路徑優(yōu)化等方面