眉山職業(yè)技術學院《機器視覺及傳感系統(tǒng)》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…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁眉山職業(yè)技術學院《機器視覺及傳感系統(tǒng)》

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、在ROS中，當需要處理大量的機器人數(shù)據(jù)時，以下哪種數(shù)據(jù)存儲方式可能最為適合？（）A.關系型數(shù)據(jù)庫B.NoSQL數(shù)據(jù)庫C.文件系統(tǒng)D.內存數(shù)據(jù)庫2、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人系統(tǒng)的魯棒性和容錯性，常常采用一些策略。假設一個機器人的傳感器出現(xiàn)故障，以下關于系統(tǒng)的應對措施，哪一項是不正確的？（）A.可以使用冗余傳感器來提高系統(tǒng)的可靠性，當一個傳感器故障時，切換到備用傳感器B.通過故障檢測和診斷算法及時發(fā)現(xiàn)傳感器的故障，并采取相應的補償措施C.一旦傳感器故障，系統(tǒng)就無法正常工作，必須停止運行D.可以設計容錯控制算法，使機器人在部分傳感器故障的情況下仍能完成基本任務3、當在ROS中開發(fā)機器人應用時，需要對機器人的模型進行描述。假設一個輪式移動機器人，需要定義其幾何形狀、關節(jié)結構和運動學參數(shù)等。以下關于ROS中機器人模型描述的方式，哪一項是不正確的？（）A.使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件來描述機器人的結構和參數(shù)B.可以在URDF文件中定義機器人的傳感器和執(zhí)行器C.一旦定義了機器人的URDF模型，就不能對其進行修改和擴展D.可以使用第三方工具將CAD模型轉換為ROS可識別的URDF格式4、在機器人操作系統(tǒng)中，用于設置節(jié)點的日志級別可以使用哪個工具？（）（）A.rqt_logger_levelB.roslaunchC.rosserviceD.以上都不是5、在ROS中，為了實現(xiàn)多機器人系統(tǒng)的協(xié)作和協(xié)調，常常需要進行任務分配和資源管理。假設一個工廠中有多個機器人需要共同完成一項生產(chǎn)任務，以下關于任務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分配算法，由一個中央控制器統(tǒng)一分配任務B.分布式的任務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C.資源管理可以考慮機器人的能力、負載和任務優(yōu)先級等因素D.任務分配和資源管理與機器人的通信延遲和帶寬無關，只取決于任務的復雜性6、在使用ROS進行機器人的感知融合時，需要處理不同傳感器的坐標系轉換和校準問題。假設傳感器的安裝位置和方向存在偏差，以下哪種方法能夠準確地進行坐標系校準？（）A.手動測量和計算校準參數(shù)B.基于機器學習的自動校準C.不進行校準，直接使用原始數(shù)據(jù)D.隨機設置校準參數(shù)7、在ROS環(huán)境下，為了實現(xiàn)機器人之間的安全交互和碰撞避免，需要采用有效的感知和規(guī)劃方法。以下哪種技術和策略可能會被用于此目的？（）A.多傳感器融合和碰撞檢測算法B.安全距離模型和動態(tài)路徑調整C.基于意圖預測的交互控制D.以上都有可能8、ROS中的動作服務器（ActionServer）需要實現(xiàn)以下哪些回調函數(shù)？（）（）A.goal回調函數(shù)B.cancel回調函數(shù)C.feedback回調函數(shù)D.以上都是9、ROS支持機器人的遠程控制和監(jiān)控。假設需要在遠程位置對機器人進行實時操作和狀態(tài)查看。以下哪種遠程控制和監(jiān)控的實現(xiàn)方式在安全性和穩(wěn)定性方面最為可靠？（）A.通過VPN建立安全連接B.使用公共網(wǎng)絡直接連接C.依賴第三方的遠程控制平臺D.不進行遠程控制和監(jiān)控10、在ROS中，進行機器人的可視化是非常重要的。假設需要實時顯示機器人的運動軌跡、傳感器數(shù)據(jù)和模型等信息。以下關于ROS可視化工具的描述，哪一項是不正確的？（）A.RViz（RobotVisualization）是一個常用的ROS可視化工具，可以顯示多種類型的數(shù)據(jù)B.Gazebo是一個用于機器人仿真的工具，可以與ROS集成進行可視化和物理模擬C.在可視化過程中，可以通過插件擴展RViz和Gazebo的功能D.一旦在RViz或Gazebo中設置了可視化布局，就不能再進行更改和調整11、當使用ROS控制一個農(nóng)業(yè)灌溉機器人時，需要根據(jù)土壤濕度、作物需求和天氣情況進行智能灌溉決策。以下哪種傳感器和決策算法可能會被用于農(nóng)業(yè)灌溉？（）A.濕度傳感器和優(yōu)化灌溉算法B.氣象傳感器和預測模型C.作物生長監(jiān)測和智能控制策略D.以上都有可能12、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人的自主導航，需要結合地圖構建和定位技術。假設有一個室內環(huán)境，機器人需要在其中自主移動。以下關于地圖構建和定位的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同時進行地圖構建和機器人定位B.基于粒子濾波的定位方法可以處理機器人位置的不確定性C.構建的地圖可以是二維柵格地圖或三維點云地圖，根據(jù)需求選擇D.一旦地圖構建完成，機器人的定位就不再需要實時更新，因為地圖是固定不變的13、假設在一個ROS驅動的農(nóng)業(yè)機器人項目中，需要對不同農(nóng)作物進行識別和分類。如果特征提取不準確，會對分類結果產(chǎn)生什么影響？（）A.分類錯誤率增加B.分類速度加快C.分類結果更準確D.系統(tǒng)自動重新提取特征14、ROS中的節(jié)點通信可以使用加密技術來保障數(shù)據(jù)安全。以下哪種加密方式在ROS中較為常用？（）A.對稱加密B.非對稱加密C.哈希加密D.以上加密方式都可以根據(jù)需求選擇15、在使用ROS進行機器人軟件開發(fā)時，需要進行版本控制。假設一個團隊在開發(fā)一個復雜的機器人項目，以下哪種版本控制系統(tǒng)在ROS開發(fā)中常用？（）A.GitB.SVNC.CVSD.Mercurial16、在開發(fā)基于ROS的機器人視覺應用時，需要對圖像進行處理和分析。假設要從攝像頭獲取的圖像中識別特定的物體，并計算其位置和姿態(tài)。以下哪種計算機視覺技術和ROS工具的組合最能有效地實現(xiàn)這一目標？（）A.使用傳統(tǒng)的圖像處理算法和OpenCV庫B.基于深度學習的目標檢測模型和相關的ROS接口C.依賴硬件加速的視覺處理模塊D.不使用任何專門的視覺技術，僅通過人工觀察圖像17、在開發(fā)基于ROS的機器人視覺應用時，需要從攝像頭獲取圖像數(shù)據(jù)并進行處理，以實現(xiàn)目標檢測和跟蹤等功能。對于圖像數(shù)據(jù)的傳輸和處理，以下哪種方式在ROS中是最有效的？同時要考慮數(shù)據(jù)的實時性、帶寬占用和處理效率。A.直接在節(jié)點中處理原始圖像數(shù)據(jù)B.將圖像數(shù)據(jù)壓縮后傳輸和處理C.使用ROS的圖像消息（ImageMessage）機制D.把圖像數(shù)據(jù)存儲到本地文件再進行處理18、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19、當使用ROS控制一個機械臂進行精確的抓取操作時，需要對機械臂進行運動學和動力學建模。為了實現(xiàn)高效和準確的控制，以下哪種建模方法和控制策略通常會被采用？（）A.正運動學建模和PID控制B.逆運動學建模和模糊控制C.動力學建模和自適應控制D.以上都有可能20、當在ROS中開發(fā)機器人的自主決策功能時，以下哪種算法常用于基于環(huán)境感知進行行為選擇？（）A.有限狀態(tài)機B.決策樹C.強化學習D.模糊邏輯。假設機器人需要根據(jù)不斷變化的環(huán)境信息自主地決定采取不同的行動策略，如避障、導航、抓取等，上述哪種算法能夠提供更智能和靈活的決策能力，并說明其在ROS中的實現(xiàn)和訓練方法二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（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。2、（本題5分）解釋ROS中的化學試劑調配機器人中的精度控制技術。3、（本題5分）ROS中的語音交互模塊如何集成？三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS構建一個機器人的自主檢修系統(tǒng)，能夠檢測自身故障并進行簡單修復。2、（本題5分）設計一個基于ROS的造紙廠紙張搬運機器人的防潮搬運系統(tǒng)。3、（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)。4、（本題5分）在ROS框架下，為沙漠資源勘探機器人設計一個礦產(chǎn)資源定位和評估系統(tǒng)。5、（本題5分）在ROS中設計一個機器人的遠程監(jiān)控和操作界面，實現(xiàn)遠程控制。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題