青海農(nóng)牧科技職業(yè)學院《機器人技術(shù)基礎(chǔ)》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《機器人技術(shù)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15個小題，每小題2分，共30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，要實現(xiàn)機器人與外部設(shè)備（如傳感器、執(zhí)行器）的通信，以下哪種接口協(xié)議較為常見？（）A.USBB.CANC.EthernetD.SerialPort。假設(shè)機器人系統(tǒng)需要連接多種不同類型的設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸速率和實時性要求各不相同，上述哪種接口協(xié)議能夠提供更靈活和可靠的通信支持，并分析其在ROS中的配置和使用要點2、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個節(jié)點和配置參數(shù)。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)有多個相互依賴的節(jié)點需要啟動，以下關(guān)于啟動文件編寫的原則，正確的是：（）A.將所有節(jié)點的啟動命令都寫在一個啟動文件中，便于管理B.按照功能模塊將相關(guān)節(jié)點的啟動命令分組寫在不同的啟動文件中C.啟動文件越簡單越好，只啟動關(guān)鍵節(jié)點D.啟動文件的編寫方式對系統(tǒng)啟動沒有影響3、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4、機器人操作系統(tǒng)中的動作服務(wù)器（ActionServer）主要用于處理哪種類型的任務(wù)？（）（）A.一次性任務(wù)B.周期性任務(wù)C.長時間運行的任務(wù)D.以上都不是5、在使用ROS進行機器人的路徑跟蹤控制時，如果傳感器噪聲較大，會對控制效果產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.路徑跟蹤精度下降B.路徑跟蹤速度加快C.控制效果不受影響D.系統(tǒng)自動濾波降噪6、在機器人的能源管理中，需要優(yōu)化能源消耗以延長工作時間。假設(shè)一個移動機器人在執(zhí)行任務(wù)時，不同的運動模式和速度對能源消耗有顯著影響。以下哪種能源管理策略能夠根據(jù)任務(wù)需求和環(huán)境條件動態(tài)調(diào)整機器人的行為，以降低能源消耗？（）A.基于模型的預測控制B.基于規(guī)則的節(jié)能策略C.自適應能源優(yōu)化算法D.實時監(jiān)測與反饋控制7、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機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8、ROS中的機器人仿真在開發(fā)和測試中起著重要作用。假設(shè)要對一個新設(shè)計的機器人進行性能評估和算法驗證，需要在仿真環(huán)境中模擬其與真實世界的交互。以下哪種ROS支持的仿真工具和環(huán)境最能逼真地模擬機器人的行為和環(huán)境反饋？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.自行開發(fā)簡單的仿真程序9、在一個ROS系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)機器人對動態(tài)目標的跟蹤和預測。以下哪種方法和算法可能會被用于目標跟蹤和預測？（）A.卡爾曼濾波和粒子濾波B.深度學習目標跟蹤和時間序列預測C.基于模型的預測和運動估計D.以上都有可能10、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11、ROS中的機器人軟件架構(gòu)設(shè)計對于系統(tǒng)的可擴展性和可維護性至關(guān)重要。假設(shè)要開發(fā)一個可適應不同應用場景和硬件配置的機器人軟件系統(tǒng)。以下哪種軟件架構(gòu)模式在實現(xiàn)這些目標方面表現(xiàn)最佳？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.單體架構(gòu)D.不考慮架構(gòu)設(shè)計，隨意開發(fā)12、在使用ROS開發(fā)機器人的過程中，需要對機器人的模型進行參數(shù)校準和優(yōu)化。以下哪種方法能夠基于實際測量數(shù)據(jù)準確地調(diào)整模型參數(shù)？（）A.手動試錯法B.基于遺傳算法的優(yōu)化C.隨機設(shè)置參數(shù)D.不進行參數(shù)校準，使用默認值13、在使用ROS進行機器人的群體協(xié)作開發(fā)時，假設(shè)多個團隊同時對不同的功能模塊進行開發(fā)。以下關(guān)于代碼集成和版本管理的描述，正確的是：（）A.每個團隊獨立開發(fā)和管理代碼，最后進行合并B.使用版本控制系統(tǒng)，定期進行代碼集成和測試C.不進行版本管理，依靠人工溝通協(xié)調(diào)代碼修改D.版本管理會增加開發(fā)的復雜性，應盡量避免14、ROS中的服務(wù)（Service）通常用于實現(xiàn)節(jié)點之間的請求-響應通信模式。考慮一個機器人導航系統(tǒng)，其中一個節(jié)點提供路徑規(guī)劃服務(wù)，另一個節(jié)點請求路徑規(guī)劃。如果服務(wù)響應時間過長，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.機器人停止運動，等待響應B.機器人自行選擇隨機路徑前進C.系統(tǒng)自動切換到備用的路徑規(guī)劃算法D.機器人按照之前的路徑繼續(xù)前進15、在ROS中，當需要對機器人的行為進行編程實現(xiàn)時，通常會使用多種編程語言。假設(shè)一個項目需要高效的數(shù)值計算和底層系統(tǒng)訪問，以下哪種語言可能是首選？（）A.PythonB.C++C.JavaD.JavaScript二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）ROS中的環(huán)境適應性改進方法。2、（本題5分）ROS中的自主充電功能實現(xiàn)。3、（本題5分）說明ROS中的材料科學嚴謹實驗機器人中的實驗嚴謹性保證。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）假設(shè)要開發(fā)一個基于ROS的服務(wù)機器人，能夠在醫(yī)院中自主導航并為患者提供物品運輸服務(wù)。詳細分析ROS在路徑規(guī)劃、障礙物檢測與避讓、與醫(yī)院系統(tǒng)的集成等方面所面臨的挑戰(zhàn)及可能的解決方案。2、（本題5分）在礦山開采等惡劣工作環(huán)境中，機器人操作系統(tǒng)面臨著粉塵、高溫、高濕等嚴峻考驗。請綜合分析其在設(shè)備防護、環(huán)境感知、遠程控制和故障診斷等方面的技術(shù)措施，研究礦山機器人在提高開采效率、保障人員安全和減少環(huán)境破壞方面的作用，以及在實際應用中的能源供應和設(shè)備維護問題。3、（本題5分）在機器人的協(xié)同制造場景中，如汽車裝配生產(chǎn)線，分析機器人操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)高精度的協(xié)同作業(yè)、任務(wù)分配和質(zhì)量控制，以及如何應對生產(chǎn)過程中的變化和干擾。4、（本題5分）ROS在機器人的管道檢測應用中，如何實現(xiàn)精確的定位和缺陷檢測。請綜合分析相關(guān)的傳感器技術(shù)、圖像處理算法和軌跡控制策略。5、（本題5分）ROS在家庭服務(wù)機器人中的應用旨在提供更加便捷和智能化的生活體驗。請綜合分析ROS如何實現(xiàn)家庭服務(wù)機器人的環(huán)境感知、人機交互和任務(wù)執(zhí)行，以及在家庭環(huán)境中可能遇到的隱私