廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)《機(jī)器人與人工智能導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)

《機(jī)器人與人工智能導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)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15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在使用ROS進(jìn)行水下機(jī)器人開發(fā)時(shí)，由于水的阻力和環(huán)境特殊性，以下哪個(gè)方面需要特別關(guān)注和優(yōu)化？（）A.動力系統(tǒng)控制B.通信的穩(wěn)定性C.傳感器的防水和抗干擾D.以上方面都需要2、在ROS框架下，對于機(jī)器人的傳感器融合算法，以下哪種方法能夠處理不同傳感器的采樣頻率差異？（）A.時(shí)間戳對齊B.卡爾曼濾波C.數(shù)據(jù)插值D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人配備了多種采樣頻率不同的傳感器，如激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測量單元，需要將它們的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確融合，上述哪種方法能夠有效地解決采樣頻率不一致的問題，并詳細(xì)說明其原理和在ROS中的實(shí)現(xiàn)3、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于創(chuàng)建自定義消息類型的工具？（）（）A.catkin_create_pkgB.rosmsgC.roscppD.以上都不是4、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于一次性啟動多個(gè)節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。當(dāng)啟動文件中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，以下哪種處理方式是合適的？（）A.停止整個(gè)啟動過程B.忽略故障節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)啟動其他節(jié)點(diǎn)C.嘗試重新啟動故障節(jié)點(diǎn)D.以上方式都可以，根據(jù)具體情況選擇5、ROS中的通信加密對于保障數(shù)據(jù)安全很重要。如果通信未加密，可能會面臨什么風(fēng)險(xiǎn)？（）A.數(shù)據(jù)被竊取或篡改B.通信速度加快C.系統(tǒng)資源消耗減少D.對安全沒有影響6、在使用ROS開發(fā)機(jī)器人的過程中，需要對機(jī)器人的性能進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)試。以下哪種工具或方法能夠最直觀地展示機(jī)器人的狀態(tài)信息，如關(guān)節(jié)角度、速度、傳感器數(shù)據(jù)等，并且支持實(shí)時(shí)更新和歷史數(shù)據(jù)查看？（）A.打印輸出到控制臺B.使用ROS的rqt_plot工具C.將數(shù)據(jù)存儲到文件后離線分析D.依靠人工觀察和記錄7、在ROS中，要對機(jī)器人的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以下哪種濾波器常用于去除噪聲和干擾？（）A.均值濾波器B.中值濾波器C.高斯濾波器D.卡爾曼濾波器。假設(shè)機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)存在大量隨機(jī)噪聲，需要在保留有用信息的同時(shí)有效地去除噪聲，上述哪種濾波器能夠更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并分析其濾波效果和在ROS中的實(shí)現(xiàn)方法8、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)需要傳輸一個(gè)包含機(jī)器人關(guān)節(jié)角度、速度和扭矩的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于消息定義的描述，正確的是？（）A.消息定義只能使用基本數(shù)據(jù)類型，如整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)B.可以自定義消息類型，包含多個(gè)字段和復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.消息定義一旦確定，就不能修改，否則會導(dǎo)致通信錯(cuò)誤D.不同的節(jié)點(diǎn)必須使用相同的消息類型進(jìn)行通信，不能自定義9、在ROS中開發(fā)機(jī)器人的語音交互功能時(shí)，如果語音識別的準(zhǔn)確率較低，會對用戶體驗(yàn)產(chǎn)生什么影響？（）A.用戶難以與機(jī)器人有效溝通B.機(jī)器人自主學(xué)習(xí)提高準(zhǔn)確率C.用戶體驗(yàn)不受影響D.系統(tǒng)性能提升10、在一個(gè)基于ROS的農(nóng)業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物的識別、定位和采摘。為了完成這些任務(wù)，以下哪種技術(shù)和方法可能會被用到？（）A.機(jī)器視覺和圖像分割B.精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和機(jī)械臂控制C.作物生長模型和決策算法D.以上都有可能11、當(dāng)在ROS中使用深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行圖像識別時(shí)，如果模型過擬合，會對識別效果產(chǎn)生什么影響？（）A.在新數(shù)據(jù)上的識別準(zhǔn)確率下降B.識別速度加快C.識別準(zhǔn)確率提高D.模型更簡潔12、在機(jī)器人的軌跡規(guī)劃中，需要考慮機(jī)器人的運(yùn)動約束和環(huán)境約束。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人手臂在有限的工作空間內(nèi)進(jìn)行操作，同時(shí)要避免與周圍的障礙物碰撞。以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠有效地處理這些約束，并生成平滑的軌跡？（）A.人工勢場法結(jié)合優(yōu)化算法B.隨機(jī)路徑規(guī)劃方法C.基于樣條曲線的約束規(guī)劃D.基于模型預(yù)測的軌跡生成13、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動Gazebo模擬器的命令是？（）（）A.gazeboB.roslaunchgazebo_rosempty_world.launchC.rosrungazebo_rosgazeboD.以上都不是14、ROS中的動作（Action）通信機(jī)制適用于長時(shí)間的任務(wù)執(zhí)行和反饋。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，如搜索并搬運(yùn)一個(gè)物體，以下關(guān)于動作通信的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.動作客戶端發(fā)送目標(biāo)請求給動作服務(wù)器，動作服務(wù)器執(zhí)行任務(wù)并不斷反饋進(jìn)度B.動作通信可以在任務(wù)執(zhí)行過程中隨時(shí)取消或暫停C.動作通信只能用于一次性的任務(wù)，不能用于循環(huán)執(zhí)行的任務(wù)D.可以通過動作通信獲取任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果和狀態(tài)信息15、當(dāng)為機(jī)器人設(shè)計(jì)視覺感知系統(tǒng)時(shí)，需要考慮多種因素。假設(shè)機(jī)器人需要在不同光照條件下準(zhǔn)確識別物體。以下哪種圖像處理技術(shù)對于解決光照變化對物體識別的影響最為有效？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測C.圖像濾波D.圖像分割二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的環(huán)境監(jiān)測機(jī)器人中的傳感器選擇。2、（本題5分）解釋ROS中的運(yùn)動穩(wěn)定性控制。3、（本題5分）ROS中的智能感知融合策略。4、（本題5分）簡述ROS中的環(huán)境質(zhì)量評估機(jī)器人中的數(shù)據(jù)融合技術(shù)。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）ROS在航空航天領(lǐng)域的機(jī)器人應(yīng)用中，如衛(wèi)星維修、空間站建設(shè)等，面臨著高可靠性和高精度的要求。請?jiān)敿?xì)綜合分析ROS在這種特殊環(huán)境下的適應(yīng)性和性能表現(xiàn)，以及如何保障機(jī)器人在太空環(huán)境中的長期穩(wěn)定運(yùn)行。2、（本題5分）在機(jī)場行李搬運(yùn)場景中，機(jī)器人需要快速準(zhǔn)確地處理大量行李。綜合分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在行李識別、路徑規(guī)劃、搬運(yùn)效率優(yōu)化和與機(jī)場系統(tǒng)集成方面的技術(shù)要點(diǎn)，探討操作系統(tǒng)如何適應(yīng)機(jī)場繁忙的工作環(huán)境和嚴(yán)格的安全要求。3、（本題5分）物流倉儲行業(yè)中，機(jī)器人需要快速準(zhǔn)確地搬運(yùn)貨物。全面分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在物品識別、空間定位、運(yùn)動規(guī)劃和多機(jī)器人協(xié)作方面的功能實(shí)現(xiàn)，研究操作系統(tǒng)如何應(yīng)對高并發(fā)任務(wù)和動態(tài)變化的倉儲環(huán)境，以及如何提升整體物流效率。4、（本題5分）在機(jī)器人操作系統(tǒng)的開源社區(qū)發(fā)展方面，綜合研究社區(qū)的組織架構(gòu)、開發(fā)者協(xié)作模式、代碼貢獻(xiàn)流程和知識產(chǎn)權(quán)管理，以及如何促進(jìn)社區(qū)的活躍和創(chuàng)新。5、（本題5分）ROS在教育機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多，有助于學(xué)生更好地理解機(jī)器人技術(shù)。請深入綜合分析ROS為教育機(jī)器人提供的編程接口和教學(xué)資源的特點(diǎn)，以及如何利用ROS培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)器人編程和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題