重慶健康職業(yè)學(xué)院《機(jī)器人》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線(xiàn)第1頁(yè)，共3頁(yè)重慶健康職業(yè)學(xué)院《機(jī)器人》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃信息的消息類(lèi)型？（）（）A.moveit_msgs/MotionPlanB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是2、假設(shè)要在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠自主探索未知環(huán)境的機(jī)器人，需要結(jié)合多種傳感器信息和決策算法。以下哪種方法和算法可能會(huì)被用于自主探索？（）A.基于概率地圖的探索算法B.基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策算法C.基于啟發(fā)式搜索的路徑規(guī)劃D.以上都有可能3、在ROS環(huán)境下，對(duì)于機(jī)器人的軌跡規(guī)劃，以下哪種方法能夠生成平滑且符合動(dòng)力學(xué)約束的運(yùn)動(dòng)軌跡？（）A.五次多項(xiàng)式插值B.樣條曲線(xiàn)擬合C.貝塞爾曲線(xiàn)D.B樣條曲線(xiàn)。假設(shè)機(jī)器人需要執(zhí)行復(fù)雜的連續(xù)動(dòng)作，如機(jī)械臂的抓取操作，軌跡需要滿(mǎn)足關(guān)節(jié)速度、加速度等動(dòng)力學(xué)約束，同時(shí)保證運(yùn)動(dòng)的平滑性，上述哪種方法能夠更好地生成理想的軌跡，并詳細(xì)解釋其原理和參數(shù)設(shè)置4、假設(shè)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)用于物流分揀的機(jī)器人，需要快速準(zhǔn)確地識(shí)別和抓取不同形狀和大小的物品。以下哪種視覺(jué)識(shí)別和抓取策略可能會(huì)被用于物流分揀？（）A.深度學(xué)習(xí)物體識(shí)別和自適應(yīng)抓取規(guī)劃B.傳統(tǒng)圖像處理和機(jī)械抓取設(shè)計(jì)C.3D視覺(jué)重建和力控抓取D.以上都有可能5、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃需要考慮多種優(yōu)化目標(biāo)，如時(shí)間最短、能量消耗最小等。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要在滿(mǎn)足一定精度要求的前提下，盡可能減少運(yùn)動(dòng)時(shí)間。以下哪種優(yōu)化算法能夠有效地解決這個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題？（）A.遺傳算法B.模擬退火算法C.粒子群優(yōu)化算法D.以上算法均可6、假設(shè)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)用于空間探索的機(jī)器人，需要應(yīng)對(duì)極端的溫度、輻射和通信延遲等問(wèn)題。以下哪種技術(shù)和設(shè)計(jì)方法可能有助于解決這些挑戰(zhàn)？（）A.熱防護(hù)設(shè)計(jì)和抗輻射電子設(shè)備B.自主決策算法和深空通信協(xié)議C.能源管理系統(tǒng)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)D.以上都有可能7、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的軟件更新和維護(hù)是一個(gè)重要的問(wèn)題。假設(shè)一個(gè)運(yùn)行中的機(jī)器人系統(tǒng)需要進(jìn)行軟件升級(jí)，同時(shí)要確保升級(jí)過(guò)程不影響正在進(jìn)行的任務(wù)，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。以下哪種軟件更新策略能夠滿(mǎn)足這些要求？（）A.在線(xiàn)熱更新B.離線(xiàn)更新C.逐步更新D.以上策略結(jié)合使用8、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤誤差補(bǔ)償，以下哪種方法能夠更有效地提高跟蹤精度？（）A.基于模型的補(bǔ)償B.經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)償C.自適應(yīng)補(bǔ)償D.不進(jìn)行補(bǔ)償請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述每個(gè)補(bǔ)償方法的原理和在軌跡跟蹤中的應(yīng)用效果9、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。當(dāng)一個(gè)ROS項(xiàng)目包含多個(gè)相關(guān)但功能不同的包時(shí)，如何有效地管理它們之間的依賴(lài)關(guān)系？（）A.在每個(gè)包的配置文件中明確聲明依賴(lài)B.使用ROS的依賴(lài)管理工具自動(dòng)處理C.通過(guò)文檔說(shuō)明依賴(lài)關(guān)系，由開(kāi)發(fā)者手動(dòng)管理D.以上方法都可以10、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人語(yǔ)音識(shí)別信息的消息類(lèi)型？（）（）A.audio_msgs/AudioB.speech_msgs/RecognitionC.std_msgs/StringD.以上都不是11、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人開(kāi)發(fā)時(shí)，常常需要對(duì)機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和融合。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人配備了激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測(cè)量單元（IMU）等多種傳感器，需要將這些傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合以獲得更準(zhǔn)確的環(huán)境感知。在這個(gè)過(guò)程中，以下哪種技術(shù)或方法可能不是必需的？（）A.卡爾曼濾波B.深度學(xué)習(xí)中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)C.數(shù)據(jù)壓縮算法D.坐標(biāo)變換12、ROS支持在分布式環(huán)境中運(yùn)行。假設(shè)一個(gè)由多個(gè)機(jī)器人組成的團(tuán)隊(duì)，每個(gè)機(jī)器人都運(yùn)行著ROS節(jié)點(diǎn)，它們之間需要進(jìn)行高效的通信。以下哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在這種情況下可能最為適合？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT13、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對(duì)機(jī)器人的性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)試。假設(shè)要實(shí)時(shí)獲取機(jī)器人的各種參數(shù)，如關(guān)節(jié)角度、速度和電機(jī)電流等，并對(duì)其進(jìn)行分析和可視化。以下哪種工具和技術(shù)的組合最適合實(shí)現(xiàn)這種性能監(jiān)測(cè)和調(diào)試需求？（）A.使用ROS的內(nèi)置監(jiān)測(cè)工具和Matplotlib進(jìn)行可視化B.借助第三方的性能監(jiān)測(cè)軟件和自行開(kāi)發(fā)的可視化界面C.僅通過(guò)打印輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不進(jìn)行可視化D.不進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)和調(diào)試14、在ROS控制的機(jī)器人系統(tǒng)中，若控制算法的計(jì)算復(fù)雜度過(guò)高，會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？（）A.系統(tǒng)響應(yīng)延遲，實(shí)時(shí)性下降B.控制精度提高C.系統(tǒng)資源消耗減少D.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)15、在ROS中，安全是至關(guān)重要的考慮因素。假設(shè)一個(gè)服務(wù)機(jī)器人在與人交互的過(guò)程中，需要確保不會(huì)對(duì)人造成傷害。以下關(guān)于ROS安全機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過(guò)設(shè)置速度限制、力限制等參數(shù)來(lái)保證機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)安全B.安全機(jī)制只需要在軟件層面實(shí)現(xiàn)，硬件的保護(hù)措施不是必需的C.可以使用傳感器來(lái)檢測(cè)周?chē)h(huán)境，實(shí)現(xiàn)碰撞預(yù)警和避免D.應(yīng)該對(duì)機(jī)器人的行為進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并制定相應(yīng)的安全策略16、當(dāng)在ROS中集成第三方庫(kù)時(shí)，如果庫(kù)的許可證不兼容，會(huì)產(chǎn)生什么法律風(fēng)險(xiǎn)？（）A.可能面臨侵權(quán)訴訟B.性能提升C.沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)D.系統(tǒng)更安全17、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的跟蹤和預(yù)測(cè)。以下哪種方法和算法可能會(huì)被用于目標(biāo)跟蹤和預(yù)測(cè)？（）A.卡爾曼濾波和粒子濾波B.深度學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤和時(shí)間序列預(yù)測(cè)C.基于模型的預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)估計(jì)D.以上都有可能18、在機(jī)器人的軌跡跟蹤誤差補(bǔ)償中，需要對(duì)實(shí)際軌跡與期望軌跡之間的偏差進(jìn)行修正。假設(shè)機(jī)器人受到外部干擾導(dǎo)致軌跡跟蹤出現(xiàn)偏差。以下哪種誤差補(bǔ)償方法能夠快速響應(yīng)并有效地減小偏差？（）A.前饋補(bǔ)償B.反饋補(bǔ)償C.自適應(yīng)補(bǔ)償D.智能補(bǔ)償19、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對(duì)機(jī)器人的故障進(jìn)行診斷和容錯(cuò)處理。假設(shè)機(jī)器人在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了傳感器故障或通信中斷等問(wèn)題，以下哪種故障診斷和容錯(cuò)方法能夠最大程度地減少對(duì)任務(wù)的影響并保證機(jī)器人的安全？（）A.基于模型的故障診斷和備份系統(tǒng)切換B.基于規(guī)則的故障診斷和手動(dòng)恢復(fù)C.不進(jìn)行故障診斷，等待故障自行恢復(fù)D.忽略故障，繼續(xù)運(yùn)行20、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的動(dòng)作服務(wù)器（ActionServer）主要用于處理哪種類(lèi)型的任務(wù)？（）（）A.一次性任務(wù)B.周期性任務(wù)C.長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)D.以上都不是二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的消息（Message）類(lèi)型及如何定義。2、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS與硬件設(shè)備進(jìn)行通信的方法。3、（本題5分）解釋ROS中的參數(shù)（Parameter）及其在系統(tǒng)中的作用。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人的行為模仿學(xué)習(xí)系統(tǒng)，模仿人類(lèi)行為。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)使用ROS的鱸魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng)鱸魚(yú)抓捕機(jī)器人的安全抓捕與運(yùn)輸系統(tǒng)。3、（本題5分）利用ROS為滑雪巡邏機(jī)器人開(kāi)發(fā)一個(gè)滑雪者狀態(tài)監(jiān)測(cè)和救援系統(tǒng)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)使用ROS的葛仙米養(yǎng)殖場(chǎng)葛仙米采摘與存儲(chǔ)機(jī)器人的輕柔采摘與保鮮存儲(chǔ)系統(tǒng)。5、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)螺旋藻養(yǎng)殖場(chǎng)螺旋藻采集與加工機(jī)器人的智能采集與加工系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）對(duì)于醫(yī)療康復(fù)輔助器具機(jī)器人，機(jī)器人操作系統(tǒng)需要滿(mǎn)足患者的個(gè)性化康復(fù)需求和人體工程學(xué)要求。請(qǐng)全面綜合分析其在康復(fù)器具的適配調(diào)整、運(yùn)動(dòng)輔助控制、用戶(hù)體驗(yàn)