衡水學(xué)院《機(jī)器人驅(qū)動(dòng)與控制》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)衡水學(xué)院《機(jī)器人驅(qū)動(dòng)與控制》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、ROS中的動(dòng)作（Action）通信常用于長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)執(zhí)行和反饋。當(dāng)一個(gè)動(dòng)作在執(zhí)行過(guò)程中被中斷，以下哪種處理方式是合理的？（）A.立即停止動(dòng)作，不做任何后續(xù)處理B.嘗試恢復(fù)動(dòng)作的執(zhí)行C.回滾到動(dòng)作的初始狀態(tài)，重新開始D.根據(jù)具體情況采取不同的處理策略2、在基于ROS的機(jī)器人視覺導(dǎo)航中，當(dāng)環(huán)境光照條件變化較大時(shí)，以下哪種圖像處理方法能夠提高導(dǎo)航的穩(wěn)定性？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測(cè)C.圖像分割D.圖像壓縮請(qǐng)分別解釋每個(gè)圖像處理方法在應(yīng)對(duì)光照變化時(shí)的效果和對(duì)導(dǎo)航穩(wěn)定性的影響3、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4、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的資源管理至關(guān)重要，特別是在處理多個(gè)并發(fā)任務(wù)和有限的計(jì)算資源時(shí)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人同時(shí)執(zhí)行視覺識(shí)別、路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)。以下哪種資源調(diào)度策略能夠確保關(guān)鍵任務(wù)及時(shí)獲得所需資源，同時(shí)提高系統(tǒng)的整體效率？（）A.先來(lái)先服務(wù)（FCFS）B.優(yōu)先級(jí)調(diào)度C.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)D.最短作業(yè)優(yōu)先5、ROS中的動(dòng)作服務(wù)器（ActionServer）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些回調(diào)函數(shù)？（）（）A.goal回調(diào)函數(shù)B.cancel回調(diào)函數(shù)C.feedback回調(diào)函數(shù)D.以上都是6、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的定位和建圖時(shí)，需要處理傳感器的噪聲和誤差。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人使用輪式里程計(jì)和激光雷達(dá)進(jìn)行定位和建圖。以下關(guān)于ROS定位建圖的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用粒子濾波等算法來(lái)處理里程計(jì)的累積誤差B.激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)可以用于糾正里程計(jì)的偏差C.定位和建圖的結(jié)果不受傳感器噪聲和誤差的影響D.可以通過(guò)回環(huán)檢測(cè)來(lái)消除建圖過(guò)程中的累積誤差7、在ROS中，當(dāng)需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行平滑處理時(shí)，以下哪種方法通常被采用？（）A.樣條插值B.線性插值C.最近鄰插值D.隨機(jī)插值8、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)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(gè)機(jī)器人在遠(yuǎn)程環(huán)境中工作，需要通過(guò)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(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸B.UDP協(xié)議適合實(shí)時(shí)性要求高但對(duì)數(shù)據(jù)可靠性要求不高的場(chǎng)景C.網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲對(duì)遠(yuǎn)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9、在機(jī)器人的路徑規(guī)劃中，需要考慮機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性，如慣性和摩擦力。假設(shè)一個(gè)具有較大慣性的機(jī)器人需要在狹窄空間內(nèi)快速移動(dòng)。以下哪種路徑規(guī)劃方法能夠充分考慮這些動(dòng)力學(xué)因素，生成可行的路徑？（）A.基于物理模型的路徑規(guī)劃B.基于啟發(fā)式搜索的路徑規(guī)劃C.基于隨機(jī)采樣的路徑規(guī)劃D.基于人工勢(shì)場(chǎng)的路徑規(guī)劃10、在基于ROS的機(jī)器人教育應(yīng)用中，為了讓學(xué)生更好地理解機(jī)器人的工作原理，以下哪種教學(xué)方法較為有效？（）A.通過(guò)實(shí)際編程操作讓學(xué)生親身體驗(yàn)B.利用可視化工具展示機(jī)器人的內(nèi)部狀態(tài)C.結(jié)合理論講解和案例分析D.以上方法綜合使用11、在ROS中開發(fā)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制功能時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)延遲不穩(wěn)定，以下哪種策略可以提高控制的可靠性？（）A.增加本地緩存和預(yù)測(cè)機(jī)制B.降低控制指令的發(fā)送頻率C.完全依賴遠(yuǎn)程控制，不進(jìn)行本地處理D.忽略網(wǎng)絡(luò)延遲，照常發(fā)送指令12、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的故障診斷和容錯(cuò)控制，需要監(jiān)測(cè)機(jī)器人的狀態(tài)和建立故障模型。以下哪種方法和技術(shù)可能會(huì)被用于故障診斷和容錯(cuò)？（）A.傳感器監(jiān)測(cè)和故障樹分析B.模型參考自適應(yīng)診斷和冗余設(shè)計(jì)C.基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障檢測(cè)和恢復(fù)策略D.以上都有可能13、在ROS中，為了提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，常常使用命名空間（Namespace）。假設(shè)一個(gè)大型機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)相似的功能模塊，以下關(guān)于命名空間的作用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.命名空間可以避免話題和服務(wù)名稱的沖突，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性B.通過(guò)使用不同的命名空間，可以將相關(guān)的節(jié)點(diǎn)和資源組織在一起，便于管理C.命名空間對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的通信沒有影響，節(jié)點(diǎn)可以跨越命名空間進(jìn)行通信D.命名空間可以增加代碼的復(fù)雜性，一般情況下應(yīng)盡量避免使用14、ROS中的感知功能對(duì)于機(jī)器人與環(huán)境的交互至關(guān)重要。假設(shè)機(jī)器人需要識(shí)別不同形狀和顏色的物體，以下哪種感知技術(shù)在ROS中可能被應(yīng)用？（）A.語(yǔ)音識(shí)別B.機(jī)器視覺C.紅外感知D.超聲波感知15、在基于ROS的機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用中，需要實(shí)現(xiàn)貨物的準(zhǔn)確抓取和放置。以下哪種傳感器可以幫助確定貨物的位置和姿態(tài)？（）A.深度相機(jī)B.激光測(cè)距儀C.超聲波傳感器D.視覺標(biāo)簽16、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，需要使用多種算法和技術(shù)。假設(shè)一個(gè)室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人需要在未知環(huán)境中進(jìn)行地圖構(gòu)建和路徑規(guī)劃。以下關(guān)于ROS中自主導(dǎo)航的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法來(lái)構(gòu)建環(huán)境地圖B.路徑規(guī)劃算法可以根據(jù)地圖和目標(biāo)位置生成最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)路徑C.自主導(dǎo)航過(guò)程中，機(jī)器人不需要考慮障礙物的動(dòng)態(tài)變化D.可以使用傳感器融合技術(shù)來(lái)提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和魯棒性17、假設(shè)在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)中，貨架布局發(fā)生變化但未及時(shí)更新到系統(tǒng)中，會(huì)對(duì)機(jī)器人的取貨操作產(chǎn)生什么影響？（）A.機(jī)器人可能無(wú)法準(zhǔn)確找到貨物B.取貨效率提高C.機(jī)器人自動(dòng)適應(yīng)新布局D.系統(tǒng)性能優(yōu)化18、ROS中的可視化工具（rqt）對(duì)于開發(fā)和調(diào)試非常有用。假設(shè)在調(diào)試一個(gè)機(jī)器人的視覺感知模塊時(shí)，需要實(shí)時(shí)查看圖像數(shù)據(jù)和處理結(jié)果。以下哪種rqt插件最適合用于此目的？（）A.rqt_graphB.rqt_image_viewC.rqt_plotD.rqt_console19、ROS中的RViz可以顯示機(jī)器人的模型和數(shù)據(jù)。當(dāng)需要顯示機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，以下哪種方式可以更清晰地展示？（）A.使用不同顏色和線條樣式區(qū)分不同時(shí)間段的軌跡B.對(duì)軌跡進(jìn)行平滑處理C.結(jié)合地圖背景顯示軌跡D.以上方法都可以20、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能決策和規(guī)劃，常常使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法。假設(shè)要讓機(jī)器人根據(jù)環(huán)境信息自主選擇最優(yōu)的行動(dòng)策略，以下關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)在ROS中的應(yīng)用，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練機(jī)器人的策略網(wǎng)絡(luò)，使其能夠根據(jù)獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)做出決策B.監(jiān)督學(xué)習(xí)可以用于對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和預(yù)測(cè)，為決策提供依據(jù)C.無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)可以用于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的模式和結(jié)構(gòu)，但在機(jī)器人決策中應(yīng)用較少D.機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以直接在ROS節(jié)點(diǎn)中運(yùn)行，無(wú)需進(jìn)行任何適配和優(yōu)化二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋ROS中的系統(tǒng)部署和發(fā)布流程。2、（本題5分）說(shuō)明ROS中的材料科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)機(jī)器人中的實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性保證。3、（本題5分）說(shuō)明ROS中的性能評(píng)估指標(biāo)和方法。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的自主決策系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境和任務(wù)做出合理決策。2、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個(gè)鮑魚養(yǎng)殖場(chǎng)鮑魚抓取機(jī)器人的無(wú)損抓取與計(jì)數(shù)系統(tǒng)。3、（本題5分）利用ROS為考古機(jī)器人開發(fā)一個(gè)文物探測(cè)和小心挖掘系統(tǒng)。4、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)水下焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤與焊接質(zhì)量控制系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS為海上石油平臺(tái)巡檢機(jī)器人開發(fā)一個(gè)設(shè)備故障檢測(cè)和維修計(jì)劃生成系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、