湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(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)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》

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)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、假設(shè)在一個(gè)ROS控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，傳感器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致反饋數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。這可能會(huì)對(duì)機(jī)器人的控制產(chǎn)生什么影響？（）A.機(jī)器人的動(dòng)作失控或不準(zhǔn)確B.系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用傳感器C.機(jī)器人繼續(xù)正常工作，不受影響D.控制精度提高2、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）主要用于存儲(chǔ)什么類型的數(shù)據(jù)？（）（）A.常量B.變量C.配置參數(shù)D.以上都不是3、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于描述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是？（）（）A.向量B.矩陣C.四元數(shù)D.以上都是4、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航功能的工具是？（）（）A.move_baseB.amclC.navigation_stackD.以上都是5、在使用ROS進(jìn)行水下機(jī)器人開(kāi)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(dòng)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6、在使用ROS開(kāi)發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿著一條特定的路徑移動(dòng)，需要精確控制其速度和位置。以下哪種ROS功能包或工具最適合用于此任務(wù)？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF7、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(jué)標(biāo)簽8、假設(shè)要在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠適應(yīng)不同地形和環(huán)境的移動(dòng)機(jī)器人，需要對(duì)機(jī)器人的底盤控制進(jìn)行優(yōu)化。以下哪種控制算法能夠更好地處理地形變化和不確定性，提高機(jī)器人的通過(guò)性和穩(wěn)定性？（）A.PID控制算法B.模糊控制算法C.開(kāi)環(huán)控制算法D.不進(jìn)行控制算法優(yōu)化，使用默認(rèn)設(shè)置9、在ROS中，創(chuàng)建一個(gè)新的工作空間（Workspace）需要?jiǎng)?chuàng)建以下哪些目錄？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是10、對(duì)于ROS中的機(jī)器人軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，以下哪種設(shè)計(jì)模式常用于提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.插件架構(gòu)D.事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。假設(shè)機(jī)器人的功能不斷增加和更新，需要一種靈活的架構(gòu)來(lái)方便地添加新的模塊和功能，同時(shí)不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的穩(wěn)定性，上述哪種設(shè)計(jì)模式能夠更好地滿足這一需求，并闡述其在ROS中的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)11、當(dāng)使用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)用于考古挖掘的機(jī)器人時(shí)，需要考慮對(duì)文物的保護(hù)和精細(xì)操作。以下哪種控制方式和工具可能會(huì)被用于考古挖掘？（）A.力控操作和精細(xì)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃B.視覺(jué)引導(dǎo)和觸覺(jué)反饋C.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和文物保護(hù)算法D.以上都有可能12、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)資源分配需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和資源需求。以下哪種資源分配算法能夠?qū)崿F(xiàn)更公平和高效的資源利用？（）A.先來(lái)先服務(wù)B.最短作業(yè)優(yōu)先C.最高響應(yīng)比優(yōu)先D.隨機(jī)分配請(qǐng)分別說(shuō)明每個(gè)資源分配算法的原理和在機(jī)器人操作系統(tǒng)中的優(yōu)缺點(diǎn)13、當(dāng)在ROS中使用多個(gè)機(jī)器人進(jìn)行協(xié)作任務(wù)時(shí)，需要進(jìn)行分布式通信。如果網(wǎng)絡(luò)延遲較高，會(huì)對(duì)協(xié)作效果產(chǎn)生什么影響？（）A.機(jī)器人之間的協(xié)作失調(diào)，任務(wù)完成質(zhì)量下降B.機(jī)器人自主調(diào)整協(xié)作策略，不受影響C.協(xié)作效率提高，任務(wù)更快完成D.系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，降低延遲14、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的自主探索和地圖更新時(shí)，假設(shè)機(jī)器人進(jìn)入了一個(gè)未知區(qū)域。以下關(guān)于探索策略和地圖更新方法的選擇，正確的是：（）A.隨機(jī)探索策略，同時(shí)逐步更新地圖B.基于邊界的探索策略，優(yōu)先探索未探索區(qū)域的邊界C.按照預(yù)設(shè)的路徑進(jìn)行探索，不進(jìn)行實(shí)時(shí)地圖更新D.以上探索策略和地圖更新方法都不可行15、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人里程計(jì)信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/OdometryB.sensor_msgs/ImuC.std_msgs/Float32D.以上都不是16、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17、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲(chǔ)和共享全局參數(shù)。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)嘗試修改同一個(gè)參數(shù)時(shí)，以下哪種處理方式是正確的？（）A.最后修改的節(jié)點(diǎn)生效B.第一個(gè)修改的節(jié)點(diǎn)生效C.隨機(jī)選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)的修改生效D.所有修改都被拒絕，保持參數(shù)不變18、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19、在機(jī)器人的視覺(jué)伺服控制中，通過(guò)攝像頭反饋的圖像信息來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)機(jī)器人需要將一個(gè)物體準(zhǔn)確地移動(dòng)到指定位置。以下哪種視覺(jué)伺服控制方法在處理圖像噪聲和目標(biāo)遮擋時(shí)具有較好的魯棒性？（）A.基于位置的視覺(jué)伺服B.基于圖像的視覺(jué)伺服C.2.5D視覺(jué)伺服D.混合視覺(jué)伺服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21、在一個(gè)基于ROS的多機(jī)器人系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)任務(wù)分配和資源協(xié)調(diào)，以確保每個(gè)機(jī)器人都能高效地完成其指定的工作。以下哪種策略和算法可能會(huì)被用于任務(wù)分配和資源管理？（）A.基于市場(chǎng)機(jī)制的分配算法B.集中式規(guī)劃和調(diào)度C.分布式協(xié)商和共識(shí)算法D.以上都有可能22、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和實(shí)時(shí)性，常常需要進(jìn)行優(yōu)化。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的計(jì)算量較大，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)延遲，以下關(guān)于優(yōu)化的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化，減少計(jì)算復(fù)雜度B.使用多線程或多進(jìn)程技術(shù)并行處理任務(wù)，提高效率C.減少節(jié)點(diǎn)之間的通信數(shù)據(jù)量，避免不必要的消息傳遞D.優(yōu)化只需要關(guān)注軟件層面，硬件性能對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響23、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）使用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)參數(shù)？（）（）A.字典B.列表C.數(shù)組D.樹(shù)24、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25、在ROS環(huán)境中，對(duì)于機(jī)器人的軟件更新和部署，需要一種高效且可靠的方法。假設(shè)機(jī)器人分布在不同的位置，以下哪種方式能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的軟件更新和部署？（）A.人工到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更新B.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程推送更新C.不支持軟件更新，使用初始版本D.要求機(jī)器人返回基地進(jìn)行更新26、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)時(shí)，需要將深度學(xué)習(xí)模型與ROS系統(tǒng)集成。以下哪種方式是常見(jiàn)的集成方法？（）A.將深度學(xué)習(xí)模型作為一個(gè)ROS節(jié)點(diǎn)運(yùn)行B.在ROS節(jié)點(diǎn)中調(diào)用深度學(xué)習(xí)庫(kù)進(jìn)行推理C.使用中間件將深度學(xué)習(xí)模型的輸出轉(zhuǎn)換為ROS消息D.以上方法都可以27、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，任務(wù)規(guī)劃是一項(xiàng)關(guān)鍵功能。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)中完成貨物搬運(yùn)任務(wù)，倉(cāng)庫(kù)布局復(fù)雜，存在多個(gè)貨架和通道。以下哪種任務(wù)規(guī)劃算法最適合在這種環(huán)境中生成高效的搬運(yùn)路徑，同時(shí)考慮到障礙物避讓和能源消耗？（）A.A*算法B.蟻群算法C.模擬退火算法D.遺傳算法28、ROS中的節(jié)點(diǎn)管理器（Master）負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)之間的注冊(cè)和通信協(xié)調(diào)。如果節(jié)點(diǎn)管理器出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致什么情況？（）A.節(jié)點(diǎn)之間的通信中斷B.系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用節(jié)點(diǎn)管理器C.通信不受影響，但性能下降D.節(jié)點(diǎn)自主進(jìn)行通信協(xié)調(diào)29、ROS支持機(jī)器人的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用，例如圖像識(shí)別和語(yǔ)音處理。假設(shè)要在機(jī)器人上部署一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型，需要考慮模型的大小、計(jì)算量和實(shí)時(shí)性要求。以下哪種深度學(xué)習(xí)框架和模型壓縮方法的選擇最為合適？（）A.TensorFlow結(jié)合模型量化B.PyTorch結(jié)合模型剪枝C.自行開(kāi)發(fā)深度學(xué)習(xí)框架和不進(jìn)行模型壓縮D.選擇大型復(fù)雜的模型，不考慮資源限制30、在使用ROS控制機(jī)器人進(jìn)行物體抓取時(shí)，需要精確的力控制。假設(shè)需要根據(jù)抓取物體的材質(zhì)和形狀實(shí)時(shí)調(diào)整抓取力的大小，以下哪種傳感器可能最為關(guān)鍵？（）A.壓力傳感器B.位置傳感器C.速度傳感器D.溫度傳感器二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)使用ROS的消防救援機(jī)器人系統(tǒng)，要求機(jī)器人能夠在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行環(huán)境感知、火源定位，并執(zhí)行滅火任務(wù)。仔細(xì)分析ROS在高溫環(huán)境應(yīng)對(duì)、傳感器數(shù)據(jù)融合、決策制定以及遠(yuǎn)程控制方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)措施。2、（本題5分）對(duì)于用于倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存管理的機(jī)器人，分析操作系統(tǒng)在貨物盤點(diǎn)、貨架定位、庫(kù)存更新和數(shù)據(jù)同步方面的關(guān)鍵功能。討論操作系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)倉(cāng)庫(kù)布局的變化和庫(kù)存管理的復(fù)雜需求，以及如何提高庫(kù)存管理的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。3、（本題5分）在機(jī)器人操作系統(tǒng)的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)方面，深入研究如何提供直觀、易用、高效的交互方式，支持多種輸入設(shè)備和交互模式，以及如何適應(yīng)不同用戶群體和應(yīng)用場(chǎng)景的需求。4、（本題5分）對(duì)于自主移動(dòng)機(jī)器人，機(jī)器人操作系統(tǒng)在地圖構(gòu)建和定位導(dǎo)航方面至關(guān)重要。請(qǐng)深入綜合分析其在使用激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器進(jìn)行環(huán)境感知、SLAM算法實(shí)現(xiàn)、路徑規(guī)劃和避障策略等方面的技術(shù)進(jìn)展，研究自主移動(dòng)機(jī)器人在室內(nèi)外復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用場(chǎng)景和性能優(yōu)化，以及在大規(guī)模部署中的系統(tǒng)可靠性和維護(hù)問(wèn)題。5、（本題5分）自主移動(dòng)機(jī)器人在物流、倉(cāng)儲(chǔ)等場(chǎng)景中發(fā)揮著重要作用。全面分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在路徑規(guī)劃、避障算法、定位與導(dǎo)航等方面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，以及如何處理動(dòng)態(tài)環(huán)境中的不確定性和突發(fā)事件。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋ROS中