閩南理工學(xué)院《機(jī)器人操作系統(tǒng)及應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)閩南理工學(xué)院《機(jī)器人操作系統(tǒng)及應(yīng)用》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(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、假設(shè)要在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠自主導(dǎo)航的移動(dòng)機(jī)器人，需要實(shí)現(xiàn)地圖構(gòu)建、路徑規(guī)劃和實(shí)時(shí)定位等功能。以下哪種技術(shù)組合在ROS中能夠最有效地實(shí)現(xiàn)這些功能？（）A.使用A*算法進(jìn)行路徑規(guī)劃，基于激光雷達(dá)構(gòu)建地圖，通過(guò)GPS進(jìn)行定位B.采用RRT算法規(guī)劃路徑，利用視覺(jué)SLAM構(gòu)建地圖，借助慣性導(dǎo)航定位C.運(yùn)用Dijkstra算法找路徑，用深度相機(jī)建圖，使用藍(lán)牙定位D.隨機(jī)選擇路徑規(guī)劃和定位方法，不考慮地圖構(gòu)建2、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人路徑規(guī)劃時(shí)，需要考慮環(huán)境中的動(dòng)態(tài)障礙物。以下哪種方法可以有效地應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物？（）A.實(shí)時(shí)重新規(guī)劃路徑B.預(yù)測(cè)障礙物的運(yùn)動(dòng)軌跡C.結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行局部避障D.以上方法都需要3、ROS中的日志（Log）功能用于記錄系統(tǒng)運(yùn)行信息。如果日志記錄過(guò)于詳細(xì)，會(huì)帶來(lái)什么后果？（）A.占用大量存儲(chǔ)空間B.有助于快速定位問(wèn)題C.系統(tǒng)性能提升D.對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有影響4、ROS中的機(jī)器人模型描述文件（URDF）用于定義機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)特性。假設(shè)要描述一個(gè)具有多個(gè)關(guān)節(jié)和連桿的機(jī)械臂，以下關(guān)于URDF文件的編寫，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用XML格式來(lái)描述機(jī)器人的連桿、關(guān)節(jié)、傳感器等元素B.通過(guò)設(shè)置關(guān)節(jié)的類型（如旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、滑動(dòng)關(guān)節(jié)）和限制來(lái)定義機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍C.URDF文件只能描述機(jī)器人的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，無(wú)法表示動(dòng)態(tài)特性D.可以在URDF文件中添加可視化元素，如顏色和形狀，以便在RViz中顯示5、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人視覺(jué)處理時(shí)，需要對(duì)圖像進(jìn)行特征提取。假設(shè)要在不同光照和視角條件下準(zhǔn)確識(shí)別物體，以下哪種特征提取方法可能最有效？（）A.SIFT特征，具有尺度不變性但計(jì)算復(fù)雜度高B.HOG特征，對(duì)行人檢測(cè)效果好但對(duì)旋轉(zhuǎn)敏感C.ORB特征，計(jì)算速度快但魯棒性稍差D.以上特征提取方法效果相同，取決于圖像質(zhì)量6、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機(jī)器人動(dòng)作指令的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_actionB./action/robotC./cmd_action/robotD.以上都不是7、在基于ROS的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)中，需要制定統(tǒng)一的代碼規(guī)范和開(kāi)發(fā)流程。假設(shè)團(tuán)隊(duì)成員具有不同的開(kāi)發(fā)習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)水平。以下哪種方式在確保代碼質(zhì)量和開(kāi)發(fā)效率方面最為有效？（）A.制定詳細(xì)的代碼規(guī)范文檔和培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)成員B.允許團(tuán)隊(duì)成員自由發(fā)揮，不做統(tǒng)一要求C.參考其他項(xiàng)目的代碼規(guī)范，不完全適應(yīng)本項(xiàng)目D.不制定代碼規(guī)范，后期統(tǒng)一修改8、當(dāng)使用ROS控制一個(gè)農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)器人時(shí)，需要根據(jù)土壤濕度、作物需求和天氣情況進(jìn)行智能灌溉決策。以下哪種傳感器和決策算法可能會(huì)被用于農(nóng)業(yè)灌溉？（）A.濕度傳感器和優(yōu)化灌溉算法B.氣象傳感器和預(yù)測(cè)模型C.作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)和智能控制策略D.以上都有可能9、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的視覺(jué)導(dǎo)航時(shí)，需要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。以下哪種預(yù)處理操作可以提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性？（）A.圖像去噪B.圖像增強(qiáng)C.圖像分割D.以上操作都可能有幫助10、ROS中的消息（Message）用于節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳遞。假設(shè)需要傳遞一個(gè)包含大量復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的消息，以下關(guān)于消息定義和使用的描述，正確的是：（）A.盡量將復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拆分成多個(gè)簡(jiǎn)單消息，減少消息的大小和復(fù)雜性B.直接使用一個(gè)大而復(fù)雜的消息，方便數(shù)據(jù)的整體傳遞C.避免使用自定義消息，只使用ROS提供的標(biāo)準(zhǔn)消息類型D.消息的定義和使用方式對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響11、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)延遲較大時(shí)，可能會(huì)影響系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。以下哪種方法可以減輕網(wǎng)絡(luò)延遲的影響？（）A.減少節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸量B.使用更高效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議C.在本地進(jìn)行更多的計(jì)算和處理，減少遠(yuǎn)程通信需求D.以上方法都可以12、在ROS中，多機(jī)器人協(xié)作是一個(gè)重要的研究方向。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人需要在一個(gè)共同的任務(wù)中進(jìn)行協(xié)作，如搬運(yùn)一個(gè)大型物體。以下關(guān)于ROS多機(jī)器人協(xié)作的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過(guò)共享地圖和任務(wù)信息來(lái)實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人之間的協(xié)作B.每個(gè)機(jī)器人在協(xié)作中都有獨(dú)立的決策和控制能力，不需要中央?yún)f(xié)調(diào)器C.多機(jī)器人之間的通信可以采用與單機(jī)器人系統(tǒng)相同的機(jī)制D.多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)的性能和效率與機(jī)器人的數(shù)量成正比13、ROS中的軟件包更新可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。在進(jìn)行軟件包更新之前，以下哪種措施可以降低風(fēng)險(xiǎn)？（）A.備份重要的數(shù)據(jù)和配置文件B.在測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行更新測(cè)試C.查看更新的日志和說(shuō)明，了解可能的影響D.以上措施都應(yīng)該采取14、當(dāng)開(kāi)發(fā)機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，地圖構(gòu)建是重要的基礎(chǔ)。假設(shè)機(jī)器人需要在一個(gè)大型室內(nèi)環(huán)境中自主導(dǎo)航，該環(huán)境包含多個(gè)房間和走廊。以下哪種地圖表示方法能夠有效地存儲(chǔ)環(huán)境信息，同時(shí)支持快速的路徑規(guī)劃和更新？（）A.柵格地圖B.拓?fù)涞貓DC.特征地圖D.占用網(wǎng)格地圖15、在一個(gè)使用ROS的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物的檢測(cè)和規(guī)避。以下哪種傳感器組合在這種情況下通常能提供較好的效果？（）A.激光雷達(dá)和超聲波傳感器B.攝像頭和慣性測(cè)量單元C.紅外傳感器和GPSD.以上組合都不太適合16、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17、ROS中的動(dòng)作服務(wù)器可以提供反饋信息。當(dāng)動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，以下哪種反饋信息對(duì)故障診斷最有幫助？（）A.錯(cuò)誤代碼B.詳細(xì)的錯(cuò)誤描述C.動(dòng)作執(zhí)行的中間狀態(tài)D.以上反饋信息都很重要18、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)哪種方式進(jìn)行多線程編程？（）（）A.C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)多線程B.Python的threading模塊C.ROS的多線程機(jī)制D.以上都是19、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20、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.以上方法都可以二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說(shuō)明ROS中的考古發(fā)掘機(jī)器人中的文物保護(hù)措施。2、（本題5分）如何在ROS中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配置？3、（本題5分）ROS在皮革加工機(jī)器人中的作用。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)在ROS中的發(fā)菜養(yǎng)殖場(chǎng)發(fā)菜保護(hù)與監(jiān)測(cè)機(jī)器人的生態(tài)保護(hù)與生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2、（本題5分）利用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)茶園采茶機(jī)器人的嫩葉識(shí)別與采摘系統(tǒng)。3、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)在ROS中的電力巡檢機(jī)器人的線路故障檢測(cè)與修復(fù)系統(tǒng)。4、（本題5分）利用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)沙漠探測(cè)機(jī)器人的沙暴預(yù)警與導(dǎo)航系統(tǒng)。5、（本題5分）使用ROS為河道清淤機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)淤泥深度檢測(cè)和清淤策略執(zhí)行系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）在家庭服務(wù)場(chǎng)景中，如清潔機(jī)器人、陪伴機(jī)器人等，機(jī)器人操作系統(tǒng)需要滿足用戶的個(gè)性化需求和復(fù)雜的家居環(huán)境。請(qǐng)?jiān)敿?xì)綜合分析其在智能感知家居環(huán)境、執(zhí)行多樣化任