青島恒星科技學院《機器視覺及其程應(yīng)用》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁青島恒星科技學院《機器視覺及其程應(yīng)用》

2023-2024學年第一學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個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人的自主導航，需要結(jié)合地圖構(gòu)建和定位技術(shù)。假設(shè)有一個室內(nèi)環(huán)境，機器人需要在其中自主移動。以下關(guān)于地圖構(gòu)建和定位的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同時進行地圖構(gòu)建和機器人定位B.基于粒子濾波的定位方法可以處理機器人位置的不確定性C.構(gòu)建的地圖可以是二維柵格地圖或三維點云地圖，根據(jù)需求選擇D.一旦地圖構(gòu)建完成，機器人的定位就不再需要實時更新，因為地圖是固定不變的2、在基于ROS的機器人教育應(yīng)用中，需要為學生提供一個易于理解和使用的開發(fā)環(huán)境。假設(shè)學生具有不同的編程基礎(chǔ)和學習能力。以下哪種ROS開發(fā)工具和教學資源的組合最適合這種教育場景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可視化工具B.開發(fā)自定義的教學界面和簡化的APIC.僅提供原始的ROS文檔和命令行工具D.不提供任何專門的教學資源3、在ROS控制的機器人康復訓練系統(tǒng)中，如果訓練模式設(shè)置不合理，會對患者的康復效果產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.康復效果不佳或產(chǎn)生副作用B.加速康復進程C.系統(tǒng)自動調(diào)整訓練模式D.對康復沒有影響4、當使用ROS控制一個機器人在具有多個障礙物的復雜環(huán)境中移動時，需要實時規(guī)劃安全的路徑。以下哪種路徑規(guī)劃算法和碰撞檢測方法能夠滿足需求？（）A.快速擴展隨機樹算法和基于距離的碰撞檢測B.人工勢場法和幾何碰撞檢測C.蟻群算法和模型碰撞檢測D.以上都有可能5、在ROS環(huán)境下，為了提高機器人的自主性和適應(yīng)性，需要進行環(huán)境建模和知識表示。以下哪種方法和技術(shù)可能會被用于環(huán)境建模和知識學習？（）A.語義地圖構(gòu)建和知識圖譜B.深度學習環(huán)境理解和強化學習C.概率模型和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)D.以上都有可能6、機器人操作系統(tǒng)中的動作反饋（ActionFeedback）主要用于提供什么信息？（）（）A.任務(wù)進度信息B.錯誤信息C.狀態(tài)信息D.以上都不是7、當在ROS中進行機器人的運動控制時，以下哪種編程語言通常被用于編寫控制節(jié)點？（）A.C++B.PythonC.JavaD.Ruby。假設(shè)需要開發(fā)高效、穩(wěn)定且易于維護的機器人運動控制程序，同時考慮與ROS庫和其他模塊的集成，上述哪種編程語言在這種情況下更具優(yōu)勢，并闡述其特點和在ROS中的應(yīng)用實例8、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于管理機器人硬件資源的工具？（）（）A.roslaunchB.rosparamC.rosserviceD.以上都不是9、在ROS中，為了提高機器人系統(tǒng)的性能和實時性，常常需要進行優(yōu)化。假設(shè)一個機器人節(jié)點的計算量較大，導致系統(tǒng)響應(yīng)延遲，以下關(guān)于優(yōu)化的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以對算法進行優(yōu)化，減少計算復雜度B.使用多線程或多進程技術(shù)并行處理任務(wù)，提高效率C.減少節(jié)點之間的通信數(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，硬件性能對系統(tǒng)性能沒有影響10、在一個基于ROS的多機器人協(xié)作系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)機器人之間的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)。以下哪種方法可以有效地實現(xiàn)這個目標？（）A.中央控制器統(tǒng)一分配任務(wù)B.機器人通過協(xié)商自主分配任務(wù)C.使用市場機制進行任務(wù)分配D.以上方法都可以11、在ROS中，為了管理節(jié)點的啟動和關(guān)閉順序，以及處理異常情況，常常使用啟動文件（LaunchFile）。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)有多個相關(guān)的節(jié)點需要同時啟動，以下關(guān)于啟動文件的描述，哪一項是不準確的？（）A.啟動文件使用XML格式來描述節(jié)點的配置和啟動參數(shù)B.可以在啟動文件中設(shè)置節(jié)點的運行環(huán)境、重映射話題等C.啟動文件只能啟動本地節(jié)點，無法啟動遠程節(jié)點D.通過修改啟動文件，可以方便地調(diào)整系統(tǒng)的啟動配置，而無需修改節(jié)點的代碼12、ROS中的導航功能包集（NavigationStack）提供了機器人自主導航的基本框架。假設(shè)要對導航功能進行定制和擴展，以下關(guān)于操作方法的描述，正確的是：（）A.直接修改導航功能包集的源代碼，實現(xiàn)定制需求B.利用導航功能包集提供的接口和參數(shù)，進行配置和擴展C.重新開發(fā)一個全新的導航框架，替代原有的功能包集D.導航功能包集無法進行定制和擴展13、在ROS環(huán)境下，為了對機器人的性能進行評估和優(yōu)化，需要選擇合適的指標和測試方法?？紤]到機器人的任務(wù)類型和應(yīng)用場景，以下哪種評估指標和測試工具可能會被使用？（）A.運動精度、速度和能耗指標B.任務(wù)完成時間和成功率C.傳感器精度和可靠性D.以上都有可能14、在ROS環(huán)境下，為了實現(xiàn)機器人之間的安全交互和碰撞避免，需要采用有效的感知和規(guī)劃方法。以下哪種技術(shù)和策略可能會被用于此目的？（）A.多傳感器融合和碰撞檢測算法B.安全距離模型和動態(tài)路徑調(diào)整C.基于意圖預測的交互控制D.以上都有可能15、機器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點可以通過哪種方式進行多線程編程？（）（）A.C++標準庫多線程B.Python的threading模塊C.ROS的多線程機制D.以上都是二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述ROS中的交通執(zhí)法機器人中的違章行為識別算法。2、（本題5分）如何使用RViz來查看機器人的傳感器數(shù)據(jù)？3、（本題5分）簡述ROS在服務(wù)機器人中的功能實現(xiàn)。4、（本題5分）簡述ROS中的化學實驗機器人中的操作精度要求。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于水下探測機器人，機器人操作系統(tǒng)在深海壓力適應(yīng)、低光照環(huán)境感知和長距離通信方面存在技術(shù)難題。請深入綜合分析其在材料選擇、傳感器配置、通信協(xié)議改進等方面的解決方案，研究水下探測機器人在海洋科學研究、資源勘探和國防安全中的應(yīng)用價值，以及面臨的技術(shù)風險和應(yīng)對策略。2、（本題5分）考慮一個基于ROS的森林監(jiān)測機器人系統(tǒng)，用于收集森林生態(tài)數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)火災隱患。綜合分析ROS在森林地形適應(yīng)、數(shù)據(jù)采集精度、長距離通信以及電源續(xù)航方面的要點和問題。3、（本題5分）假設(shè)要開發(fā)一個ROS操控的海底光纜鋪設(shè)機器人，能夠在深海進行光纜鋪設(shè)作業(yè)。深入分析ROS在水壓抵抗、光纜鋪設(shè)路徑規(guī)劃、海底地形適應(yīng)以及故障檢測方面的關(guān)鍵技術(shù)和難題。4、（本題5分）隨著機器人在文化藝術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，如機器人繪畫、音樂演奏等，機器人操作系統(tǒng)需要具備藝術(shù)創(chuàng)作的能力。請詳細綜合分析其在模擬人類藝術(shù)表現(xiàn)手法、情感表達和創(chuàng)意生成等方面的技術(shù)挑戰(zhàn)，探討藝術(shù)機器人在豐富文化生活和推動藝術(shù)創(chuàng)新方面的潛力，以及在藝術(shù)創(chuàng)作中的版權(quán)和審美問題。5、（本題5分）在機器人操作系統(tǒng)的標準化和規(guī)范化方面，深入研究如何制定統(tǒng)一的接口標準、通信協(xié)議和開發(fā)規(guī)范，促進不同廠家和研究機構(gòu)之間的互操作性和兼容性，以及如何推動行業(yè)的健康發(fā)展。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）基于ROS設(shè)