上海工程技術(shù)大學(xué)《機(jī)器人技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(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)上海工程技術(shù)大學(xué)《機(jī)器人技術(shù)》

2023-2024學(xué)年第一學(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、ROS中的動(dòng)態(tài)重新配置（DynamicReconfigure）功能允許在運(yùn)行時(shí)修改節(jié)點(diǎn)的參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度參數(shù)需要根據(jù)環(huán)境實(shí)時(shí)調(diào)整，以下關(guān)于動(dòng)態(tài)重新配置的描述，正確的是？（）A.動(dòng)態(tài)重新配置只能在節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)前進(jìn)行設(shè)置，運(yùn)行時(shí)無(wú)法修改B.可以通過(guò)圖形界面或命令行工具進(jìn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)修改C.動(dòng)態(tài)重新配置會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)重新初始化，影響系統(tǒng)性能D.不是所有的參數(shù)都支持動(dòng)態(tài)重新配置，需要在代碼中特別指定2、在ROS中，對(duì)于機(jī)器人的任務(wù)調(diào)度和資源分配，需要考慮多個(gè)并發(fā)的任務(wù)和有限的計(jì)算資源。假設(shè)有多個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)同時(shí)請(qǐng)求資源，以下哪種調(diào)度策略能夠更好地平衡系統(tǒng)性能和任務(wù)的及時(shí)性？（）A.先到先服務(wù)調(diào)度B.優(yōu)先級(jí)調(diào)度C.隨機(jī)調(diào)度D.平均分配資源調(diào)度3、在機(jī)器人的控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)存在外部干擾和模型不確定性。以下哪種反饋方式能夠更好地應(yīng)對(duì)這些情況，提高系統(tǒng)的魯棒性？（）A.位置反饋B.速度反饋C.加速度反饋D.力反饋4、ROS中的參數(shù)調(diào)優(yōu)對(duì)于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。如果關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置過(guò)于保守，會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？（）A.系統(tǒng)性能無(wú)法充分發(fā)揮B.系統(tǒng)穩(wěn)定性提高C.資源消耗降低D.系統(tǒng)適應(yīng)性增強(qiáng)5、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)需要長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)行的機(jī)器人應(yīng)用，以下哪種電源管理策略能夠確保電源的穩(wěn)定供應(yīng)和延長(zhǎng)電池壽命？（）A.智能充電控制B.動(dòng)態(tài)電源切換C.低功耗模式設(shè)置D.不進(jìn)行電源管理請(qǐng)分別說(shuō)明每個(gè)選項(xiàng)在電源管理方面的特點(diǎn)和效果6、在機(jī)器人的軌跡規(guī)劃中，需要同時(shí)滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)約束。假設(shè)一個(gè)機(jī)械臂需要以最短時(shí)間完成一個(gè)復(fù)雜的軌跡，同時(shí)要保證關(guān)節(jié)力矩不超過(guò)限制。以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠有效地解決這個(gè)問(wèn)題？（）A.五次多項(xiàng)式軌跡規(guī)劃B.貝塞爾曲線軌跡規(guī)劃C.樣條曲線軌跡規(guī)劃D.直線軌跡規(guī)劃7、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8、ROS中的啟動(dòng)文件（LaunchFile）用于方便地啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的啟動(dòng)需要同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置一些全局參數(shù)。以下關(guān)于啟動(dòng)文件的描述，正確的是？（）A.啟動(dòng)文件只能以XML格式編寫(xiě)，語(yǔ)法復(fù)雜B.啟動(dòng)文件中不能包含條件判斷和循環(huán)語(yǔ)句C.可以在啟動(dòng)文件中指定節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行順序和依賴(lài)關(guān)系D.啟動(dòng)文件不能動(dòng)態(tài)修改節(jié)點(diǎn)的參數(shù)值9、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。以下哪個(gè)指標(biāo)對(duì)于衡量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力是最關(guān)鍵的？（）A.任務(wù)完成時(shí)間B.系統(tǒng)吞吐量C.響應(yīng)延遲D.資源利用率10、對(duì)于ROS中的機(jī)器人視覺(jué)目標(biāo)跟蹤，以下哪種算法能夠適應(yīng)目標(biāo)的外觀變化和遮擋情況？（）A.基于特征的跟蹤B.基于模型的跟蹤C(jī).基于深度學(xué)習(xí)的跟蹤D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人需要在復(fù)雜場(chǎng)景中持續(xù)跟蹤移動(dòng)的目標(biāo)，目標(biāo)可能會(huì)發(fā)生形狀、顏色等外觀變化，并且可能會(huì)被其他物體遮擋，上述哪種目標(biāo)跟蹤算法能夠更好地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，并解釋其在ROS中的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化方法11、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12、在基于ROS的機(jī)器人項(xiàng)目中，需要對(duì)代碼進(jìn)行版本控制和團(tuán)隊(duì)協(xié)作開(kāi)發(fā)。假設(shè)團(tuán)隊(duì)成員分布在不同地區(qū)，需要頻繁地交流和合并代碼。以下哪種版本控制系統(tǒng)和協(xié)作方式最能提高開(kāi)發(fā)效率和代碼質(zhì)量？（）A.Git結(jié)合代碼審查和分支管理B.SVN結(jié)合集中式的代碼存儲(chǔ)C.不使用版本控制，通過(guò)郵件交流代碼D.各自開(kāi)發(fā)，最后統(tǒng)一整合13、在ROS中，節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)和管理是通過(guò)特定的命令和工具實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要按照一定的順序啟動(dòng)，并在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)試。以下關(guān)于ROS節(jié)點(diǎn)管理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用roslaunch命令來(lái)啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置它們的參數(shù)和運(yùn)行環(huán)境B.通過(guò)ROS的節(jié)點(diǎn)管理器，可以查看節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)、日志和通信情況C.節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，ROS會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)該節(jié)點(diǎn)，無(wú)需人工干預(yù)D.可以使用ROS提供的調(diào)試工具來(lái)查看節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的變量和數(shù)據(jù)14、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，以下哪種編程語(yǔ)言通常被用于編寫(xiě)控制節(jié)點(diǎn)？（）A.C++B.PythonC.JavaD.Ruby。假設(shè)需要開(kāi)發(fā)高效、穩(wěn)定且易于維護(hù)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序，同時(shí)考慮與ROS庫(kù)和其他模塊的集成，上述哪種編程語(yǔ)言在這種情況下更具優(yōu)勢(shì)，并闡述其特點(diǎn)和在ROS中的應(yīng)用實(shí)例15、假設(shè)在一個(gè)ROS控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確的時(shí)間同步和控制。考慮到多個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)同運(yùn)動(dòng)和外部事件的觸發(fā)，以下哪種方法能夠提供最準(zhǔn)確的時(shí)間同步和控制精度？（）A.使用操作系統(tǒng)的默認(rèn)時(shí)鐘B.借助外部的硬件時(shí)鐘同步設(shè)備C.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）進(jìn)行同步D.不進(jìn)行時(shí)間同步，依靠估計(jì)值16、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的動(dòng)作反饋（ActionFeedback）主要用于提供什么信息？（）（）A.任務(wù)進(jìn)度信息B.錯(cuò)誤信息C.狀態(tài)信息D.以上都不是17、在ROS中，當(dāng)需要對(duì)機(jī)器人的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，例如將激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、攝像頭圖像和慣性測(cè)量單元（IMU）數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以獲得更準(zhǔn)確的環(huán)境模型，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.簡(jiǎn)單地將數(shù)據(jù)疊加B.使用卡爾曼濾波算法C.隨機(jī)選擇一種數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，單獨(dú)處理每種數(shù)據(jù)18、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲(chǔ)和管理全局參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要訪問(wèn)相同的配置參數(shù)，以下關(guān)于參數(shù)服務(wù)器使用的描述，正確的是：（）A.每個(gè)節(jié)點(diǎn)都應(yīng)該獨(dú)立存儲(chǔ)參數(shù)，避免依賴(lài)參數(shù)服務(wù)器，以提高可靠性B.參數(shù)服務(wù)器能夠方便地實(shí)現(xiàn)參數(shù)的共享和動(dòng)態(tài)修改，適合這種多節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)的情況C.參數(shù)服務(wù)器會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量減少使用，通過(guò)消息傳遞參數(shù)D.參數(shù)服務(wù)器只適用于存儲(chǔ)少量關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)于大量參數(shù)不適用19、當(dāng)在ROS中使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行機(jī)器人的行為預(yù)測(cè)時(shí)，如果訓(xùn)練數(shù)據(jù)不充分，會(huì)產(chǎn)生什么后果？（）A.預(yù)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確B.預(yù)測(cè)速度加快C.系統(tǒng)性能提升D.無(wú)需訓(xùn)練數(shù)據(jù)即可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)20、在機(jī)器人的通信網(wǎng)絡(luò)中，需要保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。假設(shè)機(jī)器人系統(tǒng)涉及敏感信息的傳輸。以下哪種加密和認(rèn)證技術(shù)能夠有效地保護(hù)通信內(nèi)容，防止數(shù)據(jù)泄露和篡改？（）A.RSA加密算法B.AES加密算法C.數(shù)字簽名技術(shù)D.以上技術(shù)均可二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何在ROS中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自適應(yīng)控制。2、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的礦山運(yùn)輸安全監(jiān)控機(jī)器人中的監(jiān)控指標(biāo)設(shè)定。3、（本題5分）ROS中的目標(biāo)搜索策略。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)器人的自主目標(biāo)識(shí)別和尺寸測(cè)量系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS框架下，為娛樂(lè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)表情和動(dòng)作生成系統(tǒng)，與用戶(hù)互動(dòng)。3、（本題5分）利用ROS為海上石油平臺(tái)巡檢機(jī)器人開(kāi)發(fā)一個(gè)設(shè)備故障檢測(cè)和維修計(jì)劃生成系統(tǒng)。4、（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。5、（本題5分）在ROS環(huán)境下搭建一個(gè)制鞋廠鞋材搬運(yùn)機(jī)器人的有序搬運(yùn)與存儲(chǔ)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)