重慶商務(wù)職業(yè)學(xué)院《機(jī)器人建模與仿真》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)機(jī)器人的自主決策功能時(shí)，以下哪種算法常用于基于環(huán)境感知進(jìn)行行為選擇？（）A.有限狀態(tài)機(jī)B.決策樹(shù)C.強(qiáng)化學(xué)習(xí)D.模糊邏輯。假設(shè)機(jī)器人需要根據(jù)不斷變化的環(huán)境信息自主地決定采取不同的行動(dòng)策略，如避障、導(dǎo)航、抓取等，上述哪種算法能夠提供更智能和靈活的決策能力，并說(shuō)明其在ROS中的實(shí)現(xiàn)和訓(xùn)練方法2、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)哪種方式獲取參數(shù)服務(wù)器中的參數(shù)？（）（）A.命令行參數(shù)B.環(huán)境變量C.ROS參數(shù)服務(wù)器APID.以上都不是3、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以分布在不同的計(jì)算平臺(tái)上。當(dāng)節(jié)點(diǎn)之間的計(jì)算能力差異較大時(shí)，如何平衡系統(tǒng)的負(fù)載？（）A.將計(jì)算任務(wù)分配給能力較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)B.對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分割，分配給不同的節(jié)點(diǎn)C.根據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)分配D.以上方法都可以4、ROS支持多種傳感器的集成和數(shù)據(jù)處理。假設(shè)一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人需要同時(shí)使用激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測(cè)量單元（IMU）來(lái)感知環(huán)境。在融合這些傳感器的數(shù)據(jù)以獲得更全面和準(zhǔn)確的環(huán)境信息時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)融合算法和框架最適合？（）A.簡(jiǎn)單的加權(quán)平均法B.卡爾曼濾波C.粒子濾波D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，分別處理各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)5、ROS中的動(dòng)作（Action）是一種用于長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)的通信機(jī)制。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的搜索任務(wù)，其狀態(tài)包括正在搜索、找到目標(biāo)和任務(wù)完成。以下關(guān)于動(dòng)作通信的描述，正確的是？（）A.動(dòng)作通信只能單向傳遞信息，從客戶(hù)端到服務(wù)器B.客戶(hù)端可以在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中隨時(shí)取消任務(wù)C.服務(wù)器無(wú)法向客戶(hù)端反饋任務(wù)的中間狀態(tài)D.動(dòng)作通信不支持任務(wù)的超時(shí)處理6、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)需要與外部系統(tǒng)進(jìn)行集成的機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，例如與工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備或其他軟件系統(tǒng)進(jìn)行交互。以下哪種接口和協(xié)議的選擇能夠最有效地實(shí)現(xiàn)這種集成，同時(shí)保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性？（）A.使用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)通信協(xié)議，如ModbusB.自定義專(zhuān)用的接口和協(xié)議C.依賴(lài)中間件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸D.不進(jìn)行集成，獨(dú)立運(yùn)行7、ROS中的仿真環(huán)境（Gazebo）可以用于機(jī)器人的模擬測(cè)試。假設(shè)要在仿真環(huán)境中準(zhǔn)確模擬機(jī)器人與環(huán)境的物理交互，以下關(guān)于環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整的描述，正確的是：（）A.使用默認(rèn)的環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬B.根據(jù)實(shí)際物理特性，精細(xì)調(diào)整環(huán)境參數(shù)和機(jī)器人模型的物理屬性C.仿真環(huán)境無(wú)法準(zhǔn)確模擬物理交互，主要用于功能驗(yàn)證D.環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整對(duì)模擬結(jié)果影響不大8、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9、機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于管理機(jī)器人傳感器數(shù)據(jù)的模塊通常是？（）（）A.運(yùn)動(dòng)控制模塊B.感知模塊C.規(guī)劃模塊D.通信模塊10、ROS中的參數(shù)服務(wù)器可以存儲(chǔ)全局參數(shù)。當(dāng)參數(shù)數(shù)量過(guò)多時(shí)，如何提高參數(shù)的查找和訪(fǎng)問(wèn)效率？（）A.對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類(lèi)和索引B.使用高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)參數(shù)C.定期清理不必要的參數(shù)D.以上方法都可以11、當(dāng)使用ROS控制一個(gè)機(jī)械臂進(jìn)行精確的抓取操作時(shí)，需要對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模。為了實(shí)現(xiàn)高效和準(zhǔn)確的控制，以下哪種建模方法和控制策略通常會(huì)被采用？（）A.正運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和PID控制B.逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和模糊控制C.動(dòng)力學(xué)建模和自適應(yīng)控制D.以上都有可能12、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的視覺(jué)伺服控制，即根據(jù)視覺(jué)反饋來(lái)調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。以下哪種視覺(jué)特征和控制算法可能會(huì)被用于視覺(jué)伺服？（）A.基于圖像的特征和比例積分微分控制B.基于深度信息的特征和模型預(yù)測(cè)控制C.基于目標(biāo)跟蹤的特征和自適應(yīng)控制D.以上都有可能13、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14、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)內(nèi)核優(yōu)化對(duì)于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。以下哪種優(yōu)化策略可能對(duì)實(shí)時(shí)性和響應(yīng)速度產(chǎn)生最大的影響？（）A.內(nèi)存管理優(yōu)化B.進(jìn)程調(diào)度優(yōu)化C.中斷處理優(yōu)化D.文件系統(tǒng)優(yōu)化請(qǐng)分別闡述每個(gè)優(yōu)化策略在提高操作系統(tǒng)性能方面的作用和重要性15、ROS支持多種機(jī)器人硬件平臺(tái)。假設(shè)要將一個(gè)在模擬環(huán)境中開(kāi)發(fā)的ROS程序移植到實(shí)際的機(jī)器人硬件上，以下關(guān)于移植過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題和解決方法的描述，正確的是：（）A.硬件驅(qū)動(dòng)的差異可能導(dǎo)致通信問(wèn)題，需要重新編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序B.計(jì)算資源的限制可能影響程序性能，需要進(jìn)行優(yōu)化和裁剪C.傳感器數(shù)據(jù)的格式和精度可能不同，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)適配和校準(zhǔn)D.以上問(wèn)題都可能出現(xiàn)，需要全面評(píng)估和針對(duì)性解決16、在ROS環(huán)境下，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，需要進(jìn)行有效的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)和代碼管理。以下哪種方法和工具通常會(huì)被應(yīng)用？（）A.模塊化設(shè)計(jì)和版本控制系統(tǒng)B.面向?qū)ο缶幊毯痛a審查C.微服務(wù)架構(gòu)和持續(xù)集成/持續(xù)部署D.以上都有可能17、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18、在ROS控制的機(jī)器人巡檢系統(tǒng)中，如果巡檢路徑規(guī)劃未考慮能源消耗，會(huì)對(duì)機(jī)器人的續(xù)航產(chǎn)生什么影響？（）A.可能導(dǎo)致機(jī)器人在巡檢過(guò)程中電量耗盡B.續(xù)航能力增強(qiáng)C.系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化能源消耗D.對(duì)續(xù)航?jīng)]有影響19、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20、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的視覺(jué)感知處理，以下哪種工具或庫(kù)常被用于圖像識(shí)別和目標(biāo)檢測(cè)？（）A.OpenCVB.TensorFlowC.PyTorchD.Caffe。假設(shè)需要讓機(jī)器人實(shí)時(shí)識(shí)別和跟蹤特定的物體，圖像數(shù)據(jù)量大且復(fù)雜，對(duì)實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性要求較高，上述哪個(gè)選項(xiàng)能夠提供更強(qiáng)大和高效的視覺(jué)處理能力，并解釋其在ROS中的集成和應(yīng)用方式21、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動(dòng)機(jī)器人控制器的命令通常是？（）（）A.roslaunchcontroller_managercontroller_manager.launchB.rosruncontroller_managercontroller_managerC.controller_startD.以上都不是22、當(dāng)使用ROS實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的語(yǔ)音交互功能時(shí)，以下哪種語(yǔ)音識(shí)別引擎和合成引擎較為常用？（）A.GoogleSpeechAPIB.MicrosoftSpeechSDKC.CMUSphinxD.BaiduSpeech。假設(shè)需要為機(jī)器人提供自然流暢的語(yǔ)音對(duì)話(huà)能力，能夠準(zhǔn)確識(shí)別用戶(hù)的語(yǔ)音指令并生成清晰的語(yǔ)音回復(fù)，上述哪個(gè)選項(xiàng)在與ROS的集成和性能方面表現(xiàn)更出色，并說(shuō)明其特點(diǎn)和使用方式23、機(jī)器人在執(zhí)行重復(fù)任務(wù)時(shí)，容易出現(xiàn)疲勞和磨損，影響其性能和壽命。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行同一種裝配操作。以下哪種方法能夠有效地監(jiān)測(cè)機(jī)器人的健康狀況，并提前預(yù)測(cè)可能的故障？（）A.基于振動(dòng)分析的監(jiān)測(cè)B.基于溫度監(jiān)測(cè)的診斷C.基于電流監(jiān)測(cè)的評(píng)估D.以上方法綜合運(yùn)用24、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的路徑跟蹤控制時(shí)，如果傳感器噪聲較大，會(huì)對(duì)控制效果產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.路徑跟蹤精度下降B.路徑跟蹤速度加快C.控制效果不受影響D.系統(tǒng)自動(dòng)濾波降噪25、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(lèi)型的數(shù)據(jù)？（）（）A.常量B.變量C.配置參數(shù)D.以上都不是二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）說(shuō)明ROS中的海洋科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)器人中的樣本采集策略。2、（本題5分）ROS中的模擬環(huán)境對(duì)于機(jī)器人開(kāi)發(fā)的重要性。3、（本題5分）ROS中的運(yùn)動(dòng)控制接口有哪些常見(jiàn)類(lèi)型？4、（本題5分）解釋ROS中的實(shí)時(shí)路徑重規(guī)劃。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用ROS為家庭服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)語(yǔ)音交互模塊，能夠理解并執(zhí)行用戶(hù)的語(yǔ)音指令。2、（本題5分）利用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)陶瓷廠(chǎng)陶瓷制品搬運(yùn)機(jī)器人的防碰撞搬運(yùn)系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于ROS的娛樂(lè)機(jī)器人的表演控制系統(tǒng)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃算法，使其能夠在復(fù)雜環(huán)境中避開(kāi)障礙物并到達(dá)指定目標(biāo)點(diǎn)。5、（本題5分）利用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)機(jī)器人的自主路徑規(guī)劃和能量消耗預(yù)測(cè)系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)鋼鐵廠(chǎng)，ROS被用于控制機(jī)器人進(jìn)行鋼坯搬運(yùn)和質(zhì)量檢測(cè)。請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析如何利用ROS實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境適應(yīng)、鋼坯精準(zhǔn)搬運(yùn)、質(zhì)量缺陷識(shí)別以及