武漢外語(yǔ)外事職業(yè)學(xué)院《機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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)武漢外語(yǔ)外事職業(yè)學(xué)院

《機(jī)器視覺系統(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、在ROS中，當(dāng)需要同時(shí)處理多個(gè)具有不同頻率的傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，以下哪種技術(shù)可以用于同步這些數(shù)據(jù)？（）A.硬件同步B.軟件定時(shí)器C.消息過濾器D.數(shù)據(jù)緩存2、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人抓取任務(wù)中，如果抓取力度的控制不準(zhǔn)確，可能會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？（）A.物體掉落或抓取損壞B.抓取更牢固C.系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整抓取力度D.提高抓取效率3、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）常用于存儲(chǔ)和共享系統(tǒng)的配置參數(shù)。在一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作的系統(tǒng)中，不同的機(jī)器人可能需要訪問相同的參數(shù)。當(dāng)多個(gè)機(jī)器人同時(shí)嘗試修改同一個(gè)參數(shù)時(shí)，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.最后修改的機(jī)器人的參數(shù)值生效B.系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)機(jī)器人的修改值生效C.系統(tǒng)會(huì)拒絕所有的修改請(qǐng)求，以防止沖突D.系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)合并多個(gè)機(jī)器人的修改值4、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用開發(fā)時(shí)，需要將深度學(xué)習(xí)模型與ROS系統(tǒng)進(jìn)行集成。假設(shè)一個(gè)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物體識(shí)別模型需要在ROS中運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)環(huán)境中物體的識(shí)別。以下關(guān)于ROS與深度學(xué)習(xí)集成的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用ROS的消息傳遞機(jī)制將圖像數(shù)據(jù)傳遞給深度學(xué)習(xí)模型B.深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練可以在ROS系統(tǒng)內(nèi)部完成，無需外部工具C.訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型可以作為一個(gè)ROS節(jié)點(diǎn)進(jìn)行部署和運(yùn)行D.可以使用ROS的參數(shù)服務(wù)器來存儲(chǔ)和管理深度學(xué)習(xí)模型的參數(shù)5、當(dāng)在ROS中開發(fā)機(jī)器人的控制系統(tǒng)時(shí)，需要考慮實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。假設(shè)機(jī)器人需要在高速運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行精確的控制，并且不能出現(xiàn)控制延遲或錯(cuò)誤。以下哪種控制架構(gòu)和策略最能滿足這種高實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性的要求？（）A.基于事件驅(qū)動(dòng)的控制架構(gòu)B.采用經(jīng)典的PID控制策略C.利用模糊邏輯控制D.不考慮實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，采用簡(jiǎn)單的控制方法6、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的路徑規(guī)劃時(shí)，如果環(huán)境動(dòng)態(tài)變化頻繁，以下哪種策略較為合適？（）A.實(shí)時(shí)重新規(guī)劃路徑B.按照原規(guī)劃路徑繼續(xù)前進(jìn)C.暫停運(yùn)動(dòng)，等待環(huán)境穩(wěn)定D.隨機(jī)選擇新的路徑7、在ROS中，與外部設(shè)備（如攝像頭、激光雷達(dá)等）的集成是常見的需求。假設(shè)需要將一個(gè)新的傳感器設(shè)備集成到ROS系統(tǒng)中，并獲取其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。以下關(guān)于ROS外部設(shè)備集成的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.需要為新設(shè)備編寫驅(qū)動(dòng)程序，并將其編譯到ROS系統(tǒng)中B.可以使用ROS提供的接口和協(xié)議來與外部設(shè)備進(jìn)行通信C.新設(shè)備的數(shù)據(jù)格式必須與ROS默認(rèn)支持的數(shù)據(jù)格式完全一致D.可以通過配置文件來設(shè)置新設(shè)備的參數(shù)和工作模式8、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過哪種方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)重配置？（）（）A.參數(shù)服務(wù)器B.動(dòng)態(tài)加載庫(kù)C.動(dòng)態(tài)重配置服務(wù)器（DynamicReconfigureServer）D.以上都不是9、假設(shè)在一個(gè)ROS控制的機(jī)器人協(xié)作場(chǎng)景中，多個(gè)機(jī)器人需要共同完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)作和任務(wù)分配，以下哪種方法能夠更好地協(xié)調(diào)機(jī)器人之間的工作？（）A.每個(gè)機(jī)器人獨(dú)立決策，隨機(jī)協(xié)作B.由一個(gè)中央控制器統(tǒng)一指揮和分配任務(wù)C.基于分布式的協(xié)商機(jī)制，自主協(xié)作D.不進(jìn)行協(xié)作，各自完成獨(dú)立任務(wù)10、ROS中的服務(wù)可以有多個(gè)客戶端同時(shí)請(qǐng)求，這種特性被稱為（）（）A.一對(duì)多服務(wù)B.多對(duì)一服務(wù)C.多對(duì)多服務(wù)D.一對(duì)一服務(wù)11、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12、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?？紤]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13、在基于ROS的機(jī)器人自主探索任務(wù)中，如果環(huán)境建模不準(zhǔn)確，會(huì)對(duì)探索效果產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.機(jī)器人可能重復(fù)探索已訪問區(qū)域或錯(cuò)過重要區(qū)域B.探索效率提高，更快完成任務(wù)C.機(jī)器人能夠準(zhǔn)確避開障礙物D.系統(tǒng)自動(dòng)重新建模14、在ROS框架下，進(jìn)行機(jī)器人的感知與融合處理時(shí)，假設(shè)需要融合來自激光雷達(dá)、攝像頭和超聲波傳感器的數(shù)據(jù)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)融合方法的選擇，正確的是：（）A.直接對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單加權(quán)平均，快速但精度較低B.采用卡爾曼濾波算法，能夠有效融合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，但計(jì)算量較大C.基于深度學(xué)習(xí)的方法，精度高但需要大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)和計(jì)算資源D.以上方法都不可行，需要尋找新的數(shù)據(jù)融合技術(shù)15、在基于ROS的機(jī)器人教育應(yīng)用中，為了讓學(xué)生更好地理解機(jī)器人的工作原理，以下哪種教學(xué)方法較為有效？（）A.通過實(shí)際編程操作讓學(xué)生親身體驗(yàn)B.利用可視化工具展示機(jī)器人的內(nèi)部狀態(tài)C.結(jié)合理論講解和案例分析D.以上方法綜合使用16、ROS支持在分布式環(huán)境中運(yùn)行。假設(shè)一個(gè)由多個(gè)機(jī)器人組成的團(tuán)隊(duì)，每個(gè)機(jī)器人都運(yùn)行著ROS節(jié)點(diǎn)，它們之間需要進(jìn)行高效的通信。以下哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在這種情況下可能最為適合？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT17、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的分布式控制時(shí)，需要考慮網(wǎng)絡(luò)延遲和數(shù)據(jù)丟失對(duì)系統(tǒng)性能的影響。以下哪種方法能夠有效地減輕這些問題，提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性？（）A.增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，不做其他處理B.使用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)減少傳輸量C.采用分布式容錯(cuò)機(jī)制和數(shù)據(jù)重傳策略D.忽略網(wǎng)絡(luò)問題，依靠硬件性能18、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動(dòng)機(jī)器人模擬環(huán)境的工具除了Gazebo還有哪些？（）（）A.V-REPB.WebotsC.MuJoCoD.以上都是19、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個(gè)能夠自主探索未知環(huán)境的機(jī)器人，需要結(jié)合多種傳感器信息和決策算法。以下哪種方法和算法可能會(huì)被用于自主探索？（）A.基于概率地圖的探索算法B.基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策算法C.基于啟發(fā)式搜索的路徑規(guī)劃D.以上都有可能20、當(dāng)使用ROS實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的人機(jī)交互界面（HMI）時(shí)，以下哪種技術(shù)能夠提供直觀和友好的用戶操作體驗(yàn)？（）A.QtB.HTML/CSS/JavaScriptC.OpenGLD.以上都是。假設(shè)需要為用戶提供一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)顯示機(jī)器人狀態(tài)、控制機(jī)器人動(dòng)作以及進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的界面，上述哪種技術(shù)能夠構(gòu)建功能豐富、界面美觀且交互性強(qiáng)的HMI，并說明其在ROS中的集成和開發(fā)方法21、在ROS系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自適應(yīng)控制，能夠根據(jù)環(huán)境變化和任務(wù)需求自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)。以下哪種技術(shù)和算法的結(jié)合最適合實(shí)現(xiàn)這種自適應(yīng)控制功能？（）A.強(qiáng)化學(xué)習(xí)與模型預(yù)測(cè)控制B.遺傳算法與模糊控制C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID控制D.不實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制，使用固定參數(shù)22、ROS中的日志（Logging）功能對(duì)于調(diào)試和故障診斷非常重要。假設(shè)在機(jī)器人運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常，以下關(guān)于日志使用的描述，正確的是：（）A.只記錄關(guān)鍵信息，避免日志文件過大B.詳細(xì)記錄所有信息，便于全面分析問題C.不使用日志功能，通過打印輸出進(jìn)行調(diào)試D.日志的記錄級(jí)別和內(nèi)容對(duì)故障診斷沒有幫助23、在ROS中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，以下哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常被采用？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT。假設(shè)需要通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，數(shù)據(jù)傳輸需要保證可靠性和實(shí)時(shí)性，同時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，上述哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更適合，并說明其在ROS遠(yuǎn)程控制中的配置和使用方法24、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以通過參數(shù)進(jìn)行配置。當(dāng)需要在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)修改節(jié)點(diǎn)的參數(shù)，以下哪種方式較為便捷？（）A.使用ROS的參數(shù)服務(wù)器B.通過命令行參數(shù)傳遞C.重新啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)并加載新的參數(shù)D.以上方式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)25、在機(jī)器人的路徑規(guī)劃中，需要考慮動(dòng)態(tài)障礙物的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人在移動(dòng)過程中，周圍有其他移動(dòng)的物體。以下哪種路徑規(guī)劃算法能夠?qū)崟r(shí)更新路徑，以避開動(dòng)態(tài)障礙物？（）A.動(dòng)態(tài)窗口算法B.快速擴(kuò)展隨機(jī)樹算法C.實(shí)時(shí)A*算法D.以上算法均可二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的環(huán)境質(zhì)量客觀評(píng)估機(jī)器人中的評(píng)估模型選擇。2、（本題5分）ROS中的動(dòng)作（Action）與普通服務(wù)有何區(qū)別？3、（本題5分）解釋ROS中的路徑跟隨算法。4、（本題5分）ROS在娛樂機(jī)器人領(lǐng)域的創(chuàng)意應(yīng)用。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)，能夠從經(jīng)驗(yàn)中改進(jìn)自身行為。2、（本題5分）在ROS框架下，為風(fēng)電維護(hù)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)葉片檢測(cè)和維修系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的物體硬度和韌性綜合檢測(cè)系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)極地科考機(jī)器人的冰層探測(cè)與樣本采集系統(tǒng)。5、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)在ROS中的草菇養(yǎng)殖場(chǎng)草菇分揀與包裝機(jī)器人的高效分揀與包裝系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在地質(zhì)勘探現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)器人用于采集巖石樣本和地質(zhì)數(shù)據(jù)。深入研究機(jī)器人操作系統(tǒng)在復(fù)雜地形行走、樣本采集工具控制、地質(zhì)數(shù)據(jù)記錄和遠(yuǎn)程通信方面的重要技術(shù)，分析操作