重慶青年職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器視覺與圖像處理》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁重慶青年職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器視覺與圖像處理》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號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、在基于ROS的機(jī)器人音頻處理系統(tǒng)中，當(dāng)需要從嘈雜環(huán)境中準(zhǔn)確提取有用聲音信息時(shí)，以下哪種音頻處理技術(shù)可能是最有效的？（）A.波束形成B.音頻降噪C.頻譜分析D.音頻壓縮請分別解釋每個(gè)音頻處理技術(shù)在提取有用聲音信息方面的作用和適用場景2、在ROS中，當(dāng)需要對機(jī)器人的運(yùn)動進(jìn)行平滑處理時(shí)，以下哪種方法通常被采用？（）A.樣條插值B.線性插值C.最近鄰插值D.隨機(jī)插值3、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的仿真可以幫助開發(fā)者在實(shí)際硬件之前進(jìn)行測試和驗(yàn)證。假設(shè)需要對一個(gè)自主移動機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的行為進(jìn)行仿真。以下關(guān)于ROS仿真的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.Gazebo可以提供物理模擬，包括重力、摩擦力等B.可以在仿真環(huán)境中模擬傳感器的數(shù)據(jù)，如激光雷達(dá)和攝像頭C.仿真結(jié)果與實(shí)際硬件運(yùn)行結(jié)果完全一致，無需進(jìn)一步的實(shí)際測試D.可以通過修改仿真參數(shù)來模擬不同的環(huán)境和場景4、ROS中的動作（Action）與服務(wù)（Service）的主要區(qū)別在于（）（）A.動作支持反饋和結(jié)果B.服務(wù)支持反饋和結(jié)果C.動作是一次性的D.服務(wù)是異步的5、在一個(gè)ROS控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的高精度軌跡跟蹤。以下哪種控制器在這種情況下表現(xiàn)較好？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自適應(yīng)控制器D.以上控制器都可能適用，取決于具體工況6、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個(gè)用于醫(yī)療康復(fù)的機(jī)器人，需要實(shí)現(xiàn)精確的力控制和柔順運(yùn)動，以適應(yīng)患者的不同需求和身體狀況。以下哪種控制方法和傳感器可能會被用于力感知和控制？（）A.力傳感器和阻抗控制B.位置傳感器和力/位混合控制C.觸覺傳感器和自適應(yīng)控制D.以上都有可能7、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的動力學(xué)仿真時(shí)，以下哪種仿真軟件通常與ROS結(jié)合使用？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.MuJoCo。假設(shè)需要在虛擬環(huán)境中對機(jī)器人的運(yùn)動和力學(xué)特性進(jìn)行精確模擬，以驗(yàn)證控制算法和規(guī)劃策略的有效性，上述哪個(gè)仿真軟件能夠提供更真實(shí)和全面的仿真支持，并說明其與ROS的集成方法和應(yīng)用場景8、當(dāng)在ROS中集成第三方庫和驅(qū)動程序時(shí)，可能會遇到兼容性和接口匹配的問題。假設(shè)要將一個(gè)新的電機(jī)驅(qū)動程序集成到ROS系統(tǒng)中，以下哪種方法能夠最有效地解決可能出現(xiàn)的兼容性問題和接口不一致的情況？（）A.強(qiáng)行修改驅(qū)動程序代碼以適應(yīng)ROSB.對ROS進(jìn)行大量修改來匹配驅(qū)動程序C.尋找與ROS兼容的驅(qū)動程序版本或進(jìn)行適配開發(fā)D.放棄集成，使用其他替代方案9、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的語音交互模塊時(shí)，需要進(jìn)行語音識別和合成。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確率的語音識別和自然流暢的語音合成，以下哪種技術(shù)組合可能最合適？（）A.使用傳統(tǒng)的隱馬爾可夫模型（HMM）進(jìn)行語音識別，文語轉(zhuǎn)換（TTS）技術(shù)進(jìn)行語音合成B.采用深度學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）進(jìn)行語音識別，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語音合成模型C.依賴開源的語音識別和合成庫，不進(jìn)行定制優(yōu)化D.以上技術(shù)組合都不合適，需要自行研發(fā)全新的技術(shù)10、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制，通常會使用網(wǎng)絡(luò)通信。假設(shè)需要在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上控制一個(gè)位于本地的機(jī)器人，以下哪種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可能最為適合？（）A.客戶端-服務(wù)器架構(gòu)B.對等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)C.分布式架構(gòu)D.總線型架構(gòu)11、當(dāng)使用ROS實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的語音交互功能時(shí)，以下哪種語音識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音對話能力，能夠準(zhǔn)確識別用戶的語音指令并生成清晰的語音回復(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，并說明其特點(diǎn)和使用方式12、在ROS中，創(chuàng)建一個(gè)新的工作空間（Workspace）需要創(chuàng)建以下哪些目錄？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是13、在使用ROS開發(fā)一個(gè)具有多個(gè)傳感器的移動機(jī)器人時(shí)，需要進(jìn)行傳感器融合和校準(zhǔn)。假設(shè)傳感器的測量值存在偏差和噪聲，以下關(guān)于校準(zhǔn)和融合的策略，正確的是：（）A.先進(jìn)行傳感器校準(zhǔn)，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)融合B.同時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)和融合，以提高效率C.只進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，忽略傳感器的偏差和噪聲D.不需要校準(zhǔn)，直接使用原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合14、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內(nèi)容？（）（）A.機(jī)器人模型B.傳感器數(shù)據(jù)C.規(guī)劃路徑D.以上都是15、ROS支持多種機(jī)器人硬件平臺和傳感器。當(dāng)為一個(gè)新的機(jī)器人平臺配置ROS時(shí)，以下關(guān)于硬件驅(qū)動和接口的描述，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.需要為機(jī)器人的各種硬件設(shè)備（如電機(jī)、傳感器）編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序，使其能與ROS通信B.可以使用通用的硬件接口標(biāo)準(zhǔn)（如USB、Ethernet）來連接機(jī)器人硬件和主機(jī)C.所有的機(jī)器人硬件都有現(xiàn)成的ROS驅(qū)動可用，無需自行開發(fā)D.硬件驅(qū)動程序需要考慮實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性的要求16、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個(gè)節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的啟動需要同時(shí)啟動多個(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)于啟動文件的描述，正確的是？（）A.啟動文件只能以XML格式編寫，語法復(fù)雜B.啟動文件中不能包含條件判斷和循環(huán)語句C.可以在啟動文件中指定節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行順序和依賴關(guān)系D.啟動文件不能動態(tài)修改節(jié)點(diǎn)的參數(shù)值17、假設(shè)在一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器人任務(wù)中，需要對機(jī)器人的運(yùn)動軌跡進(jìn)行精確規(guī)劃。在ROS中，以下哪種算法或工具可能是最適合的？（）A.A*算法B.RRT算法C.人工勢場法D.隨機(jī)漫步算法請分別闡述每個(gè)選項(xiàng)在機(jī)器人運(yùn)動軌跡規(guī)劃中的特點(diǎn)和適用條件18、當(dāng)使用ROS開發(fā)一個(gè)水下機(jī)器人時(shí)，需要考慮水的阻力、壓力和通信限制等特殊因素。以下哪種技術(shù)和設(shè)計(jì)方法可能會被用于應(yīng)對這些挑戰(zhàn)？（）A.防水密封設(shè)計(jì)和水聲通信B.流體動力學(xué)建模和推進(jìn)器控制C.抗壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳感器校準(zhǔn)D.以上都有可能19、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)測機(jī)器人的健康狀況，并提前預(yù)測可能的故障？（）A.基于振動分析的監(jiān)測B.基于溫度監(jiān)測的診斷C.基于電流監(jiān)測的評估D.以上方法綜合運(yùn)用20、在ROS框架下，對于機(jī)器人的視覺感知處理，以下哪種工具或庫常被用于圖像識別和目標(biāo)檢測？（）A.OpenCVB.TensorFlowC.PyTorchD.Caffe。假設(shè)需要讓機(jī)器人實(shí)時(shí)識別和跟蹤特定的物體，圖像數(shù)據(jù)量大且復(fù)雜，對實(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)大和高效的視覺處理能力，并解釋其在ROS中的集成和應(yīng)用方式21、ROS中的機(jī)器人安全機(jī)制至關(guān)重要，特別是在與人類密切接觸或在危險(xiǎn)環(huán)境中工作的機(jī)器人。假設(shè)機(jī)器人需要避免對人類造成傷害或?qū)Νh(huán)境造成破壞。以下哪種安全策略和防護(hù)措施的實(shí)施最為重要？（）A.速度和力量限制、碰撞檢測和緊急停止功能B.安裝防護(hù)欄和警示標(biāo)志C.不考慮安全問題，只關(guān)注功能實(shí)現(xiàn)D.依靠人類操作人員的警惕性22、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人開發(fā)時(shí)，需要對機(jī)器人的運(yùn)動進(jìn)行控制。假設(shè)要控制一個(gè)機(jī)械臂的關(guān)節(jié)運(yùn)動，使用了PID控制器。如果PID控制器的參數(shù)設(shè)置不合理，會出現(xiàn)什么情況？（）A.機(jī)械臂運(yùn)動平穩(wěn)且精確B.機(jī)械臂運(yùn)動出現(xiàn)振蕩或超調(diào)C.機(jī)械臂停止運(yùn)動D.機(jī)械臂運(yùn)動速度加快23、機(jī)器人的運(yùn)動控制是實(shí)現(xiàn)精確操作的關(guān)鍵。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人手臂需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的裝配任務(wù)，要求高精度的位置和姿態(tài)控制。以下哪種控制方法能夠更好地滿足這種需求，同時(shí)處理系統(tǒng)中的不確定性和干擾？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模型預(yù)測控制（MPC）C.自適應(yīng)控制D.模糊控制24、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。假設(shè)一個(gè)大型機(jī)器人項(xiàng)目包含多個(gè)功能模塊，以下關(guān)于包的劃分和管理原則，正確的是：（）A.將所有功能放在一個(gè)大包中，方便統(tǒng)一管理和編譯B.按照功能相關(guān)性將代碼拆分成多個(gè)小包，提高代碼的可維護(hù)性和可復(fù)用性C.包的數(shù)量越少越好，以減少系統(tǒng)的復(fù)雜性D.包的劃分隨意，對項(xiàng)目開發(fā)沒有太大影響25、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的視覺伺服控制，即根據(jù)視覺反饋來調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動。以下哪種視覺特征和控制算法可能會被用于視覺伺服？（）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.以上都有可能二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的加密和認(rèn)證機(jī)制。2、（本題5分）簡述ROS中的工業(yè)應(yīng)用中的系統(tǒng)集成挑戰(zhàn)。3、（本題5分）解釋ROS中的觸覺反饋處理方式。4、（本題5分）ROS中的模擬環(huán)境對于機(jī)器人開發(fā)的重要性。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為機(jī)場跑道巡檢機(jī)器人開發(fā)一個(gè)跑道異物檢測和清理系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人的自主障礙物形狀估計(jì)和跨越策略系統(tǒng)。3、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的語音合成和情感表達(dá)系統(tǒng)，使交流更自然。4、（本題5分）使用ROS為安防機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)入侵檢測和警報(bào)系統(tǒng)。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）在極地探險(xiǎn)中，機(jī)器人面臨極寒、大風(fēng)等惡劣條件。深入探討機(jī)器人操作系統(tǒng)在低溫適應(yīng)、能源管理、冰雪地形行走和遠(yuǎn)程通信方面的技術(shù)難點(diǎn)，分析操