吉林工业职业技术学院《机器视觉及传感系统》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页吉林工业职业技术学院

《机器视觉及传感系统》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、ROS中的机器人模型描述文件（URDF）用于定义机器人的结构和关节特性。假设要描述一个具有多个关节和连杆的机械臂，以下关于URDF文件的编写，哪一项是不正确的？（）A.可以使用XML格式来描述机器人的连杆、关节、传感器等元素B.通过设置关节的类型（如旋转关节、滑动关节）和限制来定义机器人的运动范围C.URDF文件只能描述机器人的静态结构，无法表示动态特性D.可以在URDF文件中添加可视化元素，如颜色和形状，以便在RViz中显示2、在ROS中，机器人的软件架构设计需要考虑可扩展性和灵活性。假设一个机器人系统需要不断添加新的功能和模块。以下关于ROS软件架构的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以采用分层架构，将不同功能划分到不同的层次B.微服务架构在ROS中不适用，因为会增加系统的复杂性C.软件架构应该便于新模块的集成和现有模块的修改D.可以使用插件机制来实现功能的动态扩展和替换3、ROS中的动作（Action）是一种用于长时间任务的通信机制。假设一个机器人需要执行一个复杂的搜索任务，其状态包括正在搜索、找到目标和任务完成。以下关于动作通信的描述，正确的是？（）A.动作通信只能单向传递信息，从客户端到服务器B.客户端可以在任务执行过程中随时取消任务C.服务器无法向客户端反馈任务的中间状态D.动作通信不支持任务的超时处理4、在使用ROS进行机器人的视觉导航时，需要对图像进行预处理。以下哪种预处理操作可以提高导航的准确性？（）A.图像去噪B.图像增强C.图像分割D.以上操作都可能有帮助5、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人操作臂控制信息的消息类型？（）（）A.moveit_msgs/MoveGroupActionB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是6、机器人操作系统中的动作结果（ActionResult）主要用于提供什么信息？（）（）A.任务完成状态信息B.错误信息C.状态信息D.以上都不是7、机器人操作系统的安全性是至关重要的。假设机器人在与人密切合作的工作环境中运行。以下哪种安全机制能够有效地检测和避免机器人与人或其他物体的碰撞？（）A.基于激光雷达的碰撞检测B.基于视觉的碰撞检测C.基于力传感器的碰撞检测D.以上方法结合使用8、ROS中的软件包更新可能会导致系统的不稳定性。在进行软件包更新之前，以下哪种措施可以降低风险？（）A.备份重要的数据和配置文件B.在测试环境中进行更新测试C.查看更新的日志和说明，了解可能的影响D.以上措施都应该采取9、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人路径规划信息的消息类型？（）（）A.nav_msgs/PathB.geometry_msgs/PoseStampedC.std_msgs/StringD.以上都不是10、假设要在ROS中实现一个能够在水下环境工作的机器人，以下哪种防水和密封设计以及材料选择是关键的？（）A.橡胶密封圈与不锈钢外壳B.塑料外壳与胶水密封C.玻璃纤维外壳与硅胶密封D.不做特殊处理请详细说明每个选项在水下环境中的防水性能和可靠性11、在ROS环境中，对于机器人的故障诊断和错误处理，需要一种有效的机制来检测和报告异常情况。假设机器人在运行过程中出现硬件故障或软件错误，以下哪种方法能够及时发现并通知相关人员？（）A.定期人工检查B.依靠机器人自动恢复，不进行报告C.使用ROS的日志系统和监控工具D.忽略故障，继续运行12、机器人的定位精度对于许多任务至关重要。假设一个机器人需要在高精度制造环境中进行操作，定位误差要求在毫米级别以下。以下哪种定位技术能够满足这种高精度要求？（）A.GPS定位B.激光跟踪定位C.视觉定位D.惯性导航定位13、在ROS中，进行机器人的路径规划和避障算法的性能评估时，假设要比较不同算法在不同场景下的效果。以下关于评估指标和实验设计的描述，正确的是：（）A.只考虑路径长度作为评估指标，简单直观B.综合考虑路径长度、时间消耗、安全性等多个指标，并设计多样化的实验场景C.随机选择评估指标和实验场景，不进行系统性的比较D.评估指标和实验设计对算法比较没有影响14、ROS中的服务（Service）通信模式常用于请求-响应类型的交互。假设有一个机器人的导航节点提供了一个获取当前位置的服务，其他节点可以向其发送请求并获取响应。以下关于ROS服务通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.服务通信是一对一的，即一个服务请求只能由一个服务提供者响应B.服务请求和响应的数据类型是在定义服务时确定的，并且在通信过程中不能更改C.服务通信的响应时间通常比话题通信更快，因为它是直接的请求-响应模式D.多个服务请求可以同时发送给同一个服务提供者，服务提供者会按照发送的顺序依次处理15、当为机器人设计视觉感知系统时，需要考虑多种因素。假设机器人需要在不同光照条件下准确识别物体。以下哪种图像处理技术对于解决光照变化对物体识别的影响最为有效？（）A.直方图均衡化B.边缘检测C.图像滤波D.图像分割16、在使用ROS进行机器人软件开发时，需要进行版本控制。假设一个团队在开发一个复杂的机器人项目，以下哪种版本控制系统在ROS开发中常用？（）A.GitB.SVNC.CVSD.Mercurial17、在ROS中，当需要同时处理多个具有不同频率的传感器数据时，以下哪种技术可以用于同步这些数据？（）A.硬件同步B.软件定时器C.消息过滤器D.数据缓存18、机器人的视觉系统在不同光照条件下可能会出现性能下降。假设机器人需要在户外环境中工作，白天和夜晚的光照差异较大。以下哪种方法能够提高视觉系统在不同光照条件下的稳定性和适应性？（）A.多光源照明B.自动曝光和白平衡调整C.光照不变特征提取D.以上方法均可19、在ROS中，当需要对机器人的行为进行决策时，通常会使用有限状态机（FiniteStateMachine）。假设机器人在巡逻任务中有巡逻、发现异常和返回基地等状态，以下关于有限状态机的描述，正确的是？（）A.状态之间的转换是随机的，不受任何条件约束B.有限状态机只能处理简单的任务，不适合复杂的决策逻辑C.可以通过定义状态转换条件和动作来实现机器人的行为决策D.有限状态机的性能会随着状态数量的增加而显著下降20、在ROS中，对于机器人的任务调度和资源分配，需要考虑多个并发的任务和有限的计算资源。假设有多个不同优先级的任务同时请求资源，以下哪种调度策略能够更好地平衡系统性能和任务的及时性？（）A.先到先服务调度B.优先级调度C.随机调度D.平均分配资源调度二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述ROS中的调试工具和技巧。2、（本题5分）解释ROS中的环境监测机器人中的传感器选择。3、（本题5分）解释ROS中的物理研究机器人中的运动控制策略。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）创建一个在ROS中的龙虾种苗养殖场种苗分拣与计数机器人的高效分拣与准确计数系统。2、（本题5分）在ROS中为物流配送机器人设计一个包裹识别和投递系统。3、（本题5分）在ROS中构建一个海胆养殖场海胆采摘机器人的精准采摘与防护系统。4、（本题5分）基于ROS设计一个农田灌溉机器人的精准灌溉与水量控制系统。5、（本题5分）利用ROS开发一个茶园采茶机器人的嫩叶识别与采摘系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）考虑一个基于R