辽宁中医药大学《机器人技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页辽宁中医药大学《机器人技术》

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30个小题，每小题1分，共30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、当在ROS中开发一个具有复杂运动模式的机器人时，需要进行运动学和动力学建模。假设机器人的结构较为特殊，以下关于建模方法的选择，正确的是：（）A.使用传统的解析方法进行建模，精确但计算复杂B.采用数值方法进行近似建模，简单但精度可能受限C.结合解析和数值方法，根据具体情况选择合适的部分D.不需要进行精确建模，依靠经验和试错进行控制2、当在ROS中开发机器人的协作抓取任务时，以下哪种力控制策略能够确保抓取的稳定性和安全性？（）A.位置力混合控制B.阻抗控制C.力位控制D.以上都是。假设多个机器人需要协作抓取一个物体，需要精确控制抓取力和位置，避免物体滑落或损坏，上述哪种力控制策略能够更好地实现稳定和安全的抓取，并详细说明其在ROS中的应用和参数调整3、在ROS中，为了实现机器人的自主导航，需要结合地图构建和定位技术。假设有一个室内环境，机器人需要在其中自主移动。以下关于地图构建和定位的方法，哪一项是不正确的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同时进行地图构建和机器人定位B.基于粒子滤波的定位方法可以处理机器人位置的不确定性C.构建的地图可以是二维栅格地图或三维点云地图，根据需求选择D.一旦地图构建完成，机器人的定位就不再需要实时更新，因为地图是固定不变的4、在一个基于ROS的多机器人协作系统中，需要实现机器人之间的任务分配和协调。以下哪种方法可以有效地实现这个目标？（）A.中央控制器统一分配任务B.机器人通过协商自主分配任务C.使用市场机制进行任务分配D.以上方法都可以5、对于ROS中的机器人软件架构设计，以下哪种设计模式常用于提高代码的可维护性和可扩展性？（）A.分层架构B.微服务架构C.插件架构D.事件驱动架构。假设机器人的功能不断增加和更新，需要一种灵活的架构来方便地添加新的模块和功能，同时不影响现有系统的稳定性，上述哪种设计模式能够更好地满足这一需求，并阐述其在ROS中的应用和优点6、在一个使用ROS的移动机器人系统中，需要实现对障碍物的检测和规避。以下哪种传感器组合在这种情况下通常能提供较好的效果？（）A.激光雷达和超声波传感器B.摄像头和惯性测量单元C.红外传感器和GPSD.以上组合都不太适合7、ROS（RobotOperatingSystem）中的节点（Node）之间通过（）进行通信。A.消息队列B.共享内存C.网络套接字D.以上都是8、在ROS中，当需要处理大量的机器人数据时，以下哪种数据存储方式可能最为适合？（）A.关系型数据库B.NoSQL数据库C.文件系统D.内存数据库9、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10、在机器人操作系统中，用于实现机器人自主导航的关键技术是？（）（）A.路径规划B.地图构建C.定位D.以上都是11、ROS中的机器人系统部署到实际环境中时，需要考虑环境的不确定性和干扰。以下哪种方法能够增强系统的鲁棒性？（）A.增加传感器数量B.采用冗余设计C.优化控制算法D.以上都是请详细解释每个选项在增强系统鲁棒性方面的作用和效果12、在ROS开发中，常常需要对机器人的行为进行编程实现。假设要让机器人在特定条件下执行一系列动作，如前进、转弯、抓取物体等。以下关于机器人行为编程的方法，哪一个是不正确的？（）A.可以使用状态机来描述机器人的不同行为状态和状态之间的转换条件B.基于行为树的编程方法可以清晰地表示复杂的行为逻辑C.直接编写顺序执行的代码来实现机器人的行为，无需考虑模块化和可扩展性D.使用脚本语言（如Python）结合ROS的API可以方便地实现机器人的行为逻辑13、ROS中的TF变换在多机器人协作中非常重要。当多个机器人之间的相对位置发生变化时，如何快速更新TF信息？（）A.通过传感器实时测量并更新B.使用通信协议在机器人之间传递位置变化信息C.结合地图和定位信息进行推算D.以上方法可以结合使用14、在一个ROS驱动的机器人抓取任务中，需要精确控制机械手的抓取力度。以下哪种传感器可以提供有关抓取力度的信息？（）A.压力传感器B.扭矩传感器C.位置传感器D.速度传感器15、在机器人操作系统中，用于发布机器人动作指令的主题通常以什么命名？（）（）A./robot_actionB./action/robotC./cmd_action/robotD.以上都不是16、在ROS环境下，对机器人的路径跟踪控制进行调试和优化时，假设发现机器人在跟踪过程中出现偏差较大的情况。以下可能的原因分析，正确的是：（）A.传感器数据噪声过大，导致控制输入不准确B.控制算法参数设置不合理，需要重新调整C.机械结构存在间隙或松动，影响运动精度D.以上原因都有可能，需要逐步排查17、在使用ROS开发移动机器人的导航功能时，需要考虑地图构建。如果地图构建不准确，以下哪种情况最有可能发生？（）A.机器人无法导航，迷失方向B.机器人能够正常导航，但路径不是最优C.机器人导航速度加快D.系统自动重新构建准确的地图18、当在ROS中处理机器人的大规模数据存储和检索时，例如长期的运行数据和日志，以下哪种数据库技术能够提供高效和可靠的解决方案？（）A.关系型数据库，如MySQLB.非关系型数据库，如MongoDBC.本地文件存储，不使用数据库D.内存数据库，如Redis19、在基于ROS的机器人语音交互系统中，需要对语音指令进行识别和解析。以下哪种语音识别引擎与ROS集成较为方便？（）A.百度语音B.科大讯飞语音C.谷歌语音D.以上都可以，取决于具体的需求和集成难度20、ROS中的动作目标（ActionGoal）通常包含以下哪些信息？（）（）A.目标状态B.执行时间C.两者皆有D.以上都不是21、在ROS框架下，对于机器人的视觉感知处理，以下哪种工具或库常被用于图像识别和目标检测？（）A.OpenCVB.TensorFlowC.PyTorchD.Caffe。假设需要让机器人实时识别和跟踪特定的物体，图像数据量大且复杂，对实时性和准确性要求较高，上述哪个选项能够提供更强大和高效的视觉处理能力，并解释其在ROS中的集成和应用方式22、当在ROS中集成新的硬件设备时，如果设备驱动程序不完善，会出现什么问题？（）A.设备无法正常工作或工作不稳定B.系统自动修复驱动程序C.设备性能提升D.对其他设备没有影响23、ROS中的机器人仿真在开发和测试中起着重要作用。假设要对一个新设计的机器人进行性能评估和算法验证，需要在仿真环境中模拟其与真实世界的交互。以下哪种ROS支持的仿真工具和环境最能逼真地模拟机器人的行为和环境反馈？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.自行开发简单的仿真程序24、ROS中的机器人模型校准是确保机器人准确运动的重要步骤。假设需要校准机器人的关节角度传感器，以下哪种方法可能被采用？（）A.手动测量关节角度，然后在代码中进行修正B.使用标准物体进行对比校准C.运行特定的校准程序，自动采集数据并计算校准参数D.不需要校准，传感器的出厂参数足够准确25、ROS中的服务可以有多个客户端同时请求，这种特性被称为（）（）A.一对多服务B.多对一服务C.多对多服务D.一对一服务26、在一个基于ROS的医疗机器人项目中，需要确保机器人操作的安全性和精度，同时符合医疗法规要求。以下哪种安全机制和认证方法可能会被用于医疗机器人？（）A.安全监控系统和风险评估B.精度校准和验证测试C.医疗设备认证和法规遵循D.以上都有可能27、在ROS环境下，为了实现机器人的故障诊断和容错控制，需要监测机器人的状态和建立故障模型。以下哪种方法和技术可能会被用于故障诊断和容错？（）A.传感器监测和故障树分析B.模型参考自适应诊断和冗余设计C.基于数据驱动的故障检测和恢复策略D.以上都有可能28、以下哪个是机器人操作系统中用于管理机器人硬件资源的工具？（）（）A.roslaunchB.rosparamC.rosserviceD.以上都不是29、在机器人的协作控制中，多个机器人需要协同完成一个复杂任务。假设一组机器人需要共同搬运一个大型物体，并且要保持物体的平衡和稳定。以下哪种协作控制策略能够有效地协调各个机器人的动作，实现目标？（）A.集中式控制B.分布式控制C.主从式控制D.混合式控制30、在ROS环境下，为了提高机器人系统的可靠性和可维护性，需要进行有效的软件架构设计和代码管理。以下哪种方法和工具通常会被应用？（）A.模块化设计和版本控制系统B.面向对象编程和代码审查C.微服务架构和持续集成/持续部署D.以上都有可能二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）当机器人应用于医疗手术领域时，分析机器人操作系统如何保障高精度的动作控制、实时的图像引导和安全的操作流程，以及如何与医生的操作进行协同和配合。2、（本题5分）假设开发一个ROS驱动的极地科学考察机器人，需要在极端寒冷和恶劣的环境中工作。全面分析ROS在低温保护、能源供应、冰层探测以及远程监控方面的关键问题和解决方法。3、（本题5分）在机器人的气象观测应用中，ROS怎样应对多变的气象条件和保证数据的准确性。请详细综合分析ROS中的传感器校准、数据融合和异常检测机制。4、（本题5分）当机器人应用于文化艺术创作领域，如绘画、音乐演奏等，分析机器人操作系统如何实现创意表达、艺术感知和与人类艺术家的互动，以及如何突破技术限制展现独特的艺术风格。5、（本题5分）对于一个使用ROS的隧道施工机器人系统，负责挖掘、支护等工作。详细分析ROS在隧道地质适应、施工进度控制、设备故障预警以及通风照明条件下的操作方面的关注点和难题。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1