四川传媒学院《机器人技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、在机器人的自主决策中，需要根据环境信息和任务目标做出合理的选择。假设机器人在遇到多个可行的行动方案时，需要考虑不确定性和风险。以下哪种决策方法能够有效地处理这种情况，并做出最优决策？（）A.基于规则的决策B.基于概率的决策C.基于模糊逻辑的决策D.基于深度学习的决策2、假设在一个复杂的机器人应用场景中，需要对机器人的运动轨迹进行精确规划和控制。使用ROS提供的工具和功能，以下哪种方法能够更好地实现这一目标？该场景中机器人需要避开多个动态障碍物，并在有限的时间内到达指定目标位置，同时满足运动学和动力学约束。A.手动编写运动控制代码B.使用ROS中的MoveIt框架C.基于经验进行轨迹试错D.随机生成运动轨迹3、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4、ROS中的导航功能包集（NavigationStack）为机器人的自主导航提供了强大的支持。假设机器人需要在一个未知的环境中进行自主探索和地图构建，以下关于导航功能包集的描述，正确的是？（）A.导航功能包集只能使用激光雷达作为主要的传感器输入B.它可以自动处理各种动态障碍物，无需额外的编程C.在地图构建过程中，机器人的运动轨迹是完全随机的D.可以通过配置参数来调整导航行为，如安全距离和最大速度5、在机器人操作系统（ROS）中，节点之间的通信是通过话题（Topic）、服务（Service）和动作（Action）等方式实现的。假设一个机器人需要实时获取传感器数据并进行处理，以下关于通信方式选择的描述，正确的是：（）A.由于需要实时性，应选择服务进行通信，以确保数据的及时传递B.话题通信更适合这种场景，因为它能够支持一对多的发布/订阅模式C.动作通信最适合，因为它可以提供反馈和中间结果D.以上三种通信方式效果相同，可以任意选择6、在使用ROS开发机器人的过程中，需要对机器人的模型进行参数校准和优化。以下哪种方法能够基于实际测量数据准确地调整模型参数？（）A.手动试错法B.基于遗传算法的优化C.随机设置参数D.不进行参数校准，使用默认值7、ROS中的参数服务器（ParameterServer）使用哪种数据结构存储参数？（）（）A.字典B.列表C.数组D.树8、在机器人的路径规划中，需要考虑机器人的动力学特性，如惯性和摩擦力。假设一个具有较大惯性的机器人需要在狭窄空间内快速移动。以下哪种路径规划方法能够充分考虑这些动力学因素，生成可行的路径？（）A.基于物理模型的路径规划B.基于启发式搜索的路径规划C.基于随机采样的路径规划D.基于人工势场的路径规划9、在ROS中开发机器人的语音交互功能时，如果语音识别的准确率较低，会对用户体验产生什么影响？（）A.用户难以与机器人有效沟通B.机器人自主学习提高准确率C.用户体验不受影响D.系统性能提升10、ROS中的仿真环境可以用于机器人的开发和测试。如果仿真环境与实际物理环境差异较大，会对实际应用产生什么影响？（）A.实际应用中机器人性能可能不如预期B.实际应用中机器人性能更好C.对实际应用没有影响D.实际应用更易于调试11、在ROS中，进行机器人的机器学习应用开发时，假设要使用深度学习模型进行物体识别。以下关于数据准备和模型训练的描述，正确的是：（）A.随机收集数据，不进行预处理，直接用于模型训练B.对收集的数据进行清洗、标注和增强，然后进行模型训练C.使用现有的预训练模型，不进行进一步的训练和优化D.数据准备和模型训练对识别效果影响不大12、ROS中的状态机（StateMachine）常用于描述机器人的行为逻辑。如果状态机设计复杂且混乱，会对系统产生什么影响？（）A.逻辑难以理解，维护困难B.运行效率提高C.资源消耗降低D.功能更强大13、ROS中的可视化工具rviz可以显示以下哪些内容？（）（）A.机器人模型B.传感器数据C.规划路径D.以上都是14、在使用ROS进行机器人的深度学习应用开发时，需要将深度学习模型与ROS系统集成。以下哪种方式是常见的集成方法？（）A.将深度学习模型作为一个ROS节点运行B.在ROS节点中调用深度学习库进行推理C.使用中间件将深度学习模型的输出转换为ROS消息D.以上方法都可以15、在ROS控制的机器人视觉跟踪任务中，如果目标物体被短暂遮挡，以下哪种处理方式较为合理？（）A.依据之前的运动轨迹进行预测跟踪B.停止跟踪，等待目标重新出现C.随机选择新的目标进行跟踪D.切换到其他跟踪算法16、ROS中的动作客户端（ActionClient）需要实现以下哪些回调函数？（）（）A.active回调函数B.done回调函数C.feedback回调函数D.以上都是17、在机器人的视觉伺服控制中，通过摄像头反馈的图像信息来控制机器人的运动。假设机器人需要将一个物体准确地移动到指定位置。以下哪种视觉伺服控制方法在处理图像噪声和目标遮挡时具有较好的鲁棒性？（）A.基于位置的视觉伺服B.基于图像的视觉伺服C.2.5D视觉伺服D.混合视觉伺服18、在一个基于ROS的机器人舞蹈表演项目中，如果音乐与机器人动作的同步机制出现问题，会导致什么结果？（）A.表演效果不佳，动作与音乐不协调B.表演更精彩C.系统自动调整同步D.对表演没有影响19、假设要在ROS中实现机器人的远程监控和控制，以下哪种网络技术和协议的组合是较为合适的？（）A.Wi-Fi与TCP/IPB.蓝牙与UDPC.Zigbee与HTTPD.4G与FTP请分析每个选项在远程监控和控制中的性能、稳定性和适用范围20、ROS中的消息（Message）定义了节点之间通信的数据格式。假设需要传输一个包含机器人关节角度、速度和扭矩的复杂数据结构，以下关于消息定义的描述，正确的是？（）A.消息定义只能使用基本数据类型，如整数和浮点数B.可以自定义消息类型，包含多个字段和复杂的数据结构C.消息定义一旦确定，就不能修改，否则会导致通信错误D.不同的节点必须使用相同的消息类型进行通信，不能自定义21、在使用ROS开发机器人的避障功能时，如果避障算法过于敏感，可能会出现什么现象？（）A.机器人频繁改变运动方向，行动迟缓B.机器人能够快速穿越障碍物C.机器人停止运动D.避障效果更好22、ROS中的机器人安全机制是至关重要的。当机器人在人类环境中工作时，以下哪种安全措施是首先应该考虑的？（）A.碰撞检测和避障B.数据加密C.访问权限控制D.外观设计请解释每个选项在机器人工作环境安全中的重要性以及为何某个选项应优先考虑23、在一个ROS系统中，需要实现机器人的视觉伺服控制，即根据视觉反馈来调整机器人的运动。以下哪种视觉特征和控制算法可能会被用于视觉伺服？（）A.基于图像的特征和比例积分微分控制B.基于深度信息的特征和模型预测控制C.基于目标跟踪的特征和自适应控制D.以上都有可能24、ROS支持机器人的深度学习应用，例如图像识别和语音处理。假设要在机器人上部署一个深度学习模型，需要考虑模型的大小、计算量和实时性要求。以下哪种深度学习框架和模型压缩方法的选择最为合适？（）A.TensorFlow结合模型量化B.PyTorch结合模型剪枝C.自行开发深度学习框架和不进行模型压缩D.选择大型复杂的模型，不考虑资源限制25、机器人操作系统中的实时性要求在某些应用中非常严格。假设一个工业机器人需要在毫秒级的时间内完成对高速运动物体的抓取操作。以下哪种技术能够确保系统满足这种实时性要求？（）A.实时操作系统内核B.硬件加速C.并行计算D.以上技术综合应用二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释ROS中的动作（Action）机制。2、（本题5分）简述ROS在模具制造机器人中的应用。3、（本题5分）简述ROS中的坐标系变换在机器人操作中的重要性。4、（本题5分）简述ROS中的气象预报精准预测机器人中的预测模型改进。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在ROS中设计一个机器人的物体放射性检测系统。2、（本题5分）在ROS框架下，为风电维护机器人设计一个叶片检测和维修系统。3、（本题5分）利用ROS为滑雪巡逻机器人开发一个滑雪者状态监测和救援系统。4、（本题5分）在ROS环境下开发一个水下机器人的通信与控制系统，实现远程操作和数据传输。5、（本题5分）在ROS框架下，为沙漠绿化机器人设计一个树苗种植和浇水系统。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）对于用于水下建筑施工和维护的机器人，分析机器人操作系统如何在水下环境中进行混凝土浇筑、钢结构安装和设备维修等作业，以及如何保障施工质量和进度