泰山学院《机器人与人工智能基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页泰山学院《机器人与人工智能基础》

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、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人导航状态信息的消息类型？（）（）A.nav_msgs/PathB.nav_msgs/OdometryC.nav_msgs/StatusD.以上都不是2、ROS支持与外部硬件设备的通信。假设有一个需要与特定型号的电机驱动器进行通信的机器人关节。在这种情况下，以下哪种方式最适合实现通信？（）A.使用通用的串口通信协议B.通过网络套接字（Socket）进行通信C.利用ROS提供的特定硬件驱动接口D.直接通过内存共享进行高速通信3、在ROS环境下，为了实现机器人的远程监控和操作，需要建立稳定的通信链路和用户界面。以下哪种技术和工具可能会被用于远程控制？（）A.网络协议和Web界面B.移动应用和蓝牙通信C.云服务和虚拟现实接口D.以上都有可能4、机器人的软件架构对于系统的可扩展性和维护性至关重要。假设一个复杂的机器人系统需要不断添加新的功能和模块。以下哪种软件架构风格能够更好地支持这种需求，同时保持系统的稳定性和可靠性？（）A.分层架构B.微服务架构C.事件驱动架构D.面向对象架构5、以下哪个是机器人操作系统中用于可视化机器人状态的工具？（）（）A.RVizB.GazeboC.rqt_graphD.以上都是6、ROS中的机器人操作系统内核优化对于系统性能至关重要。以下哪种优化策略可能对实时性和响应速度产生最大的影响？（）A.内存管理优化B.进程调度优化C.中断处理优化D.文件系统优化请分别阐述每个优化策略在提高操作系统性能方面的作用和重要性7、ROS中的软件版本管理对于项目的可维护性很重要。如果不同模块使用了不兼容的版本，会出现什么情况？（）A.部分功能异常或无法使用B.系统自动升级到兼容版本C.性能优化D.功能增强8、在ROS中，为了提高机器人系统的可扩展性和可维护性，通常会采用模块化的设计。假设一个机器人项目包含多个功能模块，如视觉感知、运动控制和路径规划，以下关于模块化设计的描述，正确的是？（）A.模块之间应该尽量减少依赖，以提高独立性和可替换性B.为了提高性能，模块之间可以直接共享内存进行数据交换C.所有模块都应该放在同一个代码库中，方便管理和维护D.模块的接口应该尽量复杂，以包含更多的功能和参数9、ROS中的动态重新配置（DynamicReconfigure）功能允许在运行时修改节点的参数。假设一个机器人的运动速度参数需要根据环境实时调整，以下关于动态重新配置的描述，正确的是？（）A.动态重新配置只能在节点启动前进行设置，运行时无法修改B.可以通过图形界面或命令行工具进行参数的动态修改C.动态重新配置会导致节点重新初始化，影响系统性能D.不是所有的参数都支持动态重新配置，需要在代码中特别指定10、在ROS中，进行机器人的任务规划时，需要考虑任务的优先级和资源分配。假设同时有多个任务等待执行，以下关于任务调度策略的选择，正确的是：（）A.采用先来先服务（FCFS）策略，简单公平B.基于优先级的调度策略，优先执行重要任务C.随机调度策略，避免任务饿死D.以上调度策略都不适合机器人任务规划11、在ROS环境下，为了对机器人的性能进行评估和优化，需要选择合适的指标和测试方法。考虑到机器人的任务类型和应用场景，以下哪种评估指标和测试工具可能会被使用？（）A.运动精度、速度和能耗指标B.任务完成时间和成功率C.传感器精度和可靠性D.以上都有可能12、ROS中的节点可以在不同的编程语言中实现，并且能够相互通信，这是因为（）（）A.ROS提供了统一的通信接口B.编程语言的兼容性C.两者皆有D.以上都不是13、ROS中的动作服务器可以提供反馈信息。当动作执行过程中出现异常，以下哪种反馈信息对故障诊断最有帮助？（）A.错误代码B.详细的错误描述C.动作执行的中间状态D.以上反馈信息都很重要14、在机器人的人机交互界面设计中，需要考虑用户的操作习惯和认知能力。假设为工业机器人设计一个操作界面，要求操作人员能够快速、准确地输入指令和监控机器人状态。以下哪种界面设计原则和元素最为重要？（）A.简洁直观的布局B.清晰明确的图标和标识C.实时反馈和错误提示D.以上都是15、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16、当在ROS中开发一个需要与人类进行密切交互的服务机器人时，以下哪种人机交互界面设计原则是最为重要的？（）A.简洁直观B.功能丰富C.色彩鲜艳D.动画效果多请解释每个选项在人机交互中的作用和重要性，并说明为何某个选项最为关键17、在基于ROS的机器人软件开发中，需要对代码进行版本管理和协作开发。以下哪种版本控制系统与ROS结合使用较为方便？（）A.GitB.SVNC.MercurialD.CVS18、在ROS中，要对机器人的控制算法进行优化和调试，以下哪种工具或技术能够提供有效的性能分析和调试支持？（）A.GDBB.ProfilerC.ROSLoggingD.ROSBag。假设需要找出控制算法中的性能瓶颈和潜在问题，对算法的执行时间、内存使用等进行详细分析，上述哪个选项能够提供更全面和深入的调试信息，并解释如何利用它来优化控制算法19、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20、在基于ROS的机器人项目中，需要对大量的数据进行存储和管理，包括传感器数据、机器人状态信息和实验结果等。假设数据量巨大，并且需要支持快速查询和分析。以下哪种数据存储和管理方案最适合这种需求？（）A.使用关系型数据库，如MySQLB.采用分布式文件系统，如HDFSC.利用NoSQL数据库，如MongoDBD.将数据直接存储在本地文件中二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）描述ROS在仓储物流机器人中的应用。2、（本题5分）ROS中的机器学习应用一般如何实现？3、（本题5分）说明ROS中的安全机制和防护措施。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热导率检测系统。2、（本题5分）在ROS中设计一个机器人的气味识别和源定位系统。3、（本题5分）基于ROS构建一个港口集装箱搬运机器人的抓取与码放系统。4、（本题5分）使用ROS为安防机器人设计一个入侵检测和警报系统。5、（本题5分）利用ROS开发一个制糖厂甘蔗搬运机器人的防压损搬运系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在消防救援场景中，机器人需要在高温、浓烟等危险环境中执行任务。