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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页武汉音乐学院《机器视觉系统设计与应用》
2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题(本大题共15个小题,每小题2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中进行机器人路径规划时,以下哪种算法常用于在复杂环境中找到最优路径?()A.A*算法B.Dijkstra算法C.RRT算法D.蚁群算法。假设机器人需要在充满障碍物的室内环境中快速找到一条从起始点到目标点的最短且无碰撞路径,同时考虑环境的动态变化,上述哪种算法更适合,并阐述其特点和适用场景2、在机器人操作系统(ROS)中,节点之间的通信是通过主题(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,同时根据处理结果执行相应的动作。以下哪种通信方式最适合实现这种高实时性和频繁数据交互的需求?()A.仅使用主题进行数据发布和订阅B.主要依靠服务进行请求和响应C.结合使用主题和服务D.采用动作来进行复杂的交互3、ROS中的任务调度策略对于系统资源的利用效率有很大影响。如果调度策略不合理,可能会导致什么情况?()A.某些任务长时间等待,资源浪费B.系统性能提升C.任务执行更公平D.资源自动优化分配4、ROS中的感知功能对于机器人与环境的交互至关重要。假设机器人需要识别不同形状和颜色的物体,以下哪种感知技术在ROS中可能被应用?()A.语音识别B.机器视觉C.红外感知D.超声波感知5、ROS中的日志(Logging)功能对于调试和故障诊断非常重要。假设在机器人运行过程中出现异常,以下关于日志使用的描述,正确的是:()A.只记录关键信息,避免日志文件过大B.详细记录所有信息,便于全面分析问题C.不使用日志功能,通过打印输出进行调试D.日志的记录级别和内容对故障诊断没有帮助6、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7、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人关节状态信息的消息类型?()()A.sensor_msgs/JointStateB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是8、机器人操作系统中的任务分配是一个复杂的问题,特别是在多机器人系统中。假设一个由多个不同类型机器人组成的团队,需要完成一系列相互关联的任务。以下哪种任务分配算法能够考虑机器人的能力差异和任务的优先级,实现最优的分配方案?()A.合同网协议B.匈牙利算法C.蚁群优化算法D.粒子群优化算法9、当在ROS中集成第三方库和驱动程序时,可能会遇到兼容性和接口匹配的问题。假设要将一个新的电机驱动程序集成到ROS系统中,以下哪种方法能够最有效地解决可能出现的兼容性问题和接口不一致的情况?()A.强行修改驱动程序代码以适应ROSB.对ROS进行大量修改来匹配驱动程序C.寻找与ROS兼容的驱动程序版本或进行适配开发D.放弃集成,使用其他替代方案10、ROS中的动作反馈(ActionFeedback)通常包含以下哪些信息?()()A.任务进度B.中间状态C.两者皆有D.以上都不是11、ROS中的坐标变换在机器人的运动控制和感知中起着关键作用。假设有一个移动机器人,其身上安装了激光雷达和摄像头,同时机器人在一个环境中移动。为了将激光雷达和摄像头获取的数据统一到机器人的坐标系下,需要进行坐标变换。以下关于坐标变换的描述,哪一项是不正确的?()A.可以使用TF(TransformFramework)库来实现坐标变换B.坐标变换需要确定源坐标系和目标坐标系之间的旋转和平移关系C.一旦完成坐标变换,在不同坐标系下获取的数据可以直接进行融合和分析,无需进一步处理D.坐标变换可能会引入一定的误差,需要进行误差评估和补偿12、在ROS中,为了提高机器人系统的性能和实时性,常常需要进行优化。假设一个机器人节点的计算量较大,导致系统响应延迟,以下关于优化的方法,哪一项是不正确的?()A.可以对算法进行优化,减少计算复杂度B.使用多线程或多进程技术并行处理任务,提高效率C.减少节点之间的通信数据量,避免不必要的消息传递D.优化只需要关注软件层面,硬件性能对系统性能没有影响13、当在ROS中开发一个具有人机交互功能的机器人时,需要选择一种合适的用户界面(UI)框架来实现与用户的通信和控制指令输入。假设要考虑界面的美观性、易用性和与ROS系统的集成性,以下哪个UI框架是较好的选择?()A.QtB.TkinterC.GTK+D.wxWidgets14、当在ROS中进行机器人的路径规划时,如果环境动态变化频繁,以下哪种策略较为合适?()A.实时重新规划路径B.按照原规划路径继续前进C.暂停运动,等待环境稳定D.随机选择新的路径15、ROS中的动作(Action)与服务(Service)的主要区别在于()()A.动作支持反馈和结果B.服务支持反馈和结果C.动作是一次性的D.服务是异步的二、简答题(本大题共3个小题,共15分)1、(本题5分)描述ROS在教育机器人中的作用。2、(本题5分)简述ROS中的医学实验样本处理机器人中的处理流程优化。3、(本题5分)简述ROS中的交通疏导智能决策机器人中的决策算法优化。三、分析题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)在机器人的故障诊断和容错控制方面,ROS需要具备相应的机制和策略。请深入综合分析ROS如何实现对机器人硬件和软件故障的监测、诊断和恢复,以及在故障情况下如何保障系统的安全性和稳定性。2、(本题5分)机器人操作系统在智能工厂中的应用需要实现与其他生产设备和管理系统的无缝集成。请详细综合分析其在工业通信协议支持、数据交互、生产流程优化等方面的技术挑战和解决方案,探讨智能工厂中机器人操作系统的发展趋势和对制造业转型升级的影响。3、(本题5分)在机器人的木材加工应用中,ROS怎样进行精确的切割和雕刻操作。请详细综合分析ROS的刀具路径规划、木材材质识别和加工误差补偿技术。4、(本题5分)对于具有多个自由度的水下机器人,ROS在姿态稳定控制和深度调节方面面临挑战。请深入综合分析ROS中的控制方法和算法优化,以及如何应对水流等干扰因素。5、(本题5分)对于一个使用ROS的城市垃圾分拣机器人项目,负责对城市垃圾进行分类处理。仔细分析ROS在垃圾种类识别、分拣动作精准控制、异味处理以及垃圾处理效率方
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