东北电力大学《机器视觉及传感系统》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器视觉及传感系统》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中的机器人软件测试是保证系统可靠性的重要环节。以下哪种测试方法能够更全面地检测软件的功能和性能？（）A.单元测试B.集成测试C.系统测试D.以上都需要请分别说明每个测试方法的重点和在机器人软件测试中的作用2、当在ROS中开发一个需要适应复杂环境变化的机器人时，以下哪种机器学习模型用于环境感知和适应可能是最有潜力的？（）A.生成对抗网络B.循环神经网络C.自编码器D.决策树请详细分析每个机器学习模型在处理复杂环境变化中的特点和应用可能性3、在基于ROS的机器人视觉导航中，当环境光照条件变化较大时，以下哪种图像处理方法能够提高导航的稳定性？（）A.直方图均衡化B.边缘检测C.图像分割D.图像压缩请分别解释每个图像处理方法在应对光照变化时的效果和对导航稳定性的影响4、在基于ROS的机器人感知系统中，当需要同时处理声音和图像信息时，以下哪种数据同步方法能够确保信息的准确性和及时性？（）A.基于时间戳的同步B.基于事件触发的同步C.异步处理，后期整合D.不进行同步，分别处理请解释每个选项在数据同步中的工作方式和可能带来的效果5、在机器人操作系统中，用于描述机器人运动状态的常用数据结构是？（）（）A.向量B.矩阵C.四元数D.以上都是6、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7、假设要在ROS中开发一个能够在恶劣天气条件下工作的户外机器人，需要考虑防水、防尘和温度适应性。以下哪种防护措施和热管理方法可能会被用于户外机器人？（）A.密封设计和防水涂层B.防尘滤网和散热系统C.温度传感器和加热/冷却装置D.以上都有可能8、在一个ROS系统中，需要实现机器人的能源管理和优化，以延长机器人的工作时间。以下哪种方法和策略可能会被用于能源管理？（）A.动态电源管理和能量回收B.低功耗组件选择和任务调度C.电池状态监测和节能算法D.以上都有可能9、ROS中的Gazebo可以模拟不同的环境条件。当需要模拟恶劣天气对机器人的影响时，以下哪个因素需要重点考虑？（）A.能见度B.地面摩擦力C.温度D.以上因素都需要10、ROS支持分布式机器人系统的开发。假设一个分布式机器人系统由多个通过网络连接的机器人组成，以下关于分布式通信和同步的描述，正确的是：（）A.依赖ROS的默认通信机制，无需特殊处理分布式同步问题B.使用时间同步协议，确保各个机器人的时间基准一致C.忽略分布式环境中的通信延迟和丢包，对系统性能影响不大D.分布式机器人系统无法实现有效的通信和同步11、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12、在机器人操作系统中，用于启动机器人自主导航功能的工具是？（）（）A.move_baseB.amclC.navigation_stackD.以上都是13、假设在ROS中开发一个用于空间探索的机器人，需要应对极端的温度、辐射和通信延迟等问题。以下哪种技术和设计方法可能有助于解决这些挑战？（）A.热防护设计和抗辐射电子设备B.自主决策算法和深空通信协议C.能源管理系统和容错设计D.以上都有可能14、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15、当使用ROS控制机器人的关节运动时，以下哪种控制器类型常用于实现精确的位置控制？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自适应控制器D.鲁棒控制器。假设机器人的关节需要高精度地到达指定位置，并且在受到外界干扰时仍能保持稳定，上述哪种控制器能够更好地满足这一要求，并详细说明其控制原理和参数调整方法16、在ROS框架下，对于机器人的动态环境适应能力，以下哪种技术能够实时更新地图和规划路径？（）A.即时定位与地图构建（SLAM）B.动态窗口法C.基于采样的规划D.以上都是。假设机器人在动态环境中运行，环境中的障碍物可能会移动或出现新的障碍物，需要实时调整地图和路径规划，上述哪种技术能够提供更快速和有效的适应能力，并阐述其在ROS中的实现和应用17、ROS支持多种机器人编程语言的接口。假设需要在一个项目中同时使用C++和Python编写节点，以下关于语言接口的描述，正确的是？（）A.C++和Python节点之间不能直接通信，需要通过中间件转换B.可以在C++节点中调用Python函数，反之亦然C.不同语言编写的节点在性能上会有很大的差异D.混合使用多种语言会导致代码可读性和可维护性下降18、机器人操作系统中的动作客户端（ActionClient）主要用于发起哪种类型的请求？（）（）A.一次性任务请求B.周期性任务请求C.长时间运行的任务请求D.以上都不是19、在ROS环境下，对于机器人的轨迹规划，以下哪种方法能够生成平滑且符合动力学约束的运动轨迹？（）A.五次多项式插值B.样条曲线拟合C.贝塞尔曲线D.B样条曲线。假设机器人需要执行复杂的连续动作，如机械臂的抓取操作，轨迹需要满足关节速度、加速度等动力学约束，同时保证运动的平滑性，上述哪种方法能够更好地生成理想的轨迹，并详细解释其原理和参数设置20、在ROS中，为了提高代码的可读性和可维护性，常常使用命名空间（Namespace）。假设一个大型机器人系统中有多个相似的功能模块，以下关于命名空间的作用，哪一项是不正确的？（）A.命名空间可以避免话题和服务名称的冲突，提高系统的可扩展性B.通过使用不同的命名空间，可以将相关的节点和资源组织在一起，便于管理C.命名空间对节点之间的通信没有影响，节点可以跨越命名空间进行通信D.命名空间可以增加代码的复杂性，一般情况下应尽量避免使用二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）ROS在食品加工机器人中的实现。2、（本题5分）ROS中的智能感知融合策略。3、（本题5分）解释ROS中的动作（Action）机制。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用ROS为家庭服务机器人设计一个语音交互模块，能够理解并执行用户的语音指令。2、（本题5分）利用ROS开发一个青蛙养殖场青蛙抓捕机器人的快速抓捕与分类系统。3、（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。4、（本题5分）设计一个使用ROS的林蛙养殖场林蛙监测与保护机器人的栖息地监测与保护系统。5、（本题5分）在ROS环境下搭建一个梭子蟹养殖场梭子蟹分拣机器人的大小分拣与计数系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）