贵州轻工职业技术学院《机器视觉技术》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、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、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人传感器融合信息的消息类型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.sensor_msgs/ImuC.nav_msgs/OdometryD.以上都不是3、当在ROS中开发一个机器人的语音交互模块时，需要进行语音识别和合成。假设要实现高准确率的语音识别和自然流畅的语音合成，以下哪种技术组合可能最合适？（）A.使用传统的隐马尔可夫模型（HMM）进行语音识别，文语转换（TTS）技术进行语音合成B.采用深度学习的卷积神经网络（CNN）进行语音识别，基于神经网络的语音合成模型C.依赖开源的语音识别和合成库，不进行定制优化D.以上技术组合都不合适，需要自行研发全新的技术4、ROS中的服务请求（ServiceRequest）可以包含以下哪些数据类型？（）（）A.基本数据类型B.自定义消息类型C.两者皆可D.以上都不是5、在机器人操作系统（ROS）中，当需要实现多个机器人之间的协同工作和信息共享时，以下哪种通信机制是最为关键和常用的？假设这些机器人分布在不同的物理位置，并且需要实时交换大量的数据，包括传感器信息、控制指令等。同时，考虑到网络延迟和数据可靠性的要求。A.基于TCP的通信B.基于UDP的通信C.ROS的话题（Topic）通信D.ROS的服务（Service）通信6、当机器人在非结构化环境中移动时，地形适应能力是重要的。假设机器人需要穿越崎岖不平的地面，有石头、水坑和斜坡。以下哪种移动机构能够更好地适应这种复杂地形，同时保持稳定的运动？（）A.轮式移动机构B.履带式移动机构C.腿式移动机构D.复合式移动机构7、ROS中的包（Package）用于组织相关的功能代码和资源。如果一个包的依赖关系没有正确配置，会出现什么情况？（）A.相关功能无法正常使用B.系统自动安装缺失的依赖C.对系统运行没有影响D.该包的性能提升8、在ROS环境下，为了提高机器人系统的实时性能和响应速度，需要对软件进行优化和硬件进行选型。以下哪种方法和硬件配置可能会有助于实现这个目标？（）A.多核处理器和实时操作系统B.高速通信总线和专用运动控制卡C.优化算法和内存管理D.以上都有可能9、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10、ROS中的硬件抽象层（HardwareAbstractionLayer）用于适配不同的硬件。如果硬件抽象层设计不合理，会出现什么情况？（）A.硬件无法正常工作或性能受限B.硬件自动适配软件C.硬件性能提升D.对硬件没有影响11、在ROS中，进行机器人的软件架构设计时，假设要考虑系统的可扩展性和可维护性。以下关于架构设计原则的描述，正确的是：（）A.采用紧耦合的架构，提高系统的性能B.设计分层架构，将不同功能模块清晰分离C.优先考虑功能实现，架构设计不重要D.软件架构对系统的可扩展性和可维护性没有影响12、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13、在机器人操作系统（ROS）中，节点之间进行通信的一种常见方式是发布/订阅机制。假设一个机器人系统中有一个节点负责发布传感器数据，另一个节点负责接收并处理这些数据。当发布节点发送数据的频率过高，可能会导致接收节点处理不过来。以下哪种方法可以有效地解决这个问题？（）A.增加接收节点的计算资源B.降低发布节点发送数据的频率C.在发布节点和接收节点之间添加缓存机制D.重新设计节点的通信协议14、假设要在ROS中实现一个能够在狭窄空间中灵活操作的机器人，以下哪种机械结构设计和控制策略的组合可能是最合适的？（）A.串联机械臂与位置控制B.并联机械臂与速度控制C.蛇形机器人与力控制D.刚性结构与开环控制请详细分析每个选项在狭窄空间操作中的适应性和优缺点15、当使用ROS控制一个农业灌溉机器人时，需要根据土壤湿度、作物需求和天气情况进行智能灌溉决策。以下哪种传感器和决策算法可能会被用于农业灌溉？（）A.湿度传感器和优化灌溉算法B.气象传感器和预测模型C.作物生长监测和智能控制策略D.以上都有可能16、在ROS中，进行机器人的任务规划时，需要将高层的任务目标分解为具体的动作序列。假设一个机器人需要完成一个物品搬运的任务。以下关于ROS任务规划的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用基于状态机的方法来进行任务规划B.任务规划需要考虑环境的不确定性和变化C.一旦任务规划完成，就不能在执行过程中进行修改和调整D.可以使用人工智能算法，如强化学习，来优化任务规划策略17、在一个基于ROS的机器人视觉系统中，需要对图像进行处理和分析。如果图像采集设备的帧率不稳定，会对后续的图像处理和机器人决策产生什么影响？（）A.可能导致图像识别错误或机器人动作不准确B.系统会自动调整处理算法以适应帧率变化C.对系统性能没有明显影响，图像依然能正常处理D.图像质量提高，有利于后续处理18、在ROS中，为了实现机器人的自主导航功能，需要使用多种算法和技术。假设一个室内移动机器人需要在未知环境中进行地图构建和路径规划。以下关于ROS中自主导航的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法来构建环境地图B.路径规划算法可以根据地图和目标位置生成最优的运动路径C.自主导航过程中，机器人不需要考虑障碍物的动态变化D.可以使用传感器融合技术来提高导航的准确性和鲁棒性19、当在ROS中开发一个需要长时间持续运行的机器人应用，以下哪种电源管理策略能够确保电源的稳定供应和延长电池寿命？（）A.智能充电控制B.动态电源切换C.低功耗模式设置D.不进行电源管理请分别说明每个选项在电源管理方面的特点和效果20、在机器人的轨迹规划中，需要考虑机器人的运动约束和环境约束。假设一个机器人手臂在有限的工作空间内进行操作，同时要避免与周围的障碍物碰撞。以下哪种轨迹规划方法能够有效地处理这些约束，并生成平滑的轨迹？（）A.人工势场法结合优化算法B.随机路径规划方法C.基于样条曲线的约束规划D.基于模型预测的轨迹生成二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释ROS中的代码生成工具及其用途。2、（本题5分）解释ROS中的群体机器人协作算法。3、（本题5分）解释ROS中的日志记录和分析方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）利用ROS为海洋监测机器人开发一个水质参数检测和数据传输系统。3、（本题5分）利用ROS开发一个机器人的智能灯光控制系统，根据环境光线调整灯光。4、（本题5分）基于ROS构建一个机器人的自主检修系统，能够检测自身故障并进行简单修复。5、（本题5分）利用ROS开发一个机器人的自主路径规划和动态障碍物避让系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）对于具有人形结构的机器人，如人形服务机器人