哈尔滨职业技术学院《机器视觉与模式识别》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页哈尔滨职业技术学院《机器视觉与模式识别》

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30个小题，每小题1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、在一个基于ROS的智能家居机器人项目中，需要实现与家庭设备的互联互通和场景自适应控制。以下哪种技术和方法可能会被用于家庭集成和场景感知？（）A.物联网协议和智能家居网关B.环境感知传感器和场景识别算法C.个性化学习和自适应控制策略D.以上都有可能2、ROS中的机器人操作系统安全防护需要考虑多个方面。以下哪种安全机制对于防止未经授权的访问和控制是最为重要的？（）A.用户认证和授权B.数据加密传输C.网络防火墙D.物理隔离请详细说明每个安全机制在保障操作系统安全中的作用和重要性3、在使用ROS进行机器人开发时，需要对机器人的运动进行控制。假设要控制一个机械臂的关节运动，使用了PID控制器。如果PID控制器的参数设置不合理，会出现什么情况？（）A.机械臂运动平稳且精确B.机械臂运动出现振荡或超调C.机械臂停止运动D.机械臂运动速度加快4、在使用ROS进行机器人的力控制时，假设需要机器人与环境进行柔顺交互。以下哪种力控制策略可能最为合适？（）A.基于位置的力控制，通过位置误差间接实现力控制B.直接力控制，直接测量和控制作用力C.混合力/位置控制，结合位置和力的控制优点D.以上力控制策略都不适合柔顺交互5、在机器人的协作控制中，多个机器人需要协同完成一个复杂任务。假设一组机器人需要共同搬运一个大型物体，并且要保持物体的平衡和稳定。以下哪种协作控制策略能够有效地协调各个机器人的动作，实现目标？（）A.集中式控制B.分布式控制C.主从式控制D.混合式控制6、机器人操作系统中的动作客户端可以取消正在执行的动作请求吗？（）（）A.可以B.不可以C.取决于具体实现D.以上都不是7、当使用ROS控制一个机械臂进行精确的抓取操作时，需要对机械臂进行运动学和动力学建模。为了实现高效和准确的控制，以下哪种建模方法和控制策略通常会被采用？（）A.正运动学建模和PID控制B.逆运动学建模和模糊控制C.动力学建模和自适应控制D.以上都有可能8、假设在一个基于ROS的机器人项目中，需要对机器人的传感器数据进行实时处理和融合，比如激光雷达、摄像头和惯性测量单元的数据，以实现精确的环境感知和导航。在这种情况下，以下哪种数据处理技术和算法框架可能会被广泛应用？（）A.卡尔曼滤波B.粒子滤波C.深度学习框架D.以上都有可能9、机器人的自主学习能力对于适应新环境和任务非常重要。假设一个机器人需要在不同的房间内自主探索并学习环境的布局。以下哪种学习方法能够帮助机器人快速建立环境模型，并不断优化？（）A.监督学习B.无监督学习C.强化学习D.迁移学习10、在ROS环境下，为了实现机器人的多模态感知融合，例如将视觉、听觉和触觉信息结合起来，需要选择合适的融合算法和框架。以下哪种融合方法和框架可能会被应用？（）A.基于卡尔曼滤波的多传感器融合B.基于深度学习的特征融合C.基于模糊逻辑的信息融合D.以上都有可能11、以下哪个是机器人操作系统中用于创建自定义消息类型的工具？（）（）A.catkin_create_pkgB.rosmsgC.roscppD.以上都不是12、在一个基于ROS的多机器人系统中，需要实现任务分配和资源协调，以确保每个机器人都能高效地完成其指定的工作。以下哪种策略和算法可能会被用于任务分配和资源管理？（）A.基于市场机制的分配算法B.集中式规划和调度C.分布式协商和共识算法D.以上都有可能13、ROS中的机器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.连杆信息B.关节信息C.传感器信息D.以上都是14、ROS中的RViz可视化工具可以用于展示机器人的状态和数据。当需要同时展示多个不同类型的数据，并且要求能够交互地调整显示效果时，以下哪种方式是最有效的？（）A.使用多个不同的RViz窗口分别显示不同的数据B.在一个RViz窗口中创建多个面板来显示不同的数据C.使用自定义的插件来扩展RViz的显示功能D.以上方法都可以15、当使用ROS进行机器人的仿真和调试时，需要选择合适的仿真工具和环境。考虑到真实性和可扩展性，以下哪种仿真工具可能更适合？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.以上都有可能16、在ROS中，机器人的状态估计是一个关键问题。假设机器人在运动过程中受到外界干扰，以下哪种状态估计算法能够较好地应对这种情况？（）A.扩展卡尔曼滤波（EKF），对非线性系统有一定的处理能力B.无迹卡尔曼滤波（UKF），精度较高但计算量较大C.粒子滤波，适用于高度非线性和非高斯系统D.以上算法都不能有效应对干扰，需要新的算法17、ROS提供了丰富的工具和功能来管理机器人的软件包（Package）。假设一个大型的机器人项目包含多个相关的软件包，每个软件包都有自己的功能和依赖。在这种情况下，以下关于ROS软件包管理的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用ROS的命令行工具来安装、卸载和更新软件包B.软件包之间的依赖关系会自动处理，无需开发者手动干预C.可以将自己开发的软件包发布到ROS的软件仓库中，供其他人使用D.不同版本的ROS对软件包的兼容性是完全一致的，不存在任何问题18、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19、在基于ROS的机器人学习系统中，当需要让机器人通过与环境的交互来不断改进其行为时，以下哪种学习方法可能是最适合的？（）A.监督学习B.强化学习C.无监督学习D.半监督学习请详细说明每个学习方法在机器人与环境交互学习中的特点和应用可能性20、机器人操作系统的安全性是至关重要的。假设机器人在与人密切合作的工作环境中运行。以下哪种安全机制能够有效地检测和避免机器人与人或其他物体的碰撞？（）A.基于激光雷达的碰撞检测B.基于视觉的碰撞检测C.基于力传感器的碰撞检测D.以上方法结合使用21、ROS中的机器人仿真在开发和测试中起着重要作用。假设要对一个新设计的机器人进行性能评估和算法验证，需要在仿真环境中模拟其与真实世界的交互。以下哪种ROS支持的仿真工具和环境最能逼真地模拟机器人的行为和环境反馈？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.自行开发简单的仿真程序22、在ROS中，为了实现机器人的自主导航，需要结合地图构建和定位技术。假设有一个室内环境，机器人需要在其中自主移动。以下关于地图构建和定位的方法，哪一项是不正确的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同时进行地图构建和机器人定位B.基于粒子滤波的定位方法可以处理机器人位置的不确定性C.构建的地图可以是二维栅格地图或三维点云地图，根据需求选择D.一旦地图构建完成，机器人的定位就不再需要实时更新，因为地图是固定不变的23、假设在ROS中开发一个用于救援任务的机器人，需要具备在恶劣环境下的自主导航和通信能力。以下哪种导航算法和通信技术可能会被应用？（）A.惯性导航和卫星通信B.基于地标识别的导航和短波通信C.磁导航和无线Mesh网络D.以上都有可能24、机器人操作系统中，用于管理机器人传感器数据的模块通常是？（）（）A.运动控制模块B.感知模块C.规划模块D.通信模块25、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26、在ROS中，要对机器人的感知数据进行滤波处理，以下哪种滤波器常用于去除噪声和干扰？（）A.均值滤波器B.中值滤波器C.高斯滤波器D.卡尔曼滤波器。假设机器人的传感器数据存在大量随机噪声，需要在保留有用信息的同时有效地去除噪声，上述哪种滤波器能够更好地实现这一目标，并分析其滤波效果和在ROS中的实现方法27、在ROS中，为了提高机器人系统的可靠性和容错性，需要采取一些措施。假设一个关键的传感器出现故障，系统需要能够检测到并采取相应的备份或替代策略。以下关于ROS容错处理的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过监控节点的心跳信号来检测节点是否正常运行B.当检测到故障时，可以自动切换到备份的传感器或执行器C.容错处理只需要在软件层面实现，硬件的可靠性不重要D.可以使用冗余设计来提高系统的容错能力28、ROS中的机器人模型校准是确保机器人准确运动的重要步骤。假设需要校准机器人的关节角度传感器，以下哪种方法可能被采用？（）A.手动测量关节角度，然后在代码中进行修正B.使用标准物体进行对比校准C.运行特定的校准程序，自动采集数据并计算校准参数D.不需要校准，传感器的出厂参数足够准确29、在ROS中，当需要实现机器人与外部设备（如其他计算机、移动设备）的远程通信和控制时，以下哪种技术或协议能够提供可靠和高效的解决方案？同时要考虑安全性和跨平台的需求。A.HTTP协议B.SSH协议C.MQTT协议D.FTP协议30、在机器人操作系统中，用于发布机器人传感器数据的主题通常以什么命名？（）（）A./robot_sensor_dataB./sensor/robotC./data/sensor/robotD.以上都不是二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在机器人操作系统的分布式计算架构方面，综合研究如何利用分布式计算资源实现大规模数据处理、模型训练和任务协同，提高系统的计算能力和可扩展性，以及如何保障分布式系统的一致性和可靠性。2、（本题5分）随着机器人在农业领域的应用不断拓展，如精准灌溉和病虫害监测，探讨机器人操作系统如何整合多种传感器数据、实现远程控制和智能决策，以及如何应对农田环境的复杂性和多变性。3、（本题5分）ROS在机器人的陶瓷制造应用中，如何控制成型工艺和烧制温度。请全面综合分析ROS的工艺参数控制、温度监测和产品质量评估方法。4、（本题5分）ROS在机器人的建筑施工应用中，如何处理复杂的施工任务和现场环境变化。请综合分析相关的控制算法、通信机制和安全保障策略。5、（本题5分）对于用于太空垃圾清理的机器人，分析机器人操作系统如何在太空环境中进行目标识别、捕获和处理，以及如何解决太空垃圾的高速运动、轨道变化和碎片扩散等问题，保障太空环境的安全和可持续利用。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）ROS中的控制器（Co