河南护理职业学院《机器人操作系统及应用》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页河南护理职业学院《机器人操作系统及应用》

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、在ROS环境下，要对机器人的任务进行优先级调度和资源分配。假设同时有多个紧急和非紧急任务需要机器人执行，以下哪种调度算法和资源管理方式能够最有效地确保关键任务的及时执行和资源的合理利用？（）A.基于优先级的调度算法和动态资源分配B.先来先服务调度算法和固定资源分配C.随机调度算法和平均资源分配D.不进行调度和资源管理，让任务自行竞争资源2、当在ROS中开发一个具有复杂运动模式的机器人时，需要进行运动学和动力学建模。假设机器人的结构较为特殊，以下关于建模方法的选择，正确的是：（）A.使用传统的解析方法进行建模，精确但计算复杂B.采用数值方法进行近似建模，简单但精度可能受限C.结合解析和数值方法，根据具体情况选择合适的部分D.不需要进行精确建模，依靠经验和试错进行控制3、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4、ROS中的消息（Message）定义了节点之间通信的数据格式。假设要在两个节点之间传递一个包含机器人位置、速度和姿态的消息，以下关于消息定义和使用的描述，哪一项是错误的？（）A.可以使用ROS提供的消息类型，如geometry_msgs/PoseStamped来表示机器人的位姿信息B.自定义消息时，需要在.msg文件中定义消息的字段和数据类型C.发送和接收消息的节点必须使用相同的消息类型和字段顺序D.消息的内容在传输过程中可以被修改，以适应不同的节点需求5、当在ROS中开发一个具有语音交互功能的机器人时，需要选择一种合适的语音识别和合成引擎，并与ROS系统进行集成。假设要考虑识别准确率、合成质量和与ROS的兼容性，以下哪个选项是最优的？（）A.开源的语音引擎，如CMUSphinxB.商业的语音引擎，如NuanceC.自行开发语音引擎D.不集成语音功能，使用文本输入6、在基于ROS的机器人教育应用中，需要为学生提供一个易于理解和使用的开发环境。假设学生具有不同的编程基础和学习能力。以下哪种ROS开发工具和教学资源的组合最适合这种教育场景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可视化工具B.开发自定义的教学界面和简化的APIC.仅提供原始的ROS文档和命令行工具D.不提供任何专门的教学资源7、在一个ROS系统中，需要实现机器人的自主充电和能源补充策略。以下哪种方法和技术可能会被用于自主充电？（）A.无线充电技术和充电站点定位B.电池管理系统和剩余电量估算C.自主导航到充电位置和对接控制D.以上都有可能8、对于ROS中的机器人操作系统安全，以下哪种措施能够有效地防止未经授权的访问和控制？（）A.身份认证B.数据加密C.访问控制D.以上都是。假设机器人系统涉及敏感信息和关键任务，需要采取一系列安全措施来保障系统的安全性和可靠性，上述哪些措施能够共同发挥作用，有效地保护机器人操作系统，并说明其在ROS中的实现和配置方法9、当在ROS中集成新的硬件设备时，如果设备驱动程序不完善，会出现什么问题？（）A.设备无法正常工作或工作不稳定B.系统自动修复驱动程序C.设备性能提升D.对其他设备没有影响10、机器人操作系统中的节点可以通过哪种方式获取参数服务器中的参数？（）（）A.命令行参数B.环境变量C.ROS参数服务器APID.以上都不是11、在机器人操作系统中，用于查看节点的发布和订阅主题的工具是？（）（）A.rqt_graphB.RVizC.GazeboD.以上都不是12、假设要在ROS中开发一个能够与其他智能设备进行无缝集成的机器人，需要考虑通信协议的兼容性和数据格式的转换。以下哪种方法和技术可能会被用于设备集成？（）A.通用通信协议和数据转换库B.中间件和接口规范C.协议适配和数据映射D.以上都有可能13、在ROS中，用于发布和订阅话题（Topic）的编程语言可以是（）（）A.C++B.PythonC.两者皆可D.以上都不是14、在ROS中，创建一个新的工作空间（Workspace）需要创建以下哪些目录？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是15、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16、ROS中的服务（Service）通信常用于请求-响应模式。假设有一个机器人需要执行一项复杂的任务，该任务需要多个步骤，并且每个步骤都需要确认是否成功完成。以下哪种方式可以有效地实现这种任务的管理和控制？（）A.创建多个服务，每个服务对应一个任务步骤B.使用一个服务，通过传递不同的参数来表示不同的任务步骤C.放弃服务通信，改用话题通信来实现任务管理D.将整个任务作为一个单独的节点，不使用服务通信17、在一个基于ROS的机器人系统中，需要对大量的数据进行存储和管理。如果选择了不合适的数据存储方式，可能会导致什么问题？（）A.数据丢失或读取速度慢B.系统存储空间自动扩展C.数据安全性提高D.系统性能优化18、在ROS中进行机器人的力控制时，如果力传感器的精度不够，会对控制效果产生什么影响？（）A.力控制不准确，可能损坏物体或影响操作B.控制更稳定C.系统自动校准力传感器D.提高力控制的响应速度19、ROS中的软件包更新可能会导致系统的不稳定性。在进行软件包更新之前，以下哪种措施可以降低风险？（）A.备份重要的数据和配置文件B.在测试环境中进行更新测试C.查看更新的日志和说明，了解可能的影响D.以上措施都应该采取20、ROS中的参数服务器可以存储全局参数。当参数数量过多时，如何提高参数的查找和访问效率？（）A.对参数进行分类和索引B.使用高效的数据结构存储参数C.定期清理不必要的参数D.以上方法都可以二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述ROS中的生命科学精细实验机器人中的实验精细度提高。2、（本题5分）描述ROS在垃圾清理机器人中的应用。3、（本题5分）解释如何在ROS中处理不确定性和噪声。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在ROS环境下搭建一个平菇养殖场平菇分拣与运输机器人的高效分拣与运输系统。2、（本题5分）在ROS框架下，为管道检测机器人设计一个管道内壁缺陷检测和标记系统。3、（本题5分）在ROS中设计一个机器人的物体表面质量检测系统。4、（本题5分）在ROS框架下，为山体滑坡监测机器人设计一个位移监测和预警通知系统。5、（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。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在林业管