重庆健康职业学院《机器人》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页重庆健康职业学院《机器人》

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、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人运动规划信息的消息类型？（）（）A.moveit_msgs/MotionPlanB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是2、假设要在ROS中开发一个能够自主探索未知环境的机器人，需要结合多种传感器信息和决策算法。以下哪种方法和算法可能会被用于自主探索？（）A.基于概率地图的探索算法B.基于强化学习的决策算法C.基于启发式搜索的路径规划D.以上都有可能3、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4、假设在ROS中开发一个用于物流分拣的机器人，需要快速准确地识别和抓取不同形状和大小的物品。以下哪种视觉识别和抓取策略可能会被用于物流分拣？（）A.深度学习物体识别和自适应抓取规划B.传统图像处理和机械抓取设计C.3D视觉重建和力控抓取D.以上都有可能5、机器人的运动规划需要考虑多种优化目标，如时间最短、能量消耗最小等。假设一个机器人需要在满足一定精度要求的前提下，尽可能减少运动时间。以下哪种优化算法能够有效地解决这个多目标优化问题？（）A.遗传算法B.模拟退火算法C.粒子群优化算法D.以上算法均可6、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7、机器人操作系统中的软件更新和维护是一个重要的问题。假设一个运行中的机器人系统需要进行软件升级，同时要确保升级过程不影响正在进行的任务，并保证系统的稳定性。以下哪种软件更新策略能够满足这些要求？（）A.在线热更新B.离线更新C.逐步更新D.以上策略结合使用8、在ROS系统中，对于机器人的运动轨迹跟踪误差补偿，以下哪种方法能够更有效地提高跟踪精度？（）A.基于模型的补偿B.经验补偿C.自适应补偿D.不进行补偿请详细阐述每个补偿方法的原理和在轨迹跟踪中的应用效果9、ROS中的包（Package）是组织代码和资源的基本单元。当一个ROS项目包含多个相关但功能不同的包时，如何有效地管理它们之间的依赖关系？（）A.在每个包的配置文件中明确声明依赖B.使用ROS的依赖管理工具自动处理C.通过文档说明依赖关系，由开发者手动管理D.以上方法都可以10、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人语音识别信息的消息类型？（）（）A.audio_msgs/AudioB.speech_msgs/RecognitionC.std_msgs/StringD.以上都不是11、在使用ROS进行机器人开发时，常常需要对机器人的传感器数据进行处理和融合。假设有一个机器人配备了激光雷达、摄像头和惯性测量单元（IMU）等多种传感器，需要将这些传感器的数据进行整合以获得更准确的环境感知。在这个过程中，以下哪种技术或方法可能不是必需的？（）A.卡尔曼滤波B.深度学习中的卷积神经网络C.数据压缩算法D.坐标变换12、ROS支持在分布式环境中运行。假设一个由多个机器人组成的团队，每个机器人都运行着ROS节点，它们之间需要进行高效的通信。以下哪种网络协议在这种情况下可能最为适合？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT13、在基于ROS的机器人应用中，需要对机器人的性能进行监测和调试。假设要实时获取机器人的各种参数，如关节角度、速度和电机电流等，并对其进行分析和可视化。以下哪种工具和技术的组合最适合实现这种性能监测和调试需求？（）A.使用ROS的内置监测工具和Matplotlib进行可视化B.借助第三方的性能监测软件和自行开发的可视化界面C.仅通过打印输出数据进行监测，不进行可视化D.不进行性能监测和调试14、在ROS控制的机器人系统中，若控制算法的计算复杂度过高，会带来什么问题？（）A.系统响应延迟，实时性下降B.控制精度提高C.系统资源消耗减少D.机器人运动更平稳15、在ROS中，安全是至关重要的考虑因素。假设一个服务机器人在与人交互的过程中，需要确保不会对人造成伤害。以下关于ROS安全机制的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过设置速度限制、力限制等参数来保证机器人的运动安全B.安全机制只需要在软件层面实现，硬件的保护措施不是必需的C.可以使用传感器来检测周围环境，实现碰撞预警和避免D.应该对机器人的行为进行风险评估，并制定相应的安全策略16、当在ROS中集成第三方库时，如果库的许可证不兼容，会产生什么法律风险？（）A.可能面临侵权诉讼B.性能提升C.没有风险D.系统更安全17、在一个ROS系统中，需要实现机器人对动态目标的跟踪和预测。以下哪种方法和算法可能会被用于目标跟踪和预测？（）A.卡尔曼滤波和粒子滤波B.深度学习目标跟踪和时间序列预测C.基于模型的预测和运动估计D.以上都有可能18、在机器人的轨迹跟踪误差补偿中，需要对实际轨迹与期望轨迹之间的偏差进行修正。假设机器人受到外部干扰导致轨迹跟踪出现偏差。以下哪种误差补偿方法能够快速响应并有效地减小偏差？（）A.前馈补偿B.反馈补偿C.自适应补偿D.智能补偿19、在基于ROS的机器人应用中，需要对机器人的故障进行诊断和容错处理。假设机器人在运行过程中出现了传感器故障或通信中断等问题，以下哪种故障诊断和容错方法能够最大程度地减少对任务的影响并保证机器人的安全？（）A.基于模型的故障诊断和备份系统切换B.基于规则的故障诊断和手动恢复C.不进行故障诊断，等待故障自行恢复D.忽略故障，继续运行20、机器人操作系统中的动作服务器（ActionServer）主要用于处理哪种类型的任务？（）（）A.一次性任务B.周期性任务C.长时间运行的任务D.以上都不是二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述ROS中的消息（Message）类型及如何定义。2、（本题5分）简述ROS与硬件设备进行通信的方法。3、（本题5分）解释ROS中的参数（Parameter）及其在系统中的作用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于ROS构建一个机器人的行为模仿学习系统，模仿人类行为。2、（本题5分）设计一个使用ROS的鲈鱼养殖场鲈鱼抓捕机器人的安全抓捕与运输系统。3、（本题5分）利用ROS为滑雪巡逻机器人开发一个滑雪者状态监测和救援系统。4、（本题5分）设计一个使用ROS的葛仙米养殖场葛仙米采摘与存储机器人的轻柔采摘与保鲜存储系统。5、（本题5分）基于ROS构建一个螺旋藻养殖场螺旋藻采集与加工机器人的智能采集与加工系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）对于医疗康复辅助器具机器人，机器人操作系统需要满足患者的个性化康复需求和人体工程学要求。请全面综合分析其在康复器具的适配调整、运动辅助控制、用户体验