濮阳职业技术学院《机器视觉技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器视觉技术》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、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2、在基于ROS的机器人语音交互系统中，需要对语音指令进行识别和解析。以下哪种语音识别引擎与ROS集成较为方便？（）A.百度语音B.科大讯飞语音C.谷歌语音D.以上都可以，取决于具体的需求和集成难度3、在使用ROS控制机器人进行物体抓取时，需要精确的力控制。假设需要根据抓取物体的材质和形状实时调整抓取力的大小，以下哪种传感器可能最为关键？（）A.压力传感器B.位置传感器C.速度传感器D.温度传感器4、在一个基于ROS的机器人集群中，需要实现高效的编队控制和协同运动。以下哪种控制策略和通信协议可能会被用于编队控制？（）A.基于领航者-跟随者的控制策略B.分布式一致性控制C.虚拟结构法D.以上都有可能5、在ROS中，部署机器人系统到实际硬件上需要考虑许多因素。假设一个机器人系统已经在开发环境中完成开发，准备部署到实际的机器人平台上。以下关于ROS部署的描述，哪一项是不正确的？（）A.需要将ROS软件包编译为适合目标硬件平台的二进制文件B.硬件的驱动程序和配置需要与ROS系统进行适配和集成C.部署过程中不需要考虑电源管理和散热等硬件相关的问题D.可以使用远程调试工具在部署后对机器人进行监控和调试6、ROS中的导航栈（NavigationStack）通常包括以下哪些部分？（）（）A.全局规划器B.局部规划器C.控制器D.以上都是7、ROS中的启动文件（LaunchFile）用于一次性启动多个节点和配置参数。当启动文件中的某个节点出现故障时，以下哪种处理方式是合适的？（）A.停止整个启动过程B.忽略故障节点，继续启动其他节点C.尝试重新启动故障节点D.以上方式都可以，根据具体情况选择8、机器人操作系统中的服务请求（ServiceRequest）通常包含哪些信息？（）（）A.输入参数B.输出参数C.任务描述D.以上都不是9、当在ROS中开发一个需要进行远程操作的工业机器人时，以下哪种通信延迟处理策略能够最大程度地减少对操作的影响？（）A.预测补偿B.降低操作频率C.增加缓冲区大小D.忽略延迟请分别阐述每个策略在处理通信延迟时的原理和可能带来的效果10、在ROS系统中，要实现机器人的自主导航功能，需要融合多种技术，如定位、建图和路径规划。假设机器人处于一个未知的环境中，需要逐步建立环境地图并实现自主导航。以下哪种方法和技术的组合最适合这种场景？（）A.基于激光雷达的SLAM算法和全局路径规划B.仅依靠视觉的SLAM算法和局部路径规划C.不进行建图，使用预设的地图进行导航D.随机探索环境，不进行规划11、当在ROS中开发机器人的协作抓取任务时，以下哪种力控制策略能够确保抓取的稳定性和安全性？（）A.位置力混合控制B.阻抗控制C.力位控制D.以上都是。假设多个机器人需要协作抓取一个物体，需要精确控制抓取力和位置，避免物体滑落或损坏，上述哪种力控制策略能够更好地实现稳定和安全的抓取，并详细说明其在ROS中的应用和参数调整12、在ROS环境下，对机器人的路径跟踪控制进行调试和优化时，假设发现机器人在跟踪过程中出现偏差较大的情况。以下可能的原因分析，正确的是：（）A.传感器数据噪声过大，导致控制输入不准确B.控制算法参数设置不合理，需要重新调整C.机械结构存在间隙或松动，影响运动精度D.以上原因都有可能，需要逐步排查13、在ROS框架下，对于机器人的运动规划算法评估，以下哪个指标通常被用来衡量规划结果的优劣？（）A.路径长度B.规划时间C.碰撞次数D.以上都是。假设需要比较不同运动规划算法在各种场景下的性能，上述哪些指标能够全面地反映算法的效率和安全性，并说明如何根据这些指标进行算法的选择和优化14、在ROS中，节点的启动和管理是通过特定的命令和工具实现的。假设一个机器人系统中有多个节点需要按照一定的顺序启动，并在运行过程中进行监控和调试。以下关于ROS节点管理的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用roslaunch命令来启动多个节点，并设置它们的参数和运行环境B.通过ROS的节点管理器，可以查看节点的状态、日志和通信情况C.节点在运行过程中出现故障时，ROS会自动重新启动该节点，无需人工干预D.可以使用ROS提供的调试工具来查看节点内部的变量和数据15、在使用ROS进行水下机器人开发时，由于水的阻力和环境特殊性，以下哪个方面需要特别关注和优化？（）A.动力系统控制B.通信的稳定性C.传感器的防水和抗干扰D.以上方面都需要16、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17、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18、在ROS中，当需要处理大量的机器人数据时，以下哪种数据存储方式可能最为适合？（）A.关系型数据库B.NoSQL数据库C.文件系统D.内存数据库19、假设在一个ROS驱动的服务机器人项目中，需要根据不同的场景和用户需求动态配置机器人的行为参数。以下哪种方法能够在运行时灵活地修改这些参数，而无需重新编译代码？（）A.将参数硬编码在程序中B.使用配置文件，并在运行时读取C.通过ROS的参数服务器（ParameterServer）D.不支持参数修改，每次重新编译20、ROS中的插件机制使得系统具有很高的灵活性。假设需要为一个视觉处理节点添加新的功能，通过插件的方式实现，以下关于插件的描述，正确的是？（）A.插件需要在编译时与主程序链接，不能在运行时动态加载B.插件可以独立开发和测试，与主程序的接口定义清晰C.一个插件只能被一个节点使用，不能被多个节点共享D.插件的更新会导致整个ROS系统重新编译21、ROS中的节点可以在不同的计算机上运行，通过网络进行通信。当网络延迟较大时，可能会影响系统的性能和稳定性。以下哪种方法可以减轻网络延迟的影响？（）A.减少节点之间的数据传输量B.使用更高效的网络协议C.在本地进行更多的计算和处理，减少远程通信需求D.以上方法都可以22、ROS中的启动文件（LaunchFile）用于方便地启动多个节点和配置参数。假设一个机器人系统有多个相互依赖的节点需要启动，以下关于启动文件编写的原则，正确的是：（）A.将所有节点的启动命令都写在一个启动文件中，便于管理B.按照功能模块将相关节点的启动命令分组写在不同的启动文件中C.启动文件越简单越好，只启动关键节点D.启动文件的编写方式对系统启动没有影响23、在机器人的视觉检测任务中，需要对物体的特征进行提取和识别。假设要检测一批具有相似外观但细微差异的零件。以下哪种特征提取方法能够有效地捕捉这些差异，并实现准确的识别？（）A.形状特征B.纹理特征C.颜色特征D.深度特征24、ROS支持与外部硬件设备的通信。假设有一个需要与特定型号的电机驱动器进行通信的机器人关节。在这种情况下，以下哪种方式最适合实现通信？（）A.使用通用的串口通信协议B.通过网络套接字（Socket）进行通信C.利用ROS提供的特定硬件驱动接口D.直接通过内存共享进行高速通信25、ROS中的机器人软件架构设计对于系统的可扩展性和可维护性至关重要。假设要开发一个可适应不同应用场景和硬件配置的机器人软件系统。以下哪种软件架构模式在实现这些目标方面表现最佳？（）A.分层架构B.微服务架构C.单体架构D.不考虑架构设计，随意开发26、在ROS中，机器人的通信协议选择对系统性能有一定影响。假设一个机器人系统需要在高带宽和低延迟的要求下进行通信。以下关于ROS通信协议的描述，哪一项是不正确的？（）A.TCP协议适合于对数据可靠性要求高，但对实时性要求不高的场景B.UDP协议适合于实时性要求高，但可以容忍一定数据丢失的场景C.在ROS中只能使用TCP或UDP协议，不能使用其他自定义协议D.可以根据具体的应用需求选择合适的通信协议或结合使用27、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28、ROS中的启动文件（LaunchFile）用于方便地启动多个节点和配置参数。假设一个机器人系统的启动需要同时启动多个传感器节点和控制节点，并设置一些全局参数。以下关于启动文件的描述，正确的是？（）A.启动文件只能以XML格式编写，语法复杂B.启动文件中不能包含条件判断和循环语句C.可以在启动文件中指定节点的运行顺序和依赖关系D.启动文件不能动态修改节点的参数值29、当在ROS中开发一个具有人机交互功能的机器人时，需要选择一种合适的用户界面（UI）框架来实现与用户的通信和控制指令输入。假设要考虑界面的美观性、易用性和与ROS系统的集成性，以下哪个UI框架是较好的选择？（）A.QtB.TkinterC.GTK+D.wxWidgets30、假设要在ROS中实现机器人的远程监控和控制，以下哪种网络技术和协议的组合是较为合适的？（）A.Wi-Fi与TCP/IPB.蓝牙与UDPC.Zigbee与HTTPD.4G与FTP请分析每个选项在远程监控和控制中的性能、稳定性和适用范围二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在机器人的垃圾分拣应用中，ROS怎样准确识别垃圾种类和实现快速分拣动作。请详细综合分析ROS中的视觉识别技术、机械臂控制和分拣策略。2、（本题5分）对于需要进行实时图像处理的机器人应用，如视觉跟踪、目标检测等，ROS在图像处理算法的集成和优化方面具有关键作用。请全面综合分析ROS中常用的图像处理库和工具，以及如何在保证实时性的前提下提高图像处理的效果。3、（本题5分）假设要开发一个ROS操控的沙漠探险机器人，能够在恶劣的沙漠环境中进行资源勘探和环境监测。深入分析ROS在高温沙尘防护、地形穿越、能源供应以及远程通信方面的关键技术和难题。4、（本题5分）对于具有自适应抓取功能的机器人，ROS在物体识别、抓取策略和力控制方面面临挑战。请深入综合分析ROS中的技术实现和优化方案。5、（本题5分）随着机器人在养老服务领域的应用逐渐增多，机器人操作系统需要具备照顾老年人生活起居、健康监测和紧急救援等功能。请全面综合分析其在满足老年人特殊需求、保障服务质量和安全性方面的技术手段，探讨养老服务机器人在缓解养老压力、提升老年人生活质量方面的作用，以及在社会接受度和政