山东杏林科技职业学院《机器视觉与图像处理》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器视觉与图像处理》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2、在一个基于ROS的机器人团队协作项目中，需要实现不同类型机器人之间的任务分配和协调。以下哪种策略和机制可能会被用于团队协作？（）A.基于任务优先级的分配B.基于能力和资源的分配C.基于市场机制的资源交易D.以上都有可能3、当在ROS中开发一个需要与其他机器人或设备进行无缝对接的机器人时，以下哪种接口标准和协议的遵循是至关重要的？（）A.USBB.CANC.EthernetD.RS232请详细解释每个接口标准和协议在机器人对接中的应用和重要性4、在基于ROS的机器人音频处理系统中，当需要从嘈杂环境中准确提取有用声音信息时，以下哪种音频处理技术可能是最有效的？（）A.波束形成B.音频降噪C.频谱分析D.音频压缩请分别解释每个音频处理技术在提取有用声音信息方面的作用和适用场景5、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人导航状态信息的消息类型？（）（）A.nav_msgs/PathB.nav_msgs/OdometryC.nav_msgs/StatusD.以上都不是6、在机器人操作系统中，用于启动机器人传感器驱动程序的工具是？（）（）A.roslaunchsensor_driver.launchB.rosrunsensor_driverC.sensor_startD.以上都不是7、当在ROS中开发机器人应用时，需要对机器人的模型进行描述。假设一个轮式移动机器人，需要定义其几何形状、关节结构和运动学参数等。以下关于ROS中机器人模型描述的方式，哪一项是不正确的？（）A.使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件来描述机器人的结构和参数B.可以在URDF文件中定义机器人的传感器和执行器C.一旦定义了机器人的URDF模型，就不能对其进行修改和扩展D.可以使用第三方工具将CAD模型转换为ROS可识别的URDF格式8、在ROS系统中，对于机器人的能源管理和优化，以下哪种策略可能最为有效？（）A.动态调整功率消耗B.固定能源分配C.仅在低电量时采取措施D.不考虑能源管理请分别解释每个选项在能源管理和优化中的思路和可能达到的效果9、在ROS中，为了提高机器人系统的可扩展性和可维护性，通常会采用模块化的设计。假设一个机器人项目包含多个功能模块，如视觉感知、运动控制和路径规划，以下关于模块化设计的描述，正确的是？（）A.模块之间应该尽量减少依赖，以提高独立性和可替换性B.为了提高性能，模块之间可以直接共享内存进行数据交换C.所有模块都应该放在同一个代码库中，方便管理和维护D.模块的接口应该尽量复杂，以包含更多的功能和参数10、在一个ROS系统中，需要实现机器人的能源管理和优化，以延长机器人的工作时间。以下哪种方法和策略可能会被用于能源管理？（）A.动态电源管理和能量回收B.低功耗组件选择和任务调度C.电池状态监测和节能算法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、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.wxWidgets13、在ROS中，多机器人协作是一个重要的研究方向。假设多个机器人需要在一个共同的任务中进行协作，如搬运一个大型物体。以下关于ROS多机器人协作的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过共享地图和任务信息来实现多机器人之间的协作B.每个机器人在协作中都有独立的决策和控制能力，不需要中央协调器C.多机器人之间的通信可以采用与单机器人系统相同的机制D.多机器人协作系统的性能和效率与机器人的数量成正比14、在一个基于ROS的医疗机器人项目中，需要确保机器人操作的安全性和精度，同时符合医疗法规要求。以下哪种安全机制和认证方法可能会被用于医疗机器人？（）A.安全监控系统和风险评估B.精度校准和验证测试C.医疗设备认证和法规遵循D.以上都有可能15、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16、假设在ROS中开发一个用于医疗康复的机器人，需要实现精确的力控制和柔顺运动，以适应患者的不同需求和身体状况。以下哪种控制方法和传感器可能会被用于力感知和控制？（）A.力传感器和阻抗控制B.位置传感器和力/位混合控制C.触觉传感器和自适应控制D.以上都有可能17、在ROS环境下，为了实现机器人的远程监控和操作，需要建立稳定的通信链路和用户界面。以下哪种技术和工具可能会被用于远程控制？（）A.网络协议和Web界面B.移动应用和蓝牙通信C.云服务和虚拟现实接口D.以上都有可能18、ROS中的动作反馈（ActionFeedback）通常包含以下哪些信息？（）（）A.任务进度B.中间状态C.两者皆有D.以上都不是19、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20、在ROS系统中，对于机器人的能耗优化，以下哪种方法可能在不降低性能的前提下实现最大的节能效果？（）A.动态电压频率调整B.关闭部分传感器C.降低运动复杂度D.以上方法结合使用请详细说明每个选项在能耗优化中的作用和可能存在的限制21、在ROS中，进行机器人的任务规划时，需要考虑任务的优先级和资源分配。假设同时有多个任务等待执行，以下关于任务调度策略的选择，正确的是：（）A.采用先来先服务（FCFS）策略，简单公平B.基于优先级的调度策略，优先执行重要任务C.随机调度策略，避免任务饿死D.以上调度策略都不适合机器人任务规划22、在使用ROS进行机器人的实时控制时，需要考虑系统的实时性要求。假设系统对控制周期有严格的限制，以下关于实现实时控制的方法，正确的是：（）A.使用ROS的默认配置，不进行特殊优化B.采用实时操作系统（RTOS）与ROS结合，满足实时性要求C.降低控制算法的复杂度，牺牲精度以保证实时性D.实时控制在ROS中无法实现，需要更换开发框架23、ROS中的TF变换在多机器人协作中非常重要。当多个机器人之间的相对位置发生变化时，如何快速更新TF信息？（）A.通过传感器实时测量并更新B.使用通信协议在机器人之间传递位置变化信息C.结合地图和定位信息进行推算D.以上方法可以结合使用24、在ROS中，机器人的感知融合是将多种传感器的数据进行综合处理和分析。假设一个机器人同时使用激光雷达、摄像头和超声波传感器来感知环境。以下关于ROS感知融合的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用卡尔曼滤波等算法来融合不同传感器的数据B.感知融合可以提高环境感知的准确性和可靠性C.不同传感器的数据在融合之前需要进行时间同步和空间校准D.感知融合只需要在软件层面实现，不需要考虑传感器的硬件特性25、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26、在机器人的自主决策中，需要根据环境信息和任务目标做出合理的选择。假设机器人在遇到多个可行的行动方案时，需要考虑不确定性和风险。以下哪种决策方法能够有效地处理这种情况，并做出最优决策？（）A.基于规则的决策B.基于概率的决策C.基于模糊逻辑的决策D.基于深度学习的决策27、在ROS中，为了实现机器人的智能决策和规划，常常使用机器学习算法。假设要让机器人根据环境信息自主选择最优的行动策略，以下关于机器学习在ROS中的应用，哪一项是不准确的？（）A.可以使用强化学习算法训练机器人的策略网络，使其能够根据奖励信号做出决策B.监督学习可以用于对传感器数据进行分类和预测，为决策提供依据C.无监督学习可以用于发现数据中的模式和结构，但在机器人决策中应用较少D.机器学习算法可以直接在ROS节点中运行，无需进行任何适配和优化28、在ROS中，为了实现机器人的自主导航，需要构建地图。假设使用激光雷达进行环境扫描来创建地图，以下哪种地图表示方法在ROS中较为常见？（）A.栅格地图B.拓扑地图C.矢量地图D.图像地图29、在机器人操作系统中，用于发布机器人地图信息的主题通常以什么命名？（）（）A./robot_mapB./map/robotC./navigation/mapD.以上都不是30、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开源社区发展方面，综合研究社区的组织架构、开发者协作模式、代码贡献流程和知识产权管理，以及如何促进社区的活跃和创新。2、（本题5分）在康复医疗领域，机器人操作系统在辅助康复训练方面发挥着重要作用。请深入综合分析其在为患者提供个性化训练方案、实时监测康复进展、调整训练强度等方面的技术优势，研究康复机器人在提高康复效果和减轻医护人员工作负担方面的价值，以及在临床应用中的安全性和有效性评估。3、（本题5分）ROS在机器人的娱乐表演应用中，如何实现精彩的动作编排和与观众的互动。请全面综合分析ROS的编程接口和控制策略，以及在创意实现和用户体验方面的考虑。4、（本题5分）在一个垃圾处理厂，ROS控制的机器人进行垃圾分类和搬运。请深入探讨ROS在垃圾识别、分类准确性、搬运效率以及恶劣环境应对方面的重点和难点。5、（本题5分）在机器人的农业播种和施肥应用中，ROS怎样精确控制作业参数和应对土壤条件的变化。请详细综合分析ROS的控制策略、传感器融合技术和自适应调节机制。三、