长江艺术工程职业学院《机器视觉与图像处理》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《机器视觉与图像处理》2023-2024学年第二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、在一个基于ROS的机器人抓取任务中，如果抓取力度的控制不准确，可能会导致什么结果？（）A.物体掉落或抓取损坏B.抓取更牢固C.系统自动调整抓取力度D.提高抓取效率2、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3、ROS中的Gazebo是一个常用的机器人仿真环境。假设需要在Gazebo中模拟一个具有复杂物理特性的机器人和环境，以下关于Gazebo仿真的描述，正确的是？（）A.Gazebo只能模拟简单的机器人运动，无法处理复杂的物理交互B.在Gazebo中进行仿真时，不需要考虑机器人的动力学模型C.Gazebo可以与ROS节点进行集成，实现仿真与实际控制的交互D.Gazebo的仿真结果与实际机器人的行为完全一致，无需进一步验证4、在机器人操作系统（ROS）中，节点（Node）是重要的组成部分。假设一个机器人系统中有多个功能模块，如传感器数据采集、运动控制、路径规划等，每个模块作为一个独立的节点运行。当一个节点需要向另一个节点发送消息时，通常使用以下哪种通信机制？（）A.话题（Topic）通信，发布者发布消息，订阅者接收消息B.服务（Service）通信，客户端发送请求，服务器响应请求C.参数服务器（ParameterServer），用于存储和共享全局参数D.动作（Action）通信，支持长时间的任务执行和反馈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中的包（Package）用于组织相关的功能代码和资源。如果一个包的依赖关系没有正确配置，会出现什么情况？（）A.相关功能无法正常使用B.系统自动安装缺失的依赖C.对系统运行没有影响D.该包的性能提升7、当在ROS中使用多个机器人进行协作任务时，需要进行分布式通信。如果网络延迟较高，会对协作效果产生什么影响？（）A.机器人之间的协作失调，任务完成质量下降B.机器人自主调整协作策略，不受影响C.协作效率提高，任务更快完成D.系统自动优化网络，降低延迟8、ROS支持机器人的深度学习应用，例如图像识别和语音处理。假设要在机器人上部署一个深度学习模型，需要考虑模型的大小、计算量和实时性要求。以下哪种深度学习框架和模型压缩方法的选择最为合适？（）A.TensorFlow结合模型量化B.PyTorch结合模型剪枝C.自行开发深度学习框架和不进行模型压缩D.选择大型复杂的模型，不考虑资源限制9、在ROS控制的机器人巡检系统中，如果巡检路径规划未考虑能源消耗，会对机器人的续航产生什么影响？（）A.可能导致机器人在巡检过程中电量耗尽B.续航能力增强C.系统自动优化能源消耗D.对续航没有影响10、ROS中的消息（Message）定义了节点之间通信的数据格式。当需要在不同的ROS系统之间进行通信，而两个系统中使用的消息格式略有不同时，以下哪种方法可以解决这个问题？（）A.在发送端和接收端分别进行消息格式的转换B.重新定义一个统一的消息格式，并在两个系统中使用C.使用中间件来进行消息格式的适配D.以上方法都可以11、在ROS框架下，进行机器人的感知与融合处理时，假设需要融合来自激光雷达、摄像头和超声波传感器的数据。以下关于数据融合方法的选择，正确的是：（）A.直接对原始数据进行简单加权平均，快速但精度较低B.采用卡尔曼滤波算法，能够有效融合动态数据，但计算量较大C.基于深度学习的方法，精度高但需要大量训练数据和计算资源D.以上方法都不可行，需要寻找新的数据融合技术12、ROS中的消息队列在处理大量数据时可能会出现拥堵。为了避免这种情况，以下哪种方法可以采取？（）A.增加消息队列的容量B.优化数据发送和处理的频率C.采用分布式消息队列D.以上方法都可以13、在使用ROS进行机器人的感知融合时，需要处理不同传感器的坐标系转换和校准问题。假设传感器的安装位置和方向存在偏差，以下哪种方法能够准确地进行坐标系校准？（）A.手动测量和计算校准参数B.基于机器学习的自动校准C.不进行校准，直接使用原始数据D.随机设置校准参数14、ROS中的动作客户端（ActionClient）需要实现以下哪些回调函数？（）（）A.active回调函数B.done回调函数C.feedback回调函数D.以上都是15、当在ROS中进行机器人的路径规划时，如果环境动态变化频繁，以下哪种策略较为合适？（）A.实时重新规划路径B.按照原规划路径继续前进C.暂停运动，等待环境稳定D.随机选择新的路径16、在机器人的路径跟踪中，需要实时调整机器人的运动以保持在预定的路径上。假设机器人在户外环境中移动，受到风的干扰和地形的变化。以下哪种路径跟踪算法能够快速适应这些动态变化，并保持良好的跟踪性能？（）A.纯追踪算法B.斯坦利（Stanley）算法C.动态窗口法（DWA）D.反馈线性化控制算法17、ROS中的节点可以在不同的编程语言中实现，并且能够相互通信，这是因为（）（）A.ROS提供了统一的通信接口B.编程语言的兼容性C.两者皆有D.以上都不是18、ROS支持分布式机器人系统的开发。假设一个分布式机器人系统由多个通过网络连接的机器人组成，以下关于分布式通信和同步的描述，正确的是：（）A.依赖ROS的默认通信机制，无需特殊处理分布式同步问题B.使用时间同步协议，确保各个机器人的时间基准一致C.忽略分布式环境中的通信延迟和丢包，对系统性能影响不大D.分布式机器人系统无法实现有效的通信和同步19、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特点不包括（）（）A.开源B.跨平台C.闭源D.分布式20、在机器人的通信网络中，需要保证数据的安全性和完整性。假设机器人系统涉及敏感信息的传输。以下哪种加密和认证技术能够有效地保护通信内容，防止数据泄露和篡改？（）A.RSA加密算法B.AES加密算法C.数字签名技术D.以上技术均可二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明ROS中的性能评估指标和方法。2、（本题5分）如何在ROS中处理机器人的力反馈？3、（本题5分）ROS中的智能控制策略优化。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）创建一个在ROS中的蜂场蜂蜜采集机器人的蜂巢识别与采蜜系统。2、（本题5分）设计一个基于ROS的无人机自主飞行系统，包括起飞、降落、巡航和避障功能。3、（本题5分）基于ROS设计一个虫草养殖场虫草收集与分拣机器人的高效收集与分拣系统。4、（本题5分）设计一个基于ROS的石斑鱼养殖场石斑鱼捕捞机器人的水下定位与捕捞系统。5、（本题5分）在ROS中构建一个钢铁厂钢坯搬运机器人的高温防护与搬运系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在港口装卸作业中，机器人操作系统可提高货物装卸效率和安全性。