吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機器視覺及傳感系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《機器視覺及傳感系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、ROS中的機器人模型描述文件（URDF）用于定義機器人的結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)特性。假設(shè)要描述一個具有多個關(guān)節(jié)和連桿的機械臂，以下關(guān)于URDF文件的編寫，哪一項是不正確的？（）A.可以使用XML格式來描述機器人的連桿、關(guān)節(jié)、傳感器等元素B.通過設(shè)置關(guān)節(jié)的類型（如旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、滑動關(guān)節(jié)）和限制來定義機器人的運動范圍C.URDF文件只能描述機器人的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，無法表示動態(tài)特性D.可以在URDF文件中添加可視化元素，如顏色和形狀，以便在RViz中顯示2、在ROS中，機器人的軟件架構(gòu)設(shè)計需要考慮可擴展性和靈活性。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)需要不斷添加新的功能和模塊。以下關(guān)于ROS軟件架構(gòu)的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以采用分層架構(gòu)，將不同功能劃分到不同的層次B.微服務(wù)架構(gòu)在ROS中不適用，因為會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性C.軟件架構(gòu)應(yīng)該便于新模塊的集成和現(xiàn)有模塊的修改D.可以使用插件機制來實現(xiàn)功能的動態(tài)擴展和替換3、ROS中的動作（Action）是一種用于長時間任務(wù)的通信機制。假設(shè)一個機器人需要執(zhí)行一個復(fù)雜的搜索任務(wù)，其狀態(tài)包括正在搜索、找到目標(biāo)和任務(wù)完成。以下關(guān)于動作通信的描述，正確的是？（）A.動作通信只能單向傳遞信息，從客戶端到服務(wù)器B.客戶端可以在任務(wù)執(zhí)行過程中隨時取消任務(wù)C.服務(wù)器無法向客戶端反饋任務(wù)的中間狀態(tài)D.動作通信不支持任務(wù)的超時處理4、在使用ROS進(jìn)行機器人的視覺導(dǎo)航時，需要對圖像進(jìn)行預(yù)處理。以下哪種預(yù)處理操作可以提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性？（）A.圖像去噪B.圖像增強C.圖像分割D.以上操作都可能有幫助5、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機器人操作臂控制信息的消息類型？（）（）A.moveit_msgs/MoveGroupActionB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是6、機器人操作系統(tǒng)中的動作結(jié)果（ActionResult）主要用于提供什么信息？（）（）A.任務(wù)完成狀態(tài)信息B.錯誤信息C.狀態(tài)信息D.以上都不是7、機器人操作系統(tǒng)的安全性是至關(guān)重要的。假設(shè)機器人在與人密切合作的工作環(huán)境中運行。以下哪種安全機制能夠有效地檢測和避免機器人與人或其他物體的碰撞？（）A.基于激光雷達(dá)的碰撞檢測B.基于視覺的碰撞檢測C.基于力傳感器的碰撞檢測D.以上方法結(jié)合使用8、ROS中的軟件包更新可能會導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。在進(jìn)行軟件包更新之前，以下哪種措施可以降低風(fēng)險？（）A.備份重要的數(shù)據(jù)和配置文件B.在測試環(huán)境中進(jìn)行更新測試C.查看更新的日志和說明，了解可能的影響D.以上措施都應(yīng)該采取9、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機器人路徑規(guī)劃信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/PathB.geometry_msgs/PoseStampedC.std_msgs/StringD.以上都不是10、假設(shè)要在ROS中實現(xiàn)一個能夠在水下環(huán)境工作的機器人，以下哪種防水和密封設(shè)計以及材料選擇是關(guān)鍵的？（）A.橡膠密封圈與不銹鋼外殼B.塑料外殼與膠水密封C.玻璃纖維外殼與硅膠密封D.不做特殊處理請詳細(xì)說明每個選項在水下環(huán)境中的防水性能和可靠性11、在ROS環(huán)境中，對于機器人的故障診斷和錯誤處理，需要一種有效的機制來檢測和報告異常情況。假設(shè)機器人在運行過程中出現(xiàn)硬件故障或軟件錯誤，以下哪種方法能夠及時發(fā)現(xiàn)并通知相關(guān)人員？（）A.定期人工檢查B.依靠機器人自動恢復(fù)，不進(jìn)行報告C.使用ROS的日志系統(tǒng)和監(jiān)控工具D.忽略故障，繼續(xù)運行12、機器人的定位精度對于許多任務(wù)至關(guān)重要。假設(shè)一個機器人需要在高精度制造環(huán)境中進(jìn)行操作，定位誤差要求在毫米級別以下。以下哪種定位技術(shù)能夠滿足這種高精度要求？（）A.GPS定位B.激光跟蹤定位C.視覺定位D.慣性導(dǎo)航定位13、在ROS中，進(jìn)行機器人的路徑規(guī)劃和避障算法的性能評估時，假設(shè)要比較不同算法在不同場景下的效果。以下關(guān)于評估指標(biāo)和實驗設(shè)計的描述，正確的是：（）A.只考慮路徑長度作為評估指標(biāo)，簡單直觀B.綜合考慮路徑長度、時間消耗、安全性等多個指標(biāo)，并設(shè)計多樣化的實驗場景C.隨機選擇評估指標(biāo)和實驗場景，不進(jìn)行系統(tǒng)性的比較D.評估指標(biāo)和實驗設(shè)計對算法比較沒有影響14、ROS中的服務(wù)（Service）通信模式常用于請求-響應(yīng)類型的交互。假設(shè)有一個機器人的導(dǎo)航節(jié)點提供了一個獲取當(dāng)前位置的服務(wù)，其他節(jié)點可以向其發(fā)送請求并獲取響應(yīng)。以下關(guān)于ROS服務(wù)通信的描述，哪一項是不正確的？（）A.服務(wù)通信是一對一的，即一個服務(wù)請求只能由一個服務(wù)提供者響應(yīng)B.服務(wù)請求和響應(yīng)的數(shù)據(jù)類型是在定義服務(wù)時確定的，并且在通信過程中不能更改C.服務(wù)通信的響應(yīng)時間通常比話題通信更快，因為它是直接的請求-響應(yīng)模式D.多個服務(wù)請求可以同時發(fā)送給同一個服務(wù)提供者，服務(wù)提供者會按照發(fā)送的順序依次處理15、當(dāng)為機器人設(shè)計視覺感知系統(tǒng)時，需要考慮多種因素。假設(shè)機器人需要在不同光照條件下準(zhǔn)確識別物體。以下哪種圖像處理技術(shù)對于解決光照變化對物體識別的影響最為有效？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測C.圖像濾波D.圖像分割16、在使用ROS進(jìn)行機器人軟件開發(fā)時，需要進(jìn)行版本控制。假設(shè)一個團隊在開發(fā)一個復(fù)雜的機器人項目，以下哪種版本控制系統(tǒng)在ROS開發(fā)中常用？（）A.GitB.SVNC.CVSD.Mercurial17、在ROS中，當(dāng)需要同時處理多個具有不同頻率的傳感器數(shù)據(jù)時，以下哪種技術(shù)可以用于同步這些數(shù)據(jù)？（）A.硬件同步B.軟件定時器C.消息過濾器D.數(shù)據(jù)緩存18、機器人的視覺系統(tǒng)在不同光照條件下可能會出現(xiàn)性能下降。假設(shè)機器人需要在戶外環(huán)境中工作，白天和夜晚的光照差異較大。以下哪種方法能夠提高視覺系統(tǒng)在不同光照條件下的穩(wěn)定性和適應(yīng)性？（）A.多光源照明B.自動曝光和白平衡調(diào)整C.光照不變特征提取D.以上方法均可19、在ROS中，當(dāng)需要對機器人的行為進(jìn)行決策時，通常會使用有限狀態(tài)機（FiniteStateMachine）。假設(shè)機器人在巡邏任務(wù)中有巡邏、發(fā)現(xiàn)異常和返回基地等狀態(tài)，以下關(guān)于有限狀態(tài)機的描述，正確的是？（）A.狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是隨機的，不受任何條件約束B.有限狀態(tài)機只能處理簡單的任務(wù)，不適合復(fù)雜的決策邏輯C.可以通過定義狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件和動作來實現(xiàn)機器人的行為決策D.有限狀態(tài)機的性能會隨著狀態(tài)數(shù)量的增加而顯著下降20、在ROS中，對于機器人的任務(wù)調(diào)度和資源分配，需要考慮多個并發(fā)的任務(wù)和有限的計算資源。假設(shè)有多個不同優(yōu)先級的任務(wù)同時請求資源，以下哪種調(diào)度策略能夠更好地平衡系統(tǒng)性能和任務(wù)的及時性？（）A.先到先服務(wù)調(diào)度B.優(yōu)先級調(diào)度C.隨機調(diào)度D.平均分配資源調(diào)度二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述ROS中的調(diào)試工具和技巧。2、（本題5分）解釋ROS中的環(huán)境監(jiān)測機器人中的傳感器選擇。3、（本題5分）解釋ROS中的物理研究機器人中的運動控制策略。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）創(chuàng)建一個在ROS中的龍蝦種苗養(yǎng)殖場種苗分揀與計數(shù)機器人的高效分揀與準(zhǔn)確計數(shù)系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS中為物流配送機器人設(shè)計一個包裹識別和投遞系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS中構(gòu)建一個海膽?zhàn)B殖場海膽采摘機器人的精準(zhǔn)采摘與防護系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS設(shè)計一個農(nóng)田灌溉機器人的精準(zhǔn)灌溉與水量控制系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個茶園采茶機器人的嫩葉識別與采摘系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）考慮一個基于R