江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器人技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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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30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點(diǎn)（Node）是基本的計(jì)算單元。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)不同的任務(wù)，如傳感器數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)控制和路徑規(guī)劃等。當(dāng)一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)需要與已存在的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，通常會(huì)使用以下哪種方式？（）A.共享內(nèi)存B.消息隊(duì)列C.發(fā)布/訂閱（Publish/Subscribe）模式D.遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）2、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人導(dǎo)航狀態(tài)信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/PathB.nav_msgs/OdometryC.nav_msgs/StatusD.以上都不是3、在ROS控制的機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)中，如果訓(xùn)練模式設(shè)置不合理，會(huì)對患者的康復(fù)效果產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.康復(fù)效果不佳或產(chǎn)生副作用B.加速康復(fù)進(jìn)程C.系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整訓(xùn)練模式D.對康復(fù)沒有影響4、ROS中的啟動(dòng)文件（LaunchFile）用于方便地啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)有多個(gè)相互依賴的節(jié)點(diǎn)需要啟動(dòng)，以下關(guān)于啟動(dòng)文件編寫的原則，正確的是：（）A.將所有節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)命令都寫在一個(gè)啟動(dòng)文件中，便于管理B.按照功能模塊將相關(guān)節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)命令分組寫在不同的啟動(dòng)文件中C.啟動(dòng)文件越簡單越好，只啟動(dòng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)D.啟動(dòng)文件的編寫方式對系統(tǒng)啟動(dòng)沒有影響5、ROS中的機(jī)器人仿真在開發(fā)和測試中起著重要作用。假設(shè)要對一個(gè)新設(shè)計(jì)的機(jī)器人進(jìn)行性能評估和算法驗(yàn)證，需要在仿真環(huán)境中模擬其與真實(shí)世界的交互。以下哪種ROS支持的仿真工具和環(huán)境最能逼真地模擬機(jī)器人的行為和環(huán)境反饋？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.自行開發(fā)簡單的仿真程序6、在一個(gè)基于ROS的農(nóng)業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物的識別、定位和采摘。為了完成這些任務(wù)，以下哪種技術(shù)和方法可能會(huì)被用到？（）A.機(jī)器視覺和圖像分割B.精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和機(jī)械臂控制C.作物生長模型和決策算法D.以上都有可能7、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)具有人機(jī)交互功能的機(jī)器人時(shí)，需要選擇一種合適的用戶界面（UI）框架來實(shí)現(xiàn)與用戶的通信和控制指令輸入。假設(shè)要考慮界面的美觀性、易用性和與ROS系統(tǒng)的集成性，以下哪個(gè)UI框架是較好的選擇？（）A.QtB.TkinterC.GTK+D.wxWidgets8、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人仿真時(shí)，需要選擇一個(gè)合適的仿真環(huán)境來模擬真實(shí)的物理世界和機(jī)器人行為。假設(shè)要考慮多種物理效果、碰撞檢測和傳感器模擬的準(zhǔn)確性，以下哪個(gè)仿真工具在ROS中是最適合的？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.Unity9、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)精確操作的關(guān)鍵。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人手臂需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的裝配任務(wù)，要求高精度的位置和姿態(tài)控制。以下哪種控制方法能夠更好地滿足這種需求，同時(shí)處理系統(tǒng)中的不確定性和干擾？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模型預(yù)測控制（MPC）C.自適應(yīng)控制D.模糊控制10、在基于ROS的機(jī)器人系統(tǒng)中，當(dāng)需要對多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合以獲得更準(zhǔn)確和全面的環(huán)境感知時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)融合方法通常是首選？（）A.加權(quán)平均法B.卡爾曼濾波C.貝葉斯估計(jì)D.簡單拼接請分別闡述每個(gè)選項(xiàng)在多傳感器數(shù)據(jù)融合中的原理和適用場景11、在ROS中，機(jī)器人的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)對于用戶操作和監(jiān)控機(jī)器人非常重要。假設(shè)需要為一個(gè)工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)直觀易用的人機(jī)交互界面。以下關(guān)于ROS人機(jī)交互界面的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用Qt等圖形庫來開發(fā)人機(jī)交互界面B.人機(jī)交互界面應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)顯示機(jī)器人的狀態(tài)和數(shù)據(jù)C.用戶的操作指令可以通過人機(jī)交互界面直接發(fā)送給ROS節(jié)點(diǎn)D.人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)不需要考慮用戶的使用習(xí)慣和工作流程12、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個(gè)用于極地考察的機(jī)器人，需要應(yīng)對極寒、大風(fēng)和低光照等極端環(huán)境。以下哪種技術(shù)和裝備可能會(huì)被用于極地機(jī)器人？（）A.耐寒材料和保溫結(jié)構(gòu)B.抗風(fēng)設(shè)計(jì)和能源存儲C.低光照視覺系統(tǒng)和導(dǎo)航設(shè)備D.以上都有可能13、當(dāng)使用ROS控制一個(gè)人形機(jī)器人進(jìn)行行走和動(dòng)作模仿時(shí)，需要考慮復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)和平衡控制。以下哪種方法和技術(shù)可能會(huì)被用于人形機(jī)器人的控制？（）A.零力矩點(diǎn)控制B.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制C.全身運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和協(xié)同控制D.以上都有可能14、ROS中的參數(shù)服務(wù)器可以存儲全局參數(shù)。當(dāng)參數(shù)數(shù)量過多時(shí)，如何提高參數(shù)的查找和訪問效率？（）A.對參數(shù)進(jìn)行分類和索引B.使用高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲參數(shù)C.定期清理不必要的參數(shù)D.以上方法都可以15、ROS中的機(jī)器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關(guān)節(jié)信息C.傳感器信息D.以上都是16、當(dāng)使用ROS開發(fā)一個(gè)用于教育的機(jī)器人時(shí)，需要考慮用戶友好的編程接口和教學(xué)功能。以下哪種編程模式和教學(xué)工具可能會(huì)被集成到機(jī)器人系統(tǒng)中？（）A.圖形化編程和互動(dòng)式教學(xué)課程B.腳本編程和虛擬實(shí)驗(yàn)室C.基于Python的編程和案例庫D.以上都有可能17、對于ROS中的機(jī)器人視覺目標(biāo)跟蹤，以下哪種算法能夠適應(yīng)目標(biāo)的外觀變化和遮擋情況？（）A.基于特征的跟蹤B.基于模型的跟蹤C(jī).基于深度學(xué)習(xí)的跟蹤D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人需要在復(fù)雜場景中持續(xù)跟蹤移動(dòng)的目標(biāo)，目標(biāo)可能會(huì)發(fā)生形狀、顏色等外觀變化，并且可能會(huì)被其他物體遮擋，上述哪種目標(biāo)跟蹤算法能夠更好地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，并解釋其在ROS中的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化方法18、在ROS系統(tǒng)中，對于機(jī)器人的動(dòng)態(tài)建模和仿真，以下哪種工具或軟件包可能是最常用的？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.OpenRAVE請分別介紹每個(gè)選項(xiàng)的特點(diǎn)和在機(jī)器人動(dòng)態(tài)建模與仿真中的應(yīng)用廣泛性19、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的感知融合時(shí)，需要處理不同傳感器的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和校準(zhǔn)問題。假設(shè)傳感器的安裝位置和方向存在偏差，以下哪種方法能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行坐標(biāo)系校準(zhǔn)？（）A.手動(dòng)測量和計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)B.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自動(dòng)校準(zhǔn)C.不進(jìn)行校準(zhǔn)，直接使用原始數(shù)據(jù)D.隨機(jī)設(shè)置校準(zhǔn)參數(shù)20、ROS支持分布式機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)。假設(shè)一個(gè)分布式機(jī)器人系統(tǒng)由多個(gè)通過網(wǎng)絡(luò)連接的機(jī)器人組成，以下關(guān)于分布式通信和同步的描述，正確的是：（）A.依賴ROS的默認(rèn)通信機(jī)制，無需特殊處理分布式同步問題B.使用時(shí)間同步協(xié)議，確保各個(gè)機(jī)器人的時(shí)間基準(zhǔn)一致C.忽略分布式環(huán)境中的通信延遲和丟包，對系統(tǒng)性能影響不大D.分布式機(jī)器人系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)有效的通信和同步21、在使用ROS開發(fā)水下機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，需要考慮水的阻力和浮力等特殊因素。以下關(guān)于模型建立和控制算法調(diào)整的描述，正確的是：（）A.直接使用通用的機(jī)器人模型和控制算法，忽略水下環(huán)境的影響B(tài).在通用模型的基礎(chǔ)上，增加水動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行修正C.開發(fā)全新的水下機(jī)器人專用模型和控制算法D.水下環(huán)境對機(jī)器人系統(tǒng)影響不大，無需特殊處理22、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人之間的通信和協(xié)作，以完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，例如在倉庫中進(jìn)行貨物搬運(yùn)和分揀，以下哪種通信機(jī)制最為關(guān)鍵？（）A.主題通信B.服務(wù)通信C.動(dòng)作通信D.參數(shù)服務(wù)器23、機(jī)器人的視覺系統(tǒng)在不同光照條件下可能會(huì)出現(xiàn)性能下降。假設(shè)機(jī)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(dòng)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24、在一個(gè)基于ROS的醫(yī)療機(jī)器人項(xiàng)目中，需要確保機(jī)器人操作的安全性和精度，同時(shí)符合醫(yī)療法規(guī)要求。以下哪種安全機(jī)制和認(rèn)證方法可能會(huì)被用于醫(yī)療機(jī)器人？（）A.安全監(jiān)控系統(tǒng)和風(fēng)險(xiǎn)評估B.精度校準(zhǔn)和驗(yàn)證測試C.醫(yī)療設(shè)備認(rèn)證和法規(guī)遵循D.以上都有可能25、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)需要長期運(yùn)行的機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。假設(shè)機(jī)器人需要在無人值守的情況下連續(xù)工作數(shù)周甚至數(shù)月。以下哪種措施和技術(shù)的應(yīng)用能夠最大程度地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性？（）A.增加硬件冗余和軟件容錯(cuò)機(jī)制B.定期重啟系統(tǒng)和更新軟件C.不采取任何特別措施，依靠系統(tǒng)自身D.減少功能模塊，降低系統(tǒng)復(fù)雜度26、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動(dòng)Gazebo模擬器的命令是？（）（）A.gazeboB.roslaunchgazebo_rosempty_world.launchC.rosrungazebo_rosgazeboD.以上都不是27、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）使用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲參數(shù)？（）（）A.字典B.列表C.數(shù)組D.樹28、當(dāng)在ROS中集成第三方庫時(shí)，如果庫的許可證不兼容，會(huì)產(chǎn)生什么法律風(fēng)險(xiǎn)？（）A.可能面臨侵權(quán)訴訟B.性能提升C.沒有風(fēng)險(xiǎn)D.系統(tǒng)更安全29、假設(shè)在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的服務(wù)機(jī)器人項(xiàng)目中，需要根據(jù)不同的場景和用戶需求動(dòng)態(tài)配置機(jī)器人的行為參數(shù)。以下哪種方法能夠在運(yùn)行時(shí)靈活地修改這些參數(shù)，而無需重新編譯代碼？（）A.將參數(shù)硬編碼在程序中B.使用配置文件，并在運(yùn)行時(shí)讀取C.通過ROS的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）D.不支持參數(shù)修改，每次重新編譯30、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點(diǎn)（Node）是基本的計(jì)算單元。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)不同的任務(wù)，如傳感器數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)控制和路徑規(guī)劃等。當(dāng)這些節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行通信時(shí)，通常會(huì)使用ROS提供的某種機(jī)制。以下關(guān)于ROS節(jié)點(diǎn)通信方式的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.節(jié)點(diǎn)之間通過共享內(nèi)存進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)交換B.節(jié)點(diǎn)之間使用基于TCP/IP的套接字通信C.節(jié)點(diǎn)通過發(fā)布/訂閱（Publish/Subscribe）模式和服務(wù)（Service）模式進(jìn)行通信D.節(jié)點(diǎn)之間的通信必須通過中央服務(wù)器進(jìn)行中轉(zhuǎn)二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）假設(shè)要開發(fā)一個(gè)ROS操控的沙漠探險(xiǎn)機(jī)器人，能夠在惡劣的沙漠環(huán)境中進(jìn)行資源勘探和環(huán)境監(jiān)測。深入分析ROS在高溫沙塵防護(hù)、地形穿越、能源供應(yīng)以及遠(yuǎn)程通信方面的關(guān)鍵技術(shù)和難題。2、（本題5分）在一個(gè)半導(dǎo)體制造工廠，ROS被用于控制機(jī)器人進(jìn)行芯片搬運(yùn)和檢測。請?jiān)敿?xì)分析如何利用ROS實(shí)現(xiàn)高精度操作、靜電防護(hù)、無塵環(huán)境適應(yīng)以及與生產(chǎn)流程的緊密配合，同時(shí)應(yīng)對可能的故障和精度挑戰(zhàn)。3、（本題5分）當(dāng)機(jī)器人應(yīng)用于能源領(lǐng)域的勘探、開采和輸送等任務(wù)時(shí)，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)高效的能源利用、安全監(jiān)控和故障診斷，以及如何適應(yīng)不同能源類型和工作環(huán)境的要求。4、（本題5分）在機(jī)器人集群協(xié)作中，如大規(guī)模的無人機(jī)編隊(duì)飛行，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)高效的任務(wù)分配、信息共享和協(xié)同控制，以及如何保證整個(gè)集群的穩(wěn)定性和魯棒性。5、（本題5分）當(dāng)機(jī)器人應(yīng)用于文化藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域，如繪畫、音樂演奏等，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意表達(dá)、藝術(shù)感知和與人類藝術(shù)家的互動(dòng)，以及如何突破技術(shù)限制展現(xiàn)獨(dú)特的藝術(shù)風(fēng)格。三、