內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器人建模與仿真》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《機(jī)器人建模與仿真》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的語(yǔ)音交互模塊時(shí)，需要進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別和合成。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確率的語(yǔ)音識(shí)別和自然流暢的語(yǔ)音合成，以下哪種技術(shù)組合可能最合適？（）A.使用傳統(tǒng)的隱馬爾可夫模型（HMM）進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，文語(yǔ)轉(zhuǎn)換（TTS）技術(shù)進(jìn)行語(yǔ)音合成B.采用深度學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音合成模型C.依賴開源的語(yǔ)音識(shí)別和合成庫(kù)，不進(jìn)行定制優(yōu)化D.以上技術(shù)組合都不合適，需要自行研發(fā)全新的技術(shù)2、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。假設(shè)一個(gè)大型機(jī)器人項(xiàng)目包含多個(gè)功能模塊，以下關(guān)于包的劃分和管理原則，正確的是：（）A.將所有功能放在一個(gè)大包中，方便統(tǒng)一管理和編譯B.按照功能相關(guān)性將代碼拆分成多個(gè)小包，提高代碼的可維護(hù)性和可復(fù)用性C.包的數(shù)量越少越好，以減少系統(tǒng)的復(fù)雜性D.包的劃分隨意，對(duì)項(xiàng)目開發(fā)沒有太大影響3、ROS中的機(jī)器人安全機(jī)制至關(guān)重要，特別是在與人類密切接觸或在危險(xiǎn)環(huán)境中工作的機(jī)器人。假設(shè)機(jī)器人需要避免對(duì)人類造成傷害或?qū)Νh(huán)境造成破壞。以下哪種安全策略和防護(hù)措施的實(shí)施最為重要？（）A.速度和力量限制、碰撞檢測(cè)和緊急停止功能B.安裝防護(hù)欄和警示標(biāo)志C.不考慮安全問題，只關(guān)注功能實(shí)現(xiàn)D.依靠人類操作人員的警惕性4、當(dāng)機(jī)器人需要與人類進(jìn)行緊密交互時(shí)，安全性和舒適性是重要考慮因素。假設(shè)一個(gè)服務(wù)機(jī)器人在為人類提供幫助時(shí)，需要避免對(duì)人類造成傷害，并提供友好的交互體驗(yàn)。以下哪種設(shè)計(jì)原則和技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.柔軟的外殼材料B.速度和力量限制C.人類感知檢測(cè)D.以上都是5、在開發(fā)基于ROS的機(jī)器人視覺應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)圖像進(jìn)行處理和分析。假設(shè)要從攝像頭獲取的圖像中識(shí)別特定的物體，并計(jì)算其位置和姿態(tài)。以下哪種計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和ROS工具的組合最能有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.使用傳統(tǒng)的圖像處理算法和OpenCV庫(kù)B.基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)模型和相關(guān)的ROS接口C.依賴硬件加速的視覺處理模塊D.不使用任何專門的視覺技術(shù)，僅通過(guò)人工觀察圖像6、當(dāng)為機(jī)器人設(shè)計(jì)視覺感知系統(tǒng)時(shí)，需要考慮多種因素。假設(shè)機(jī)器人需要在不同光照條件下準(zhǔn)確識(shí)別物體。以下哪種圖像處理技術(shù)對(duì)于解決光照變化對(duì)物體識(shí)別的影響最為有效？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測(cè)C.圖像濾波D.圖像分割7、ROS中的服務(wù)服務(wù)器（ServiceServer）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些函數(shù)？（）（）A.處理請(qǐng)求的函數(shù)B.發(fā)送響應(yīng)的函數(shù)C.兩者皆有D.以上都不是8、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲(chǔ)和管理全局參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要訪問相同的配置參數(shù)，以下關(guān)于參數(shù)服務(wù)器使用的描述，正確的是：（）A.每個(gè)節(jié)點(diǎn)都應(yīng)該獨(dú)立存儲(chǔ)參數(shù)，避免依賴參數(shù)服務(wù)器，以提高可靠性B.參數(shù)服務(wù)器能夠方便地實(shí)現(xiàn)參數(shù)的共享和動(dòng)態(tài)修改，適合這種多節(jié)點(diǎn)訪問的情況C.參數(shù)服務(wù)器會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量減少使用，通過(guò)消息傳遞參數(shù)D.參數(shù)服務(wù)器只適用于存儲(chǔ)少量關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)于大量參數(shù)不適用9、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的同步通信時(shí)，以下哪種機(jī)制通常被采用？（）A.話題（Topic）B.服務(wù)（Service）C.動(dòng)作（Action）D.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人傳感器節(jié)點(diǎn)需要在特定時(shí)間間隔內(nèi)同步發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，上述哪種通信機(jī)制能夠更好地滿足這種嚴(yán)格的同步需求，并說(shuō)明其工作原理和優(yōu)勢(shì)10、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的動(dòng)態(tài)模型辨識(shí)，以下哪種方法能夠有效地估計(jì)模型參數(shù)？（）A.最小二乘法B.極大似然估計(jì)C.遞推最小二乘法D.粒子群優(yōu)化算法。假設(shè)需要根據(jù)機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)辨識(shí)其動(dòng)態(tài)模型的參數(shù)，如質(zhì)量、慣性矩等，上述哪種方法在準(zhǔn)確性和計(jì)算效率上更有優(yōu)勢(shì)，并詳細(xì)介紹其在ROS中的應(yīng)用步驟11、對(duì)于ROS中的機(jī)器人軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，以下哪種設(shè)計(jì)模式常用于提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.插件架構(gòu)D.事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。假設(shè)機(jī)器人的功能不斷增加和更新，需要一種靈活的架構(gòu)來(lái)方便地添加新的模塊和功能，同時(shí)不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的穩(wěn)定性，上述哪種設(shè)計(jì)模式能夠更好地滿足這一需求，并闡述其在ROS中的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)12、ROS中的啟動(dòng)文件（LaunchFile）用于一次性啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。當(dāng)啟動(dòng)文件中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，以下哪種處理方式是合適的？（）A.停止整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程B.忽略故障節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)啟動(dòng)其他節(jié)點(diǎn)C.嘗試重新啟動(dòng)故障節(jié)點(diǎn)D.以上方式都可以，根據(jù)具體情況選擇13、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人路徑規(guī)劃時(shí)，需要考慮環(huán)境中的動(dòng)態(tài)障礙物。以下哪種方法可以有效地應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物？（）A.實(shí)時(shí)重新規(guī)劃路徑B.預(yù)測(cè)障礙物的運(yùn)動(dòng)軌跡C.結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行局部避障D.以上方法都需要14、ROS支持機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。假設(shè)需要在遠(yuǎn)程位置對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)操作和狀態(tài)查看。以下哪種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)方式在安全性和穩(wěn)定性方面最為可靠？（）A.通過(guò)VPN建立安全連接B.使用公共網(wǎng)絡(luò)直接連接C.依賴第三方的遠(yuǎn)程控制平臺(tái)D.不進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控15、在ROS中開發(fā)機(jī)器人的語(yǔ)音交互功能時(shí)，如果語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確率較低，會(huì)對(duì)用戶體驗(yàn)產(chǎn)生什么影響？（）A.用戶難以與機(jī)器人有效溝通B.機(jī)器人自主學(xué)習(xí)提高準(zhǔn)確率C.用戶體驗(yàn)不受影響D.系統(tǒng)性能提升16、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲(chǔ)和共享全局參數(shù)。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)嘗試修改同一個(gè)參數(shù)時(shí)，以下哪種處理方式是正確的？（）A.最后修改的節(jié)點(diǎn)生效B.第一個(gè)修改的節(jié)點(diǎn)生效C.隨機(jī)選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)的修改生效D.所有修改都被拒絕，保持參數(shù)不變17、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個(gè)用于空間探索的機(jī)器人，需要應(yīng)對(duì)極端的溫度、輻射和通信延遲等問題。以下哪種技術(shù)和設(shè)計(jì)方法可能有助于解決這些挑戰(zhàn)？（）A.熱防護(hù)設(shè)計(jì)和抗輻射電子設(shè)備B.自主決策算法和深空通信協(xié)議C.能源管理系統(tǒng)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)D.以上都有可能18、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和實(shí)時(shí)性，常常需要進(jìn)行優(yōu)化。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的計(jì)算量較大，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)延遲，以下關(guān)于優(yōu)化的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化，減少計(jì)算復(fù)雜度B.使用多線程或多進(jìn)程技術(shù)并行處理任務(wù)，提高效率C.減少節(jié)點(diǎn)之間的通信數(shù)據(jù)量，避免不必要的消息傳遞D.優(yōu)化只需要關(guān)注軟件層面，硬件性能對(duì)系統(tǒng)性能沒有影響19、ROS中的服務(wù)（Service）通常用于實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的請(qǐng)求-響應(yīng)通信模式?？紤]一個(gè)機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)提供路徑規(guī)劃服務(wù)，另一個(gè)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求路徑規(guī)劃。如果服務(wù)響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)，等待響應(yīng)B.機(jī)器人自行選擇隨機(jī)路徑前進(jìn)C.系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用的路徑規(guī)劃算法D.機(jī)器人按照之前的路徑繼續(xù)前進(jìn)20、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的動(dòng)態(tài)環(huán)境適應(yīng)能力，以下哪種技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)更新地圖和規(guī)劃路徑？（）A.即時(shí)定位與地圖構(gòu)建（SLAM）B.動(dòng)態(tài)窗口法C.基于采樣的規(guī)劃D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人在動(dòng)態(tài)環(huán)境中運(yùn)行，環(huán)境中的障礙物可能會(huì)移動(dòng)或出現(xiàn)新的障礙物，需要實(shí)時(shí)調(diào)整地圖和路徑規(guī)劃，上述哪種技術(shù)能夠提供更快速和有效的適應(yīng)能力，并闡述其在ROS中的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說(shuō)明ROS中的藥物研發(fā)科學(xué)管理機(jī)器人中的管理科學(xué)性體現(xiàn)。2、（本題5分）說(shuō)明ROS中的水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料投放機(jī)器人中的投放量控制。3、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)機(jī)器人中的保護(hù)措施執(zhí)行。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人的自主越障系統(tǒng)，能夠跨越不同高度和類型的障礙物。2、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤移動(dòng)的目標(biāo)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于ROS的蜈蚣養(yǎng)殖場(chǎng)蜈蚣收集機(jī)器人的高效收集與防護(hù)系統(tǒng)。4、（本題5分）在ROS中構(gòu)建一個(gè)靈芝養(yǎng)殖場(chǎng)靈芝監(jiān)測(cè)與采摘機(jī)器人的生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)與采摘系統(tǒng)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃算法，使其能夠在復(fù)雜環(huán)境中避開障礙物并到達(dá)指定目標(biāo)點(diǎn)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）在鐵路軌道檢測(cè)中，機(jī)器人需要在高速運(yùn)行的軌道上進(jìn)行