上海電子信息職業(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)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、在ROS中，當(dāng)需要實現(xiàn)機器人與外部設(shè)備（如其他計算機、移動設(shè)備）的遠(yuǎn)程通信和控制時，以下哪種技術(shù)或協(xié)議能夠提供可靠和高效的解決方案？同時要考慮安全性和跨平臺的需求。A.HTTP協(xié)議B.SSH協(xié)議C.MQTT協(xié)議D.FTP協(xié)議2、在ROS中，當(dāng)需要處理大量的機器人數(shù)據(jù)時，以下哪種數(shù)據(jù)存儲方式可能最為適合？（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫B.NoSQL數(shù)據(jù)庫C.文件系統(tǒng)D.內(nèi)存數(shù)據(jù)庫3、ROS中的服務(wù)服務(wù)器（ServiceServer）需要實現(xiàn)以下哪些函數(shù)？（）（）A.處理請求的函數(shù)B.發(fā)送響應(yīng)的函數(shù)C.兩者皆有D.以上都不是4、在ROS環(huán)境下，為了實現(xiàn)機器人的多模態(tài)感知融合，例如將視覺、聽覺和觸覺信息結(jié)合起來，需要選擇合適的融合算法和框架。以下哪種融合方法和框架可能會被應(yīng)用？（）A.基于卡爾曼濾波的多傳感器融合B.基于深度學(xué)習(xí)的特征融合C.基于模糊邏輯的信息融合D.以上都有可能5、在ROS中，進行機器人的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用開發(fā)時，需要將深度學(xué)習(xí)模型與ROS系統(tǒng)進行集成。假設(shè)一個基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物體識別模型需要在ROS中運行，以實現(xiàn)機器人對環(huán)境中物體的識別。以下關(guān)于ROS與深度學(xué)習(xí)集成的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用ROS的消息傳遞機制將圖像數(shù)據(jù)傳遞給深度學(xué)習(xí)模型B.深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練可以在ROS系統(tǒng)內(nèi)部完成，無需外部工具C.訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型可以作為一個ROS節(jié)點進行部署和運行D.可以使用ROS的參數(shù)服務(wù)器來存儲和管理深度學(xué)習(xí)模型的參數(shù)6、在ROS系統(tǒng)中，要實現(xiàn)機器人的自適應(yīng)控制，能夠根據(jù)環(huán)境變化和任務(wù)需求自動調(diào)整控制參數(shù)。以下哪種技術(shù)和算法的結(jié)合最適合實現(xiàn)這種自適應(yīng)控制功能？（）A.強化學(xué)習(xí)與模型預(yù)測控制B.遺傳算法與模糊控制C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID控制D.不實現(xiàn)自適應(yīng)控制，使用固定參數(shù)7、ROS中的服務(wù)響應(yīng)（ServiceResponse）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是8、在基于ROS的機器人音頻處理系統(tǒng)中，當(dāng)需要從嘈雜環(huán)境中準(zhǔn)確提取有用聲音信息時，以下哪種音頻處理技術(shù)可能是最有效的？（）A.波束形成B.音頻降噪C.頻譜分析D.音頻壓縮請分別解釋每個音頻處理技術(shù)在提取有用聲音信息方面的作用和適用場景9、在ROS控制的機器人系統(tǒng)中，如果電源管理不當(dāng)，可能會引發(fā)什么問題？（）A.機器人突然斷電，任務(wù)中斷B.機器人續(xù)航能力增強C.對系統(tǒng)運行沒有影響D.系統(tǒng)自動節(jié)能10、在使用ROS進行機器人開發(fā)時，常常需要對機器人的傳感器數(shù)據(jù)進行處理和融合。假設(shè)有一個機器人配備了激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測量單元（IMU）等多種傳感器，需要將這些傳感器的數(shù)據(jù)進行整合以獲得更準(zhǔn)確的環(huán)境感知。在這個過程中，以下哪種技術(shù)或方法可能不是必需的？（）A.卡爾曼濾波B.深度學(xué)習(xí)中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)C.數(shù)據(jù)壓縮算法D.坐標(biāo)變換11、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12、在機器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機器人目標(biāo)位置信息的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_goalB./goal/robotC./target/robotD.以上都不是13、在機器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點（Node）是重要的組成部分。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)中有多個功能模塊，如傳感器數(shù)據(jù)采集、運動控制、路徑規(guī)劃等，每個模塊作為一個獨立的節(jié)點運行。當(dāng)一個節(jié)點需要向另一個節(jié)點發(fā)送消息時，通常使用以下哪種通信機制？（）A.話題（Topic）通信，發(fā)布者發(fā)布消息，訂閱者接收消息B.服務(wù)（Service）通信，客戶端發(fā)送請求，服務(wù)器響應(yīng)請求C.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer），用于存儲和共享全局參數(shù)D.動作（Action）通信，支持長時間的任務(wù)執(zhí)行和反饋14、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個具有語音交互功能的機器人時，需要選擇一種合適的語音識別和合成引擎，并與ROS系統(tǒng)進行集成。假設(shè)要考慮識別準(zhǔn)確率、合成質(zhì)量和與ROS的兼容性，以下哪個選項是最優(yōu)的？（）A.開源的語音引擎，如CMUSphinxB.商業(yè)的語音引擎，如NuanceC.自行開發(fā)語音引擎D.不集成語音功能，使用文本輸入15、在使用ROS開發(fā)機器人的過程中，需要對機器人的模型進行參數(shù)校準(zhǔn)和優(yōu)化。以下哪種方法能夠基于實際測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地調(diào)整模型參數(shù)？（）A.手動試錯法B.基于遺傳算法的優(yōu)化C.隨機設(shè)置參數(shù)D.不進行參數(shù)校準(zhǔn)，使用默認(rèn)值二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋ROS中的通信加密和認(rèn)證方法。2、（本題5分）解釋ROS中的林業(yè)撫育機器人中的修枝策略。3、（本題5分）ROS中的目標(biāo)分配算法。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在造紙工廠中，機器人參與紙漿攪拌、紙張成型和質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié)。綜合分析機器人操作系統(tǒng)在紙漿濃度控制、成型模具調(diào)整、質(zhì)量缺陷識別和生產(chǎn)流程協(xié)調(diào)方面的技術(shù)要點，探討操作系統(tǒng)如何提升造紙生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。2、（本題5分）對于一個使用ROS的考古遺址挖掘保護機器人項目，負(fù)責(zé)精細(xì)挖掘和文物保護。仔細(xì)分析ROS在遺址地層識別、文物輕柔挖掘、環(huán)境數(shù)據(jù)記錄以及歷史文化保護方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對措施。3、（本題5分）機器人操作系統(tǒng)在電子制造行業(yè)的應(yīng)用有助于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。請深入綜合分析其在芯片貼片、電路板檢測、電子產(chǎn)品組裝等環(huán)節(jié)的技術(shù)實現(xiàn)，研究電子制造機器人在應(yīng)對微小零件操作和高精度要求方面的優(yōu)勢，以及在快速更新的電子制造技術(shù)中的適應(yīng)性和升級策略。4、（本題5分）對于具有自適應(yīng)抓取功能的機器人，ROS在物體識別、抓取策略和力控制方面面臨挑戰(zhàn)。請深入綜合分析ROS中的技術(shù)實現(xiàn)和優(yōu)化方案。5、（本題5分）對于一個使用ROS的機場跑道巡檢機器人系統(tǒng)，負(fù)責(zé)檢查跑道的平整度和異物。全面分析ROS在高速移動環(huán)境適應(yīng)、檢測精度要求、異物識別以及數(shù)據(jù)實時傳輸方面的重點和難點。四、設(shè)計題（本大題