上海工程技術(shù)大學(xué)《機器人技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁上海工程技術(shù)大學(xué)《機器人技術(shù)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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中的動態(tài)重新配置（DynamicReconfigure）功能允許在運行時修改節(jié)點的參數(shù)。假設(shè)一個機器人的運動速度參數(shù)需要根據(jù)環(huán)境實時調(diào)整，以下關(guān)于動態(tài)重新配置的描述，正確的是？（）A.動態(tài)重新配置只能在節(jié)點啟動前進行設(shè)置，運行時無法修改B.可以通過圖形界面或命令行工具進行參數(shù)的動態(tài)修改C.動態(tài)重新配置會導(dǎo)致節(jié)點重新初始化，影響系統(tǒng)性能D.不是所有的參數(shù)都支持動態(tài)重新配置，需要在代碼中特別指定2、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3、在機器人的控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)存在外部干擾和模型不確定性。以下哪種反饋方式能夠更好地應(yīng)對這些情況，提高系統(tǒng)的魯棒性？（）A.位置反饋B.速度反饋C.加速度反饋D.力反饋4、ROS中的參數(shù)調(diào)優(yōu)對于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。如果關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置過于保守，會導(dǎo)致什么結(jié)果？（）A.系統(tǒng)性能無法充分發(fā)揮B.系統(tǒng)穩(wěn)定性提高C.資源消耗降低D.系統(tǒng)適應(yīng)性增強5、當在ROS中開發(fā)一個需要長時間持續(xù)運行的機器人應(yīng)用，以下哪種電源管理策略能夠確保電源的穩(wěn)定供應(yīng)和延長電池壽命？（）A.智能充電控制B.動態(tài)電源切換C.低功耗模式設(shè)置D.不進行電源管理請分別說明每個選項在電源管理方面的特點和效果6、在機器人的軌跡規(guī)劃中，需要同時滿足運動學(xué)和動力學(xué)約束。假設(shè)一個機械臂需要以最短時間完成一個復(fù)雜的軌跡，同時要保證關(guān)節(jié)力矩不超過限制。以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠有效地解決這個問題？（）A.五次多項式軌跡規(guī)劃B.貝塞爾曲線軌跡規(guī)劃C.樣條曲線軌跡規(guī)劃D.直線軌跡規(guī)劃7、當使用ROS控制一個農(nóng)業(yè)灌溉機器人時，需要根據(jù)土壤濕度、作物需求和天氣情況進行智能灌溉決策。以下哪種傳感器和決策算法可能會被用于農(nóng)業(yè)灌溉？（）A.濕度傳感器和優(yōu)化灌溉算法B.氣象傳感器和預(yù)測模型C.作物生長監(jiān)測和智能控制策略D.以上都有可能8、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個節(jié)點和配置參數(shù)。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)的啟動需要同時啟動多個傳感器節(jié)點和控制節(jié)點，并設(shè)置一些全局參數(shù)。以下關(guān)于啟動文件的描述，正確的是？（）A.啟動文件只能以XML格式編寫，語法復(fù)雜B.啟動文件中不能包含條件判斷和循環(huán)語句C.可以在啟動文件中指定節(jié)點的運行順序和依賴關(guān)系D.啟動文件不能動態(tài)修改節(jié)點的參數(shù)值9、ROS中的機器人操作系統(tǒng)性能評估需要綜合考慮多個指標。以下哪個指標對于衡量系統(tǒng)的實時響應(yīng)能力是最關(guān)鍵的？（）A.任務(wù)完成時間B.系統(tǒng)吞吐量C.響應(yīng)延遲D.資源利用率10、對于ROS中的機器人視覺目標跟蹤，以下哪種算法能夠適應(yīng)目標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.基于深度學(xué)習(xí)的跟蹤D.以上都是。假設(shè)機器人需要在復(fù)雜場景中持續(xù)跟蹤移動的目標，目標可能會發(fā)生形狀、顏色等外觀變化，并且可能會被其他物體遮擋，上述哪種目標跟蹤算法能夠更好地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，并解釋其在ROS中的實現(xiàn)和優(yōu)化方法11、假設(shè)在一個ROS驅(qū)動的倉儲機器人系統(tǒng)中，貨架布局發(fā)生變化但未及時更新到系統(tǒng)中，會對機器人的取貨操作產(chǎn)生什么影響？（）A.機器人可能無法準確找到貨物B.取貨效率提高C.機器人自動適應(yīng)新布局D.系統(tǒng)性能優(yōu)化12、在基于ROS的機器人項目中，需要對代碼進行版本控制和團隊協(xié)作開發(fā)。假設(shè)團隊成員分布在不同地區(qū)，需要頻繁地交流和合并代碼。以下哪種版本控制系統(tǒng)和協(xié)作方式最能提高開發(fā)效率和代碼質(zhì)量？（）A.Git結(jié)合代碼審查和分支管理B.SVN結(jié)合集中式的代碼存儲C.不使用版本控制，通過郵件交流代碼D.各自開發(fā)，最后統(tǒng)一整合13、在ROS中，節(jié)點的啟動和管理是通過特定的命令和工具實現(xiàn)的。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)中有多個節(jié)點需要按照一定的順序啟動，并在運行過程中進行監(jiān)控和調(diào)試。以下關(guān)于ROS節(jié)點管理的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用roslaunch命令來啟動多個節(jié)點，并設(shè)置它們的參數(shù)和運行環(huán)境B.通過ROS的節(jié)點管理器，可以查看節(jié)點的狀態(tài)、日志和通信情況C.節(jié)點在運行過程中出現(xiàn)故障時，ROS會自動重新啟動該節(jié)點，無需人工干預(yù)D.可以使用ROS提供的調(diào)試工具來查看節(jié)點內(nèi)部的變量和數(shù)據(jù)14、當在ROS中進行機器人的運動控制時，以下哪種編程語言通常被用于編寫控制節(jié)點？（）A.C++B.PythonC.JavaD.Ruby。假設(shè)需要開發(fā)高效、穩(wěn)定且易于維護的機器人運動控制程序，同時考慮與ROS庫和其他模塊的集成，上述哪種編程語言在這種情況下更具優(yōu)勢，并闡述其特點和在ROS中的應(yīng)用實例15、假設(shè)在一個ROS控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)中，需要對機器人的運動進行精確的時間同步和控制?？紤]到多個關(guān)節(jié)的協(xié)同運動和外部事件的觸發(fā)，以下哪種方法能夠提供最準確的時間同步和控制精度？（）A.使用操作系統(tǒng)的默認時鐘B.借助外部的硬件時鐘同步設(shè)備C.通過網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議（NTP）進行同步D.不進行時間同步，依靠估計值16、機器人操作系統(tǒng)中的動作反饋（ActionFeedback）主要用于提供什么信息？（）（）A.任務(wù)進度信息B.錯誤信息C.狀態(tài)信息D.以上都不是17、在ROS中，當需要對機器人的感知數(shù)據(jù)進行融合，例如將激光雷達數(shù)據(jù)、攝像頭圖像和慣性測量單元（IMU）數(shù)據(jù)進行綜合處理，以獲得更準確的環(huán)境模型，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.簡單地將數(shù)據(jù)疊加B.使用卡爾曼濾波算法C.隨機選擇一種數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)D.不進行數(shù)據(jù)融合，單獨處理每種數(shù)據(jù)18、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲和管理全局參數(shù)。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)有多個節(jié)點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.每個節(jié)點都應(yīng)該獨立存儲參數(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)器能夠方便地實現(xiàn)參數(shù)的共享和動態(tài)修改，適合這種多節(jié)點訪問的情況C.參數(shù)服務(wù)器會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量減少使用，通過消息傳遞參數(shù)D.參數(shù)服務(wù)器只適用于存儲少量關(guān)鍵參數(shù)，對于大量參數(shù)不適用19、當在ROS中使用機器學(xué)習(xí)算法進行機器人的行為預(yù)測時，如果訓(xùn)練數(shù)據(jù)不充分，會產(chǎn)生什么后果？（）A.預(yù)測結(jié)果不準確B.預(yù)測速度加快C.系統(tǒng)性能提升D.無需訓(xùn)練數(shù)據(jù)即可準確預(yù)測20、在機器人的通信網(wǎng)絡(luò)中，需要保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。假設(shè)機器人系統(tǒng)涉及敏感信息的傳輸。以下哪種加密和認證技術(shù)能夠有效地保護通信內(nèi)容，防止數(shù)據(jù)泄露和篡改？（）A.RSA加密算法B.AES加密算法C.數(shù)字簽名技術(shù)D.以上技術(shù)均可二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何在ROS中實現(xiàn)機器人的自適應(yīng)控制。2、（本題5分）簡述ROS中的礦山運輸安全監(jiān)控機器人中的監(jiān)控指標設(shè)定。3、（本題5分）ROS中的目標搜索策略。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個機器人的自主目標識別和尺寸測量系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS框架下，為娛樂機器人設(shè)計一個表情和動作生成系統(tǒng)，與用戶互動。3、（本題5分）利用ROS為海上石油平臺巡檢機器人開發(fā)一個設(shè)備故障檢測和維修計劃生成系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個機器人的行為模仿學(xué)習(xí)系統(tǒng)，模仿人類行為。5、（本題5分）在ROS環(huán)境下搭建一個制鞋廠鞋材搬運機器人的有序搬運與存儲系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）對