新疆職業(yè)大學《機器視覺及傳感系統》2023-2024學年第二學期期末試卷

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2023-2024學年第二學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1分，共20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，當需要對機器人的行為進行編程實現時，通常會使用多種編程語言。假設一個項目需要高效的數值計算和底層系統訪問，以下哪種語言可能是首選？（）A.PythonB.C++C.JavaD.JavaScript2、ROS中的通信加密對于保障數據安全很重要。如果通信未加密，可能會面臨什么風險？（）A.數據被竊取或篡改B.通信速度加快C.系統資源消耗減少D.對安全沒有影響3、在使用ROS進行機器人視覺處理時，需要對圖像進行特征提取。假設要在不同光照和視角條件下準確識別物體，以下哪種特征提取方法可能最有效？（）A.SIFT特征，具有尺度不變性但計算復雜度高B.HOG特征，對行人檢測效果好但對旋轉敏感C.ORB特征，計算速度快但魯棒性稍差D.以上特征提取方法效果相同，取決于圖像質量4、在使用ROS開發(fā)機器人的過程中，需要對機器人的性能進行監(jiān)測和調試。以下哪種工具或方法能夠最直觀地展示機器人的狀態(tài)信息，如關節(jié)角度、速度、傳感器數據等，并且支持實時更新和歷史數據查看？（）A.打印輸出到控制臺B.使用ROS的rqt_plot工具C.將數據存儲到文件后離線分析D.依靠人工觀察和記錄5、假設在ROS中開發(fā)一個用于醫(yī)療康復的機器人，需要實現精確的力控制和柔順運動，以適應患者的不同需求和身體狀況。以下哪種控制方法和傳感器可能會被用于力感知和控制？（）A.力傳感器和阻抗控制B.位置傳感器和力/位混合控制C.觸覺傳感器和自適應控制D.以上都有可能6、在使用ROS進行機器人的遠程監(jiān)控和控制時，需要確保數據傳輸的安全性和保密性。以下哪種加密和認證方法能夠有效地保護通信內容不被竊取和篡改？（）A.不進行加密和認證B.使用簡單的對稱加密算法C.采用公鑰基礎設施（PKI）進行加密和認證D.依靠網絡防火墻進行保護7、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。當一個ROS項目包含多個相關但功能不同的包時，如何有效地管理它們之間的依賴關系？（）A.在每個包的配置文件中明確聲明依賴B.使用ROS的依賴管理工具自動處理C.通過文檔說明依賴關系，由開發(fā)者手動管理D.以上方法都可以8、在機器人操作系統（ROS）中，當需要實現多個節(jié)點之間的同步通信時，以下哪種機制通常被采用？（）A.話題（Topic）B.服務（Service）C.動作（Action）D.參數服務器（ParameterServer）。假設多個機器人傳感器節(jié)點需要在特定時間間隔內同步發(fā)送數據進行融合處理，上述哪種通信機制能夠更好地滿足這種嚴格的同步需求，并說明其工作原理和優(yōu)勢9、在一個基于ROS的多機器人系統中，需要實現任務分配和資源協調，以確保每個機器人都能高效地完成其指定的工作。以下哪種策略和算法可能會被用于任務分配和資源管理？（）A.基于市場機制的分配算法B.集中式規(guī)劃和調度C.分布式協商和共識算法D.以上都有可能10、在基于ROS的機器人軟件開發(fā)中，需要對代碼進行版本管理和協作開發(fā)。以下哪種版本控制系統與ROS結合使用較為方便？（）A.GitB.SVNC.MercurialD.CVS11、機器人操作系統中的軟件更新和維護是一個重要的問題。假設一個運行中的機器人系統需要進行軟件升級，同時要確保升級過程不影響正在進行的任務，并保證系統的穩(wěn)定性。以下哪種軟件更新策略能夠滿足這些要求？（）A.在線熱更新B.離線更新C.逐步更新D.以上策略結合使用12、ROS中的話題（Topic）是一種常見的通信機制。假設有一個機器人在移動過程中不斷發(fā)布其位置信息作為一個話題。多個節(jié)點對這個位置信息感興趣并進行訂閱。在這種情況下，如果發(fā)布節(jié)點突然停止發(fā)布，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.訂閱節(jié)點會繼續(xù)使用最后收到的位置信息，直到新的發(fā)布信息到來B.訂閱節(jié)點會立即停止運行，等待發(fā)布節(jié)點重新開始發(fā)布C.訂閱節(jié)點會自動切換到其他可用的類似話題進行數據獲取D.整個系統會崩潰，因為失去了關鍵的位置信息源13、在ROS中，進行機器人的路徑規(guī)劃時，需要考慮環(huán)境中的障礙物和約束條件。假設一個機器人需要在一個充滿動態(tài)障礙物的環(huán)境中規(guī)劃路徑。以下關于ROS路徑規(guī)劃的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用A*算法等經典路徑規(guī)劃算法，并進行適當的改進以適應動態(tài)環(huán)境B.路徑規(guī)劃只需要考慮空間上的障礙物，不需要考慮時間因素C.可以結合傳感器的實時數據進行在線路徑規(guī)劃和調整D.路徑規(guī)劃的結果需要滿足機器人的運動學和動力學約束14、在ROS中，消息（Message）是節(jié)點之間通信的數據單元。假設一個機器人的圖像采集節(jié)點需要將采集到的圖像數據發(fā)送給其他節(jié)點進行處理。以下關于ROS消息的描述，哪一項是不正確的？（）A.消息的定義使用特定的編程語言結構，如C++中的結構體或Python中的類B.可以自定義消息類型，以滿足特定的應用需求C.消息在發(fā)送和接收過程中會自動進行序列化和反序列化D.一旦定義了消息類型，就不能再添加或刪除其中的字段15、機器人操作系統中的容錯機制對于系統的可靠性至關重要。假設機器人在關鍵任務中出現傳感器故障或執(zhí)行器異常。以下哪種容錯方法能夠使機器人在部分組件失效的情況下繼續(xù)完成任務，或者采取安全的應對措施？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.故障檢測與診斷D.以上方法綜合運用16、在ROS中，對于機器人的傳感器數據融合，以下哪種方法通常被用于將來自多個不同類型傳感器的數據進行整合和校準？（）A.卡爾曼濾波B.粒子濾波C.擴展卡爾曼濾波D.以上都是17、假設在ROS中開發(fā)一個用于空間探索的機器人，需要應對極端的溫度、輻射和通信延遲等問題。以下哪種技術和設計方法可能有助于解決這些挑戰(zhàn)？（）A.熱防護設計和抗輻射電子設備B.自主決策算法和深空通信協議C.能源管理系統和容錯設計D.以上都有可能18、機器人在執(zhí)行重復任務時，容易出現疲勞和磨損，影響其性能和壽命。假設一個機器人需要長時間進行同一種裝配操作。以下哪種方法能夠有效地監(jiān)測機器人的健康狀況，并提前預測可能的故障？（）A.基于振動分析的監(jiān)測B.基于溫度監(jiān)測的診斷C.基于電流監(jiān)測的評估D.以上方法綜合運用19、在ROS中，對于機器人的軟件開發(fā)過程，需要遵循一定的代碼規(guī)范和風格。以下哪種做法能夠提高代碼的可讀性和可維護性？（）A.統一的變量命名和函數注釋B.隨意的代碼風格，不做規(guī)范C.只關注功能實現，不考慮代碼風格D.不寫注釋，依靠代碼本身理解20、在ROS中，要實現機器人的智能路徑規(guī)劃和避障，以下哪種機器學習算法能夠根據歷史數據進行學習和優(yōu)化？（）A.監(jiān)督學習B.無監(jiān)督學習C.強化學習D.遷移學習。假設機器人需要通過不斷的實踐和學習來改進其路徑規(guī)劃和避障策略，以適應不同的環(huán)境和任務，上述哪種機器學習算法能夠提供更有效的學習機制，并說明其在ROS中的應用和訓練過程二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）說明ROS中主題（Topic）的工作原理。2、（本題5分）解釋ROS中的參數（Parameter）及其在系統中的作用。3、（本題5分）解釋ROS中的畜牧養(yǎng)殖疾病診斷機器人中的診斷算法選擇。4、（本題5分）ROS在皮革加工機器人中的作用。5、（本題5分）解釋ROS中的魯棒控制方法。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）開發(fā)一個使用ROS的青蟹養(yǎng)殖場青蟹收集機器人的高效收集與運輸系統。2、（本題5分）基于ROS設計一個蟲草養(yǎng)殖場蟲草收集與分揀機器人的高效收集與分揀系統。3、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個化肥廠化肥包裝機器人的定量包裝與封口系統。4、（本題5分）使用ROS為路燈維修機器人設計一個燈泡故障檢測和更換系統。5、（本題5分）在ROS框架下，為反恐機器人設計一個危險物品檢測和排除系統。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）假設要開發(fā)一個ROS操控的森林滅火機器人，能夠在森林火災現場進行滅火作業(yè)。