沈陽航空職業(yè)技術學院《機器人操作系統(tǒng)及應用》2023-2024學年第二學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁沈陽航空職業(yè)技術學院《機器人操作系統(tǒng)及應用》

2023-2024學年第二學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框架下，進行機器人的運動學建模時，以下哪種方法常用于處理串聯(lián)機器人的正逆運動學求解？（）A.Denavit-Hartenberg方法B.Jacobian矩陣法C.數值迭代法D.解析法。假設機器人的結構較為復雜，關節(jié)數量較多，需要快速準確地計算其在不同位姿下的運動學參數，上述哪種方法能夠更有效地解決這一問題，并詳細闡述其原理和計算過程2、在一個ROS驅動的機器人抓取任務中，需要精確控制機械手的抓取力度。以下哪種傳感器可以提供有關抓取力度的信息？（）A.壓力傳感器B.扭矩傳感器C.位置傳感器D.速度傳感器3、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于管理機器人硬件資源的工具？（）（）A.roslaunchB.rosparamC.rosserviceD.以上都不是4、ROS中的服務服務器（ServiceServer）需要實現以下哪些函數？（）（）A.處理請求的函數B.發(fā)送響應的函數C.兩者皆有D.以上都不是5、ROS中的節(jié)點可以在不同的編程語言中實現，并且能夠相互通信，這是因為（）（）A.ROS提供了統(tǒng)一的通信接口B.編程語言的兼容性C.兩者皆有D.以上都不是6、在ROS環(huán)境下，對機器人的路徑跟蹤控制進行調試和優(yōu)化時，假設發(fā)現機器人在跟蹤過程中出現偏差較大的情況。以下可能的原因分析，正確的是：（）A.傳感器數據噪聲過大，導致控制輸入不準確B.控制算法參數設置不合理，需要重新調整C.機械結構存在間隙或松動，影響運動精度D.以上原因都有可能，需要逐步排查7、ROS支持多種機器人傳感器的集成。假設有一個配備了激光雷達、攝像頭和慣性測量單元（IMU）的機器人。在處理這些傳感器的數據融合時，以下哪種方法通常被采用？（）A.簡單平均法B.卡爾曼濾波C.冒泡排序D.選擇其中一個傳感器的數據作為主要依據，忽略其他傳感器8、ROS中的參數服務器（ParameterServer）用于存儲和管理全局參數。假設一個機器人系統(tǒng)有多個節(jié)點需要訪問相同的配置參數，以下關于參數服務器使用的描述，正確的是：（）A.每個節(jié)點都應該獨立存儲參數，避免依賴參數服務器，以提高可靠性B.參數服務器能夠方便地實現參數的共享和動態(tài)修改，適合這種多節(jié)點訪問的情況C.參數服務器會增加系統(tǒng)的復雜性，應盡量減少使用，通過消息傳遞參數D.參數服務器只適用于存儲少量關鍵參數，對于大量參數不適用9、在機器人操作系統(tǒng)中，用于實現機器人自主導航的關鍵技術是？（）（）A.路徑規(guī)劃B.地圖構建C.定位D.以上都是10、在ROS開發(fā)中，為了確保代碼的質量和可維護性，通常會采用一些代碼規(guī)范和測試方法。假設一個新開發(fā)的ROS節(jié)點需要進行單元測試，以下哪種測試框架在ROS中常用？（）A.GoogleTestB.JUnitC.PyTestD.ROS自帶的測試框架11、在機器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機器人目標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12、在基于ROS的機器人應用中，需要對機器人的故障進行診斷和容錯處理。假設機器人在運行過程中出現了傳感器故障或通信中斷等問題，以下哪種故障診斷和容錯方法能夠最大程度地減少對任務的影響并保證機器人的安全？（）A.基于模型的故障診斷和備份系統(tǒng)切換B.基于規(guī)則的故障診斷和手動恢復C.不進行故障診斷，等待故障自行恢復D.忽略故障，繼續(xù)運行13、在機器人操作系統(tǒng)中，用于描述機器人位置信息的消息類型通常是？（）（）A.geometry_msgs/PoseB.sensor_msgs/ImuC.std_msgs/StringD.以上都不是14、在機器人的運動學建模中，需要準確描述關節(jié)之間的關系。假設一個具有多個旋轉關節(jié)和移動關節(jié)的機器人手臂。以下哪種運動學建模方法能夠簡潔地表示這種復雜的結構，并方便進行運動分析？（）A.正向運動學B.逆向運動學C.雅克比矩陣D.微分運動學15、當使用ROS實現機器人的自主探索功能時，以下哪種策略能夠有效地平衡探索效率和地圖完整性？（）A.隨機探索B.邊界探索C.目標導向探索D.基于模型的探索。假設機器人在未知環(huán)境中進行自主探索，需要在盡可能短的時間內構建完整和準確的環(huán)境地圖，上述哪種探索策略能夠更好地實現這一目標，并分析其優(yōu)缺點和在ROS中的應用二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋ROS中的路徑規(guī)劃可擴展性。2、（本題5分）簡述ROS中的農產品加工機器人中的質量檢測方法。3、（本題5分）簡述ROS在塑料生產機器人中的應用。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于用于軍事領域的機器人，分析機器人操作系統(tǒng)如何滿足軍事任務的特殊要求，如隱蔽性、抗干擾性和作戰(zhàn)效能，以及如何遵循軍事法規(guī)和倫理準則。2、（本題5分）在沙漠治理工作中，機器人用于植被種植、土壤監(jiān)測等任務。仔細分析機器人操作系統(tǒng)在沙漠環(huán)境適應、水源尋找、植被種植策略和遠程通信方面的技術難點，討論操作系統(tǒng)如何支持沙漠治理工作的有效開展。3、（本題5分）對于用于礦山作業(yè)的機器人，分析機器人操作系統(tǒng)如何應對惡劣的礦山環(huán)境、復雜的地質條件和安全生產要求，實現礦石開采、運輸和設備維護等任務的自動化和智能化。4、（本題5分）隨著虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術的發(fā)展，機器人操作系統(tǒng)與之結合為遠程操作帶來新的體驗。請綜合分析在VR/AR環(huán)境下，如何通過直觀的交互方式實現對機器人的精確控制和實時反饋，研究這種融合在危險環(huán)境作業(yè)、醫(yī)療手術等領域的應用前景，以及在技術實現和用戶體驗方面的挑戰(zhàn)。5、（本題5分）在物流配送的最后一公里，機器人承擔著送貨上門的任務。仔細分析機器人操作系統(tǒng)在地址識別、行人避讓、貨物保護和社區(qū)環(huán)境適應方面的挑戰(zhàn)，討論如何通過優(yōu)化操作系統(tǒng)提高配送的成功率和用