學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁煙臺工程職業(yè)技術學院

《機器視覺與模式識別》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30個小題，每小題1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、在基于ROS的機器人協(xié)作搬運任務中，如果機器人之間的負載分配不均勻，可能會導致什么問題？（）A.部分機器人過載，任務失敗B.搬運效率提高C.機器人自動調整負載D.系統(tǒng)穩(wěn)定性增強2、在ROS中，實時性是某些應用場景的關鍵要求。假設一個工業(yè)機器人需要在嚴格的時間限制內完成特定的操作。以下關于ROS實時性的描述，哪一項是不正確的？（）A.ROS本身可以滿足硬實時的要求，無需額外的配置和優(yōu)化B.可以通過使用實時內核和相關的配置來提高ROS系統(tǒng)的實時性能C.在實時應用中，需要仔細考慮任務的優(yōu)先級和調度策略D.實時性的實現(xiàn)可能會對系統(tǒng)的資源利用和性能產生一定的影響3、在ROS中，話題（Topic）是一種常見的通信方式。假設一個機器人的速度控制節(jié)點發(fā)布了一個關于機器人速度的話題，而多個其他節(jié)點需要訂閱這個話題以獲取速度信息。以下關于ROS話題通信的描述，哪一項是錯誤的？（）A.多個訂閱者可以同時訂閱同一個話題，并接收到相同的數(shù)據B.發(fā)布者發(fā)布的數(shù)據類型必須與訂閱者期望的數(shù)據類型完全匹配C.話題通信是一種雙向的、實時的交互方式，訂閱者可以向發(fā)布者發(fā)送反饋D.當發(fā)布者停止發(fā)布數(shù)據時，訂閱者會收到通知并采取相應的處理措施4、機器人操作系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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5、假設要在ROS中實現(xiàn)機器人的遠程監(jiān)控和控制，以下哪種網絡技術和協(xié)議的組合是較為合適的？（）A.Wi-Fi與TCP/IPB.藍牙與UDPC.Zigbee與HTTPD.4G與FTP請分析每個選項在遠程監(jiān)控和控制中的性能、穩(wěn)定性和適用范圍6、ROS中的坐標系轉換在機器人運動控制中非常重要。如果坐標系轉換出現(xiàn)錯誤，會對機器人的運動產生什么影響？（）A.機器人運動軌跡偏離預期B.運動更精確C.運動速度加快D.對運動沒有影響7、當在ROS中開發(fā)一個需要與其他機器人或設備進行無縫對接的機器人時，以下哪種接口標準和協(xié)議的遵循是至關重要的？（）A.USBB.CANC.EthernetD.RS232請詳細解釋每個接口標準和協(xié)議在機器人對接中的應用和重要性8、機器人操作系統(tǒng)中的動作服務器可以同時處理多個動作請求嗎？（）（）A.可以B.不可以C.取決于具體實現(xiàn)D.以上都不是9、假設要在ROS中開發(fā)一個能夠自主充電的機器人，以下哪個模塊或功能是關鍵的？（）A.電池電量監(jiān)測B.充電接口識別C.路徑規(guī)劃到充電點D.充電協(xié)議支持請詳細說明每個選項在自主充電功能實現(xiàn)中的必要性和作用10、當在ROS中開發(fā)機器人的導航功能時，以下哪種地圖表示方法常用于描述環(huán)境信息？（）A.柵格地圖B.拓撲地圖C.特征地圖D.語義地圖。假設機器人需要在大型室內環(huán)境中自主導航，地圖需要同時包含空間布局和語義信息，上述哪種地圖表示方法能夠提供更全面和有效的導航支持，并解釋其數(shù)據結構和生成方法11、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(xiàn)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12、當使用ROS開發(fā)一個用于考古挖掘的機器人時，需要考慮對文物的保護和精細操作。以下哪種控制方式和工具可能會被用于考古挖掘？（）A.力控操作和精細運動規(guī)劃B.視覺引導和觸覺反饋C.無損檢測技術和文物保護算法D.以上都有可能13、在機器人操作系統(tǒng)中，用于查看節(jié)點的發(fā)布和訂閱主題的工具是？（）（）A.rqt_graphB.RVizC.GazeboD.以上都不是14、ROS中的包（Package）用于組織相關的功能代碼和資源。如果一個包的依賴關系沒有正確配置，會出現(xiàn)什么情況？（）A.相關功能無法正常使用B.系統(tǒng)自動安裝缺失的依賴C.對系統(tǒng)運行沒有影響D.該包的性能提升15、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機器人視覺識別信息的消息類型？（）（）A.vision_msgs/Detection2DB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是16、ROS支持分布式機器人系統(tǒng)的開發(fā)。假設一個分布式機器人系統(tǒng)由多個通過網絡連接的機器人組成，以下關于分布式通信和同步的描述，正確的是：（）A.依賴ROS的默認通信機制，無需特殊處理分布式同步問題B.使用時間同步協(xié)議，確保各個機器人的時間基準一致C.忽略分布式環(huán)境中的通信延遲和丟包，對系統(tǒng)性能影響不大D.分布式機器人系統(tǒng)無法實現(xiàn)有效的通信和同步17、在一個基于ROS的機器人視覺系統(tǒng)中，需要對圖像進行處理和分析。如果圖像采集設備的幀率不穩(wěn)定，會對后續(xù)的圖像處理和機器人決策產生什么影響？（）A.可能導致圖像識別錯誤或機器人動作不準確B.系統(tǒng)會自動調整處理算法以適應幀率變化C.對系統(tǒng)性能沒有明顯影響，圖像依然能正常處理D.圖像質量提高，有利于后續(xù)處理18、在ROS中進行機器人的力控制時，如果力傳感器的精度不夠，會對控制效果產生什么影響？（）A.力控制不準確，可能損壞物體或影響操作B.控制更穩(wěn)定C.系統(tǒng)自動校準力傳感器D.提高力控制的響應速度19、ROS中的導航功能包集（NavigationStack）為機器人的自主導航提供了強大的支持。假設機器人需要在一個未知的環(huán)境中進行自主探索和地圖構建，以下關于導航功能包集的描述，正確的是？（）A.導航功能包集只能使用激光雷達作為主要的傳感器輸入B.它可以自動處理各種動態(tài)障礙物，無需額外的編程C.在地圖構建過程中，機器人的運動軌跡是完全隨機的D.可以通過配置參數(shù)來調整導航行為，如安全距離和最大速度20、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特點不包括（）（）A.開源B.跨平臺C.閉源D.分布式21、在一個ROS控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)對機器人的高精度軌跡跟蹤。以下哪種控制器在這種情況下表現(xiàn)較好？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自適應控制器D.以上控制器都可能適用，取決于具體工況22、假設在ROS中開發(fā)一個用于救援任務的機器人，需要具備在惡劣環(huán)境下的自主導航和通信能力。以下哪種導航算法和通信技術可能會被應用？（）A.慣性導航和衛(wèi)星通信B.基于地標識別的導航和短波通信C.磁導航和無線Mesh網絡D.以上都有可能23、當在ROS中進行機器人的軌跡規(guī)劃時，需要考慮機器人的動力學約束和運動平滑性。假設機器人需要執(zhí)行一個復雜的連續(xù)動作，以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠生成既滿足約束又平滑的軌跡？（）A.五次多項式軌跡規(guī)劃B.樣條曲線軌跡規(guī)劃C.直線軌跡規(guī)劃D.隨機生成軌跡24、在一個ROS控制的醫(yī)療機器人系統(tǒng)中，對安全性和可靠性要求極高。以下哪種方法可以提高系統(tǒng)的容錯能力？（）A.采用冗余設計B.增加監(jiān)控和報警機制C.進行嚴格的測試和驗證D.以上方法都需要25、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)校準和優(yōu)化。以下哪種方法能夠基于實際測量數(shù)據準確地調整模型參數(shù)？（）A.手動試錯法B.基于遺傳算法的優(yōu)化C.隨機設置參數(shù)D.不進行參數(shù)校準，使用默認值26、在開發(fā)基于ROS的機器人視覺應用時，需要對圖像進行處理和分析。假設要從攝像頭獲取的圖像中識別特定的物體，并計算其位置和姿態(tài)。以下哪種計算機視覺技術和ROS工具的組合最能有效地實現(xiàn)這一目標？（）A.使用傳統(tǒng)的圖像處理算法和OpenCV庫B.基于深度學習的目標檢測模型和相關的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，僅通過人工觀察圖像27、在ROS環(huán)境下，要對機器人的能源管理進行優(yōu)化，以延長機器人的工作時間。假設機器人使用電池供電，并且工作任務對能源消耗有不同的要求。以下哪種能源管理方法和策略最為有效？（）A.動態(tài)調整功率模式和任務分配B.始終保持最大功率運行C.不進行能源管理，直到電池耗盡D.隨機調整能源使用策略28、當在ROS中進行多機器人協(xié)作任務時，需要協(xié)調各個機器人的動作和任務分配。假設多個機器人需要共同完成一個復雜的物流搬運任務。以下哪種協(xié)作策略和算法在這種場景下能夠最有效地提高任務完成效率和避免沖突？（）A.集中式控制和任務分配算法B.分布式自主協(xié)商算法C.隨機分配任務，各自執(zhí)行D.不進行協(xié)作，獨立工作29、在機器人操作系統(tǒng)的通信機制中，消息傳遞是常用的方式之一。假設有一個多機器人協(xié)作系統(tǒng)，機器人之間需要頻繁地交換大量的傳感器數(shù)據和控制指令。以下哪種消息傳遞框架能夠提供高可靠、低延遲的通信，并且易于在分布式環(huán)境中擴展？（）A.ROS（RobotOperatingSystem）的話題機制B.TCP/IP協(xié)議C.UDP協(xié)議D.共享內存機制30、ROS（RobotOperatingSystem）中的節(jié)點（Node）之間通過（）進行通信。A.消息隊列B.共享內存C.網絡套接字D.以上都是二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于一個使用ROS的文物修復機器人系統(tǒng)，負責對珍貴文物進行精細修復工作。全面分析ROS在修復工具控制、文物材質保護、操作精度要求以及歷史數(shù)據記錄方面的重點和難點。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）對于一個使用ROS的舞臺表演機器人項目，能夠與演員互動并完成復雜的舞蹈動作。仔細分析ROS在動作編排、實時響應、藝術效果呈現(xiàn)以及安全保障方面的挑戰(zhàn)和應對措施。4、（本題5分）機器人操作系統(tǒng)在教育領域的應用逐漸興起，如機器人編程教育、輔助教學等。綜合分析其如何為學生提供直觀、易用的編程接口，培養(yǎng)學生的計算思維和創(chuàng)新能力，以及如何適應不同年齡段和知識水平的學習者。5、（本題5分）對于用于冷庫環(huán)境的機器人，研究操作系統(tǒng)在低溫適應、防滑控制、貨物定位和能源效率管理方面的關鍵功能。分析操作系統(tǒng)如何應對冷庫的特殊工作條件，以及如何提高冷庫作業(yè)的安全性和準確性。三、簡答題（本大