學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器人驅(qū)動與控制》2024-2025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15個小題，每小題1分，共15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、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實現(xiàn)多個機(jī)器人之間的通信和協(xié)作，以完成一個復(fù)雜的任務(wù)，例如在倉庫中進(jìn)行貨物搬運和分揀，以下哪種通信機(jī)制最為關(guān)鍵？（）A.主題通信B.服務(wù)通信C.動作通信D.參數(shù)服務(wù)器2、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個具有機(jī)械臂的機(jī)器人時，需要對機(jī)械臂的逆運動學(xué)求解進(jìn)行優(yōu)化，以提高控制精度和速度。以下哪種方法能夠更有效地解決逆運動學(xué)問題？（）A.數(shù)值求解方法，如迭代法B.解析求解方法，基于數(shù)學(xué)模型C.隨機(jī)猜測關(guān)節(jié)角度D.不進(jìn)行逆運動學(xué)求解，直接控制關(guān)節(jié)3、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲和共享全局參數(shù)。當(dāng)多個節(jié)點同時嘗試修改同一個參數(shù)時，以下哪種處理方式是正確的？（）A.最后修改的節(jié)點生效B.第一個修改的節(jié)點生效C.隨機(jī)選擇一個節(jié)點的修改生效D.所有修改都被拒絕，保持參數(shù)不變4、在ROS中，配置文件（ConfigurationFile）起著重要的作用。假設(shè)一個機(jī)器人項目需要設(shè)置各種參數(shù)，如傳感器的采樣頻率、控制器的增益等。以下關(guān)于ROS配置文件的描述，哪一項是錯誤的？（）A.配置文件通常使用YAML格式進(jìn)行編寫，易于閱讀和理解B.可以在運行時動態(tài)加載和修改配置文件，無需重新啟動系統(tǒng)C.配置文件中的參數(shù)可以被多個節(jié)點共享和使用D.配置文件只能存儲簡單的數(shù)值型參數(shù)，不能存儲復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5、在ROS環(huán)境下，為了實現(xiàn)機(jī)器人的觸覺感知和交互，需要選擇合適的觸覺傳感器和處理算法。以下哪種觸覺傳感器和算法可能會被用于觸覺感知？（）A.電容式觸覺傳感器和觸覺信號處理B.電阻式觸覺傳感器和模式識別算法C.壓電式觸覺傳感器和特征提取算法D.以上都有可能6、ROS中的導(dǎo)航功能包集（NavigationStack）提供了機(jī)器人自主導(dǎo)航的基本框架。假設(shè)要對導(dǎo)航功能進(jìn)行定制和擴(kuò)展，以下關(guān)于操作方法的描述，正確的是：（）A.直接修改導(dǎo)航功能包集的源代碼，實現(xiàn)定制需求B.利用導(dǎo)航功能包集提供的接口和參數(shù)，進(jìn)行配置和擴(kuò)展C.重新開發(fā)一個全新的導(dǎo)航框架，替代原有的功能包集D.導(dǎo)航功能包集無法進(jìn)行定制和擴(kuò)展7、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內(nèi)容？（）（）A.機(jī)器人模型B.傳感器數(shù)據(jù)C.規(guī)劃路徑D.以上都是8、ROS支持機(jī)器人的分布式感知和協(xié)同決策。假設(shè)多個機(jī)器人需要共同感知一個大范圍的環(huán)境并做出統(tǒng)一的決策。以下哪種分布式感知和決策算法的結(jié)合能夠最有效地實現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.基于共識的分布式感知和投票決策算法B.每個機(jī)器人獨立感知和決策，然后匯總C.隨機(jī)選擇一個機(jī)器人作為主導(dǎo)進(jìn)行感知和決策D.不進(jìn)行分布式感知和協(xié)同決策9、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人軟件開發(fā)時，需要進(jìn)行代碼的編譯和部署。假設(shè)對一個ROS包進(jìn)行了修改，以下關(guān)于編譯和部署的步驟，哪一項是不正確的？（）A.使用catkin_make或colcon等工具進(jìn)行代碼的編譯B.編譯成功后，生成的可執(zhí)行文件會自動部署到機(jī)器人的控制系統(tǒng)中C.可以通過設(shè)置環(huán)境變量來指定ROS包的搜索路徑和依賴關(guān)系D.在部署到實際機(jī)器人之前，可以在仿真環(huán)境中進(jìn)行測試和驗證10、在機(jī)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11、在機(jī)器人的協(xié)作控制中，多個機(jī)器人需要協(xié)同完成一個復(fù)雜任務(wù)。假設(shè)一組機(jī)器人需要共同搬運一個大型物體，并且要保持物體的平衡和穩(wěn)定。以下哪種協(xié)作控制策略能夠有效地協(xié)調(diào)各個機(jī)器人的動作，實現(xiàn)目標(biāo)？（）A.集中式控制B.分布式控制C.主從式控制D.混合式控制12、以下哪個是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人語音識別信息的消息類型？（）（）A.audio_msgs/AudioB.speech_msgs/RecognitionC.std_msgs/StringD.以上都不是13、ROS中的機(jī)器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關(guān)節(jié)信息C.傳感器信息D.以上都是14、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15、當(dāng)在ROS中使用多個機(jī)器人進(jìn)行協(xié)作任務(wù)時，需要進(jìn)行分布式通信。如果網(wǎng)絡(luò)延遲較高，會對協(xié)作效果產(chǎn)生什么影響？（）A.機(jī)器人之間的協(xié)作失調(diào)，任務(wù)完成質(zhì)量下降B.機(jī)器人自主調(diào)整協(xié)作策略，不受影響C.協(xié)作效率提高，任務(wù)更快完成D.系統(tǒng)自動優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，降低延遲二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的林業(yè)機(jī)器人中的作業(yè)特點。2、（本題5分）解釋ROS中的定位算法及其工作原理。3、（本題5分）解釋ROS中的天文觀測穩(wěn)定控制機(jī)器人中的控制穩(wěn)定性優(yōu)化。4、（本題5分）簡述ROS中的林業(yè)采伐機(jī)器人中的樹木定位技術(shù)。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于需要進(jìn)行實時圖像處理的機(jī)器人應(yīng)用，如視覺跟蹤、目標(biāo)檢測等，ROS在圖像處理算法的集成和優(yōu)化方面具有關(guān)鍵作用。請全面綜合分析ROS中常用的圖像處理庫和工具，以及如何在保證實時性的前提下提高圖像處理的效果。2、（本題5分）對于用于文物修復(fù)和保護(hù)的機(jī)器人，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何在不損傷文物的前提下，進(jìn)行精細(xì)的修復(fù)操作、材料分析和工藝記錄，以及如何結(jié)合傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)和現(xiàn)代科技手段，提高文物修復(fù)的質(zhì)量和效率。3、（本題5分）在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，自主移動機(jī)器人用于播種、施肥和采摘等作業(yè)。深入分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何處理復(fù)雜的農(nóng)田環(huán)境感知、路徑規(guī)劃和作業(yè)任務(wù)調(diào)度，討論操作系統(tǒng)在應(yīng)對惡劣天氣、地形變化和不同農(nóng)作物特性時的適應(yīng)性和優(yōu)化措施。4、（本題5分）在一個大型養(yǎng)殖場，ROS驅(qū)動的機(jī)器人進(jìn)行動物健康監(jiān)測和飼料投放。仔細(xì)分析ROS在動物行為識別、健康指標(biāo)檢測、飼料精準(zhǔn)投放以及衛(wèi)生防疫方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對策略。5、（本題5分）在機(jī)器人操作系統(tǒng)的虛擬仿真訓(xùn)練平臺方面，綜合研究如何構(gòu)建逼真的虛擬環(huán)境、模擬機(jī)器人的運動和操作，以及如何為操作人員提供有效的訓(xùn)練和評估手段，提高操作人員的技能水平和應(yīng)對復(fù)雜任務(wù)的能力。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在ROS環(huán)境下開發(fā)