自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共2頁廣州醫(yī)科大學(xué)《機器人系統(tǒng)開發(fā)》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個具有人機交互功能的機器人時，需要選擇一種合適的用戶界面（UI）框架來實現(xiàn)與用戶的通信和控制指令輸入。假設(shè)要考慮界面的美觀性、易用性和與ROS系統(tǒng)的集成性，以下哪個UI框架是較好的選擇？（）A.QtB.TkinterC.GTK+D.wxWidgets2、在機器人的運動學(xué)建模中，需要準(zhǔn)確描述關(guān)節(jié)之間的關(guān)系。假設(shè)一個具有多個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和移動關(guān)節(jié)的機器人手臂。以下哪種運動學(xué)建模方法能夠簡潔地表示這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并方便進(jìn)行運動分析？（）A.正向運動學(xué)B.逆向運動學(xué)C.雅克比矩陣D.微分運動學(xué)3、在機器人的視覺檢測任務(wù)中，需要對物體的特征進(jìn)行提取和識別。假設(shè)要檢測一批具有相似外觀但細(xì)微差異的零件。以下哪種特征提取方法能夠有效地捕捉這些差異，并實現(xiàn)準(zhǔn)確的識別？（）A.形狀特征B.紋理特征C.顏色特征D.深度特征4、在使用ROS開發(fā)機器人的過程中，需要對機器人的模型進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)和優(yōu)化。以下哪種方法能夠基于實際測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地調(diào)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(shè)置參數(shù)D.不進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)，使用默認(rèn)值5、ROS中的機器人模型描述文件（URDF）用于定義機器人的結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)特性。假設(shè)要描述一個具有多個關(guān)節(jié)和連桿的機械臂，以下關(guān)于URDF文件的編寫，哪一項是不正確的？（）A.可以使用XML格式來描述機器人的連桿、關(guān)節(jié)、傳感器等元素B.通過設(shè)置關(guān)節(jié)的類型（如旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、滑動關(guān)節(jié)）和限制來定義機器人的運動范圍C.URDF文件只能描述機器人的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，無法表示動態(tài)特性D.可以在URDF文件中添加可視化元素，如顏色和形狀，以便在RViz中顯示6、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲和共享全局參數(shù)。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)的配置參數(shù)，如運動速度限制和傳感器校準(zhǔn)值，存儲在參數(shù)服務(wù)器中。當(dāng)多個節(jié)點同時嘗試修改同一個參數(shù)時，以下哪種機制會被觸發(fā)？（）A.最后修改的節(jié)點的值會被接受，其他修改被忽略B.系統(tǒng)會隨機選擇一個節(jié)點的修改值進(jìn)行應(yīng)用C.系統(tǒng)會阻止所有修改操作，直到?jīng)_突解決D.系統(tǒng)會將所有修改值進(jìn)行平均，得到最終的參數(shù)值7、在基于ROS的機器人應(yīng)用中，需要對機器人的性能進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)試。假設(shè)要實時獲取機器人的各種參數(shù)，如關(guān)節(jié)角度、速度和電機電流等，并對其進(jìn)行分析和可視化。以下哪種工具和技術(shù)的組合最適合實現(xiàn)這種性能監(jiān)測和調(diào)試需求？（）A.使用ROS的內(nèi)置監(jiān)測工具和Matplotlib進(jìn)行可視化B.借助第三方的性能監(jiān)測軟件和自行開發(fā)的可視化界面C.僅通過打印輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，不進(jìn)行可視化D.不進(jìn)行性能監(jiān)測和調(diào)試8、對于ROS中的機器人視覺SLAM（同時定位與地圖構(gòu)建）系統(tǒng)，以下哪種特征提取方法能夠提高地圖的精度和魯棒性？（）A.SIFT特征B.SURF特征C.ORB特征D.以上都是。假設(shè)機器人在未知環(huán)境中進(jìn)行探索和地圖構(gòu)建，需要從圖像中提取穩(wěn)定和獨特的特征來準(zhǔn)確估計自身位置和構(gòu)建環(huán)境地圖，上述哪種特征提取方法在這種情況下表現(xiàn)更為出色，并解釋其特點和在ROS中的應(yīng)用9、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人的自主導(dǎo)航，需要結(jié)合地圖構(gòu)建和定位技術(shù)。假設(shè)有一個室內(nèi)環(huán)境，機器人需要在其中自主移動。以下關(guān)于地圖構(gòu)建和定位的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同時進(jìn)行地圖構(gòu)建和機器人定位B.基于粒子濾波的定位方法可以處理機器人位置的不確定性C.構(gòu)建的地圖可以是二維柵格地圖或三維點云地圖，根據(jù)需求選擇D.一旦地圖構(gòu)建完成，機器人的定位就不再需要實時更新，因為地圖是固定不變的10、當(dāng)在ROS中開發(fā)機器人的協(xié)作抓取任務(wù)時，以下哪種力控制策略能夠確保抓取的穩(wěn)定性和安全性？（）A.位置力混合控制B.阻抗控制C.力位控制D.以上都是。假設(shè)多個機器人需要協(xié)作抓取一個物體，需要精確控制抓取力和位置，避免物體滑落或損壞，上述哪種力控制策略能夠更好地實現(xiàn)穩(wěn)定和安全的抓取，并詳細(xì)說明其在ROS中的應(yīng)用和參數(shù)調(diào)整11、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機器人的路徑規(guī)劃時，需要考慮環(huán)境中的障礙物和機器人的運動約束。假設(shè)機器人需要在一個復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中找到一條最優(yōu)路徑到達(dá)目標(biāo)點。以下哪種路徑規(guī)劃算法在處理這種復(fù)雜環(huán)境時表現(xiàn)最佳？（）A.A*算法B.蟻群算法C.隨機漫步算法D.不進(jìn)行路徑規(guī)劃，隨機移動12、假設(shè)在一個ROS驅(qū)動的農(nóng)業(yè)機器人項目中，需要對不同農(nóng)作物進(jìn)行識別和分類。如果特征提取不準(zhǔn)確，會對分類結(jié)果產(chǎn)生什么影響？（）A.分類錯誤率增加B.分類速度加快C.分類結(jié)果更準(zhǔn)確D.系統(tǒng)自動重新提取特征13、假設(shè)在一個ROS驅(qū)動的機器人教育項目中，需要為初學(xué)者提供一個易于理解和使用的編程接口。以下哪種方式能夠更好地降低學(xué)習(xí)門檻，提高編程效率？（）A.提供高級編程語言的封裝接口B.要求初學(xué)者直接使用底層的ROS接口C.不提供任何接口，讓初學(xué)者自己探索D.只提供命令行操作接口14、機器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點可以通過哪種方式進(jìn)行分布式通信？（）（）A.TCP/IPB.UDPC.多播（Multicast）D.以上都是15、在一個基于ROS的智能家居機器人項目中，需要實現(xiàn)與家庭設(shè)備的互聯(lián)互通和場景自適應(yīng)控制。以下哪種技術(shù)和方法可能會被用于家庭集成和場景感知？（）A.物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和智能家居網(wǎng)關(guān)B.環(huán)境感知傳感器和場景識別算法C.個性化學(xué)習(xí)和自適應(yīng)控制策略D.以上都有可能16、在ROS中，對于機器人的傳感器數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進(jìn)行整合和校準(zhǔn)？（）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、在基于ROS的機器人項目中，需要對代碼進(jìn)行版本控制和團(tuán)隊協(xié)作開發(fā)。假設(shè)團(tuán)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18、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個具有語音交互功能的機器人時，需要選擇一種合適的語音識別和合成引擎，并與ROS系統(tǒng)進(jìn)行集成。假設(shè)要考慮識別準(zhǔn)確率、合成質(zhì)量和與ROS的兼容性，以下哪個選項是最優(yōu)的？（）A.開源的語音引擎，如CMUSphinxB.商業(yè)的語音引擎，如NuanceC.自行開發(fā)語音引擎D.不集成語音功能，使用文本輸入19、在ROS中進(jìn)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(chǎn)生什么影響？（）A.力控制不準(zhǔn)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(zhǔn)力傳感器D.提高力控制的響應(yīng)速度20、在ROS環(huán)境下，為了提高機器人系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，需要進(jìn)行有效的軟件架構(gòu)設(shè)計和代碼管理。以下哪種方法和工具通常會被應(yīng)用？（）A.模塊化設(shè)計和版本控制系統(tǒng)B.面向?qū)ο缶幊毯痛a審查C.微服務(wù)架構(gòu)和持續(xù)集成/持續(xù)部署D.以上都有可能二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述ROS中的消息（Message）類型及如何定義。2、（本題5分）如何在ROS中實現(xiàn)動態(tài)配置？3、（本題5分）說明ROS中的礦山機器人中的安全保障措施。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個使用ROS的地下管廊巡檢機器人的氣體檢測與故障診斷系統(tǒng)。2、（本題5分）使用ROS為服裝生產(chǎn)機器人設(shè)計一個布料瑕疵檢測和裁剪系統(tǒng)。3、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個泥鰍養(yǎng)殖場泥鰍捕捉機器人的精準(zhǔn)捕捉與裝袋系統(tǒng)。4、（本題5分）使用ROS為港口裝卸機器人設(shè)計一個貨物識別和裝卸系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個機器人的自主導(dǎo)航和路徑記憶系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）隨著機器人應(yīng)用場景的多樣化，對機器人操作系統(tǒng)的可擴展性和通用性提出