裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁湖南財經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術學院《機器人設計與實現(xiàn)》2024-2025學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、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、對于ROS中的機器人操作系統(tǒng)安全，以下哪種措施能夠有效地防止未經(jīng)授權的訪問和控制？（）A.身份認證B.數(shù)據(jù)加密C.訪問控制D.以上都是。假設機器人系統(tǒng)涉及敏感信息和關鍵任務，需要采取一系列安全措施來保障系統(tǒng)的安全性和可靠性，上述哪些措施能夠共同發(fā)揮作用，有效地保護機器人操作系統(tǒng)，并說明其在ROS中的實現(xiàn)和配置方法2、ROS中的動作服務器（ActionServer）需要實現(xiàn)以下哪些回調(diào)函數(shù)？（）（）A.goal回調(diào)函數(shù)B.cancel回調(diào)函數(shù)C.feedback回調(diào)函數(shù)D.以上都是3、在基于ROS的機器人視覺系統(tǒng)中，需要對圖像中的目標進行識別和跟蹤。以下哪種機器學習或深度學習方法可能會取得較好的效果？（）A.支持向量機B.決策樹C.卷積神經(jīng)網(wǎng)絡D.樸素貝葉斯請詳細分析每個選項在機器人視覺目標識別和跟蹤中的優(yōu)勢和局限性4、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5、在ROS系統(tǒng)中，對于機器人的任務優(yōu)先級分配，以下哪種策略能夠更好地平衡不同任務的需求？（）A.固定優(yōu)先級B.動態(tài)優(yōu)先級C.隨機優(yōu)先級D.不設置優(yōu)先級請詳細說明每個優(yōu)先級分配策略在任務管理中的效果和適用場景6、ROS中的參數(shù)服務器（ParameterServer）使用哪種數(shù)據(jù)結構存儲參數(shù)？（）（）A.字典B.列表C.數(shù)組D.樹7、機器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點可以通過哪種方式進行多線程編程？（）（）A.C++標準庫多線程B.Python的threading模塊C.ROS的多線程機制D.以上都是8、在基于ROS的機器人視覺導航中，當環(huán)境光照條件變化較大時，以下哪種圖像處理方法能夠提高導航的穩(wěn)定性？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測C.圖像分割D.圖像壓縮請分別解釋每個圖像處理方法在應對光照變化時的效果和對導航穩(wěn)定性的影響9、在機器人操作系統(tǒng)中，用于控制機器人速度的消息類型通常是？（）（）A.geometry_msgs/TwistB.sensor_msgs/ImageC.std_msgs/StringD.以上都不是10、當機器人與其他設備進行通信時，需要遵循特定的通信協(xié)議。假設機器人需要與一個工業(yè)控制器進行高速、實時的數(shù)據(jù)交換。以下哪種通信協(xié)議最適合這種應用場景？（）A.CAN總線B.ModbusC.Ethernet/IPD.Profibus11、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(nèi)存C.網(wǎng)絡套接字D.以上都是12、ROS中的節(jié)點可以分布在不同的計算機上，以實現(xiàn)分布式計算和控制。假設一個大型機器人系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)運行在不同的計算機上。為了確保節(jié)點之間的通信高效和可靠，以下哪種網(wǎng)絡配置和通信協(xié)議的選擇最為關鍵？（）A.使用以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議B.采用無線網(wǎng)絡和UDP協(xié)議C.利用專用的工業(yè)網(wǎng)絡和自定義協(xié)議D.不考慮網(wǎng)絡因素，默認配置13、在ROS中，為了提高機器人系統(tǒng)的性能和實時性，常常需要進行優(yōu)化。假設一個機器人節(jié)點的計算量較大，導致系統(tǒng)響應延遲，以下關于優(yōu)化的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以對算法進行優(yōu)化，減少計算復雜度B.使用多線程或多進程技術并行處理任務，提高效率C.減少節(jié)點之間的通信數(shù)據(jù)量，避免不必要的消息傳遞D.優(yōu)化只需要關注軟件層面，硬件性能對系統(tǒng)性能沒有影響14、ROS中的機器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關節(jié)信息C.傳感器信息D.以上都是15、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(diào)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(diào)整能源使用策略二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋ROS中的醫(yī)療機器人中的應用特點。2、（本題5分）簡述ROS在橡膠生產(chǎn)機器人中的應用。3、（本題5分）如何在ROS中處理機器人的動態(tài)負載變化？三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在文物修復工作中，機器人用于精細的修復操作。深入研究機器人操作系統(tǒng)在文物材質(zhì)分析、修復工具控制、修復過程記錄和保護措施執(zhí)行方面的關鍵技術，分析操作系統(tǒng)如何保障文物修復的質(zhì)量和原真性。2、（本題5分）在一個汽車制造工廠的涂裝車間，ROS被用于控制機器人進行車身噴漆。請詳細分析如何利用ROS實現(xiàn)均勻噴漆、顏色校準、漆霧處理以及與涂裝生產(chǎn)線的整合，同時應對可能的環(huán)保和質(zhì)量挑戰(zhàn)。3、（本題5分）對于具有多個自由度的水下機器人，ROS在姿態(tài)穩(wěn)定控制和深度調(diào)節(jié)方面面臨挑戰(zhàn)。請深入綜合分析ROS中的控制方法和算法優(yōu)化，以及如何應對水流等干擾因素。4、（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(zhì)條件和安全生產(chǎn)要求，實現(xiàn)礦石開采、運輸和設備維護等任務的自動化和智能化。5、（本題5分）考慮一個基于ROS的森林監(jiān)測機器人系統(tǒng)，用于收集森林生態(tài)數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)火災隱患。綜合分析ROS在森林地形適應、數(shù)據(jù)采集精度、長距離通信以及電源續(xù)航方面的要點和問題。四、設計題（本大題共3