學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器視覺及其程應(yīng)用》2025-2026學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、當(dāng)使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的仿真和調(diào)試時(shí)，需要選擇合適的仿真工具和環(huán)境。考慮到真實(shí)性和可擴(kuò)展性，以下哪種仿真工具可能更適合？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.以上都有可能2、ROS中的TF變換在多機(jī)器人協(xié)作中非常重要。當(dāng)多個(gè)機(jī)器人之間的相對(duì)位置發(fā)生變化時(shí)，如何快速更新TF信息？（）A.通過傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量并更新B.使用通信協(xié)議在機(jī)器人之間傳遞位置變化信息C.結(jié)合地圖和定位信息進(jìn)行推算D.以上方法可以結(jié)合使用3、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人操作臂控制信息的消息類型？（）（）A.moveit_msgs/MoveGroupActionB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是4、在一個(gè)ROS控制的醫(yī)療機(jī)器人系統(tǒng)中，對(duì)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(cuò)能力？（）A.采用冗余設(shè)計(jì)B.增加監(jiān)控和報(bào)警機(jī)制C.進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證D.以上方法都需要5、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人語音識(shí)別信息的消息類型？（）（）A.audio_msgs/AudioB.speech_msgs/RecognitionC.std_msgs/StringD.以上都不是6、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的同步通信時(shí)，以下哪種機(jī)制通常被采用？（）A.話題（Topic）B.服務(wù)（Service）C.動(dòng)作（Action）D.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人傳感器節(jié)點(diǎn)需要在特定時(shí)間間隔內(nèi)同步發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，上述哪種通信機(jī)制能夠更好地滿足這種嚴(yán)格的同步需求，并說明其工作原理和優(yōu)勢(shì)7、在使用ROS開發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿著一條特定的路徑移動(dòng)，需要精確控制其速度和位置。以下哪種ROS功能包或工具最適合用于此任務(wù)？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF8、在機(jī)器人的力控制中，需要根據(jù)與環(huán)境的接觸力來調(diào)整機(jī)器人的動(dòng)作。假設(shè)機(jī)器人在執(zhí)行裝配任務(wù)時(shí)，需要精確控制施加在零件上的力。以下哪種力控制方法能夠提供高精度的力控制，并且對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化具有較強(qiáng)的魯棒性？（）A.直接力控制B.阻抗控制C.力/位混合控制D.自適應(yīng)力控制9、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用開發(fā)時(shí)，需要將深度學(xué)習(xí)模型與ROS系統(tǒng)進(jìn)行集成。假設(shè)一個(gè)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物體識(shí)別模型需要在ROS中運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)環(huán)境中物體的識(shí)別。以下關(guān)于ROS與深度學(xué)習(xí)集成的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用ROS的消息傳遞機(jī)制將圖像數(shù)據(jù)傳遞給深度學(xué)習(xí)模型B.深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練可以在ROS系統(tǒng)內(nèi)部完成，無需外部工具C.訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型可以作為一個(gè)ROS節(jié)點(diǎn)進(jìn)行部署和運(yùn)行D.可以使用ROS的參數(shù)服務(wù)器來存儲(chǔ)和管理深度學(xué)習(xí)模型的參數(shù)10、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過哪種方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)重配置？（）（）A.參數(shù)服務(wù)器B.動(dòng)態(tài)加載庫C.動(dòng)態(tài)重配置服務(wù)器（DynamicReconfigureServer）D.以上都不是11、在ROS系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，需要融合多種技術(shù)，如定位、建圖和路徑規(guī)劃。假設(shè)機(jī)器人處于一個(gè)未知的環(huán)境中，需要逐步建立環(huán)境地圖并實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。以下哪種方法和技術(shù)的組合最適合這種場(chǎng)景？（）A.基于激光雷達(dá)的SLAM算法和全局路徑規(guī)劃B.僅依靠視覺的SLAM算法和局部路徑規(guī)劃C.不進(jìn)行建圖，使用預(yù)設(shè)的地圖進(jìn)行導(dǎo)航D.隨機(jī)探索環(huán)境，不進(jìn)行規(guī)劃12、在機(jī)器人的視覺檢測(cè)任務(wù)中，需要對(duì)物體的特征進(jìn)行提取和識(shí)別。假設(shè)要檢測(cè)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(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的識(shí)別？（）A.形狀特征B.紋理特征C.顏色特征D.深度特征13、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于管理機(jī)器人硬件資源的工具？（）（）A.roslaunchB.rosparamC.rosserviceD.以上都不是14、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的力控制時(shí)，以下哪種傳感器常用于測(cè)量接觸力和力矩？（）A.六維力傳感器B.壓力傳感器C.扭矩傳感器D.應(yīng)變片傳感器。假設(shè)機(jī)器人需要在與環(huán)境或物體的交互中精確控制施加的力和力矩，上述哪種傳感器能夠提供更準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的力反饋信息，并說明其工作原理和在ROS中的接口實(shí)現(xiàn)15、ROS中的機(jī)器人模型描述文件（URDF）用于定義機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)特性。假設(shè)要描述一個(gè)具有多個(gè)關(guān)節(jié)和連桿的機(jī)械臂，以下關(guān)于URDF文件的編寫，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用XML格式來描述機(jī)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(dòng)關(guān)節(jié)）和限制來定義機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍C.URDF文件只能描述機(jī)器人的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，無法表示動(dòng)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中顯示二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）說明ROS中的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)集成。2、（本題5分）解釋ROS中的多模態(tài)感知融合。3、（本題5分）如何在ROS中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的編隊(duì)控制？4、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）ROS在家庭服務(wù)機(jī)器人中的應(yīng)用旨在提供更加便捷和智能化的生活體驗(yàn)。請(qǐng)綜合分析ROS如何實(shí)現(xiàn)家庭服務(wù)機(jī)器人的環(huán)境感知、人機(jī)交互和任務(wù)執(zhí)行，以及在家庭環(huán)境中可能遇到的隱私和安全問題。2、（本題5分）在機(jī)器人操作系統(tǒng)的多模態(tài)感知融合技術(shù)方面，深入研究如何整合視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等多種感知信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的全面理解和準(zhǔn)確判斷，以及如何提高感知融合的精度和實(shí)時(shí)性，為機(jī)器人的決策和行動(dòng)提供可靠依據(jù)。3、（本題5分）在煙草加工行業(yè)，機(jī)器人用于煙葉分揀、卷煙包裝等任務(wù)。仔細(xì)分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在煙葉特征識(shí)別、分揀準(zhǔn)確性、包裝速度控制和質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行方面的技術(shù)難點(diǎn)，討論如何通過優(yōu)化操作系統(tǒng)提高煙草加工的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。4、（本題5分）對(duì)于用于核設(shè)施檢測(cè)和維護(hù)的機(jī)器人，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何在高輻射、密閉空間等危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)、故障排除和放射性物質(zhì)處理，以及如何保障機(jī)器人的抗輻射性能和遠(yuǎn)程操作的安全性，確保核設(shè)施的正常運(yùn)行和安全防護(hù)。5、（本題5分）對(duì)于自主移動(dòng)機(jī)器人，機(jī)器人操作系統(tǒng)在地圖構(gòu)建和定位導(dǎo)航方面至關(guān)重要。請(qǐng)深入綜合分析其在使用激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器進(jìn)行環(huán)境感知、SLAM算法實(shí)現(xiàn)、路徑規(guī)劃和避障策略等方面的技術(shù)進(jìn)展，研究自主移動(dòng)機(jī)器人在室內(nèi)外復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用場(chǎng)景和性能優(yōu)化，以及在大規(guī)模部署中的系統(tǒng)可靠性和維護(hù)問題。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于ROS的