2025年大學(xué)大二（機(jī)器人工程）機(jī)器人視覺技術(shù)綜合測試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3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.機(jī)器人視覺技術(shù)中，常用的圖像傳感器不包括以下哪種？A.電荷耦合器件（CCD）B.互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）C.光電二極管D.有源像素傳感器（APS）2.關(guān)于機(jī)器人視覺中的圖像預(yù)處理，以下說法錯(cuò)誤的是？A.圖像增強(qiáng)可以改善圖像的視覺效果B.圖像濾波能去除噪聲干擾C.圖像二值化會丟失圖像的部分細(xì)節(jié)D.圖像銳化會使圖像變得模糊3.在機(jī)器人視覺技術(shù)中，用于邊緣檢測的經(jīng)典算法是？A.Canny算法B.Harris算法C.SIFT算法D.SURF算法4.機(jī)器人視覺系統(tǒng)中，相機(jī)標(biāo)定的主要目的是？A.確定相機(jī)的分辨率B.提高相機(jī)的拍攝速度C.建立圖像像素坐標(biāo)與空間物體坐標(biāo)之間的關(guān)系D.調(diào)整相機(jī)的焦距5.以下哪種特征描述符對旋轉(zhuǎn)、尺度和光照變化具有較好的穩(wěn)定性？A.ORB特征B.BRIEF特征C.SURF特征D.SIFT特征6.機(jī)器人視覺技術(shù)中，基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測算法不包括？A.YOLOB.FasterR-CNNC.HOGD.MaskR-CNN7.在機(jī)器人視覺的立體視覺中，雙目視覺系統(tǒng)的原理是基于？A.視差原理B.三角測量原理C.小孔成像原理D.光的反射原理8.機(jī)器人視覺技術(shù)中，用于圖像分割的方法不包括？A.基于閾值的分割B.基于區(qū)域的分割C.基于邊緣的分割D.基于顏色的分割9.以下關(guān)于機(jī)器人視覺中的姿態(tài)估計(jì)，說法正確的是？A.只能通過單目視覺實(shí)現(xiàn)B.可以利用物體的特征點(diǎn)來計(jì)算姿態(tài)C.姿態(tài)估計(jì)精度與相機(jī)分辨率無關(guān)D.姿態(tài)估計(jì)不需要進(jìn)行坐標(biāo)變換10.機(jī)器人視覺技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用不包括？A.對象抓取B.產(chǎn)品檢測C.生產(chǎn)線調(diào)度D.環(huán)境建模第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）簡述機(jī)器人視覺技術(shù)的主要研究內(nèi)容。12.（15分）請?jiān)敿?xì)說明圖像濾波的作用及常用的濾波方法。13.（15分）在機(jī)器人視覺中，如何進(jìn)行目標(biāo)識別？請闡述主要的步驟和方法。14.（1,5分）材料：在一個(gè)智能倉儲場景中，機(jī)器人需要對貨物進(jìn)行分類和搬運(yùn)?，F(xiàn)已知貨物的外觀特征和類別信息，以及機(jī)器人視覺系統(tǒng)采集到的圖像。問題：請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)基于機(jī)器人視覺技術(shù)的貨物分類方案，說明主要步驟和用到的技術(shù)。15.（15分）材料：隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人視覺在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。例如，在手術(shù)輔助中，機(jī)器人需要準(zhǔn)確識別手術(shù)器械和人體組織。問題：請分析機(jī)器人視覺技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的解決措施。答案：1.C2.D3.A4.C5.D6.C7.A8.D9.B10.C11.機(jī)器人視覺技術(shù)主要研究內(nèi)容包括：圖像獲?。ㄍㄟ^各種圖像傳感器采集圖像）；圖像預(yù)處理（如圖像增強(qiáng)、濾波、二值化等，改善圖像質(zhì)量）；特征提取與描述（提取圖像中物體的特征并進(jìn)行描述）；目標(biāo)識別與定位（確定圖像中目標(biāo)物體的類別和位置）；三維視覺（獲取物體的三維信息）；視覺運(yùn)動控制（根據(jù)視覺信息控制機(jī)器人的運(yùn)動）等。12.圖像濾波的作用是去除圖像中的噪聲干擾，平滑圖像。常用的濾波方法有：均值濾波，通過計(jì)算鄰域內(nèi)像素的平均值來替換當(dāng)前像素值，能有效降低高斯噪聲；中值濾波，取鄰域內(nèi)像素的中值作為當(dāng)前像素值，對椒鹽噪聲等脈沖噪聲去除效果好；高斯濾波，基于高斯函數(shù)對圖像進(jìn)行加權(quán)平滑，能在去除噪聲的同時(shí)保留圖像細(xì)節(jié)。13.目標(biāo)識別主要步驟和方法如下：首先進(jìn)行圖像預(yù)處理，提高圖像質(zhì)量。然后提取目標(biāo)特征，如顏色、紋理、形狀等特征。接著利用分類算法，如基于機(jī)器學(xué)習(xí)的支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，或者基于深度學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，將提取的特征與已知目標(biāo)特征進(jìn)行比對，從而確定目標(biāo)類別。還可以結(jié)合模板匹配等方法進(jìn)一步驗(yàn)證識別結(jié)果。14.貨物分類方案主要步驟：首先利用機(jī)器人視覺系統(tǒng)采集貨物圖像。然后對圖像進(jìn)行預(yù)處理，增強(qiáng)圖像質(zhì)量。接著提取貨物的外觀特征，如形狀、顏色、紋理等。利用這些特征與已知貨物類別特征進(jìn)行匹配，可采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法如支持向量機(jī)等進(jìn)行分類。對于難以區(qū)分的貨物，可進(jìn)一步結(jié)合三維視覺信息進(jìn)行判斷。用到的技術(shù)包括圖像采集技術(shù)、圖像預(yù)處理技術(shù)、特征提取與匹配技術(shù)等。15.面臨的挑戰(zhàn)：醫(yī)療環(huán)境復(fù)雜，存在多種干擾因素影響圖像質(zhì)量；手術(shù)場景對精度要求極高，微小的視覺誤差都可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果；醫(yī)療數(shù)