新星职业技术学院《机器视觉与模式识别》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页新星职业技术学院《机器视觉与模式识别》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、ROS中的控制模块负责根据规划的路径生成机器人的控制指令。假设一个轮式移动机器人需要沿着给定的路径行驶，以下关于控制算法的描述，哪一项是不准确的？（）A.PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器常用于简单的速度和位置控制B.LQR（LinearQuadraticRegulator）控制器可以在系统模型已知的情况下实现最优控制C.模糊控制可以处理系统的不确定性和非线性，但控制规则的设计较为复杂D.控制算法的选择只取决于机器人的类型，与任务需求和环境条件无关2、在ROS中，要实现机器人的远程控制和监控，以下哪种网络协议通常被采用？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT。假设需要通过互联网对机器人进行远程操作，数据传输需要保证可靠性和实时性，同时考虑网络带宽的限制，上述哪种网络协议更适合，并说明其在ROS远程控制中的配置和使用方法3、ROS中的动态重新配置（DynamicReconfigure）功能允许在运行时修改节点的参数。假设一个机器人的运动速度参数需要根据环境实时调整，以下关于动态重新配置的描述，正确的是？（）A.动态重新配置只能在节点启动前进行设置，运行时无法修改B.可以通过图形界面或命令行工具进行参数的动态修改C.动态重新配置会导致节点重新初始化，影响系统性能D.不是所有的参数都支持动态重新配置，需要在代码中特别指定4、在ROS中，要对机器人的控制算法进行优化和调试，以下哪种工具或技术能够提供有效的性能分析和调试支持？（）A.GDBB.ProfilerC.ROSLoggingD.ROSBag。假设需要找出控制算法中的性能瓶颈和潜在问题，对算法的执行时间、内存使用等进行详细分析，上述哪个选项能够提供更全面和深入的调试信息，并解释如何利用它来优化控制算法5、ROS中的话题（Topic）通信是一种常见的数据传输方式。在一个复杂的机器人系统中，多个节点可能会同时订阅同一个话题。当发布者发布的数据量较大时，以下哪种情况可能会发生？（）A.订阅者能够快速接收和处理所有数据，不会有任何问题B.由于网络带宽限制，部分数据可能会丢失C.系统会自动降低发布者的数据发送速度，以适应订阅者的处理能力D.订阅者会按照优先级顺序接收和处理数据6、在开发基于ROS的机器人视觉应用时，需要从摄像头获取图像数据并进行处理，以实现目标检测和跟踪等功能。对于图像数据的传输和处理，以下哪种方式在ROS中是最有效的？同时要考虑数据的实时性、带宽占用和处理效率。A.直接在节点中处理原始图像数据B.将图像数据压缩后传输和处理C.使用ROS的图像消息（ImageMessage）机制D.把图像数据存储到本地文件再进行处理7、机器人的运动精度受到多种因素的影响，如机械结构误差、控制算法误差等。假设一个高精度机器人需要达到微米级的运动精度。以下哪种方法能够有效地减小这些误差，提高运动精度？（）A.精密机械加工B.先进的控制算法补偿C.实时误差测量与修正D.以上方法综合运用8、在机器人操作系统中，用于实现机器人自主导航的关键技术是？（）（）A.路径规划B.地图构建C.定位D.以上都是9、在ROS中，进行机器人的定位和建图时，需要处理传感器的噪声和误差。假设一个机器人使用轮式里程计和激光雷达进行定位和建图。以下关于ROS定位建图的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用粒子滤波等算法来处理里程计的累积误差B.激光雷达的数据可以用于纠正里程计的偏差C.定位和建图的结果不受传感器噪声和误差的影响D.可以通过回环检测来消除建图过程中的累积误差10、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人操作臂控制信息的消息类型？（）（）A.moveit_msgs/MoveGroupActionB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是11、在使用ROS开发一个具有多个传感器的移动机器人时，需要进行传感器融合和校准。假设传感器的测量值存在偏差和噪声，以下关于校准和融合的策略，正确的是：（）A.先进行传感器校准，然后再进行数据融合B.同时进行校准和融合，以提高效率C.只进行数据融合，忽略传感器的偏差和噪声D.不需要校准，直接使用原始传感器数据进行融合12、在机器人操作系统中，用于发布机器人目标位置信息的主题通常以什么命名？（）（）A./robot_goalB./goal/robotC./target/robotD.以上都不是13、ROS中的感知模块负责处理机器人获取的各种传感器数据，如激光雷达、摄像头、IMU等。假设一个机器人使用激光雷达进行环境感知，以下关于激光雷达数据处理的描述，哪一项是错误的？（）A.可以使用点云库（PCL）对激光雷达的点云数据进行滤波、分割等操作B.通过特征提取，可以从点云数据中识别出物体的形状和轮廓C.激光雷达数据只能用于检测静态障碍物，无法检测动态障碍物D.可以将激光雷达数据与其他传感器数据进行融合，提高环境感知的准确性14、在使用ROS进行机器人软件开发时，需要进行版本控制。假设一个团队在开发一个复杂的机器人项目，以下哪种版本控制系统在ROS开发中常用？（）A.GitB.SVNC.CVSD.Mercurial15、假设要在ROS中实现机器人的远程监控和控制，以下哪种网络技术和协议的组合是较为合适的？（）A.Wi-Fi与TCP/IPB.蓝牙与UDPC.Zigbee与HTTPD.4G与FTP请分析每个选项在远程监控和控制中的性能、稳定性和适用范围16、在ROS系统中，要实现机器人的自主导航功能，需要融合多种技术，如定位、建图和路径规划。假设机器人处于一个未知的环境中，需要逐步建立环境地图并实现自主导航。以下哪种方法和技术的组合最适合这种场景？（）A.基于激光雷达的SLAM算法和全局路径规划B.仅依靠视觉的SLAM算法和局部路径规划C.不进行建图，使用预设的地图进行导航D.随机探索环境，不进行规划17、在ROS中，进行机器人的任务规划时，需要将高层的任务目标分解为具体的动作序列。假设一个机器人需要完成一个物品搬运的任务。以下关于ROS任务规划的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用基于状态机的方法来进行任务规划B.任务规划需要考虑环境的不确定性和变化C.一旦任务规划完成，就不能在执行过程中进行修改和调整D.可以使用人工智能算法，如强化学习，来优化任务规划策略18、ROS（RobotOperatingSystem）中的节点（Node）之间通过（）进行通信。A.消息队列B.共享内存C.网络套接字D.以上都是19、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人语音识别信息的消息类型？（）（）A.audio_msgs/AudioB.speech_msgs/RecognitionC.std_msgs/StringD.以上都不是20、在ROS中，配置文件（ConfigurationFile）起着重要的作用。假设一个机器人项目需要设置各种参数，如传感器的采样频率、控制器的增益等。以下关于ROS配置文件的描述，哪一项是错误的？（）A.配置文件通常使用YAML格式进行编写，易于阅读和理解B.可以在运行时动态加载和修改配置文件，无需重新启动系统C.配置文件中的参数可以被多个节点共享和使用D.配置文件只能存储简单的数值型参数，不能存储复杂的数据结构二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）如何在ROS中实现机器人的远程操作？2、（本题5分）如何在ROS中实现机器人的高效任务切换？3、（本题5分）ROS中的动态障碍物处理方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于ROS设计一个鸵鸟养殖场鸵鸟蛋搬运机器人的防破损搬运系统。2、（本题5分）设计一个使用ROS的葛仙米养殖场葛仙米采摘与存储机器人的轻柔采摘与保鲜存储系统。3、（本题5分）基于ROS设计一个机器人的协作控制模块，实现多个机器人的协同工作。4、（本题5分）利用ROS为巡检机器人设计一个设备故障检测和报告系统。5、（本题5分）利用ROS开发一个机器人的自主避障和