闽南理工学院《机器人操作系统及应用》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页闽南理工学院《机器人操作系统及应用》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、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、假设要在ROS中开发一个能够自主导航的移动机器人，需要实现地图构建、路径规划和实时定位等功能。以下哪种技术组合在ROS中能够最有效地实现这些功能？（）A.使用A*算法进行路径规划，基于激光雷达构建地图，通过GPS进行定位B.采用RRT算法规划路径，利用视觉SLAM构建地图，借助惯性导航定位C.运用Dijkstra算法找路径，用深度相机建图，使用蓝牙定位D.随机选择路径规划和定位方法，不考虑地图构建2、在使用ROS进行机器人路径规划时，需要考虑环境中的动态障碍物。以下哪种方法可以有效地应对动态障碍物？（）A.实时重新规划路径B.预测障碍物的运动轨迹C.结合传感器数据进行局部避障D.以上方法都需要3、ROS中的日志（Log）功能用于记录系统运行信息。如果日志记录过于详细，会带来什么后果？（）A.占用大量存储空间B.有助于快速定位问题C.系统性能提升D.对系统没有影响4、ROS中的机器人模型描述文件（URDF）用于定义机器人的结构和关节特性。假设要描述一个具有多个关节和连杆的机械臂，以下关于URDF文件的编写，哪一项是不正确的？（）A.可以使用XML格式来描述机器人的连杆、关节、传感器等元素B.通过设置关节的类型（如旋转关节、滑动关节）和限制来定义机器人的运动范围C.URDF文件只能描述机器人的静态结构，无法表示动态特性D.可以在URDF文件中添加可视化元素，如颜色和形状，以便在RViz中显示5、在使用ROS进行机器人视觉处理时，需要对图像进行特征提取。假设要在不同光照和视角条件下准确识别物体，以下哪种特征提取方法可能最有效？（）A.SIFT特征，具有尺度不变性但计算复杂度高B.HOG特征，对行人检测效果好但对旋转敏感C.ORB特征，计算速度快但鲁棒性稍差D.以上特征提取方法效果相同，取决于图像质量6、在机器人操作系统中，用于发布机器人动作指令的主题通常以什么命名？（）（）A./robot_actionB./action/robotC./cmd_action/robotD.以上都不是7、在基于ROS的机器人团队开发中，需要制定统一的代码规范和开发流程。假设团队成员具有不同的开发习惯和经验水平。以下哪种方式在确保代码质量和开发效率方面最为有效？（）A.制定详细的代码规范文档和培训团队成员B.允许团队成员自由发挥，不做统一要求C.参考其他项目的代码规范，不完全适应本项目D.不制定代码规范，后期统一修改8、当使用ROS控制一个农业灌溉机器人时，需要根据土壤湿度、作物需求和天气情况进行智能灌溉决策。以下哪种传感器和决策算法可能会被用于农业灌溉？（）A.湿度传感器和优化灌溉算法B.气象传感器和预测模型C.作物生长监测和智能控制策略D.以上都有可能9、在使用ROS进行机器人的视觉导航时，需要对图像进行预处理。以下哪种预处理操作可以提高导航的准确性？（）A.图像去噪B.图像增强C.图像分割D.以上操作都可能有帮助10、ROS中的消息（Message）用于节点之间的数据传递。假设需要传递一个包含大量复杂数据结构的消息，以下关于消息定义和使用的描述，正确的是：（）A.尽量将复杂数据结构拆分成多个简单消息，减少消息的大小和复杂性B.直接使用一个大而复杂的消息，方便数据的整体传递C.避免使用自定义消息，只使用ROS提供的标准消息类型D.消息的定义和使用方式对系统性能没有影响11、ROS中的节点可以在不同的计算机上运行，通过网络进行通信。当网络延迟较大时，可能会影响系统的性能和稳定性。以下哪种方法可以减轻网络延迟的影响？（）A.减少节点之间的数据传输量B.使用更高效的网络协议C.在本地进行更多的计算和处理，减少远程通信需求D.以上方法都可以12、在ROS中，多机器人协作是一个重要的研究方向。假设多个机器人需要在一个共同的任务中进行协作，如搬运一个大型物体。以下关于ROS多机器人协作的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过共享地图和任务信息来实现多机器人之间的协作B.每个机器人在协作中都有独立的决策和控制能力，不需要中央协调器C.多机器人之间的通信可以采用与单机器人系统相同的机制D.多机器人协作系统的性能和效率与机器人的数量成正比13、ROS中的软件包更新可能会导致系统的不稳定性。在进行软件包更新之前，以下哪种措施可以降低风险？（）A.备份重要的数据和配置文件B.在测试环境中进行更新测试C.查看更新的日志和说明，了解可能的影响D.以上措施都应该采取14、当开发机器人的自主导航系统时，地图构建是重要的基础。假设机器人需要在一个大型室内环境中自主导航，该环境包含多个房间和走廊。以下哪种地图表示方法能够有效地存储环境信息，同时支持快速的路径规划和更新？（）A.栅格地图B.拓扑地图C.特征地图D.占用网格地图15、在一个使用ROS的移动机器人系统中，需要实现对障碍物的检测和规避。以下哪种传感器组合在这种情况下通常能提供较好的效果？（）A.激光雷达和超声波传感器B.摄像头和惯性测量单元C.红外传感器和GPSD.以上组合都不太适合16、ROS支持机器人的深度学习应用，例如图像识别和语音处理。假设要在机器人上部署一个深度学习模型，需要考虑模型的大小、计算量和实时性要求。以下哪种深度学习框架和模型压缩方法的选择最为合适？（）A.TensorFlow结合模型量化B.PyTorch结合模型剪枝C.自行开发深度学习框架和不进行模型压缩D.选择大型复杂的模型，不考虑资源限制17、ROS中的动作服务器可以提供反馈信息。当动作执行过程中出现异常，以下哪种反馈信息对故障诊断最有帮助？（）A.错误代码B.详细的错误描述C.动作执行的中间状态D.以上反馈信息都很重要18、机器人操作系统中的节点可以通过哪种方式进行多线程编程？（）（）A.C++标准库多线程B.Python的threading模块C.ROS的多线程机制D.以上都是19、在使用ROS控制机器人进行物体抓取时，需要精确的力控制。假设需要根据抓取物体的材质和形状实时调整抓取力的大小，以下哪种传感器可能最为关键？（）A.压力传感器B.位置传感器C.速度传感器D.温度传感器20、ROS中的RViz可以显示机器人的模型和数据。当需要显示机器人在复杂环境中的运动轨迹时，以下哪种方式可以更清晰地展示？（）A.使用不同颜色和线条样式区分不同时间段的轨迹B.对轨迹进行平滑处理C.结合地图背景显示轨迹D.以上方法都可以二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明ROS中的考古发掘机器人中的文物保护措施。2、（本题5分）如何在ROS中实现动态配置？3、（本题5分）ROS在皮革加工机器人中的作用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）创建一个在ROS中的发菜养殖场发菜保护与监测机器人的生态保护与生长监测系统。2、（本题5分）利用ROS开发一个茶园采茶机器人的嫩叶识别与采摘系统。3、（本题5分）创建一个在ROS中的电力巡检机器人的线路故障检测与修复系统。4、（本题5分）利用ROS开发一个沙漠探测机器人的沙暴预警与导航系统。5、（本题5分）使用ROS为河道清淤机器人设计一个淤泥深度检测和清淤策略执行系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在家庭服务场景中，如清洁机器人、陪伴机器人等，机器人操作系统需要满足用户的个性化需求和复杂的家居环境。请详细综合分析其在智能感知家居环境、执行多样化任