云南国土资源职业学院《机器人操作系统》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页云南国土资源职业学院《机器人操作系统》

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15个小题，每小题2分，共30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、在ROS中，进行机器人的路径规划和避障算法的性能评估时，假设要比较不同算法在不同场景下的效果。以下关于评估指标和实验设计的描述，正确的是：（）A.只考虑路径长度作为评估指标，简单直观B.综合考虑路径长度、时间消耗、安全性等多个指标，并设计多样化的实验场景C.随机选择评估指标和实验场景，不进行系统性的比较D.评估指标和实验设计对算法比较没有影响2、ROS中的状态机（StateMachine）常用于描述机器人的行为逻辑。如果状态机设计复杂且混乱，会对系统产生什么影响？（）A.逻辑难以理解，维护困难B.运行效率提高C.资源消耗降低D.功能更强大3、在一个ROS控制的服务机器人系统中，需要与用户进行自然的交互。以下哪种技术可以用于实现语音交互的情感识别？（）A.语音语调分析B.词汇和语法分析C.面部表情识别D.以上技术都可能有用4、在ROS开发中，常常需要对机器人的行为进行编程实现。假设要让机器人在特定条件下执行一系列动作，如前进、转弯、抓取物体等。以下关于机器人行为编程的方法，哪一个是不正确的？（）A.可以使用状态机来描述机器人的不同行为状态和状态之间的转换条件B.基于行为树的编程方法可以清晰地表示复杂的行为逻辑C.直接编写顺序执行的代码来实现机器人的行为，无需考虑模块化和可扩展性D.使用脚本语言（如Python）结合ROS的API可以方便地实现机器人的行为逻辑5、当在ROS中开发一个需要与人类进行交互的机器人时，例如服务机器人，需要考虑人机交互的自然性和友好性。以下哪种人机交互方式和界面设计在这种情况下最为有效？（）A.语音交互和触摸屏界面B.键盘鼠标操作和复杂的菜单界面C.仅通过指示灯进行交互D.不考虑人机交互，机器人自主运行6、当机器人在非结构化环境中移动时，地形适应能力是重要的。假设机器人需要穿越崎岖不平的地面，有石头、水坑和斜坡。以下哪种移动机构能够更好地适应这种复杂地形，同时保持稳定的运动？（）A.轮式移动机构B.履带式移动机构C.腿式移动机构D.复合式移动机构7、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8、ROS中的导航栈（NavigationStack）通常包括以下哪些部分？（）（）A.全局规划器B.局部规划器C.控制器D.以上都是9、当在ROS中开发一个具有多个执行器的机器人时，需要对执行器的协同控制进行设计。假设执行器之间存在复杂的运动关系，以下哪种控制策略能够实现精确的协同动作？（）A.独立控制每个执行器，不考虑协同B.基于主从控制的策略C.分布式协同控制算法D.不进行协同控制，执行器自由运动10、当在ROS中开发机器人的控制系统时，需要考虑实时性和稳定性。假设机器人需要在高速运动中进行精确的控制，并且不能出现控制延迟或错误。以下哪种控制架构和策略最能满足这种高实时性和稳定性的要求？（）A.基于事件驱动的控制架构B.采用经典的PID控制策略C.利用模糊逻辑控制D.不考虑实时性和稳定性，采用简单的控制方法11、当使用ROS开发一个具有自主决策能力的机器人时，需要考虑机器人的行为规划。假设机器人需要根据不同的环境条件选择不同的行为策略，以下哪种方法可以有效地实现这种行为规划？（）A.使用有限状态机B.使用决策树C.使用强化学习算法D.以上方法都可以12、假设要在ROS中开发一个能够自主探索未知环境的机器人，需要结合多种传感器信息和决策算法。以下哪种方法和算法可能会被用于自主探索？（）A.基于概率地图的探索算法B.基于强化学习的决策算法C.基于启发式搜索的路径规划D.以上都有可能13、在ROS中进行机器人的力控制时，如果力传感器的精度不够，会对控制效果产生什么影响？（）A.力控制不准确，可能损坏物体或影响操作B.控制更稳定C.系统自动校准力传感器D.提高力控制的响应速度14、ROS中的节点可以通过参数进行配置。当需要在运行时动态修改节点的参数，以下哪种方式较为便捷？（）A.使用ROS的参数服务器B.通过命令行参数传递C.重新启动节点并加载新的参数D.以上方式都有各自的优缺点15、在ROS系统中，对于机器人的任务优先级分配，以下哪种策略能够更好地平衡不同任务的需求？（）A.固定优先级B.动态优先级C.随机优先级D.不设置优先级请详细说明每个优先级分配策略在任务管理中的效果和适用场景二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释ROS中的矿山开采机器人中的矿石识别技术。2、（本题5分）如何在ROS中实现机器人的智能物流搬运？3、（本题5分）解释ROS中的运动规划算法评估指标。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）对于具有多个自由度的水下机器人，ROS在姿态稳定控制和深度调节方面面临挑战。请深入综合分析ROS中的控制方法和算法优化，以及如何应对水流等干扰因素。2、（本题5分）ROS在机器人的海洋科学研究应用中，如何支持样本采集、数据记录和设备维护。请综合分析相关的技术方案、通信保障和能源管理策略。3、（本题5分）对于自主移动机器人，机器人操作系统在地图构建和定位导航方面至关重要。请深入综合分析其在使用激光雷达、摄像头等传感器进行环境感知、SLAM算法实现、路径规划和避障策略等方面的技术进展，研究自主移动机器人在室内外复杂环境中的应用场景和性能优化，以及在大规模部署中的系统可靠性和维护问题。4、（本题5分）在机器人的智能农业灌溉系统中，探讨机器人操作系统如何根据土壤湿度、气象数据和作物需水情况，实现精准灌溉和水资源的优化利用，以及如何降低系统成本和维护难度。5、（本题5分）在服务机器人领域，如酒店服务、餐厅送餐等场景，机器人操作系统需要具备与人交互和适应复杂环境的能力。请综合分析其在实现友好的人机交互、路径规划、障碍物避让等方面的技术实现，研究服务机器人在实际应用中的用户体验和商业价值，以及可能面临的社会接受度和法律责任问题。四、设计题（