烟台工程职业技术学院《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页烟台工程职业技术学院

《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30个小题，每小题1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、在基于ROS的机器人协作搬运任务中，如果机器人之间的负载分配不均匀，可能会导致什么问题？（）A.部分机器人过载，任务失败B.搬运效率提高C.机器人自动调整负载D.系统稳定性增强2、在ROS中，实时性是某些应用场景的关键要求。假设一个工业机器人需要在严格的时间限制内完成特定的操作。以下关于ROS实时性的描述，哪一项是不正确的？（）A.ROS本身可以满足硬实时的要求，无需额外的配置和优化B.可以通过使用实时内核和相关的配置来提高ROS系统的实时性能C.在实时应用中，需要仔细考虑任务的优先级和调度策略D.实时性的实现可能会对系统的资源利用和性能产生一定的影响3、在ROS中，话题（Topic）是一种常见的通信方式。假设一个机器人的速度控制节点发布了一个关于机器人速度的话题，而多个其他节点需要订阅这个话题以获取速度信息。以下关于ROS话题通信的描述，哪一项是错误的？（）A.多个订阅者可以同时订阅同一个话题，并接收到相同的数据B.发布者发布的数据类型必须与订阅者期望的数据类型完全匹配C.话题通信是一种双向的、实时的交互方式，订阅者可以向发布者发送反馈D.当发布者停止发布数据时，订阅者会收到通知并采取相应的处理措施4、机器人操作系统中的软件更新和维护是一个重要的问题。假设一个运行中的机器人系统需要进行软件升级，同时要确保升级过程不影响正在进行的任务，并保证系统的稳定性。以下哪种软件更新策略能够满足这些要求？（）A.在线热更新B.离线更新C.逐步更新D.以上策略结合使用5、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6、ROS中的坐标系转换在机器人运动控制中非常重要。如果坐标系转换出现错误，会对机器人的运动产生什么影响？（）A.机器人运动轨迹偏离预期B.运动更精确C.运动速度加快D.对运动没有影响7、当在ROS中开发一个需要与其他机器人或设备进行无缝对接的机器人时，以下哪种接口标准和协议的遵循是至关重要的？（）A.USBB.CANC.EthernetD.RS232请详细解释每个接口标准和协议在机器人对接中的应用和重要性8、机器人操作系统中的动作服务器可以同时处理多个动作请求吗？（）（）A.可以B.不可以C.取决于具体实现D.以上都不是9、假设要在ROS中开发一个能够自主充电的机器人，以下哪个模块或功能是关键的？（）A.电池电量监测B.充电接口识别C.路径规划到充电点D.充电协议支持请详细说明每个选项在自主充电功能实现中的必要性和作用10、当在ROS中开发机器人的导航功能时，以下哪种地图表示方法常用于描述环境信息？（）A.栅格地图B.拓扑地图C.特征地图D.语义地图。假设机器人需要在大型室内环境中自主导航，地图需要同时包含空间布局和语义信息，上述哪种地图表示方法能够提供更全面和有效的导航支持，并解释其数据结构和生成方法11、假设在ROS中开发一个用于医疗康复的机器人，需要实现精确的力控制和柔顺运动，以适应患者的不同需求和身体状况。以下哪种控制方法和传感器可能会被用于力感知和控制？（）A.力传感器和阻抗控制B.位置传感器和力/位混合控制C.触觉传感器和自适应控制D.以上都有可能12、当使用ROS开发一个用于考古挖掘的机器人时，需要考虑对文物的保护和精细操作。以下哪种控制方式和工具可能会被用于考古挖掘？（）A.力控操作和精细运动规划B.视觉引导和触觉反馈C.无损检测技术和文物保护算法D.以上都有可能13、在机器人操作系统中，用于查看节点的发布和订阅主题的工具是？（）（）A.rqt_graphB.RVizC.GazeboD.以上都不是14、ROS中的包（Package）用于组织相关的功能代码和资源。如果一个包的依赖关系没有正确配置，会出现什么情况？（）A.相关功能无法正常使用B.系统自动安装缺失的依赖C.对系统运行没有影响D.该包的性能提升15、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人视觉识别信息的消息类型？（）（）A.vision_msgs/Detection2DB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是16、ROS支持分布式机器人系统的开发。假设一个分布式机器人系统由多个通过网络连接的机器人组成，以下关于分布式通信和同步的描述，正确的是：（）A.依赖ROS的默认通信机制，无需特殊处理分布式同步问题B.使用时间同步协议，确保各个机器人的时间基准一致C.忽略分布式环境中的通信延迟和丢包，对系统性能影响不大D.分布式机器人系统无法实现有效的通信和同步17、在一个基于ROS的机器人视觉系统中，需要对图像进行处理和分析。如果图像采集设备的帧率不稳定，会对后续的图像处理和机器人决策产生什么影响？（）A.可能导致图像识别错误或机器人动作不准确B.系统会自动调整处理算法以适应帧率变化C.对系统性能没有明显影响，图像依然能正常处理D.图像质量提高，有利于后续处理18、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19、ROS中的导航功能包集（NavigationStack）为机器人的自主导航提供了强大的支持。假设机器人需要在一个未知的环境中进行自主探索和地图构建，以下关于导航功能包集的描述，正确的是？（）A.导航功能包集只能使用激光雷达作为主要的传感器输入B.它可以自动处理各种动态障碍物，无需额外的编程C.在地图构建过程中，机器人的运动轨迹是完全随机的D.可以通过配置参数来调整导航行为，如安全距离和最大速度20、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特点不包括（）（）A.开源B.跨平台C.闭源D.分布式21、在一个ROS控制的工业机器人系统中，需要实现对机器人的高精度轨迹跟踪。以下哪种控制器在这种情况下表现较好？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自适应控制器D.以上控制器都可能适用，取决于具体工况22、假设在ROS中开发一个用于救援任务的机器人，需要具备在恶劣环境下的自主导航和通信能力。以下哪种导航算法和通信技术可能会被应用？（）A.惯性导航和卫星通信B.基于地标识别的导航和短波通信C.磁导航和无线Mesh网络D.以上都有可能23、当在ROS中进行机器人的轨迹规划时，需要考虑机器人的动力学约束和运动平滑性。假设机器人需要执行一个复杂的连续动作，以下哪种轨迹规划方法能够生成既满足约束又平滑的轨迹？（）A.五次多项式轨迹规划B.样条曲线轨迹规划C.直线轨迹规划D.随机生成轨迹24、在一个ROS控制的医疗机器人系统中，对安全性和可靠性要求极高。以下哪种方法可以提高系统的容错能力？（）A.采用冗余设计B.增加监控和报警机制C.进行严格的测试和验证D.以上方法都需要25、在使用ROS开发机器人的过程中，需要对机器人的模型进行参数校准和优化。以下哪种方法能够基于实际测量数据准确地调整模型参数？（）A.手动试错法B.基于遗传算法的优化C.随机设置参数D.不进行参数校准，使用默认值26、在开发基于ROS的机器人视觉应用时，需要对图像进行处理和分析。假设要从摄像头获取的图像中识别特定的物体，并计算其位置和姿态。以下哪种计算机视觉技术和ROS工具的组合最能有效地实现这一目标？（）A.使用传统的图像处理算法和OpenCV库B.基于深度学习的目标检测模型和相关的ROS接口C.依赖硬件加速的视觉处理模块D.不使用任何专门的视觉技术，仅通过人工观察图像27、在ROS环境下，要对机器人的能源管理进行优化，以延长机器人的工作时间。假设机器人使用电池供电，并且工作任务对能源消耗有不同的要求。以下哪种能源管理方法和策略最为有效？（）A.动态调整功率模式和任务分配B.始终保持最大功率运行C.不进行能源管理，直到电池耗尽D.随机调整能源使用策略28、当在ROS中进行多机器人协作任务时，需要协调各个机器人的动作和任务分配。假设多个机器人需要共同完成一个复杂的物流搬运任务。以下哪种协作策略和算法在这种场景下能够最有效地提高任务完成效率和避免冲突？（）A.集中式控制和任务分配算法B.分布式自主协商算法C.随机分配任务，各自执行D.不进行协作，独立工作29、在机器人操作系统的通信机制中，消息传递是常用的方式之一。假设有一个多机器人协作系统，机器人之间需要频繁地交换大量的传感器数据和控制指令。以下哪种消息传递框架能够提供高可靠、低延迟的通信，并且易于在分布式环境中扩展？（）A.ROS（RobotOperatingSystem）的话题机制B.TCP/IP协议C.UDP协议D.共享内存机制30、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.以上都是二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）对于一个使用ROS的文物修复机器人系统，负责对珍贵文物进行精细修复工作。全面分析ROS在修复工具控制、文物材质保护、操作精度要求以及历史数据记录方面的重点和难点。2、（本题5分）在沙漠治理工作中，机器人用于植被种植、土壤监测等任务。仔细分析机器人操作系统在沙漠环境适应、水源寻找、植被种植策略和远程通信方面的技术难点，讨论操作系统如何支持沙漠治理工作的有效开展。3、（本题5分）对于一个使用ROS的舞台表演机器人项目，能够与演员互动并完成复杂的舞蹈动作。仔细分析ROS在动作编排、实时响应、艺术效果呈现以及安全保障方面的挑战和应对措施。4、（本题5分）机器人操作系统在教育领域的应用逐渐兴起，如机器人编程教育、辅助教学等。综合分析其如何为学生提供直观、易用的编程接口，培养学生的计算思维和创新能力，以及如何适应不同年龄段和知识水平的学习者。5、（本题5分）对于用于冷库环境的机器人，研究操作系统在低温适应、防滑控制、货物定位和能源效率管理方面的关键功能。分析操作系统如何应对冷库的特殊工作条件，以及如何提高冷库作业的安全性和准确性。三、简答题（本大