武汉外语外事职业学院《机器视觉系统设计与应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《机器视觉系统设计与应用》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25个小题，每小题1分，共25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，当需要同时处理多个具有不同频率的传感器数据时，以下哪种技术可以用于同步这些数据？（）A.硬件同步B.软件定时器C.消息过滤器D.数据缓存2、在一个基于ROS的机器人抓取任务中，如果抓取力度的控制不准确，可能会导致什么结果？（）A.物体掉落或抓取损坏B.抓取更牢固C.系统自动调整抓取力度D.提高抓取效率3、ROS中的参数服务器（ParameterServer）常用于存储和共享系统的配置参数。在一个多机器人协作的系统中，不同的机器人可能需要访问相同的参数。当多个机器人同时尝试修改同一个参数时，以下哪种情况最有可能发生？（）A.最后修改的机器人的参数值生效B.系统会随机选择一个机器人的修改值生效C.系统会拒绝所有的修改请求，以防止冲突D.系统会自动合并多个机器人的修改值4、在ROS中，进行机器人的深度学习应用开发时，需要将深度学习模型与ROS系统进行集成。假设一个基于卷积神经网络的物体识别模型需要在ROS中运行，以实现机器人对环境中物体的识别。以下关于ROS与深度学习集成的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用ROS的消息传递机制将图像数据传递给深度学习模型B.深度学习模型的训练可以在ROS系统内部完成，无需外部工具C.训练好的深度学习模型可以作为一个ROS节点进行部署和运行D.可以使用ROS的参数服务器来存储和管理深度学习模型的参数5、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6、当在ROS中进行机器人的路径规划时，如果环境动态变化频繁，以下哪种策略较为合适？（）A.实时重新规划路径B.按照原规划路径继续前进C.暂停运动，等待环境稳定D.随机选择新的路径7、在ROS中，与外部设备（如摄像头、激光雷达等）的集成是常见的需求。假设需要将一个新的传感器设备集成到ROS系统中，并获取其数据进行处理。以下关于ROS外部设备集成的描述，哪一项是不正确的？（）A.需要为新设备编写驱动程序，并将其编译到ROS系统中B.可以使用ROS提供的接口和协议来与外部设备进行通信C.新设备的数据格式必须与ROS默认支持的数据格式完全一致D.可以通过配置文件来设置新设备的参数和工作模式8、机器人操作系统中的节点可以通过哪种方式进行动态重配置？（）（）A.参数服务器B.动态加载库C.动态重配置服务器（DynamicReconfigureServer）D.以上都不是9、假设在一个ROS控制的机器人协作场景中，多个机器人需要共同完成一个复杂的任务。为了实现高效的协作和任务分配，以下哪种方法能够更好地协调机器人之间的工作？（）A.每个机器人独立决策，随机协作B.由一个中央控制器统一指挥和分配任务C.基于分布式的协商机制，自主协作D.不进行协作，各自完成独立任务10、ROS中的服务可以有多个客户端同时请求，这种特性被称为（）（）A.一对多服务B.多对一服务C.多对多服务D.一对一服务11、ROS中的动作服务器（ActionServer）需要实现以下哪些回调函数？（）（）A.goal回调函数B.cancel回调函数C.feedback回调函数D.以上都是12、假设在一个ROS控制的工业机器人系统中，需要对机器人的运动进行精确的时间同步和控制。考虑到多个关节的协同运动和外部事件的触发，以下哪种方法能够提供最准确的时间同步和控制精度？（）A.使用操作系统的默认时钟B.借助外部的硬件时钟同步设备C.通过网络时间协议（NTP）进行同步D.不进行时间同步，依靠估计值13、在基于ROS的机器人自主探索任务中，如果环境建模不准确，会对探索效果产生怎样的影响？（）A.机器人可能重复探索已访问区域或错过重要区域B.探索效率提高，更快完成任务C.机器人能够准确避开障碍物D.系统自动重新建模14、在ROS框架下，进行机器人的感知与融合处理时，假设需要融合来自激光雷达、摄像头和超声波传感器的数据。以下关于数据融合方法的选择，正确的是：（）A.直接对原始数据进行简单加权平均，快速但精度较低B.采用卡尔曼滤波算法，能够有效融合动态数据，但计算量较大C.基于深度学习的方法，精度高但需要大量训练数据和计算资源D.以上方法都不可行，需要寻找新的数据融合技术15、在基于ROS的机器人教育应用中，为了让学生更好地理解机器人的工作原理，以下哪种教学方法较为有效？（）A.通过实际编程操作让学生亲身体验B.利用可视化工具展示机器人的内部状态C.结合理论讲解和案例分析D.以上方法综合使用16、ROS支持在分布式环境中运行。假设一个由多个机器人组成的团队，每个机器人都运行着ROS节点，它们之间需要进行高效的通信。以下哪种网络协议在这种情况下可能最为适合？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT17、在使用ROS进行机器人的分布式控制时，需要考虑网络延迟和数据丢失对系统性能的影响。以下哪种方法能够有效地减轻这些问题，提高系统的可靠性和实时性？（）A.增加网络带宽，不做其他处理B.使用数据压缩技术减少传输量C.采用分布式容错机制和数据重传策略D.忽略网络问题，依靠硬件性能18、在机器人操作系统中，用于启动机器人模拟环境的工具除了Gazebo还有哪些？（）（）A.V-REPB.WebotsC.MuJoCoD.以上都是19、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20、当使用ROS实现机器人的人机交互界面（HMI）时，以下哪种技术能够提供直观和友好的用户操作体验？（）A.QtB.HTML/CSS/JavaScriptC.OpenGLD.以上都是。假设需要为用户提供一个能够实时显示机器人状态、控制机器人动作以及进行参数设置的界面，上述哪种技术能够构建功能丰富、界面美观且交互性强的HMI，并说明其在ROS中的集成和开发方法21、在ROS系统中，要实现机器人的自适应控制，能够根据环境变化和任务需求自动调整控制参数。以下哪种技术和算法的结合最适合实现这种自适应控制功能？（）A.强化学习与模型预测控制B.遗传算法与模糊控制C.神经网络与PID控制D.不实现自适应控制，使用固定参数22、ROS中的日志（Logging）功能对于调试和故障诊断非常重要。假设在机器人运行过程中出现异常，以下关于日志使用的描述，正确的是：（）A.只记录关键信息，避免日志文件过大B.详细记录所有信息，便于全面分析问题C.不使用日志功能，通过打印输出进行调试D.日志的记录级别和内容对故障诊断没有帮助23、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24、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25、在机器人的路径规划中，需要考虑动态障碍物的运动。假设一个机器人在移动过程中，周围有其他移动的物体。以下哪种路径规划算法能够实时更新路径，以避开动态障碍物？（）A.动态窗口算法B.快速扩展随机树算法C.实时A*算法D.以上算法均可二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释ROS中的环境质量客观评估机器人中的评估模型选择。2、（本题5分）ROS中的动作（Action）与普通服务有何区别？3、（本题5分）解释ROS中的路径跟随算法。4、（本题5分）ROS在娱乐机器人领域的创意应用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用ROS开发一个机器人的自主学习系统，能够从经验中改进自身行为。2、（本题5分）在ROS框架下，为风电维护机器人设计一个叶片检测和维修系统。3、（本题5分）在ROS中设计一个机器人的物体硬度和韧性综合检测系统。4、（本题5分）基于ROS构建一个极地科考机器人的冰层探测与样本采集系统。5、（本题5分）创建一个在ROS中的草菇养殖场草菇分拣与包装机器人的高效分拣与包装系统。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在地质勘探现场，机器人用于采集岩石样本和地质数据。深入研究机器人操作系统在复杂地形行走、样本采集工具控制、地质数据记录和远程通信方面的重要技术，分析操作