重庆青年职业技术学院《机器视觉与图像处理》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页重庆青年职业技术学院《机器视觉与图像处理》

2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、在基于ROS的机器人音频处理系统中，当需要从嘈杂环境中准确提取有用声音信息时，以下哪种音频处理技术可能是最有效的？（）A.波束形成B.音频降噪C.频谱分析D.音频压缩请分别解释每个音频处理技术在提取有用声音信息方面的作用和适用场景2、在ROS中，当需要对机器人的运动进行平滑处理时，以下哪种方法通常被采用？（）A.样条插值B.线性插值C.最近邻插值D.随机插值3、在ROS中，进行机器人的仿真可以帮助开发者在实际硬件之前进行测试和验证。假设需要对一个自主移动机器人在复杂环境中的行为进行仿真。以下关于ROS仿真的描述，哪一项是不正确的？（）A.Gazebo可以提供物理模拟，包括重力、摩擦力等B.可以在仿真环境中模拟传感器的数据，如激光雷达和摄像头C.仿真结果与实际硬件运行结果完全一致，无需进一步的实际测试D.可以通过修改仿真参数来模拟不同的环境和场景4、ROS中的动作（Action）与服务（Service）的主要区别在于（）（）A.动作支持反馈和结果B.服务支持反馈和结果C.动作是一次性的D.服务是异步的5、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6、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7、当在ROS中进行机器人的动力学仿真时，以下哪种仿真软件通常与ROS结合使用？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.MuJoCo。假设需要在虚拟环境中对机器人的运动和力学特性进行精确模拟，以验证控制算法和规划策略的有效性，上述哪个仿真软件能够提供更真实和全面的仿真支持，并说明其与ROS的集成方法和应用场景8、当在ROS中集成第三方库和驱动程序时，可能会遇到兼容性和接口匹配的问题。假设要将一个新的电机驱动程序集成到ROS系统中，以下哪种方法能够最有效地解决可能出现的兼容性问题和接口不一致的情况？（）A.强行修改驱动程序代码以适应ROSB.对ROS进行大量修改来匹配驱动程序C.寻找与ROS兼容的驱动程序版本或进行适配开发D.放弃集成，使用其他替代方案9、当在ROS中开发一个机器人的语音交互模块时，需要进行语音识别和合成。假设要实现高准确率的语音识别和自然流畅的语音合成，以下哪种技术组合可能最合适？（）A.使用传统的隐马尔可夫模型（HMM）进行语音识别，文语转换（TTS）技术进行语音合成B.采用深度学习的卷积神经网络（CNN）进行语音识别，基于神经网络的语音合成模型C.依赖开源的语音识别和合成库，不进行定制优化D.以上技术组合都不合适，需要自行研发全新的技术10、在ROS中，为了实现机器人的远程控制，通常会使用网络通信。假设需要在远程计算机上控制一个位于本地的机器人，以下哪种网络架构可能最为适合？（）A.客户端-服务器架构B.对等网络架构C.分布式架构D.总线型架构11、当使用ROS实现机器人的语音交互功能时，以下哪种语音识别引擎和合成引擎较为常用？（）A.GoogleSpeechAPIB.MicrosoftSpeechSDKC.CMUSphinxD.BaiduSpeech。假设需要为机器人提供自然流畅的语音对话能力，能够准确识别用户的语音指令并生成清晰的语音回复，上述哪个选项在与ROS的集成和性能方面表现更出色，并说明其特点和使用方式12、在ROS中，创建一个新的工作空间（Workspace）需要创建以下哪些目录？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是13、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14、ROS中的可视化工具rviz可以显示以下哪些内容？（）（）A.机器人模型B.传感器数据C.规划路径D.以上都是15、ROS支持多种机器人硬件平台和传感器。当为一个新的机器人平台配置ROS时，以下关于硬件驱动和接口的描述，哪一项是错误的？（）A.需要为机器人的各种硬件设备（如电机、传感器）编写相应的驱动程序，使其能与ROS通信B.可以使用通用的硬件接口标准（如USB、Ethernet）来连接机器人硬件和主机C.所有的机器人硬件都有现成的ROS驱动可用，无需自行开发D.硬件驱动程序需要考虑实时性和稳定性的要求16、ROS中的启动文件（LaunchFile）用于方便地启动多个节点和配置参数。假设一个机器人系统的启动需要同时启动多个传感器节点和控制节点，并设置一些全局参数。以下关于启动文件的描述，正确的是？（）A.启动文件只能以XML格式编写，语法复杂B.启动文件中不能包含条件判断和循环语句C.可以在启动文件中指定节点的运行顺序和依赖关系D.启动文件不能动态修改节点的参数值17、假设在一个复杂的机器人任务中，需要对机器人的运动轨迹进行精确规划。在ROS中，以下哪种算法或工具可能是最适合的？（）A.A*算法B.RRT算法C.人工势场法D.随机漫步算法请分别阐述每个选项在机器人运动轨迹规划中的特点和适用条件18、当使用ROS开发一个水下机器人时，需要考虑水的阻力、压力和通信限制等特殊因素。以下哪种技术和设计方法可能会被用于应对这些挑战？（）A.防水密封设计和水声通信B.流体动力学建模和推进器控制C.抗压结构设计和传感器校准D.以上都有可能19、机器人在执行重复任务时，容易出现疲劳和磨损，影响其性能和寿命。假设一个机器人需要长时间进行同一种装配操作。以下哪种方法能够有效地监测机器人的健康状况，并提前预测可能的故障？（）A.基于振动分析的监测B.基于温度监测的诊断C.基于电流监测的评估D.以上方法综合运用20、在ROS框架下，对于机器人的视觉感知处理，以下哪种工具或库常被用于图像识别和目标检测？（）A.OpenCVB.TensorFlowC.PyTorchD.Caffe。假设需要让机器人实时识别和跟踪特定的物体，图像数据量大且复杂，对实时性和准确性要求较高，上述哪个选项能够提供更强大和高效的视觉处理能力，并解释其在ROS中的集成和应用方式21、ROS中的机器人安全机制至关重要，特别是在与人类密切接触或在危险环境中工作的机器人。假设机器人需要避免对人类造成伤害或对环境造成破坏。以下哪种安全策略和防护措施的实施最为重要？（）A.速度和力量限制、碰撞检测和紧急停止功能B.安装防护栏和警示标志C.不考虑安全问题，只关注功能实现D.依靠人类操作人员的警惕性22、在使用ROS进行机器人开发时，需要对机器人的运动进行控制。假设要控制一个机械臂的关节运动，使用了PID控制器。如果PID控制器的参数设置不合理，会出现什么情况？（）A.机械臂运动平稳且精确B.机械臂运动出现振荡或超调C.机械臂停止运动D.机械臂运动速度加快23、机器人的运动控制是实现精确操作的关键。假设一个机器人手臂需要执行一个复杂的装配任务，要求高精度的位置和姿态控制。以下哪种控制方法能够更好地满足这种需求，同时处理系统中的不确定性和干扰？（）A.比例-积分-微分（PID）控制B.模型预测控制（MPC）C.自适应控制D.模糊控制24、ROS中的包（Package）是组织代码和资源的基本单元。假设一个大型机器人项目包含多个功能模块，以下关于包的划分和管理原则，正确的是：（）A.将所有功能放在一个大包中，方便统一管理和编译B.按照功能相关性将代码拆分成多个小包，提高代码的可维护性和可复用性C.包的数量越少越好，以减少系统的复杂性D.包的划分随意，对项目开发没有太大影响25、在一个ROS系统中，需要实现机器人的视觉伺服控制，即根据视觉反馈来调整机器人的运动。以下哪种视觉特征和控制算法可能会被用于视觉伺服？（）A.基于图像的特征和比例积分微分控制B.基于深度信息的特征和模型预测控制C.基于目标跟踪的特征和自适应控制D.以上都有可能二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释ROS中的加密和认证机制。2、（本题5分）简述ROS中的工业应用中的系统集成挑战。3、（本题5分）解释ROS中的触觉反馈处理方式。4、（本题5分）ROS中的模拟环境对于机器人开发的重要性。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用ROS为机场跑道巡检机器人开发一个跑道异物检测和清理系统。2、（本题5分）基于ROS构建一个机器人的自主障碍物形状估计和跨越策略系统。3、（本题5分）利用ROS开发一个机器人的语音合成和情感表达系统，使交流更自然。4、（本题5分）使用ROS为安防机器人设计一个入侵检测和警报系统。5、（本题5分）在ROS环境下搭建一个制鞋厂鞋材搬运机器人的有序搬运与存储系统。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在极地探险中，机器人面临极寒、大风等恶劣条件。深入探讨机器人操作系统在低温适应、能源管理、冰雪地形行走和远程通信方面的技术难点，分析操