渤海理工职业学院《机器人系统开发》2024-2025学年第一学期期末试卷

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2页渤海理工职业学院《机器人系统开发》2024-2025学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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环境下，为了实现机器人的多模态感知融合，例如将视觉、听觉和触觉信息结合起来，需要选择合适的融合算法和框架。以下哪种融合方法和框架可能会被应用？（）A.基于卡尔曼滤波的多传感器融合B.基于深度学习的特征融合C.基于模糊逻辑的信息融合D.以上都有可能2、当在ROS中开发一个具有复杂运动模式的机器人时，需要进行运动学和动力学建模。假设机器人的结构较为特殊，以下关于建模方法的选择，正确的是：（）A.使用传统的解析方法进行建模，精确但计算复杂B.采用数值方法进行近似建模，简单但精度可能受限C.结合解析和数值方法，根据具体情况选择合适的部分D.不需要进行精确建模，依靠经验和试错进行控制3、ROS中的仿真环境（Gazebo）可以用于机器人的模拟测试。假设要在仿真环境中准确模拟机器人与环境的物理交互，以下关于环境设置和模型参数调整的描述，正确的是：（）A.使用默认的环境设置和模型参数，进行简单的模拟B.根据实际物理特性，精细调整环境参数和机器人模型的物理属性C.仿真环境无法准确模拟物理交互，主要用于功能验证D.环境设置和模型参数调整对模拟结果影响不大4、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5、机器人操作系统中的实时性要求在某些应用中非常严格。假设一个工业机器人需要在毫秒级的时间内完成对高速运动物体的抓取操作。以下哪种技术能够确保系统满足这种实时性要求？（）A.实时操作系统内核B.硬件加速C.并行计算D.以上技术综合应用6、假设在一个ROS驱动的机器人教育项目中，需要为初学者提供一个易于理解和使用的编程接口。以下哪种方式能够更好地降低学习门槛，提高编程效率？（）A.提供高级编程语言的封装接口B.要求初学者直接使用底层的ROS接口C.不提供任何接口，让初学者自己探索D.只提供命令行操作接口7、在ROS中，为了提高机器人系统的可靠性和容错性，通常会采用分布式架构。假设一个分布式机器人系统中的某个节点出现故障，以下哪种机制可以帮助系统继续运行而不受到严重影响？（）A.故障节点会自动重启，并恢复到故障前的状态B.其他节点会接管故障节点的任务，保证系统功能的完整性C.系统会停止所有操作，等待故障节点修复后再继续运行D.系统会切换到一个备用的完全相同的机器人系统，继续执行任务8、在基于ROS的机器人项目中，需要对机器人的软件进行版本管理和代码复用。以下哪种方式能够更好地组织和管理ROS相关的代码和功能包，方便团队协作和项目维护？（）A.使用单独的代码仓库，不进行分类和版本控制B.利用ROS的catkin工作空间，结合版本控制系统如GitC.将所有代码放在一个文件夹中，手动管理D.不进行代码管理，每次重新编写9、当使用ROS开发一个具有多个关节的机械臂控制程序时，需要考虑关节的运动控制策略。假设要求机械臂以高精度和稳定性完成一系列复杂动作，以下哪种控制方法可能最合适？（）A.开环控制，简单但精度难以保证B.闭环PID控制，能够实现较好的精度和稳定性C.模糊控制，适用于模型不确定的系统，但调试困难D.以上控制方法效果相同，取决于具体应用场景10、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人传感器融合信息的消息类型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.sensor_msgs/ImuC.nav_msgs/OdometryD.以上都不是11、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12、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13、以下哪个是机器人操作系统中用于处理图像数据的消息类型？（）（）A.sensor_msgs/ImageB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/Int32D.以上都不是14、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15、在ROS中，为了实现机器人的自主导航功能，需要进行地图构建。假设机器人工作在一个室内环境中，以下哪种地图表示方法较为合适？（）A.栅格地图，简单直观但占用存储空间较大B.拓扑地图，能够突出环境的结构但细节不足C.特征地图，对环境特征提取准确但构建复杂D.以上地图表示方法都不合适，需要自定义地图格式二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述ROS中的水产养殖智能控制机器人中的控制智能化实现。2、（本题5分）简述ROS中的海洋科学深入研究机器人中的研究深度增加。3、（本题5分）简述ROS中的物流机器人中的功能实现。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）ROS在机器人的太阳能板安装应用中，如何保证安装精度和适应不同的安装环境。请全面综合分析ROS的定位技术、安装策略和环境适应能力。2、（本题5分）ROS在机器人的视觉感知系统中扮演着重要角色，如目标识别、场景理解等。请详细综合分析ROS中常用的视觉算法库和工具，以及如何优化视觉处理的速度和准确性以满足实时应用的需求。3、（本题5分）随着5G技术的普及，分析机器人操作系统如何利用5G的高速率、低延迟特性，实现远程实时控制、大规模数据传输和云机器人应用，以及可能面临的网络安全挑战和解决方案。4、（本题5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，分析操作系统如何适应野外恶劣的工作环境和地质勘探的专业要求。5、（本题5分）在一个工业生产环境中，使用机器人操作系统（ROS）来控制多台机械臂进行复杂的装配任务。请分析在这种场景下，如何设计ROS的节点架构以实现高效的任务分配、协调