深圳职业技术大学《机器人机械设计基础》2024-2025学年第一学期期末试卷

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2页深圳职业技术大学《机器人机械设计基础》2024-2025学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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2、对于ROS中的机器人软件架构设计，以下哪种设计模式常用于提高代码的可维护性和可扩展性？（）A.分层架构B.微服务架构C.插件架构D.事件驱动架构。假设机器人的功能不断增加和更新，需要一种灵活的架构来方便地添加新的模块和功能，同时不影响现有系统的稳定性，上述哪种设计模式能够更好地满足这一需求，并阐述其在ROS中的应用和优点3、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4、ROS中的可视化工具（rqt）对于开发和调试非常有用。假设在调试一个机器人的视觉感知模块时，需要实时查看图像数据和处理结果。以下哪种rqt插件最适合用于此目的？（）A.rqt_graphB.rqt_image_viewC.rqt_plotD.rqt_console5、在使用ROS进行机器人的路径规划时，需要考虑机器人的运动学约束。假设机器人是一个轮式移动机器人，以下哪种路径规划算法更适合？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.快速扩展随机树（RRT）算法D.以上算法都需要根据具体情况进行选择6、在ROS环境中，对于机器人的软件更新和部署，需要一种高效且可靠的方法。假设机器人分布在不同的位置，以下哪种方式能够实现远程的软件更新和部署？（）A.人工到现场进行更新B.通过网络进行远程推送更新C.不支持软件更新，使用初始版本D.要求机器人返回基地进行更新7、在机器人的人机交互中，语音识别是常见的交互方式之一。假设机器人需要在嘈杂的环境中准确理解人类的语音指令。以下哪种语音识别技术在抗噪性能方面表现更优？（）A.基于隐马尔可夫模型（HMM）的语音识别B.基于深度学习的语音识别C.基于动态时间规整（DTW）的语音识别D.基于模板匹配的语音识别8、在ROS控制的机器人巡检系统中，如果巡检路径规划未考虑能源消耗，会对机器人的续航产生什么影响？（）A.可能导致机器人在巡检过程中电量耗尽B.续航能力增强C.系统自动优化能源消耗D.对续航没有影响9、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、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12、机器人操作系统中的动作客户端可以取消正在执行的动作请求吗？（）（）A.可以B.不可以C.取决于具体实现D.以上都不是13、在一个基于ROS的机器人团队协作项目中，需要实现不同类型机器人之间的任务分配和协调。以下哪种策略和机制可能会被用于团队协作？（）A.基于任务优先级的分配B.基于能力和资源的分配C.基于市场机制的资源交易D.以上都有可能14、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15、当使用ROS实现机器人的自主避障功能时，以下哪种传感器数据融合方法能够提高障碍物检测的准确性和可靠性？（）A.加权平均法B.卡尔曼滤波C.粒子滤波D.扩展卡尔曼滤波。假设机器人配备了多种不同类型的传感器（如激光雷达、超声波传感器、摄像头），需要将它们的数据进行融合以获得更全面和精确的障碍物信息，上述哪种数据融合方法在这种情况下表现更为出色，并说明其优势和应用步骤16、机器人操作系统中的容错机制对于系统的可靠性至关重要。假设机器人在关键任务中出现传感器故障或执行器异常。以下哪种容错方法能够使机器人在部分组件失效的情况下继续完成任务，或者采取安全的应对措施？（）A.硬件冗余B.软件冗余C.故障检测与诊断D.以上方法综合运用17、ROS中的节点可以分布在不同的计算机上，以实现分布式计算和控制。假设一个大型机器人系统由多个子系统组成，每个子系统运行在不同的计算机上。为了确保节点之间的通信高效和可靠，以下哪种网络配置和通信协议的选择最为关键？（）A.使用以太网和TCP/IP协议B.采用无线网络和UDP协议C.利用专用的工业网络和自定义协议D.不考虑网络因素，默认配置18、在机器人的视觉伺服控制中，通过摄像头反馈的图像信息来控制机器人的运动。假设机器人需要将一个物体准确地移动到指定位置。以下哪种视觉伺服控制方法在处理图像噪声和目标遮挡时具有较好的鲁棒性？（）A.基于位置的视觉伺服B.基于图像的视觉伺服C.2.5D视觉伺服D.混合视觉伺服19、在ROS中，用于发布机器人关节角度的话题名称通常是（）（）A./joint_statesB./odomC./tfD./scan20、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述ROS在救援机器人中的应用。2、（本题5分）说明ROS中的系统版本控制和兼容性处理。3、（本题5分）说明ROS中的地质勘探全面分析机器人中的分析内容扩展。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在ROS中构建一个炼油厂管道巡检机器人的泄漏检测与预警系统。2、（本题5分）在ROS框架下，为地质勘探机器人设计一个地质结构分析和样本采集系统。3、（本题5分）基于ROS构建一个机器人的自主目标识别和分类系统，区分不同类型目标。4、（本题5分）设计一个基于ROS的蜈蚣养殖场蜈蚣收集机器人的高效收集与防护系统。5、（本题5分）在ROS中设计一个机器人的物体光泽度检测和分析系统。四、