湖南财经工业职业技术学院《机器人设计与实现》2024-2025学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页湖南财经工业职业技术学院《机器人设计与实现》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、对于ROS中的机器人操作系统安全，以下哪种措施能够有效地防止未经授权的访问和控制？（）A.身份认证B.数据加密C.访问控制D.以上都是。假设机器人系统涉及敏感信息和关键任务，需要采取一系列安全措施来保障系统的安全性和可靠性，上述哪些措施能够共同发挥作用，有效地保护机器人操作系统，并说明其在ROS中的实现和配置方法2、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3、在基于ROS的机器人视觉系统中，需要对图像中的目标进行识别和跟踪。以下哪种机器学习或深度学习方法可能会取得较好的效果？（）A.支持向量机B.决策树C.卷积神经网络D.朴素贝叶斯请详细分析每个选项在机器人视觉目标识别和跟踪中的优势和局限性4、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5、在ROS系统中，对于机器人的任务优先级分配，以下哪种策略能够更好地平衡不同任务的需求？（）A.固定优先级B.动态优先级C.随机优先级D.不设置优先级请详细说明每个优先级分配策略在任务管理中的效果和适用场景6、ROS中的参数服务器（ParameterServer）使用哪种数据结构存储参数？（）（）A.字典B.列表C.数组D.树7、机器人操作系统中的节点可以通过哪种方式进行多线程编程？（）（）A.C++标准库多线程B.Python的threading模块C.ROS的多线程机制D.以上都是8、在基于ROS的机器人视觉导航中，当环境光照条件变化较大时，以下哪种图像处理方法能够提高导航的稳定性？（）A.直方图均衡化B.边缘检测C.图像分割D.图像压缩请分别解释每个图像处理方法在应对光照变化时的效果和对导航稳定性的影响9、在机器人操作系统中，用于控制机器人速度的消息类型通常是？（）（）A.geometry_msgs/TwistB.sensor_msgs/ImageC.std_msgs/StringD.以上都不是10、当机器人与其他设备进行通信时，需要遵循特定的通信协议。假设机器人需要与一个工业控制器进行高速、实时的数据交换。以下哪种通信协议最适合这种应用场景？（）A.CAN总线B.ModbusC.Ethernet/IPD.Profibus11、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12、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13、在ROS中，为了提高机器人系统的性能和实时性，常常需要进行优化。假设一个机器人节点的计算量较大，导致系统响应延迟，以下关于优化的方法，哪一项是不正确的？（）A.可以对算法进行优化，减少计算复杂度B.使用多线程或多进程技术并行处理任务，提高效率C.减少节点之间的通信数据量，避免不必要的消息传递D.优化只需要关注软件层面，硬件性能对系统性能没有影响14、ROS中的机器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.连杆信息B.关节信息C.传感器信息D.以上都是15、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释ROS中的医疗机器人中的应用特点。2、（本题5分）简述ROS在橡胶生产机器人中的应用。3、（本题5分）如何在ROS中处理机器人的动态负载变化？三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在文物修复工作中，机器人用于精细的修复操作。深入研究机器人操作系统在文物材质分析、修复工具控制、修复过程记录和保护措施执行方面的关键技术，分析操作系统如何保障文物修复的质量和原真性。2、（本题5分）在一个汽车制造工厂的涂装车间，ROS被用于控制机器人进行车身喷漆。请详细分析如何利用ROS实现均匀喷漆、颜色校准、漆雾处理以及与涂装生产线的整合，同时应对可能的环保和质量挑战。3、（本题5分）对于具有多个自由度的水下机器人，ROS在姿态稳定控制和深度调节方面面临挑战。请深入综合分析ROS中的控制方法和算法优化，以及如何应对水流等干扰因素。4、（本题5分）对于用于矿山作业的机器人，分析机器人操作系统如何应对恶劣的矿山环境、复杂的地质条件和安全生产要求，实现矿石开采、运输和设备维护等任务的自动化和智能化。5、（本题5分）考虑一个基于ROS的森林监测机器人系统，用于收集森林生态数据和发现火灾隐患。综合分析ROS在森林地形适应、数据采集精度、长距离通信以及电源续航方面的要点和问题。四、设计题（本大题共3