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《機器視覺及傳感系統》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在ROS中，當需要實現機器人與外部設備（如其他計算機、移動設備）的遠程通信和控制時，以下哪種技術或協議能夠提供可靠和高效的解決方案？同時要考慮安全性和跨平臺的需求。A.HTTP協議B.SSH協議C.MQTT協議D.FTP協議2、在ROS中，當需要處理大量的機器人數據時，以下哪種數據存儲方式可能最為適合？（）A.關系型數據庫B.NoSQL數據庫C.文件系統D.內存數據庫3、ROS中的服務服務器（ServiceServer）需要實現以下哪些函數？（）（）A.處理請求的函數B.發送響應的函數C.兩者皆有D.以上都不是4、在ROS環境下，為了實現機器人的多模態感知融合，例如將視覺、聽覺和觸覺信息結合起來，需要選擇合適的融合算法和框架。以下哪種融合方法和框架可能會被應用？（）A.基于卡爾曼濾波的多傳感器融合B.基于深度學習的特征融合C.基于模糊邏輯的信息融合D.以上都有可能5、在ROS中，進行機器人的深度學習應用開發時，需要將深度學習模型與ROS系統進行集成。假設一個基于卷積神經網絡的物體識別模型需要在ROS中運行，以實現機器人對環境中物體的識別。以下關于ROS與深度學習集成的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用ROS的消息傳遞機制將圖像數據傳遞給深度學習模型B.深度學習模型的訓練可以在ROS系統內部完成，無需外部工具C.訓練好的深度學習模型可以作為一個ROS節點進行部署和運行D.可以使用ROS的參數服務器來存儲和管理深度學習模型的參數6、在ROS系統中，要實現機器人的自適應控制，能夠根據環境變化和任務需求自動調整控制參數。以下哪種技術和算法的結合最適合實現這種自適應控制功能？（）A.強化學習與模型預測控制B.遺傳算法與模糊控制C.神經網絡與PID控制D.不實現自適應控制，使用固定參數7、ROS中的服務響應（ServiceResponse）可以包含以下哪些數據類型？（）（）A.基本數據類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是8、在基于ROS的機器人音頻處理系統中，當需要從嘈雜環境中準確提取有用聲音信息時，以下哪種音頻處理技術可能是最有效的？（）A.波束形成B.音頻降噪C.頻譜分析D.音頻壓縮請分別解釋每個音頻處理技術在提取有用聲音信息方面的作用和適用場景9、在ROS控制的機器人系統中，如果電源管理不當，可能會引發什么問題？（）A.機器人突然斷電，任務中斷B.機器人續航能力增強C.對系統運行沒有影響D.系統自動節能10、在使用ROS進行機器人開發時，常常需要對機器人的傳感器數據進行處理和融合。假設有一個機器人配備了激光雷達、攝像頭和慣性測量單元（IMU）等多種傳感器，需要將這些傳感器的數據進行整合以獲得更準確的環境感知。在這個過程中，以下哪種技術或方法可能不是必需的？（）A.卡爾曼濾波B.深度學習中的卷積神經網絡C.數據壓縮算法D.坐標變換11、機器人操作系統的安全性是至關重要的。假設機器人在與人密切合作的工作環境中運行。以下哪種安全機制能夠有效地檢測和避免機器人與人或其他物體的碰撞？（）A.基于激光雷達的碰撞檢測B.基于視覺的碰撞檢測C.基于力傳感器的碰撞檢測D.以上方法結合使用12、在機器人操作系統中，用于發布機器人目標位置信息的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_goalB./goal/robotC./target/robotD.以上都不是13、在機器人操作系統（ROS）中，節點（Node）是重要的組成部分。假設一個機器人系統中有多個功能模塊，如傳感器數據采集、運動控制、路徑規劃等，每個模塊作為一個獨立的節點運行。當一個節點需要向另一個節點發送消息時，通常使用以下哪種通信機制？（）A.話題（Topic）通信，發布者發布消息，訂閱者接收消息B.服務（Service）通信，客戶端發送請求，服務器響應請求C.參數服務器（ParameterServer），用于存儲和共享全局參數D.動作（Action）通信，支持長時間的任務執行和反饋14、當在ROS中開發一個具有語音交互功能的機器人時，需要選擇一種合適的語音識別和合成引擎，并與ROS系統進行集成。假設要考慮識別準確率、合成質量和與ROS的兼容性，以下哪個選項是最優的？（）A.開源的語音引擎，如CMUSphinxB.商業的語音引擎，如NuanceC.自行開發語音引擎D.不集成語音功能，使用文本輸入15、在使用ROS開發機器人的過程中，需要對機器人的模型進行參數校準和優化。以下哪種方法能夠基于實際測量數據準確地調整模型參數？（）A.手動試錯法B.基于遺傳算法的優化C.隨機設置參數D.不進行參數校準，使用默認值二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋ROS中的通信加密和認證方法。2、（本題5分）解釋ROS中的林業撫育機器人中的修枝策略。3、（本題5分）ROS中的目標分配算法。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在造紙工廠中，機器人參與紙漿攪拌、紙張成型和質量檢測等環節。綜合分析機器人操作系統在紙漿濃度控制、成型模具調整、質量缺陷識別和生產流程協調方面的技術要點，探討操作系統如何提升造紙生產的效率和產品質量。2、（本題5分）對于一個使用ROS的考古遺址挖掘保護機器人項目，負責精細挖掘和文物保護。仔細分析ROS在遺址地層識別、文物輕柔挖掘、環境數據記錄以及歷史文化保護方面的挑戰和應對措施。3、（本題5分）機器人操作系統在電子制造行業的應用有助于提高生產效率和產品質量。請深入綜合分析其在芯片貼片、電路板檢測、電子產品組裝等環節的技術實現，研究電子制造機器人在應對微小零件操作和高精度要求方面的優勢，以及在快速更新的電子制造技術中的適應性和升級策略。4、（本題5分）對于具有自適應抓取功能的機器人，ROS在物體識別、抓取策略和力控制方面面臨挑戰。請深入綜合分析ROS中的技術實現和優化方案。5、（本題5分）對于一個使用ROS的機場跑道巡檢機器人系統，負責檢查跑道的平整度和異物。全面分析ROS在高速移動環境適應、檢測精度要求、異物識別以及數據實時傳輸方面的重點和難點。四、設計題（本大題