學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁新星職業技術學院《機器視覺與模式識別》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、ROS中的控制模塊負責根據規劃的路徑生成機器人的控制指令。假設一個輪式移動機器人需要沿著給定的路徑行駛，以下關于控制算法的描述，哪一項是不準確的？（）A.PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器常用于簡單的速度和位置控制B.LQR（LinearQuadraticRegulator）控制器可以在系統模型已知的情況下實現最優控制C.模糊控制可以處理系統的不確定性和非線性，但控制規則的設計較為復雜D.控制算法的選擇只取決于機器人的類型，與任務需求和環境條件無關2、在ROS中，要實現機器人的遠程控制和監控，以下哪種網絡協議通常被采用？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT。假設需要通過互聯網對機器人進行遠程操作，數據傳輸需要保證可靠性和實時性，同時考慮網絡帶寬的限制，上述哪種網絡協議更適合，并說明其在ROS遠程控制中的配置和使用方法3、ROS中的動態重新配置（DynamicReconfigure）功能允許在運行時修改節點的參數。假設一個機器人的運動速度參數需要根據環境實時調整，以下關于動態重新配置的描述，正確的是？（）A.動態重新配置只能在節點啟動前進行設置，運行時無法修改B.可以通過圖形界面或命令行工具進行參數的動態修改C.動態重新配置會導致節點重新初始化，影響系統性能D.不是所有的參數都支持動態重新配置，需要在代碼中特別指定4、在ROS中，要對機器人的控制算法進行優化和調試，以下哪種工具或技術能夠提供有效的性能分析和調試支持？（）A.GDBB.ProfilerC.ROSLoggingD.ROSBag。假設需要找出控制算法中的性能瓶頸和潛在問題，對算法的執行時間、內存使用等進行詳細分析，上述哪個選項能夠提供更全面和深入的調試信息，并解釋如何利用它來優化控制算法5、ROS中的話題（Topic）通信是一種常見的數據傳輸方式。在一個復雜的機器人系統中，多個節點可能會同時訂閱同一個話題。當發布者發布的數據量較大時，以下哪種情況可能會發生？（）A.訂閱者能夠快速接收和處理所有數據，不會有任何問題B.由于網絡帶寬限制，部分數據可能會丟失C.系統會自動降低發布者的數據發送速度，以適應訂閱者的處理能力D.訂閱者會按照優先級順序接收和處理數據6、在開發基于ROS的機器人視覺應用時，需要從攝像頭獲取圖像數據并進行處理，以實現目標檢測和跟蹤等功能。對于圖像數據的傳輸和處理，以下哪種方式在ROS中是最有效的？同時要考慮數據的實時性、帶寬占用和處理效率。A.直接在節點中處理原始圖像數據B.將圖像數據壓縮后傳輸和處理C.使用ROS的圖像消息（ImageMessage）機制D.把圖像數據存儲到本地文件再進行處理7、機器人的運動精度受到多種因素的影響，如機械結構誤差、控制算法誤差等。假設一個高精度機器人需要達到微米級的運動精度。以下哪種方法能夠有效地減小這些誤差，提高運動精度？（）A.精密機械加工B.先進的控制算法補償C.實時誤差測量與修正D.以上方法綜合運用8、在機器人操作系統中，用于實現機器人自主導航的關鍵技術是？（）（）A.路徑規劃B.地圖構建C.定位D.以上都是9、在ROS中，進行機器人的定位和建圖時，需要處理傳感器的噪聲和誤差。假設一個機器人使用輪式里程計和激光雷達進行定位和建圖。以下關于ROS定位建圖的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用粒子濾波等算法來處理里程計的累積誤差B.激光雷達的數據可以用于糾正里程計的偏差C.定位和建圖的結果不受傳感器噪聲和誤差的影響D.可以通過回環檢測來消除建圖過程中的累積誤差10、以下哪個是機器人操作系統中用于處理機器人操作臂控制信息的消息類型？（）（）A.moveit_msgs/MoveGroupActionB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是11、在使用ROS開發一個具有多個傳感器的移動機器人時，需要進行傳感器融合和校準。假設傳感器的測量值存在偏差和噪聲，以下關于校準和融合的策略，正確的是：（）A.先進行傳感器校準，然后再進行數據融合B.同時進行校準和融合，以提高效率C.只進行數據融合，忽略傳感器的偏差和噪聲D.不需要校準，直接使用原始傳感器數據進行融合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、ROS中的感知模塊負責處理機器人獲取的各種傳感器數據，如激光雷達、攝像頭、IMU等。假設一個機器人使用激光雷達進行環境感知，以下關于激光雷達數據處理的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以使用點云庫（PCL）對激光雷達的點云數據進行濾波、分割等操作B.通過特征提取，可以從點云數據中識別出物體的形狀和輪廓C.激光雷達數據只能用于檢測靜態障礙物，無法檢測動態障礙物D.可以將激光雷達數據與其他傳感器數據進行融合，提高環境感知的準確性14、在使用ROS進行機器人軟件開發時，需要進行版本控制。假設一個團隊在開發一個復雜的機器人項目，以下哪種版本控制系統在ROS開發中常用？（）A.GitB.SVNC.CVSD.Mercurial15、假設要在ROS中實現機器人的遠程監控和控制，以下哪種網絡技術和協議的組合是較為合適的？（）A.Wi-Fi與TCP/IPB.藍牙與UDPC.Zigbee與HTTPD.4G與FTP請分析每個選項在遠程監控和控制中的性能、穩定性和適用范圍16、在ROS系統中，要實現機器人的自主導航功能，需要融合多種技術，如定位、建圖和路徑規劃。假設機器人處于一個未知的環境中，需要逐步建立環境地圖并實現自主導航。以下哪種方法和技術的組合最適合這種場景？（）A.基于激光雷達的SLAM算法和全局路徑規劃B.僅依靠視覺的SLAM算法和局部路徑規劃C.不進行建圖，使用預設的地圖進行導航D.隨機探索環境，不進行規劃17、在ROS中，進行機器人的任務規劃時，需要將高層的任務目標分解為具體的動作序列。假設一個機器人需要完成一個物品搬運的任務。以下關于ROS任務規劃的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用基于狀態機的方法來進行任務規劃B.任務規劃需要考慮環境的不確定性和變化C.一旦任務規劃完成，就不能在執行過程中進行修改和調整D.可以使用人工智能算法，如強化學習，來優化任務規劃策略18、ROS（RobotOperatingSystem）中的節點（Node）之間通過（）進行通信。A.消息隊列B.共享內存C.網絡套接字D.以上都是19、以下哪個是機器人操作系統中用于處理機器人語音識別信息的消息類型？（）（）A.audio_msgs/AudioB.speech_msgs/RecognitionC.std_msgs/StringD.以上都不是20、在ROS中，配置文件（ConfigurationFile）起著重要的作用。假設一個機器人項目需要設置各種參數，如傳感器的采樣頻率、控制器的增益等。以下關于ROS配置文件的描述，哪一項是錯誤的？（）A.配置文件通常使用YAML格式進行編寫，易于閱讀和理解B.可以在運行時動態加載和修改配置文件，無需重新啟動系統C.配置文件中的參數可以被多個節點共享和使用D.配置文件只能存儲簡單的數值型參數，不能存儲復雜的數據結構二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）如何在ROS中實現機器人的遠程操作？2、（本題5分）如何在ROS中實現機器人的高效任務切換？3、（本題5分）ROS中的動態障礙物處理方法。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS設計一個鴕鳥養殖場鴕鳥蛋搬運機器人的防破損搬運系統。2、（本題5分）設計一個使用ROS的葛仙米養殖場葛仙米采摘與存儲機器人的輕柔采摘與保鮮存儲系統。3、（本題5分）基于ROS設計一個機器人的協作控制模塊，實現多個機器人的協同工作。4、（本題5分）利用ROS為巡檢機器人設計一個設備故障檢測和報告系統。5、（本題5分）利用ROS開發一個機器人的自主避障和