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頁長江藝術工程職業學院

《機器視覺與圖像處理》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、在一個基于ROS的機器人抓取任務中，如果抓取力度的控制不準確，可能會導致什么結果？（）A.物體掉落或抓取損壞B.抓取更牢固C.系統自動調整抓取力度D.提高抓取效率2、機器人的運動規劃需要考慮多種優化目標，如時間最短、能量消耗最小等。假設一個機器人需要在滿足一定精度要求的前提下，盡可能減少運動時間。以下哪種優化算法能夠有效地解決這個多目標優化問題？（）A.遺傳算法B.模擬退火算法C.粒子群優化算法D.以上算法均可3、ROS中的Gazebo是一個常用的機器人仿真環境。假設需要在Gazebo中模擬一個具有復雜物理特性的機器人和環境，以下關于Gazebo仿真的描述，正確的是？（）A.Gazebo只能模擬簡單的機器人運動，無法處理復雜的物理交互B.在Gazebo中進行仿真時，不需要考慮機器人的動力學模型C.Gazebo可以與ROS節點進行集成，實現仿真與實際控制的交互D.Gazebo的仿真結果與實際機器人的行為完全一致，無需進一步驗證4、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5、在ROS中，部署機器人系統到實際硬件上需要考慮許多因素。假設一個機器人系統已經在開發環境中完成開發，準備部署到實際的機器人平臺上。以下關于ROS部署的描述，哪一項是不正確的？（）A.需要將ROS軟件包編譯為適合目標硬件平臺的二進制文件B.硬件的驅動程序和配置需要與ROS系統進行適配和集成C.部署過程中不需要考慮電源管理和散熱等硬件相關的問題D.可以使用遠程調試工具在部署后對機器人進行監控和調試6、ROS中的包（Package）用于組織相關的功能代碼和資源。如果一個包的依賴關系沒有正確配置，會出現什么情況？（）A.相關功能無法正常使用B.系統自動安裝缺失的依賴C.對系統運行沒有影響D.該包的性能提升7、當在ROS中使用多個機器人進行協作任務時，需要進行分布式通信。如果網絡延遲較高，會對協作效果產生什么影響？（）A.機器人之間的協作失調，任務完成質量下降B.機器人自主調整協作策略，不受影響C.協作效率提高，任務更快完成D.系統自動優化網絡，降低延遲8、ROS支持機器人的深度學習應用，例如圖像識別和語音處理。假設要在機器人上部署一個深度學習模型，需要考慮模型的大小、計算量和實時性要求。以下哪種深度學習框架和模型壓縮方法的選擇最為合適？（）A.TensorFlow結合模型量化B.PyTorch結合模型剪枝C.自行開發深度學習框架和不進行模型壓縮D.選擇大型復雜的模型，不考慮資源限制9、在ROS控制的機器人巡檢系統中，如果巡檢路徑規劃未考慮能源消耗，會對機器人的續航產生什么影響？（）A.可能導致機器人在巡檢過程中電量耗盡B.續航能力增強C.系統自動優化能源消耗D.對續航沒有影響10、ROS中的消息（Message）定義了節點之間通信的數據格式。當需要在不同的ROS系統之間進行通信，而兩個系統中使用的消息格式略有不同時，以下哪種方法可以解決這個問題？（）A.在發送端和接收端分別進行消息格式的轉換B.重新定義一個統一的消息格式，并在兩個系統中使用C.使用中間件來進行消息格式的適配D.以上方法都可以11、在ROS框架下，進行機器人的感知與融合處理時，假設需要融合來自激光雷達、攝像頭和超聲波傳感器的數據。以下關于數據融合方法的選擇，正確的是：（）A.直接對原始數據進行簡單加權平均，快速但精度較低B.采用卡爾曼濾波算法，能夠有效融合動態數據，但計算量較大C.基于深度學習的方法，精度高但需要大量訓練數據和計算資源D.以上方法都不可行，需要尋找新的數據融合技術12、ROS中的消息隊列在處理大量數據時可能會出現擁堵。為了避免這種情況，以下哪種方法可以采取？（）A.增加消息隊列的容量B.優化數據發送和處理的頻率C.采用分布式消息隊列D.以上方法都可以13、在使用ROS進行機器人的感知融合時，需要處理不同傳感器的坐標系轉換和校準問題。假設傳感器的安裝位置和方向存在偏差，以下哪種方法能夠準確地進行坐標系校準？（）A.手動測量和計算校準參數B.基于機器學習的自動校準C.不進行校準，直接使用原始數據D.隨機設置校準參數14、ROS中的動作客戶端（ActionClient）需要實現以下哪些回調函數？（）（）A.active回調函數B.done回調函數C.feedback回調函數D.以上都是15、當在ROS中進行機器人的路徑規劃時，如果環境動態變化頻繁，以下哪種策略較為合適？（）A.實時重新規劃路徑B.按照原規劃路徑繼續前進C.暫停運動，等待環境穩定D.隨機選擇新的路徑16、在機器人的路徑跟蹤中，需要實時調整機器人的運動以保持在預定的路徑上。假設機器人在戶外環境中移動，受到風的干擾和地形的變化。以下哪種路徑跟蹤算法能夠快速適應這些動態變化，并保持良好的跟蹤性能？（）A.純追蹤算法B.斯坦利（Stanley）算法C.動態窗口法（DWA）D.反饋線性化控制算法17、ROS中的節點可以在不同的編程語言中實現，并且能夠相互通信，這是因為（）（）A.ROS提供了統一的通信接口B.編程語言的兼容性C.兩者皆有D.以上都不是18、ROS支持分布式機器人系統的開發。假設一個分布式機器人系統由多個通過網絡連接的機器人組成，以下關于分布式通信和同步的描述，正確的是：（）A.依賴ROS的默認通信機制，無需特殊處理分布式同步問題B.使用時間同步協議，確保各個機器人的時間基準一致C.忽略分布式環境中的通信延遲和丟包，對系統性能影響不大D.分布式機器人系統無法實現有效的通信和同步19、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特點不包括（）（）A.開源B.跨平臺C.閉源D.分布式20、在機器人的通信網絡中，需要保證數據的安全性和完整性。假設機器人系統涉及敏感信息的傳輸。以下哪種加密和認證技術能夠有效地保護通信內容，防止數據泄露和篡改？（）A.RSA加密算法B.AES加密算法C.數字簽名技術D.以上技術均可二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明ROS中的性能評估指標和方法。2、（本題5分）如何在ROS中處理機器人的力反饋？3、（本題5分）ROS中的智能控制策略優化。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）創建一個在ROS中的蜂場蜂蜜采集機器人的蜂巢識別與采蜜系統。2、（本題5分）設計一個基于ROS的無人機自主飛行系統，包括起飛、降落、巡航和避障功能。3、（本題5分）基于ROS設計一個蟲草養殖場蟲草收集與分揀機器人的高效收集與分揀系統。4、（本題5分）設計一個基于ROS的石斑魚養殖場石斑魚捕撈機器人的水下定位與捕撈系統。5、（本題5分）在ROS中構建一個鋼鐵廠鋼坯搬運機器人的高溫防護與搬運系統。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）在港口裝卸作業中，機器人操作系統可提高貨物裝卸效率和安全性。