學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南文理學(xué)院芙蓉學(xué)院

《機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在ROS系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，需要融合多種技術(shù)，如定位、建圖和路徑規(guī)劃。假設(shè)機(jī)器人處于一個(gè)未知的環(huán)境中，需要逐步建立環(huán)境地圖并實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。以下哪種方法和技術(shù)的組合最適合這種場景？（）A.基于激光雷達(dá)的SLAM算法和全局路徑規(guī)劃B.僅依靠視覺的SLAM算法和局部路徑規(guī)劃C.不進(jìn)行建圖，使用預(yù)設(shè)的地圖進(jìn)行導(dǎo)航D.隨機(jī)探索環(huán)境，不進(jìn)行規(guī)劃2、當(dāng)為機(jī)器人設(shè)計(jì)視覺感知系統(tǒng)時(shí)，需要考慮多種因素。假設(shè)機(jī)器人需要在不同光照條件下準(zhǔn)確識別物體。以下哪種圖像處理技術(shù)對于解決光照變化對物體識別的影響最為有效？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測C.圖像濾波D.圖像分割3、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)需要長時(shí)間持續(xù)運(yùn)行的機(jī)器人應(yīng)用，以下哪種電源管理策略能夠確保電源的穩(wěn)定供應(yīng)和延長電池壽命？（）A.智能充電控制B.動態(tài)電源切換C.低功耗模式設(shè)置D.不進(jìn)行電源管理請分別說明每個(gè)選項(xiàng)在電源管理方面的特點(diǎn)和效果4、ROS中的機(jī)器人控制框架需要具備穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。假設(shè)有一個(gè)需要高精度和快速響應(yīng)的機(jī)器人操作任務(wù)，以下哪種控制策略可能最為合適？（）A.PID控制B.模糊控制C.自適應(yīng)控制D.開環(huán)控制請分別說明每個(gè)控制策略的工作原理以及在該任務(wù)中的表現(xiàn)5、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的語音交互功能，需要集成語音識別引擎和語音合成模塊。以下哪種語音技術(shù)和接口可能會被用于語音交互？（）A.開源語音識別庫和語音合成軟件B.商業(yè)語音服務(wù)和API接口C.自主訓(xùn)練的語音模型和定制化接口D.以上都有可能6、在ROS控制的機(jī)器人系統(tǒng)中，若控制算法的計(jì)算復(fù)雜度過高，會帶來什么問題？（）A.系統(tǒng)響應(yīng)延遲，實(shí)時(shí)性下降B.控制精度提高C.系統(tǒng)資源消耗減少D.機(jī)器人運(yùn)動更平穩(wěn)7、ROS中的服務(wù)請求（ServiceRequest）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是8、在ROS環(huán)境下，為了對機(jī)器人的性能進(jìn)行評估和優(yōu)化，需要選擇合適的指標(biāo)和測試方法?？紤]到機(jī)器人的任務(wù)類型和應(yīng)用場景，以下哪種評估指標(biāo)和測試工具可能會被使用？（）A.運(yùn)動精度、速度和能耗指標(biāo)B.任務(wù)完成時(shí)間和成功率C.傳感器精度和可靠性D.以上都有可能9、在ROS中，對于機(jī)器人的安全機(jī)制設(shè)計(jì)，需要考慮防止機(jī)器人對人員和環(huán)境造成傷害。假設(shè)機(jī)器人在工作過程中遇到異常情況，以下哪種安全措施能夠及時(shí)停止機(jī)器人的運(yùn)動，保障安全？（）A.依靠人工緊急停止按鈕B.設(shè)置軟件的安全閾值，自動停止C.不采取任何安全措施D.降低機(jī)器人的運(yùn)動速度，減少危險(xiǎn)10、在使用ROS控制機(jī)器人的機(jī)械臂時(shí)，需要精確的運(yùn)動控制算法。假設(shè)機(jī)械臂需要按照預(yù)定的軌跡進(jìn)行運(yùn)動，同時(shí)要考慮到關(guān)節(jié)的限制和動力學(xué)特性。以下哪種控制方法可能最為適用？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模糊控制C.隨機(jī)控制D.開環(huán)控制11、ROS中的節(jié)點(diǎn)管理器（Master）負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)之間的注冊和通信協(xié)調(diào)。如果節(jié)點(diǎn)管理器出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致什么情況？（）A.節(jié)點(diǎn)之間的通信中斷B.系統(tǒng)自動切換到備用節(jié)點(diǎn)管理器C.通信不受影響，但性能下降D.節(jié)點(diǎn)自主進(jìn)行通信協(xié)調(diào)12、在一個(gè)ROS驅(qū)動的機(jī)器人抓取任務(wù)中，需要精確控制機(jī)械手的抓取力度。以下哪種傳感器可以提供有關(guān)抓取力度的信息？（）A.壓力傳感器B.扭矩傳感器C.位置傳感器D.速度傳感器13、在機(jī)器人的路徑跟蹤中，需要實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動以保持在預(yù)定的路徑上。假設(shè)機(jī)器人在戶外環(huán)境中移動，受到風(fēng)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(yīng)這些動態(tài)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(tài)窗口法（DWA）D.反饋線性化控制算法14、對于ROS中的機(jī)器人狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，以下哪種技術(shù)或工具能夠提供實(shí)時(shí)的可視化監(jiān)控界面？（）A.RVizB.GazeboC.MatplotlibD.Plotly。假設(shè)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度、速度、力矩等多個(gè)狀態(tài)參數(shù)，并在出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，上述哪個(gè)選項(xiàng)能夠以直觀和交互的方式展示監(jiān)測數(shù)據(jù)，并說明如何進(jìn)行配置和使用15、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機(jī)器人地圖信息的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_mapB./map/robotC./navigation/mapD.以上都不是二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說明ROS中的系統(tǒng)維護(hù)和支持策略。2、（本題5分）簡述ROS中的實(shí)時(shí)性支持和優(yōu)化方法。3、（本題5分）描述ROS在物流分揀機(jī)器人中的應(yīng)用。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在機(jī)器人操作系統(tǒng)的智能物流配送系統(tǒng)中，深入研究如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的路徑規(guī)劃、貨物裝載和配送順序安排，以及如何應(yīng)對交通擁堵、天氣變化和客戶需求的動態(tài)變化，提高物流配送的效率和服務(wù)質(zhì)量。2、（本題5分）假設(shè)開發(fā)一個(gè)ROS驅(qū)動的深海采礦機(jī)器人，能夠在深海進(jìn)行礦產(chǎn)開采。全面分析ROS在深海高壓環(huán)境適應(yīng)、采礦工具操作、礦石運(yùn)輸以及能源供應(yīng)方面的關(guān)鍵問題和解決方法。3、（本題5分）對于一個(gè)使用ROS的城市排水管道檢測機(jī)器人項(xiàng)目，負(fù)責(zé)檢查管道內(nèi)部狀況。仔細(xì)分析ROS在管道狹窄空間穿越、故障檢測精度、有害氣體防護(hù)以及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對措施。4、（本題5分）在一個(gè)食品加工工廠，ROS被用于控制機(jī)器人進(jìn)行食品包裝和質(zhì)量篩選。請?jiān)敿?xì)分析如何利用ROS實(shí)現(xiàn)高精度包裝、缺陷檢測以及符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)的操作，同時(shí)應(yīng)對可能的衛(wèi)生和速度挑戰(zhàn)。5、（本題5分）在機(jī)器人的化妝品生產(chǎn)應(yīng)用中，ROS怎樣精確控制配料比例和包裝操作。請?jiān)敿?xì)綜合分析ROS的計(jì)量精度、包裝工藝和質(zhì)量檢測技術(shù)。四、設(shè)計(jì)題（