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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁湖南三一工業(yè)職業(yè)技術學院《機器人驅動與控制》2024-2025學年第一學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個小題，每小題1分，共15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、在機器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當需要實現(xiàn)多個機器人之間的通信和協(xié)作，以完成一個復雜的任務，例如在倉庫中進行貨物搬運和分揀，以下哪種通信機制最為關鍵？（）A.主題通信B.服務通信C.動作通信D.參數(shù)服務器2、當在ROS中開發(fā)一個具有機械臂的機器人時，需要對機械臂的逆運動學求解進行優(yōu)化，以提高控制精度和速度。以下哪種方法能夠更有效地解決逆運動學問題？（）A.數(shù)值求解方法，如迭代法B.解析求解方法，基于數(shù)學模型C.隨機猜測關節(jié)角度D.不進行逆運動學求解，直接控制關節(jié)3、ROS中的參數(shù)服務器（ParameterServer）用于存儲和共享全局參數(shù)。當多個節(jié)點同時嘗試修改同一個參數(shù)時，以下哪種處理方式是正確的？（）A.最后修改的節(jié)點生效B.第一個修改的節(jié)點生效C.隨機選擇一個節(jié)點的修改生效D.所有修改都被拒絕，保持參數(shù)不變4、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(shù)，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(tài)加載和修改配置文件，無需重新啟動系統(tǒng)C.配置文件中的參數(shù)可以被多個節(jié)點共享和使用D.配置文件只能存儲簡單的數(shù)值型參數(shù)，不能存儲復雜的數(shù)據(jù)結構5、在ROS環(huán)境下，為了實現(xiàn)機器人的觸覺感知和交互，需要選擇合適的觸覺傳感器和處理算法。以下哪種觸覺傳感器和算法可能會被用于觸覺感知？（）A.電容式觸覺傳感器和觸覺信號處理B.電阻式觸覺傳感器和模式識別算法C.壓電式觸覺傳感器和特征提取算法D.以上都有可能6、ROS中的導航功能包集（NavigationStack）提供了機器人自主導航的基本框架。假設要對導航功能進行定制和擴展，以下關于操作方法的描述，正確的是：（）A.直接修改導航功能包集的源代碼，實現(xiàn)定制需求B.利用導航功能包集提供的接口和參數(shù)，進行配置和擴展C.重新開發(fā)一個全新的導航框架，替代原有的功能包集D.導航功能包集無法進行定制和擴展7、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內(nèi)容？（）（）A.機器人模型B.傳感器數(shù)據(jù)C.規(guī)劃路徑D.以上都是8、ROS支持機器人的分布式感知和協(xié)同決策。假設多個機器人需要共同感知一個大范圍的環(huán)境并做出統(tǒng)一的決策。以下哪種分布式感知和決策算法的結合能夠最有效地實現(xiàn)這一目標？（）A.基于共識的分布式感知和投票決策算法B.每個機器人獨立感知和決策，然后匯總C.隨機選擇一個機器人作為主導進行感知和決策D.不進行分布式感知和協(xié)同決策9、在使用ROS進行機器人軟件開發(fā)時，需要進行代碼的編譯和部署。假設對一個ROS包進行了修改，以下關于編譯和部署的步驟，哪一項是不正確的？（）A.使用catkin_make或colcon等工具進行代碼的編譯B.編譯成功后，生成的可執(zhí)行文件會自動部署到機器人的控制系統(tǒng)中C.可以通過設置環(huán)境變量來指定ROS包的搜索路徑和依賴關系D.在部署到實際機器人之前，可以在仿真環(huán)境中進行測試和驗證10、在機器人操作系統(tǒng)中，用于查看節(jié)點的發(fā)布和訂閱主題的工具是？（）（）A.rqt_graphB.RVizC.GazeboD.以上都不是11、在機器人的協(xié)作控制中，多個機器人需要協(xié)同完成一個復雜任務。假設一組機器人需要共同搬運一個大型物體，并且要保持物體的平衡和穩(wěn)定。以下哪種協(xié)作控制策略能夠有效地協(xié)調(diào)各個機器人的動作，實現(xiàn)目標？（）A.集中式控制B.分布式控制C.主從式控制D.混合式控制12、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)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13、ROS中的機器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關節(jié)信息C.傳感器信息D.以上都是14、ROS中的服務響應（ServiceResponse）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15、當在ROS中使用多個機器人進行協(xié)作任務時，需要進行分布式通信。如果網(wǎng)絡延遲較高，會對協(xié)作效果產(chǎn)生什么影響？（）A.機器人之間的協(xié)作失調(diào)，任務完成質量下降B.機器人自主調(diào)整協(xié)作策略，不受影響C.協(xié)作效率提高，任務更快完成D.系統(tǒng)自動優(yōu)化網(wǎng)絡，降低延遲二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的林業(yè)機器人中的作業(yè)特點。2、（本題5分）解釋ROS中的定位算法及其工作原理。3、（本題5分）解釋ROS中的天文觀測穩(wěn)定控制機器人中的控制穩(wěn)定性優(yōu)化。4、（本題5分）簡述ROS中的林業(yè)采伐機器人中的樹木定位技術。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于需要進行實時圖像處理的機器人應用，如視覺跟蹤、目標檢測等，ROS在圖像處理算法的集成和優(yōu)化方面具有關鍵作用。請全面綜合分析ROS中常用的圖像處理庫和工具，以及如何在保證實時性的前提下提高圖像處理的效果。2、（本題5分）對于用于文物修復和保護的機器人，分析機器人操作系統(tǒng)如何在不損傷文物的前提下，進行精細的修復操作、材料分析和工藝記錄，以及如何結合傳統(tǒng)修復技術和現(xiàn)代科技手段，提高文物修復的質量和效率。3、（本題5分）在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，自主移動機器人用于播種、施肥和采摘等作業(yè)。深入分析機器人操作系統(tǒng)如何處理復雜的農(nóng)田環(huán)境感知、路徑規(guī)劃和作業(yè)任務調(diào)度，討論操作系統(tǒng)在應對惡劣天氣、地形變化和不同農(nóng)作物特性時的適應性和優(yōu)化措施。4、（本題5分）在一個大型養(yǎng)殖場，ROS驅動的機器人進行動物健康監(jiān)測和飼料投放。仔細分析ROS在動物行為識別、健康指標檢測、飼料精準投放以及衛(wèi)生防疫方面的挑戰(zhàn)和應對策略。5、（本題5分）在機器人操作系統(tǒng)的虛擬仿真訓練平臺方面，綜合研究如何構建逼真的虛擬環(huán)境、模擬機器人的運動和操作，以及如何為操作人員提供有效的訓練和評估手段，提高操作人員的技能水平和應對復雜任務的能力。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在ROS環(huán)境下開發(fā)