裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共2頁(yè)鄭州工商學(xué)院《機(jī)器人操作系統(tǒng)及應(yīng)用》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)不同物體的識(shí)別和分類(lèi)，例如區(qū)分不同形狀和顏色的物體。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，以下哪種計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法可能會(huì)發(fā)揮重要作用？（）A.傳統(tǒng)的圖像特征提取和支持向量機(jī)B.基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)和分類(lèi)算法C.聚類(lèi)算法D.以上都有可能2、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲(chǔ)和共享全局參數(shù)。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)嘗試修改同一個(gè)參數(shù)時(shí)，以下哪種處理方式是正確的？（）A.最后修改的節(jié)點(diǎn)生效B.第一個(gè)修改的節(jié)點(diǎn)生效C.隨機(jī)選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)的修改生效D.所有修改都被拒絕，保持參數(shù)不變3、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的路徑跟蹤控制時(shí)，如果傳感器噪聲較大，會(huì)對(duì)控制效果產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.路徑跟蹤精度下降B.路徑跟蹤速度加快C.控制效果不受影響D.系統(tǒng)自動(dòng)濾波降噪4、ROS中的動(dòng)作（Action）是一種用于長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)的通信機(jī)制。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的搜索任務(wù)，其狀態(tài)包括正在搜索、找到目標(biāo)和任務(wù)完成。以下關(guān)于動(dòng)作通信的描述，正確的是？（）A.動(dòng)作通信只能單向傳遞信息，從客戶端到服務(wù)器B.客戶端可以在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中隨時(shí)取消任務(wù)C.服務(wù)器無(wú)法向客戶端反饋任務(wù)的中間狀態(tài)D.動(dòng)作通信不支持任務(wù)的超時(shí)處理5、ROS中的節(jié)點(diǎn)通信可以使用加密技術(shù)來(lái)保障數(shù)據(jù)安全。以下哪種加密方式在ROS中較為常用？（）A.對(duì)稱(chēng)加密B.非對(duì)稱(chēng)加密C.哈希加密D.以上加密方式都可以根據(jù)需求選擇6、ROS中的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中非常重要。如果坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生什么影響？（）A.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡偏離預(yù)期B.運(yùn)動(dòng)更精確C.運(yùn)動(dòng)速度加快D.對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響7、在基于ROS的機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航中，當(dāng)環(huán)境光照條件變化較大時(shí)，以下哪種圖像處理方法能夠提高導(dǎo)航的穩(wěn)定性？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測(cè)C.圖像分割D.圖像壓縮請(qǐng)分別解釋每個(gè)圖像處理方法在應(yīng)對(duì)光照變化時(shí)的效果和對(duì)導(dǎo)航穩(wěn)定性的影響8、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的路徑規(guī)劃和避障算法的性能評(píng)估時(shí)，假設(shè)要比較不同算法在不同場(chǎng)景下的效果。以下關(guān)于評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的描述，正確的是：（）A.只考慮路徑長(zhǎng)度作為評(píng)估指標(biāo)，簡(jiǎn)單直觀B.綜合考慮路徑長(zhǎng)度、時(shí)間消耗、安全性等多個(gè)指標(biāo)，并設(shè)計(jì)多樣化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景C.隨機(jī)選擇評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，不進(jìn)行系統(tǒng)性的比較D.評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)算法比較沒(méi)有影響9、ROS支持多種編程語(yǔ)言進(jìn)行節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)。如果在一個(gè)項(xiàng)目中同時(shí)使用了C++和Python編寫(xiě)的節(jié)點(diǎn)，并且它們之間需要進(jìn)行通信，可能會(huì)遇到什么問(wèn)題？（）A.語(yǔ)言兼容性問(wèn)題，導(dǎo)致通信失敗B.通信正常，沒(méi)有任何問(wèn)題C.通信速度變慢D.系統(tǒng)資源消耗增加10、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的軌跡跟蹤控制，常常使用反饋控制算法。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要跟蹤一條給定的軌跡，以下關(guān)于軌跡跟蹤控制的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用PID控制器根據(jù)機(jī)器人的當(dāng)前位置和目標(biāo)軌跡的偏差來(lái)生成控制指令B.模型預(yù)測(cè)控制（ModelPredictiveControl）可以考慮系統(tǒng)的約束和未來(lái)的預(yù)測(cè)信息，提高控制性能C.自適應(yīng)控制可以根據(jù)機(jī)器人系統(tǒng)的參數(shù)變化自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)D.軌跡跟蹤控制只需要考慮位置誤差，速度和加速度誤差可以忽略11、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的軌跡跟蹤控制，以下哪種控制器能夠處理模型不確定性和外部干擾？（）A.自適應(yīng)控制器B.滑?？刂破鰿.魯棒控制器D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人的模型存在參數(shù)變化和未知的外部干擾，需要一種控制器能夠保證軌跡跟蹤的精度和穩(wěn)定性，上述哪種控制器能夠更好地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，并詳細(xì)說(shuō)明其控制原理和在ROS中的實(shí)現(xiàn)方式12、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的路徑跟蹤控制，以下哪種控制器可能在存在干擾和不確定性的情況下表現(xiàn)較好？（）A.線性控制器B.非線性控制器C.魯棒控制器D.隨機(jī)控制器請(qǐng)分別說(shuō)明每個(gè)控制器在應(yīng)對(duì)干擾和不確定性時(shí)的特點(diǎn)和性能13、在ROS系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自適應(yīng)控制，能夠根據(jù)環(huán)境變化和任務(wù)需求自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)。以下哪種技術(shù)和算法的結(jié)合最適合實(shí)現(xiàn)這種自適應(yīng)控制功能？（）A.強(qiáng)化學(xué)習(xí)與模型預(yù)測(cè)控制B.遺傳算法與模糊控制C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID控制D.不實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制，使用固定參數(shù)14、在ROS中，用于發(fā)布和訂閱話題（Topic）的編程語(yǔ)言可以是（）（）A.C++B.PythonC.兩者皆可D.以上都不是15、當(dāng)為機(jī)器人設(shè)計(jì)視覺(jué)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(shí)別物體。以下哪種圖像處理技術(shù)對(duì)于解決光照變化對(duì)物體識(shí)別的影響最為有效？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測(cè)C.圖像濾波D.圖像分割16、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)需要與外部系統(tǒng)進(jìn)行集成的機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，例如與工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備或其他軟件系統(tǒng)進(jìn)行交互。以下哪種接口和協(xié)議的選擇能夠最有效地實(shí)現(xiàn)這種集成，同時(shí)保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性？（）A.使用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)通信協(xié)議，如ModbusB.自定義專(zhuān)用的接口和協(xié)議C.依賴(lài)中間件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸D.不進(jìn)行集成，獨(dú)立運(yùn)行17、在ROS環(huán)境下，要對(duì)機(jī)器人的能源管理進(jìn)行優(yōu)化，以延長(zhǎng)機(jī)器人的工作時(shí)間。假設(shè)機(jī)器人使用電池供電，并且工作任務(wù)對(duì)能源消耗有不同的要求。以下哪種能源管理方法和策略最為有效？（）A.動(dòng)態(tài)調(diào)整功率模式和任務(wù)分配B.始終保持最大功率運(yùn)行C.不進(jìn)行能源管理，直到電池耗盡D.隨機(jī)調(diào)整能源使用策略18、在ROS環(huán)境中，對(duì)于機(jī)器人的實(shí)時(shí)性能優(yōu)化，需要考慮算法的復(fù)雜度、內(nèi)存使用和計(jì)算效率等方面。假設(shè)機(jī)器人的某個(gè)功能模塊存在性能瓶頸，以下哪種方法能夠最有效地提升性能？（）A.優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)，減少計(jì)算量B.增加硬件資源，如內(nèi)存和CPUC.不進(jìn)行優(yōu)化，維持現(xiàn)狀D.降低功能要求，簡(jiǎn)化任務(wù)19、ROS中的服務(wù)請(qǐng)求（ServiceRequest）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類(lèi)型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類(lèi)型B.自定義消息類(lèi)型C.兩者皆可D.以上都不是20、ROS中的包（Package）用于組織相關(guān)的功能代碼和資源。如果一個(gè)包的依賴(lài)關(guān)系沒(méi)有正確配置，會(huì)出現(xiàn)什么情況？（）A.相關(guān)功能無(wú)法正常使用B.系統(tǒng)自動(dòng)安裝缺失的依賴(lài)C.對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行沒(méi)有影響D.該包的性能提升二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說(shuō)明ROS中的生物研究機(jī)器人中的應(yīng)用案例。2、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS在模具制造機(jī)器人中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋ROS中的生命科學(xué)研究機(jī)器人中的細(xì)胞操作技術(shù)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個(gè)木耳養(yǎng)殖場(chǎng)木耳澆水與采摘機(jī)器人的精準(zhǔn)澆水與采摘系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人的自主泊車(chē)系統(tǒng)，準(zhǔn)確停入指定位置。3、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的物體熱導(dǎo)率檢測(cè)系統(tǒng)。4、（本題5分）開(kāi)發(fā)一個(gè)使用ROS的蝦苗養(yǎng)殖場(chǎng)蝦苗投喂與健康監(jiān)測(cè)機(jī)器人的精準(zhǔn)投喂與疾病預(yù)警系統(tǒng)。5、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人的自主目標(biāo)識(shí)別和分類(lèi)系統(tǒng)，區(qū)分不同類(lèi)型目標(biāo)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）在地質(zhì)勘探現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)器人用于