裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共2頁(yè)遼寧中醫(yī)藥大學(xué)《機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》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1分，共20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、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特點(diǎn)不包括（）（）A.開(kāi)源B.跨平臺(tái)C.閉源D.分布式2、當(dāng)機(jī)器人在未知環(huán)境中探索時(shí)，需要同時(shí)構(gòu)建地圖和定位自身。以下哪種同時(shí)定位與地圖構(gòu)建（SLAM）算法在處理大規(guī)模環(huán)境和動(dòng)態(tài)障礙物時(shí)具有較好的性能？（）A.ORB-SLAMB.LSD-SLAMC.RTAB-MapD.KartoSLAM3、在基于ROS的機(jī)器人學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，當(dāng)需要讓機(jī)器人通過(guò)與環(huán)境的交互來(lái)不斷改進(jìn)其行為時(shí)，以下哪種學(xué)習(xí)方法可能是最適合的？（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.強(qiáng)化學(xué)習(xí)C.無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)D.半監(jiān)督學(xué)習(xí)請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明每個(gè)學(xué)習(xí)方法在機(jī)器人與環(huán)境交互學(xué)習(xí)中的特點(diǎn)和應(yīng)用可能性4、假設(shè)要在ROS中集成一個(gè)新的傳感器，例如一種新型的深度相機(jī)，需要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。以下哪種方法和工具通常會(huì)被用于傳感器的集成和校準(zhǔn)？（）A.廠家提供的驅(qū)動(dòng)和校準(zhǔn)工具B.開(kāi)源的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)框架和校準(zhǔn)算法C.自主編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)和自定義校準(zhǔn)流程D.以上都有可能5、假設(shè)要在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠在惡劣天氣條件下工作的戶外機(jī)器人，需要考慮防水、防塵和溫度適應(yīng)性。以下哪種防護(hù)措施和熱管理方法可能會(huì)被用于戶外機(jī)器人？（）A.密封設(shè)計(jì)和防水涂層B.防塵濾網(wǎng)和散熱系統(tǒng)C.溫度傳感器和加熱/冷卻裝置D.以上都有可能6、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人之間的協(xié)同工作和信息共享時(shí)，以下哪種通信機(jī)制是最為關(guān)鍵和常用的？假設(shè)這些機(jī)器人分布在不同的物理位置，并且需要實(shí)時(shí)交換大量的數(shù)據(jù)，包括傳感器信息、控制指令等。同時(shí)，考慮到網(wǎng)絡(luò)延遲和數(shù)據(jù)可靠性的要求。A.基于TCP的通信B.基于UDP的通信C.ROS的話題（Topic）通信D.ROS的服務(wù)（Service）通信7、在ROS中，話題（Topic）是一種常見(jiàn)的通信方式。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人的速度控制節(jié)點(diǎn)發(fā)布了一個(gè)關(guān)于機(jī)器人速度的話題，而多個(gè)其他節(jié)點(diǎn)需要訂閱這個(gè)話題以獲取速度信息。以下關(guān)于ROS話題通信的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.多個(gè)訂閱者可以同時(shí)訂閱同一個(gè)話題，并接收到相同的數(shù)據(jù)B.發(fā)布者發(fā)布的數(shù)據(jù)類型必須與訂閱者期望的數(shù)據(jù)類型完全匹配C.話題通信是一種雙向的、實(shí)時(shí)的交互方式，訂閱者可以向發(fā)布者發(fā)送反饋D.當(dāng)發(fā)布者停止發(fā)布數(shù)據(jù)時(shí)，訂閱者會(huì)收到通知并采取相應(yīng)的處理措施8、在ROS中，動(dòng)作（Action）常用于需要長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行且需要反饋的任務(wù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人執(zhí)行抓取物體的動(dòng)作，如果在執(zhí)行過(guò)程中遇到意外阻礙，應(yīng)該如何處理？（）A.停止動(dòng)作并報(bào)告錯(cuò)誤B.嘗試強(qiáng)行完成動(dòng)作C.忽略阻礙，繼續(xù)執(zhí)行D.自動(dòng)切換到備用動(dòng)作9、在機(jī)器人的控制系統(tǒng)中，模型不確定性是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題。假設(shè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型存在一定的誤差。以下哪種控制方法能夠?qū)δＰ筒淮_定性具有較強(qiáng)的魯棒性，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能？（）A.滑?？刂艬.自適應(yīng)控制C.魯棒控制D.以上方法均可10、假設(shè)要在ROS中實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有高精度定位要求的機(jī)器人，以下哪種傳感器融合方案可能是最優(yōu)的？（）A.激光雷達(dá)與慣性測(cè)量單元融合B.視覺(jué)傳感器與GPS融合C.超聲波傳感器與里程計(jì)融合D.單獨(dú)使用一種高精度傳感器請(qǐng)分別闡述每個(gè)傳感器融合方案在提高定位精度方面的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)11、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)機(jī)器人的導(dǎo)航功能時(shí)，以下哪種地圖表示方法常用于描述環(huán)境信息？（）A.柵格地圖B.拓?fù)涞貓DC.特征地圖D.語(yǔ)義地圖。假設(shè)機(jī)器人需要在大型室內(nèi)環(huán)境中自主導(dǎo)航，地圖需要同時(shí)包含空間布局和語(yǔ)義信息，上述哪種地圖表示方法能夠提供更全面和有效的導(dǎo)航支持，并解釋其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和生成方法12、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人舞蹈表演項(xiàng)目中，如果音樂(lè)與機(jī)器人動(dòng)作的同步機(jī)制出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？（）A.表演效果不佳，動(dòng)作與音樂(lè)不協(xié)調(diào)B.表演更精彩C.系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整同步D.對(duì)表演沒(méi)有影響13、在ROS中，當(dāng)需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行平滑處理時(shí)，以下哪種方法通常被采用？（）A.樣條插值B.線性插值C.最近鄰插值D.隨機(jī)插值14、ROS中的動(dòng)作目標(biāo)（ActionGoal）通常包含以下哪些信息？（）（）A.目標(biāo)狀態(tài)B.執(zhí)行時(shí)間C.兩者皆有D.以上都不是15、機(jī)器人的自主學(xué)習(xí)能力對(duì)于適應(yīng)新環(huán)境和任務(wù)非常重要。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要在不同的房間內(nèi)自主探索并學(xué)習(xí)環(huán)境的布局。以下哪種學(xué)習(xí)方法能夠幫助機(jī)器人快速建立環(huán)境模型，并不斷優(yōu)化？（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)C.強(qiáng)化學(xué)習(xí)D.遷移學(xué)習(xí)16、當(dāng)使用ROS控制機(jī)器人的移動(dòng)底盤時(shí)，以下哪種驅(qū)動(dòng)方式能夠提供更好的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性？（）A.輪式驅(qū)動(dòng)B.履帶式驅(qū)動(dòng)C.足式驅(qū)動(dòng)D.復(fù)合式驅(qū)動(dòng)。假設(shè)機(jī)器人需要在不同地形和環(huán)境中靈活移動(dòng)，如崎嶇地面、狹窄通道等，上述哪種驅(qū)動(dòng)方式能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的移動(dòng)需求，并分析其在ROS中的控制和實(shí)現(xiàn)方式17、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人導(dǎo)航狀態(tài)信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/PathB.nav_msgs/OdometryC.nav_msgs/StatusD.以上都不是18、在基于ROS的機(jī)器人教育應(yīng)用中，需要為學(xué)生提供一個(gè)易于理解和使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境。假設(shè)學(xué)生具有不同的編程基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力。以下哪種ROS開(kāi)發(fā)工具和教學(xué)資源的組合最適合這種教育場(chǎng)景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可視化工具B.開(kāi)發(fā)自定義的教學(xué)界面和簡(jiǎn)化的APIC.僅提供原始的ROS文檔和命令行工具D.不提供任何專門的教學(xué)資源19、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對(duì)機(jī)器人的性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)試。假設(shè)要實(shí)時(shí)獲取機(jī)器人的各種參數(shù)，如關(guān)節(jié)角度、速度和電機(jī)電流等，并對(duì)其進(jìn)行分析和可視化。以下哪種工具和技術(shù)的組合最適合實(shí)現(xiàn)這種性能監(jiān)測(cè)和調(diào)試需求？（）A.使用ROS的內(nèi)置監(jiān)測(cè)工具和Matplotlib進(jìn)行可視化B.借助第三方的性能監(jiān)測(cè)軟件和自行開(kāi)發(fā)的可視化界面C.僅通過(guò)打印輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不進(jìn)行可視化D.不進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)和調(diào)試20、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。以下哪個(gè)指標(biāo)對(duì)于衡量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力是最關(guān)鍵的？（）A.任務(wù)完成時(shí)間B.系統(tǒng)吞吐量C.響應(yīng)延遲D.資源利用率二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）說(shuō)明ROS中的分布式計(jì)算架構(gòu)。2、（本題5分）如何在ROS中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程操作？3、（本題5分）解釋如何在ROS中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的避障功能。4、（本題5分）說(shuō)明ROS在水下機(jī)器人中的應(yīng)用特點(diǎn)。5、（本題5分）簡(jiǎn)述機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）的定義和主要作用。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)鰻魚(yú)苗養(yǎng)殖場(chǎng)鰻魚(yú)苗監(jiān)測(cè)與保護(hù)機(jī)器人的生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)使用ROS的菌菇種植場(chǎng)采摘機(jī)器人的成熟菌菇識(shí)別與采摘系統(tǒng)。3、（本題5分）利用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)森林滅火機(jī)器人的火源定位與滅火藥劑噴射系統(tǒng)。4、（本題5分）開(kāi)發(fā)一個(gè)使用ROS的塑料廠塑料制品分揀機(jī)器人的材質(zhì)識(shí)別與分揀系統(tǒng)。5、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)在ROS中的牛蛙養(yǎng)殖場(chǎng)牛蛙收集機(jī)器人的高效收集與存儲(chǔ)系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）假設(shè)開(kāi)發(fā)一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的家用清潔機(jī)器人，能夠自動(dòng)清掃房間、避開(kāi)家具并自主充電。詳細(xì)分析在ROS框架下，如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境建模、路徑規(guī)劃、電源管理以及與智能家居系統(tǒng)的交互。2、（本題10分）機(jī)器人操作系統(tǒng)在電子制造行業(yè)的應(yīng)用有助于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。請(qǐng)深入綜合分析其在芯片貼