學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁上海電力大學(xué)

《機(jī)器人與人工智能基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(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、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動(dòng)Gazebo模擬器的命令是？（）（）A.gazeboB.roslaunchgazebo_rosempty_world.launchC.rosrungazebo_rosgazeboD.以上都不是2、當(dāng)開發(fā)機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，地圖構(gòu)建是重要的基礎(chǔ)。假設(shè)機(jī)器人需要在一個(gè)大型室內(nèi)環(huán)境中自主導(dǎo)航，該環(huán)境包含多個(gè)房間和走廊。以下哪種地圖表示方法能夠有效地存儲(chǔ)環(huán)境信息，同時(shí)支持快速的路徑規(guī)劃和更新？（）A.柵格地圖B.拓?fù)涞貓DC.特征地圖D.占用網(wǎng)格地圖3、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)性，通常會(huì)采用分布式架構(gòu)。假設(shè)一個(gè)分布式機(jī)器人系統(tǒng)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，以下哪種機(jī)制可以幫助系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行而不受到嚴(yán)重影響？（）A.故障節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)重啟，并恢復(fù)到故障前的狀態(tài)B.其他節(jié)點(diǎn)會(huì)接管故障節(jié)點(diǎn)的任務(wù)，保證系統(tǒng)功能的完整性C.系統(tǒng)會(huì)停止所有操作，等待故障節(jié)點(diǎn)修復(fù)后再繼續(xù)運(yùn)行D.系統(tǒng)會(huì)切換到一個(gè)備用的完全相同的機(jī)器人系統(tǒng)，繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)4、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理圖像數(shù)據(jù)的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/ImageB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/Int32D.以上都不是5、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的群體協(xié)作開發(fā)時(shí)，假設(shè)多個(gè)團(tuán)隊(duì)同時(shí)對(duì)不同的功能模塊進(jìn)行開發(fā)。以下關(guān)于代碼集成和版本管理的描述，正確的是：（）A.每個(gè)團(tuán)隊(duì)獨(dú)立開發(fā)和管理代碼，最后進(jìn)行合并B.使用版本控制系統(tǒng)，定期進(jìn)行代碼集成和測(cè)試C.不進(jìn)行版本管理，依靠人工溝通協(xié)調(diào)代碼修改D.版本管理會(huì)增加開發(fā)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量避免6、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以分布在不同的計(jì)算平臺(tái)上。當(dāng)節(jié)點(diǎn)之間的計(jì)算能力差異較大時(shí)，如何平衡系統(tǒng)的負(fù)載？（）A.將計(jì)算任務(wù)分配給能力較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)B.對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分割，分配給不同的節(jié)點(diǎn)C.根據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)分配D.以上方法都可以7、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)作和協(xié)調(diào)，常常需要進(jìn)行任務(wù)分配和資源管理。假設(shè)一個(gè)工廠中有多個(gè)機(jī)器人需要共同完成一項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)，以下關(guān)于任務(wù)分配和資源管理的方法，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用集中式的任務(wù)分配算法，由一個(gè)中央控制器統(tǒng)一分配任務(wù)B.分布式的任務(wù)分配算法可以讓機(jī)器人根據(jù)本地信息和通信協(xié)商來自主分配任務(wù)C.資源管理可以考慮機(jī)器人的能力、負(fù)載和任務(wù)優(yōu)先級(jí)等因素D.任務(wù)分配和資源管理與機(jī)器人的通信延遲和帶寬無關(guān)，只取決于任務(wù)的復(fù)雜性8、在基于ROS的機(jī)器人觸覺感知系統(tǒng)中，當(dāng)需要精確感知物體的形狀和質(zhì)地時(shí)，以下哪種觸覺傳感器和數(shù)據(jù)處理方法的組合可能是最優(yōu)的？（）A.電容式傳感器與模式識(shí)別B.電阻式傳感器與濾波處理C.壓電式傳感器與聚類分析D.電磁式傳感器與回歸分析請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析每個(gè)選項(xiàng)在觸覺感知中的性能和適用情況9、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的軌跡規(guī)劃時(shí)，需要考慮機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)約束。假設(shè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)具有速度和加速度限制，以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠滿足這些約束？（）A.三次樣條曲線規(guī)劃，能夠保證連續(xù)性但不一定滿足動(dòng)力學(xué)約束B.基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC）的規(guī)劃方法，能夠考慮動(dòng)力學(xué)約束C.直線插補(bǔ)規(guī)劃，簡(jiǎn)單但無法滿足復(fù)雜的約束條件D.以上方法都不能滿足動(dòng)力學(xué)約束，需要特殊設(shè)計(jì)10、ROS中的Gazebo可以模擬機(jī)器人與環(huán)境的物理交互。當(dāng)需要模擬復(fù)雜的物理材質(zhì)和力學(xué)特性時(shí)，以下哪種方法可以提高模擬的真實(shí)性？（）A.使用更精確的物理模型B.調(diào)整物理參數(shù)和摩擦系數(shù)C.引入第三方物理引擎D.以上方法都可以11、在使用ROS開發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃。假設(shè)機(jī)器人需要在一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中避開障礙物到達(dá)目標(biāo)位置。以下哪種算法常用于機(jī)器人的路徑規(guī)劃？（）A.A*算法B.冒泡排序算法C.快速排序算法D.貪心算法12、假設(shè)在一個(gè)ROS控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確的時(shí)間同步和控制。考慮到多個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)同運(yùn)動(dòng)和外部事件的觸發(fā)，以下哪種方法能夠提供最準(zhǔn)確的時(shí)間同步和控制精度？（）A.使用操作系統(tǒng)的默認(rèn)時(shí)鐘B.借助外部的硬件時(shí)鐘同步設(shè)備C.通過網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）進(jìn)行同步D.不進(jìn)行時(shí)間同步，依靠估計(jì)值13、在ROS環(huán)境中，對(duì)于機(jī)器人的軟件更新和部署，需要一種高效且可靠的方法。假設(shè)機(jī)器人分布在不同的位置，以下哪種方式能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的軟件更新和部署？（）A.人工到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更新B.通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程推送更新C.不支持軟件更新，使用初始版本D.要求機(jī)器人返回基地進(jìn)行更新14、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）常用于存儲(chǔ)和共享系統(tǒng)的配置參數(shù)。在一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作的系統(tǒng)中，不同的機(jī)器人可能需要訪問相同的參數(shù)。當(dāng)多個(gè)機(jī)器人同時(shí)嘗試修改同一個(gè)參數(shù)時(shí)，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.最后修改的機(jī)器人的參數(shù)值生效B.系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)機(jī)器人的修改值生效C.系統(tǒng)會(huì)拒絕所有的修改請(qǐng)求，以防止沖突D.系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)合并多個(gè)機(jī)器人的修改值15、在基于ROS的機(jī)器人項(xiàng)目中，需要對(duì)機(jī)器人的軟件進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，以確保其功能的正確性和穩(wěn)定性。以下哪種測(cè)試方法能夠全面地覆蓋各種可能的輸入和場(chǎng)景，提高測(cè)試的有效性？（）A.手動(dòng)隨機(jī)測(cè)試B.基于單元測(cè)試的方法C.結(jié)合模擬環(huán)境進(jìn)行集成測(cè)試D.不進(jìn)行測(cè)試，直接部署16、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人開發(fā)時(shí)，常常需要對(duì)機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和融合。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人配備了激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測(cè)量單元（IMU）等多種傳感器，需要將這些傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合以獲得更準(zhǔn)確的環(huán)境感知。在這個(gè)過程中，以下哪種技術(shù)或方法可能不是必需的？（）A.卡爾曼濾波B.深度學(xué)習(xí)中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)C.數(shù)據(jù)壓縮算法D.坐標(biāo)變換17、ROS中的動(dòng)態(tài)重新配置（DynamicReconfigure）功能允許在運(yùn)行時(shí)修改節(jié)點(diǎn)的參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度參數(shù)需要根據(jù)環(huán)境實(shí)時(shí)調(diào)整，以下關(guān)于動(dòng)態(tài)重新配置的描述，正確的是？（）A.動(dòng)態(tài)重新配置只能在節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)前進(jìn)行設(shè)置，運(yùn)行時(shí)無法修改B.可以通過圖形界面或命令行工具進(jìn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)修改C.動(dòng)態(tài)重新配置會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)重新初始化，影響系統(tǒng)性能D.不是所有的參數(shù)都支持動(dòng)態(tài)重新配置，需要在代碼中特別指定18、ROS中的插件（Plugin）機(jī)制可以擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。假設(shè)要為一個(gè)機(jī)器人的視覺處理模塊添加新的圖像處理算法，以下關(guān)于插件的使用，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以通過編寫插件來實(shí)現(xiàn)新的功能，而無需修改原有的代碼框架B.插件可以動(dòng)態(tài)加載和卸載，方便系統(tǒng)的配置和更新C.不同類型的插件必須遵循相同的接口規(guī)范，以保證兼容性D.插件只能用于擴(kuò)展功能，不能用于替換現(xiàn)有的核心功能模塊19、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目包含多個(gè)功能模塊，如導(dǎo)航、感知和控制，每個(gè)模塊都作為一個(gè)單獨(dú)的包進(jìn)行管理。在這種情況下，以下關(guān)于包的依賴關(guān)系管理的描述，正確的是？（）A.包之間的依賴關(guān)系是自動(dòng)處理的，開發(fā)者無需關(guān)心B.開發(fā)者需要在每個(gè)包的配置文件中明確聲明其依賴的其他包C.包的依賴關(guān)系只在編譯時(shí)檢查，運(yùn)行時(shí)不再進(jìn)行驗(yàn)證D.依賴關(guān)系錯(cuò)誤不會(huì)影響包的編譯，但會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤20、ROS中的Gazebo仿真環(huán)境可以用于模擬機(jī)器人的行為和環(huán)境。當(dāng)需要在仿真環(huán)境中準(zhǔn)確模擬機(jī)器人與物理世界的交互時(shí)，以下哪個(gè)因素需要特別關(guān)注？（）A.物理引擎的參數(shù)設(shè)置B.機(jī)器人模型的精度C.環(huán)境光照條件D.以上都需要關(guān)注二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的硬件驅(qū)動(dòng)開發(fā)流程。2、（本題5分）簡(jiǎn)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在金屬加工機(jī)器人中的應(yīng)用。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）開發(fā)一個(gè)使用ROS的松茸養(yǎng)殖場(chǎng)松茸保護(hù)與采摘機(jī)器人的生態(tài)保護(hù)與采摘系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的多傳感器融合系統(tǒng)，提高環(huán)境感知的準(zhǔn)確性。3、（本題5分）在ROS框架下，為橋梁防腐機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)涂層損壞檢測(cè)和修復(fù)系統(tǒng)。4、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)在ROS中的電池廠電池生產(chǎn)機(jī)器人的高效生產(chǎn)與質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)制糖廠甘蔗搬運(yùn)機(jī)器人的防壓損搬運(yùn)系統(tǒng)。四、分析題（本大