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…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁閩南理工學院《機器人操作系統及應用》

2023-2024學年第二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20個小題，每小題2分，共40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、假設要在ROS中開發一個能夠自主導航的移動機器人，需要實現地圖構建、路徑規劃和實時定位等功能。以下哪種技術組合在ROS中能夠最有效地實現這些功能？（）A.使用A*算法進行路徑規劃，基于激光雷達構建地圖，通過GPS進行定位B.采用RRT算法規劃路徑，利用視覺SLAM構建地圖，借助慣性導航定位C.運用Dijkstra算法找路徑，用深度相機建圖，使用藍牙定位D.隨機選擇路徑規劃和定位方法，不考慮地圖構建2、在使用ROS進行機器人路徑規劃時，需要考慮環境中的動態障礙物。以下哪種方法可以有效地應對動態障礙物？（）A.實時重新規劃路徑B.預測障礙物的運動軌跡C.結合傳感器數據進行局部避障D.以上方法都需要3、ROS中的日志（Log）功能用于記錄系統運行信息。如果日志記錄過于詳細，會帶來什么后果？（）A.占用大量存儲空間B.有助于快速定位問題C.系統性能提升D.對系統沒有影響4、ROS中的機器人模型描述文件（URDF）用于定義機器人的結構和關節特性。假設要描述一個具有多個關節和連桿的機械臂，以下關于URDF文件的編寫，哪一項是不正確的？（）A.可以使用XML格式來描述機器人的連桿、關節、傳感器等元素B.通過設置關節的類型（如旋轉關節、滑動關節）和限制來定義機器人的運動范圍C.URDF文件只能描述機器人的靜態結構，無法表示動態特性D.可以在URDF文件中添加可視化元素，如顏色和形狀，以便在RViz中顯示5、在使用ROS進行機器人視覺處理時，需要對圖像進行特征提取。假設要在不同光照和視角條件下準確識別物體，以下哪種特征提取方法可能最有效？（）A.SIFT特征，具有尺度不變性但計算復雜度高B.HOG特征，對行人檢測效果好但對旋轉敏感C.ORB特征，計算速度快但魯棒性稍差D.以上特征提取方法效果相同，取決于圖像質量6、在機器人操作系統中，用于發布機器人動作指令的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_actionB./action/robotC./cmd_action/robotD.以上都不是7、在基于ROS的機器人團隊開發中，需要制定統一的代碼規范和開發流程。假設團隊成員具有不同的開發習慣和經驗水平。以下哪種方式在確保代碼質量和開發效率方面最為有效？（）A.制定詳細的代碼規范文檔和培訓團隊成員B.允許團隊成員自由發揮，不做統一要求C.參考其他項目的代碼規范，不完全適應本項目D.不制定代碼規范，后期統一修改8、當使用ROS控制一個農業灌溉機器人時，需要根據土壤濕度、作物需求和天氣情況進行智能灌溉決策。以下哪種傳感器和決策算法可能會被用于農業灌溉？（）A.濕度傳感器和優化灌溉算法B.氣象傳感器和預測模型C.作物生長監測和智能控制策略D.以上都有可能9、在使用ROS進行機器人的視覺導航時，需要對圖像進行預處理。以下哪種預處理操作可以提高導航的準確性？（）A.圖像去噪B.圖像增強C.圖像分割D.以上操作都可能有幫助10、ROS中的消息（Message）用于節點之間的數據傳遞。假設需要傳遞一個包含大量復雜數據結構的消息，以下關于消息定義和使用的描述，正確的是：（）A.盡量將復雜數據結構拆分成多個簡單消息，減少消息的大小和復雜性B.直接使用一個大而復雜的消息，方便數據的整體傳遞C.避免使用自定義消息，只使用ROS提供的標準消息類型D.消息的定義和使用方式對系統性能沒有影響11、ROS中的節點可以在不同的計算機上運行，通過網絡進行通信。當網絡延遲較大時，可能會影響系統的性能和穩定性。以下哪種方法可以減輕網絡延遲的影響？（）A.減少節點之間的數據傳輸量B.使用更高效的網絡協議C.在本地進行更多的計算和處理，減少遠程通信需求D.以上方法都可以12、在ROS中，多機器人協作是一個重要的研究方向。假設多個機器人需要在一個共同的任務中進行協作，如搬運一個大型物體。以下關于ROS多機器人協作的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以通過共享地圖和任務信息來實現多機器人之間的協作B.每個機器人在協作中都有獨立的決策和控制能力，不需要中央協調器C.多機器人之間的通信可以采用與單機器人系統相同的機制D.多機器人協作系統的性能和效率與機器人的數量成正比13、ROS中的軟件包更新可能會導致系統的不穩定性。在進行軟件包更新之前，以下哪種措施可以降低風險？（）A.備份重要的數據和配置文件B.在測試環境中進行更新測試C.查看更新的日志和說明，了解可能的影響D.以上措施都應該采取14、當開發機器人的自主導航系統時，地圖構建是重要的基礎。假設機器人需要在一個大型室內環境中自主導航，該環境包含多個房間和走廊。以下哪種地圖表示方法能夠有效地存儲環境信息，同時支持快速的路徑規劃和更新？（）A.柵格地圖B.拓撲地圖C.特征地圖D.占用網格地圖15、在一個使用ROS的移動機器人系統中，需要實現對障礙物的檢測和規避。以下哪種傳感器組合在這種情況下通常能提供較好的效果？（）A.激光雷達和超聲波傳感器B.攝像頭和慣性測量單元C.紅外傳感器和GPSD.以上組合都不太適合16、ROS支持機器人的深度學習應用，例如圖像識別和語音處理。假設要在機器人上部署一個深度學習模型，需要考慮模型的大小、計算量和實時性要求。以下哪種深度學習框架和模型壓縮方法的選擇最為合適？（）A.TensorFlow結合模型量化B.PyTorch結合模型剪枝C.自行開發深度學習框架和不進行模型壓縮D.選擇大型復雜的模型，不考慮資源限制17、ROS中的動作服務器可以提供反饋信息。當動作執行過程中出現異常，以下哪種反饋信息對故障診斷最有幫助？（）A.錯誤代碼B.詳細的錯誤描述C.動作執行的中間狀態D.以上反饋信息都很重要18、機器人操作系統中的節點可以通過哪種方式進行多線程編程？（）（）A.C++標準庫多線程B.Python的threading模塊C.ROS的多線程機制D.以上都是19、在使用ROS控制機器人進行物體抓取時，需要精確的力控制。假設需要根據抓取物體的材質和形狀實時調整抓取力的大小，以下哪種傳感器可能最為關鍵？（）A.壓力傳感器B.位置傳感器C.速度傳感器D.溫度傳感器20、ROS中的RViz可以顯示機器人的模型和數據。當需要顯示機器人在復雜環境中的運動軌跡時，以下哪種方式可以更清晰地展示？（）A.使用不同顏色和線條樣式區分不同時間段的軌跡B.對軌跡進行平滑處理C.結合地圖背景顯示軌跡D.以上方法都可以二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明ROS中的考古發掘機器人中的文物保護措施。2、（本題5分）如何在ROS中實現動態配置？3、（本題5分）ROS在皮革加工機器人中的作用。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）創建一個在ROS中的發菜養殖場發菜保護與監測機器人的生態保護與生長監測系統。2、（本題5分）利用ROS開發一個茶園采茶機器人的嫩葉識別與采摘系統。3、（本題5分）創建一個在ROS中的電力巡檢機器人的線路故障檢測與修復系統。4、（本題5分）利用ROS開發一個沙漠探測機器人的沙暴預警與導航系統。5、（本題5分）使用ROS為河道清淤機器人設計一個淤泥深度檢測和清淤策略執行系統。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）在家庭服務場景中，如清潔機器人、陪伴機器人等，機器人操作系統需要滿足用戶的個性化需求和復雜的家居環境。請詳細綜合分析其在智能感知家居環境、執行多樣化任