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頁云南國土資源職業學院《機器人操作系統》

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15個小題，每小題2分，共30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ROS中，進行機器人的路徑規劃和避障算法的性能評估時，假設要比較不同算法在不同場景下的效果。以下關于評估指標和實驗設計的描述，正確的是：（）A.只考慮路徑長度作為評估指標，簡單直觀B.綜合考慮路徑長度、時間消耗、安全性等多個指標，并設計多樣化的實驗場景C.隨機選擇評估指標和實驗場景，不進行系統性的比較D.評估指標和實驗設計對算法比較沒有影響2、ROS中的狀態機（StateMachine）常用于描述機器人的行為邏輯。如果狀態機設計復雜且混亂，會對系統產生什么影響？（）A.邏輯難以理解，維護困難B.運行效率提高C.資源消耗降低D.功能更強大3、在一個ROS控制的服務機器人系統中，需要與用戶進行自然的交互。以下哪種技術可以用于實現語音交互的情感識別？（）A.語音語調分析B.詞匯和語法分析C.面部表情識別D.以上技術都可能有用4、在ROS開發中，常常需要對機器人的行為進行編程實現。假設要讓機器人在特定條件下執行一系列動作，如前進、轉彎、抓取物體等。以下關于機器人行為編程的方法，哪一個是不正確的？（）A.可以使用狀態機來描述機器人的不同行為狀態和狀態之間的轉換條件B.基于行為樹的編程方法可以清晰地表示復雜的行為邏輯C.直接編寫順序執行的代碼來實現機器人的行為，無需考慮模塊化和可擴展性D.使用腳本語言（如Python）結合ROS的API可以方便地實現機器人的行為邏輯5、當在ROS中開發一個需要與人類進行交互的機器人時，例如服務機器人，需要考慮人機交互的自然性和友好性。以下哪種人機交互方式和界面設計在這種情況下最為有效？（）A.語音交互和觸摸屏界面B.鍵盤鼠標操作和復雜的菜單界面C.僅通過指示燈進行交互D.不考慮人機交互，機器人自主運行6、當機器人在非結構化環境中移動時，地形適應能力是重要的。假設機器人需要穿越崎嶇不平的地面，有石頭、水坑和斜坡。以下哪種移動機構能夠更好地適應這種復雜地形，同時保持穩定的運動？（）A.輪式移動機構B.履帶式移動機構C.腿式移動機構D.復合式移動機構7、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8、ROS中的導航棧（NavigationStack）通常包括以下哪些部分？（）（）A.全局規劃器B.局部規劃器C.控制器D.以上都是9、當在ROS中開發一個具有多個執行器的機器人時，需要對執行器的協同控制進行設計。假設執行器之間存在復雜的運動關系，以下哪種控制策略能夠實現精確的協同動作？（）A.獨立控制每個執行器，不考慮協同B.基于主從控制的策略C.分布式協同控制算法D.不進行協同控制，執行器自由運動10、當在ROS中開發機器人的控制系統時，需要考慮實時性和穩定性。假設機器人需要在高速運動中進行精確的控制，并且不能出現控制延遲或錯誤。以下哪種控制架構和策略最能滿足這種高實時性和穩定性的要求？（）A.基于事件驅動的控制架構B.采用經典的PID控制策略C.利用模糊邏輯控制D.不考慮實時性和穩定性，采用簡單的控制方法11、當使用ROS開發一個具有自主決策能力的機器人時，需要考慮機器人的行為規劃。假設機器人需要根據不同的環境條件選擇不同的行為策略，以下哪種方法可以有效地實現這種行為規劃？（）A.使用有限狀態機B.使用決策樹C.使用強化學習算法D.以上方法都可以12、假設要在ROS中開發一個能夠自主探索未知環境的機器人，需要結合多種傳感器信息和決策算法。以下哪種方法和算法可能會被用于自主探索？（）A.基于概率地圖的探索算法B.基于強化學習的決策算法C.基于啟發式搜索的路徑規劃D.以上都有可能13、在ROS中進行機器人的力控制時，如果力傳感器的精度不夠，會對控制效果產生什么影響？（）A.力控制不準確，可能損壞物體或影響操作B.控制更穩定C.系統自動校準力傳感器D.提高力控制的響應速度14、ROS中的節點可以通過參數進行配置。當需要在運行時動態修改節點的參數，以下哪種方式較為便捷？（）A.使用ROS的參數服務器B.通過命令行參數傳遞C.重新啟動節點并加載新的參數D.以上方式都有各自的優缺點15、在ROS系統中，對于機器人的任務優先級分配，以下哪種策略能夠更好地平衡不同任務的需求？（）A.固定優先級B.動態優先級C.隨機優先級D.不設置優先級請詳細說明每個優先級分配策略在任務管理中的效果和適用場景二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋ROS中的礦山開采機器人中的礦石識別技術。2、（本題5分）如何在ROS中實現機器人的智能物流搬運？3、（本題5分）解釋ROS中的運動規劃算法評估指標。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于具有多個自由度的水下機器人，ROS在姿態穩定控制和深度調節方面面臨挑戰。請深入綜合分析ROS中的控制方法和算法優化，以及如何應對水流等干擾因素。2、（本題5分）ROS在機器人的海洋科學研究應用中，如何支持樣本采集、數據記錄和設備維護。請綜合分析相關的技術方案、通信保障和能源管理策略。3、（本題5分）對于自主移動機器人，機器人操作系統在地圖構建和定位導航方面至關重要。請深入綜合分析其在使用激光雷達、攝像頭等傳感器進行環境感知、SLAM算法實現、路徑規劃和避障策略等方面的技術進展，研究自主移動機器人在室內外復雜環境中的應用場景和性能優化，以及在大規模部署中的系統可靠性和維護問題。4、（本題5分）在機器人的智能農業灌溉系統中，探討機器人操作系統如何根據土壤濕度、氣象數據和作物需水情況，實現精準灌溉和水資源的優化利用，以及如何降低系統成本和維護難度。5、（本題5分）在服務機器人領域，如酒店服務、餐廳送餐等場景，機器人操作系統需要具備與人交互和適應復雜環境的能力。請綜合分析其在實現友好的人機交互、路徑規劃、障礙物避讓等方面的技術實現，研究服務機器人在實際應用中的用戶體驗和商業價值，以及可能面臨的社會接受度和法律責任問題。四、設計題（