自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁天津渤海職業技術學院

《機器人驅動與控制》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、ROS中的動作客戶端（ActionClient）需要實現以下哪些回調函數？（）（）A.active回調函數B.done回調函數C.feedback回調函數D.以上都是2、在ROS中，進行機器人的可視化是非常重要的。假設需要實時顯示機器人的運動軌跡、傳感器數據和模型等信息。以下關于ROS可視化工具的描述，哪一項是不正確的？（）A.RViz（RobotVisualization）是一個常用的ROS可視化工具，可以顯示多種類型的數據B.Gazebo是一個用于機器人仿真的工具，可以與ROS集成進行可視化和物理模擬C.在可視化過程中，可以通過插件擴展RViz和Gazebo的功能D.一旦在RViz或Gazebo中設置了可視化布局，就不能再進行更改和調整3、以下哪個是機器人操作系統中用于處理機器人路徑規劃信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/PathB.geometry_msgs/PoseStampedC.std_msgs/StringD.以上都不是4、在機器人的協作工作中，需要解決任務分配和資源共享的問題。假設多個機器人共同完成一個大型項目，每個機器人具有不同的能力和資源。以下哪種方法能夠有效地協調資源分配，提高工作效率？（）A.基于合同的資源分配B.基于市場機制的資源分配C.基于中央控制的資源分配D.基于分布式協商的資源分配5、對于ROS中的機器人軟件架構設計，以下哪種設計模式常用于提高代碼的可維護性和可擴展性？（）A.分層架構B.微服務架構C.插件架構D.事件驅動架構。假設機器人的功能不斷增加和更新，需要一種靈活的架構來方便地添加新的模塊和功能，同時不影響現有系統的穩定性，上述哪種設計模式能夠更好地滿足這一需求，并闡述其在ROS中的應用和優點6、在ROS中，對于機器人的安全機制設計，需要考慮防止機器人對人員和環境造成傷害。假設機器人在工作過程中遇到異常情況，以下哪種安全措施能夠及時停止機器人的運動，保障安全？（）A.依靠人工緊急停止按鈕B.設置軟件的安全閾值，自動停止C.不采取任何安全措施D.降低機器人的運動速度，減少危險7、在ROS控制的機器人視覺跟蹤任務中，如果目標物體被短暫遮擋，以下哪種處理方式較為合理？（）A.依據之前的運動軌跡進行預測跟蹤B.停止跟蹤，等待目標重新出現C.隨機選擇新的目標進行跟蹤D.切換到其他跟蹤算法8、ROS中的導航功能包集（NavigationStack）為機器人的自主導航提供了強大的支持。假設機器人需要在一個未知的環境中進行自主探索和地圖構建，以下關于導航功能包集的描述，正確的是？（）A.導航功能包集只能使用激光雷達作為主要的傳感器輸入B.它可以自動處理各種動態障礙物，無需額外的編程C.在地圖構建過程中，機器人的運動軌跡是完全隨機的D.可以通過配置參數來調整導航行為，如安全距離和最大速度9、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。當一個ROS項目包含多個相關但功能不同的包時，如何有效地管理它們之間的依賴關系？（）A.在每個包的配置文件中明確聲明依賴B.使用ROS的依賴管理工具自動處理C.通過文檔說明依賴關系，由開發者手動管理D.以上方法都可以10、ROS中的節點可以分布在不同的計算平臺上。當節點之間的計算能力差異較大時，如何平衡系統的負載？（）A.將計算任務分配給能力較強的節點B.對計算任務進行分割，分配給不同的節點C.根據節點的負載情況動態調整任務分配D.以上方法都可以11、在機器人操作系統中，用于發布機器人傳感器數據的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_sensor_dataB./sensor/robotC./data/sensor/robotD.以上都不是12、在使用ROS開發水下機器人系統時，需要考慮水的阻力和浮力等特殊因素。以下關于模型建立和控制算法調整的描述，正確的是：（）A.直接使用通用的機器人模型和控制算法，忽略水下環境的影響B.在通用模型的基礎上，增加水動力參數進行修正C.開發全新的水下機器人專用模型和控制算法D.水下環境對機器人系統影響不大，無需特殊處理13、ROS中的機器人操作系統安全防護需要考慮多個方面。以下哪種安全機制對于防止未經授權的訪問和控制是最為重要的？（）A.用戶認證和授權B.數據加密傳輸C.網絡防火墻D.物理隔離請詳細說明每個安全機制在保障操作系統安全中的作用和重要性14、在機器人操作系統（ROS）中，當需要實現多個機器人之間的協同工作和信息共享時，以下哪種通信機制是最為關鍵和常用的？假設這些機器人分布在不同的物理位置，并且需要實時交換大量的數據，包括傳感器信息、控制指令等。同時，考慮到網絡延遲和數據可靠性的要求。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（Service）通信15、在基于ROS的機器人項目中，需要對機器人的軟件進行版本管理和代碼復用。以下哪種方式能夠更好地組織和管理ROS相關的代碼和功能包，方便團隊協作和項目維護？（）A.使用單獨的代碼倉庫，不進行分類和版本控制B.利用ROS的catkin工作空間，結合版本控制系統如GitC.將所有代碼放在一個文件夾中，手動管理D.不進行代碼管理，每次重新編寫二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋如何在ROS中處理不確定性和噪聲。2、（本題5分）ROS中的模擬環境對于機器人開發的重要性。3、（本題5分）解釋如何在ROS中處理激光雷達數據。4、（本題5分）簡述ROS中的運動控制接口和常用的運動控制算法。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）ROS在機器人的輪胎生產應用中，如何實現輪胎成型、硫化和質量檢測的自動化控制。請全面綜合分析ROS的工藝控制、設備協同和檢測算法。2、（本題5分）對于水下機器人，ROS在傳感器數據處理、姿態控制和導航方面具有重要意義。請詳細綜合分析ROS在水下環境中的性能表現，以及如何解決水壓、水流等因素對機器人操作的影響。3、（本題5分）在機器人的電力巡檢應用中，ROS怎樣高效識別設備故障和應對復雜的線路環境。請詳細綜合分析ROS中的圖像識別算法、路徑規劃策略和數據傳輸機制。4、（本題5分）在制藥工廠中，機器人參與藥品生產的配料、灌裝和包裝等環節。深入探討機器人操作系統在藥品成分精確控制、灌裝速度調節、包裝質量檢測和生產數據管理方面的關鍵技術，分析操作系統如何保障藥品生產的質量一致性和合規性。5、（本題5分）在考古挖掘現場，機器人需要在脆弱的環境中進行精細作業。仔細分析機器人操作系統在文物保護意識、精細動作控制、環境監測和歷史數據記錄方面的特殊需求，研究操作系統如何保障考古工作的準確性和安全性。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本