泰山學(xué)院《機(jī)器人與人工智能基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)泰山學(xué)院《機(jī)器人與人工智能基礎(chǔ)》

2023-2024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、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2、ROS支持與外部硬件設(shè)備的通信。假設(shè)有一個(gè)需要與特定型號(hào)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行通信的機(jī)器人關(guān)節(jié)。在這種情況下，以下哪種方式最適合實(shí)現(xiàn)通信？（）A.使用通用的串口通信協(xié)議B.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)套接字（Socket）進(jìn)行通信C.利用ROS提供的特定硬件驅(qū)動(dòng)接口D.直接通過(guò)內(nèi)存共享進(jìn)行高速通信3、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，需要建立穩(wěn)定的通信鏈路和用戶界面。以下哪種技術(shù)和工具可能會(huì)被用于遠(yuǎn)程控制？（）A.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和Web界面B.移動(dòng)應(yīng)用和藍(lán)牙通信C.云服務(wù)和虛擬現(xiàn)實(shí)接口D.以上都有可能4、機(jī)器人的軟件架構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維護(hù)性至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)需要不斷添加新的功能和模塊。以下哪種軟件架構(gòu)風(fēng)格能夠更好地支持這種需求，同時(shí)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)D.面向?qū)ο蠹軜?gòu)5、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于可視化機(jī)器人狀態(tài)的工具？（）（）A.RVizB.GazeboC.rqt_graphD.以上都是6、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)內(nèi)核優(yōu)化對(duì)于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。以下哪種優(yōu)化策略可能對(duì)實(shí)時(shí)性和響應(yīng)速度產(chǎn)生最大的影響？（）A.內(nèi)存管理優(yōu)化B.進(jìn)程調(diào)度優(yōu)化C.中斷處理優(yōu)化D.文件系統(tǒng)優(yōu)化請(qǐng)分別闡述每個(gè)優(yōu)化策略在提高操作系統(tǒng)性能方面的作用和重要性7、ROS中的軟件版本管理對(duì)于項(xiàng)目的可維護(hù)性很重要。如果不同模塊使用了不兼容的版本，會(huì)出現(xiàn)什么情況？（）A.部分功能異?；驘o(wú)法使用B.系統(tǒng)自動(dòng)升級(jí)到兼容版本C.性能優(yōu)化D.功能增強(qiáng)8、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，通常會(huì)采用模塊化的設(shè)計(jì)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目包含多個(gè)功能模塊，如視覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)控制和路徑規(guī)劃，以下關(guān)于模塊化設(shè)計(jì)的描述，正確的是？（）A.模塊之間應(yīng)該盡量減少依賴，以提高獨(dú)立性和可替換性B.為了提高性能，模塊之間可以直接共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換C.所有模塊都應(yīng)該放在同一個(gè)代碼庫(kù)中，方便管理和維護(hù)D.模塊的接口應(yīng)該盡量復(fù)雜，以包含更多的功能和參數(shù)9、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(wú)法修改B.可以通過(guò)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10、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的任務(wù)規(guī)劃時(shí)，需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和資源分配。假設(shè)同時(shí)有多個(gè)任務(wù)等待執(zhí)行，以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度策略的選擇，正確的是：（）A.采用先來(lái)先服務(wù)（FCFS）策略，簡(jiǎn)單公平B.基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略，優(yōu)先執(zhí)行重要任務(wù)C.隨機(jī)調(diào)度策略，避免任務(wù)餓死D.以上調(diào)度策略都不適合機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃11、在ROS環(huán)境下，為了對(duì)機(jī)器人的性能進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，需要選擇合適的指標(biāo)和測(cè)試方法。考慮到機(jī)器人的任務(wù)類型和應(yīng)用場(chǎng)景，以下哪種評(píng)估指標(biāo)和測(cè)試工具可能會(huì)被使用？（）A.運(yùn)動(dòng)精度、速度和能耗指標(biāo)B.任務(wù)完成時(shí)間和成功率C.傳感器精度和可靠性D.以上都有可能12、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以在不同的編程語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)，并且能夠相互通信，這是因?yàn)椋ǎǎ〢.ROS提供了統(tǒng)一的通信接口B.編程語(yǔ)言的兼容性C.兩者皆有D.以上都不是13、ROS中的動(dòng)作服務(wù)器可以提供反饋信息。當(dāng)動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，以下哪種反饋信息對(duì)故障診斷最有幫助？（）A.錯(cuò)誤代碼B.詳細(xì)的錯(cuò)誤描述C.動(dòng)作執(zhí)行的中間狀態(tài)D.以上反饋信息都很重要14、在機(jī)器人的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)中，需要考慮用戶的操作習(xí)慣和認(rèn)知能力。假設(shè)為工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)操作界面，要求操作人員能夠快速、準(zhǔn)確地輸入指令和監(jiān)控機(jī)器人狀態(tài)。以下哪種界面設(shè)計(jì)原則和元素最為重要？（）A.簡(jiǎn)潔直觀的布局B.清晰明確的圖標(biāo)和標(biāo)識(shí)C.實(shí)時(shí)反饋和錯(cuò)誤提示D.以上都是15、在ROS中，對(duì)于機(jī)器人的任務(wù)調(diào)度和資源分配，需要考慮多個(gè)并發(fā)的任務(wù)和有限的計(jì)算資源。假設(shè)有多個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)同時(shí)請(qǐng)求資源，以下哪種調(diào)度策略能夠更好地平衡系統(tǒng)性能和任務(wù)的及時(shí)性？（）A.先到先服務(wù)調(diào)度B.優(yōu)先級(jí)調(diào)度C.隨機(jī)調(diào)度D.平均分配資源調(diào)度16、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)需要與人類進(jìn)行密切交互的服務(wù)機(jī)器人時(shí)，以下哪種人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)原則是最為重要的？（）A.簡(jiǎn)潔直觀B.功能豐富C.色彩鮮艷D.動(dòng)畫效果多請(qǐng)解釋每個(gè)選項(xiàng)在人機(jī)交互中的作用和重要性，并說(shuō)明為何某個(gè)選項(xiàng)最為關(guān)鍵17、在基于ROS的機(jī)器人軟件開發(fā)中，需要對(duì)代碼進(jìn)行版本管理和協(xié)作開發(fā)。以下哪種版本控制系統(tǒng)與ROS結(jié)合使用較為方便？（）A.GitB.SVNC.MercurialD.CVS18、在ROS中，要對(duì)機(jī)器人的控制算法進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)試，以下哪種工具或技術(shù)能夠提供有效的性能分析和調(diào)試支持？（）A.GDBB.ProfilerC.ROSLoggingD.ROSBag。假設(shè)需要找出控制算法中的性能瓶頸和潛在問(wèn)題，對(duì)算法的執(zhí)行時(shí)間、內(nèi)存使用等進(jìn)行詳細(xì)分析，上述哪個(gè)選項(xiàng)能夠提供更全面和深入的調(diào)試信息，并解釋如何利用它來(lái)優(yōu)化控制算法19、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于管理機(jī)器人硬件資源的工具？（）（）A.roslaunchB.rosparamC.rosserviceD.以上都不是20、在基于ROS的機(jī)器人項(xiàng)目中，需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，包括傳感器數(shù)據(jù)、機(jī)器人狀態(tài)信息和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。假設(shè)數(shù)據(jù)量巨大，并且需要支持快速查詢和分析。以下哪種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理方案最適合這種需求？（）A.使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，如MySQLB.采用分布式文件系統(tǒng)，如HDFSC.利用NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，如MongoDBD.將數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在本地文件中二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）描述ROS在倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人中的應(yīng)用。2、（本題5分）ROS中的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用一般如何實(shí)現(xiàn)？3、（本題5分）說(shuō)明ROS中的安全機(jī)制和防護(hù)措施。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的物體熱導(dǎo)率檢測(cè)系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的氣味識(shí)別和源定位系統(tǒng)。3、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)港口集裝箱搬運(yùn)機(jī)器人的抓取與碼放系統(tǒng)。4、（本題5分）使用ROS為安防機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)入侵檢測(cè)和警報(bào)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（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）在消防救援場(chǎng)景中，機(jī)器人需要在高溫、濃煙等危險(xiǎn)環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。