內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)B》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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(yè)，共3頁(yè)內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)B》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對(duì)機(jī)器人的行為進(jìn)行建模和狀態(tài)管理。假設(shè)機(jī)器人的狀態(tài)會(huì)根據(jù)環(huán)境變化和任務(wù)需求頻繁切換，以下哪種方法能夠更有效地管理和跟蹤機(jī)器人的狀態(tài)變化？（）A.使用簡(jiǎn)單的變量來(lái)表示狀態(tài)B.基于有限狀態(tài)機(jī)（FSM）模型C.隨機(jī)設(shè)定機(jī)器人狀態(tài)，不進(jìn)行管理D.不考慮狀態(tài)變化，保持固定狀態(tài)2、在一個(gè)ROS控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的高精度軌跡跟蹤。以下哪種控制器在這種情況下表現(xiàn)較好？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自適應(yīng)控制器D.以上控制器都可能適用，取決于具體工況3、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內(nèi)容？（）（）A.機(jī)器人模型B.傳感器數(shù)據(jù)C.規(guī)劃路徑D.以上都是4、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制時(shí)，需要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄浴Ｒ韵履姆N加密和認(rèn)證方法能夠有效地保護(hù)通信內(nèi)容不被竊取和篡改？（）A.不進(jìn)行加密和認(rèn)證B.使用簡(jiǎn)單的對(duì)稱加密算法C.采用公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）進(jìn)行加密和認(rèn)證D.依靠網(wǎng)絡(luò)防火墻進(jìn)行保護(hù)5、在ROS中，創(chuàng)建一個(gè)新的工作空間（Workspace）需要?jiǎng)?chuàng)建以下哪些目錄？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是6、當(dāng)機(jī)器人需要與人類進(jìn)行緊密交互時(shí)，安全性和舒適性是重要考慮因素。假設(shè)一個(gè)服務(wù)機(jī)器人在為人類提供幫助時(shí)，需要避免對(duì)人類造成傷害，并提供友好的交互體驗(yàn)。以下哪種設(shè)計(jì)原則和技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.柔軟的外殼材料B.速度和力量限制C.人類感知檢測(cè)D.以上都是7、假設(shè)要在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠在惡劣天氣條件下工作的戶外機(jī)器人，需要考慮防水、防塵和溫度適應(yīng)性。以下哪種防護(hù)措施和熱管理方法可能會(huì)被用于戶外機(jī)器人？（）A.密封設(shè)計(jì)和防水涂層B.防塵濾網(wǎng)和散熱系統(tǒng)C.溫度傳感器和加熱/冷卻裝置D.以上都有可能8、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(lái)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(wú)關(guān)，只取決于任務(wù)的復(fù)雜性9、在機(jī)器人的視覺(jué)伺服控制中，通過(guò)攝像頭反饋的圖像信息來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)機(jī)器人需要將一個(gè)物體準(zhǔn)確地移動(dòng)到指定位置。以下哪種視覺(jué)伺服控制方法在處理圖像噪聲和目標(biāo)遮擋時(shí)具有較好的魯棒性？（）A.基于位置的視覺(jué)伺服B.基于圖像的視覺(jué)伺服C.2.5D視覺(jué)伺服D.混合視覺(jué)伺服10、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，以下哪種編程語(yǔ)言通常被用于編寫(xiě)控制節(jié)點(diǎn)？（）A.C++B.PythonC.JavaD.Ruby。假設(shè)需要開(kāi)發(fā)高效、穩(wěn)定且易于維護(hù)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序，同時(shí)考慮與ROS庫(kù)和其他模塊的集成，上述哪種編程語(yǔ)言在這種情況下更具優(yōu)勢(shì)，并闡述其特點(diǎn)和在ROS中的應(yīng)用實(shí)例11、在ROS中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與外部設(shè)備（如其他計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備）的遠(yuǎn)程通信和控制時(shí)，以下哪種技術(shù)或協(xié)議能夠提供可靠和高效的解決方案？同時(shí)要考慮安全性和跨平臺(tái)的需求。A.HTTP協(xié)議B.SSH協(xié)議C.MQTT協(xié)議D.FTP協(xié)議12、假設(shè)要在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠自主探索未知環(huán)境的機(jī)器人，需要結(jié)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(huì)被用于自主探索？（）A.基于概率地圖的探索算法B.基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策算法C.基于啟發(fā)式搜索的路徑規(guī)劃D.以上都有可能13、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的視覺(jué)導(dǎo)航時(shí)，需要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。以下哪種預(yù)處理操作可以提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性？（）A.圖像去噪B.圖像增強(qiáng)C.圖像分割D.以上操作都可能有幫助14、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)性，需要采取一些措施。假設(shè)一個(gè)關(guān)鍵的傳感器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)需要能夠檢測(cè)到并采取相應(yīng)的備份或替代策略。以下關(guān)于ROS容錯(cuò)處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過(guò)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的心跳信號(hào)來(lái)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)是否正常運(yùn)行B.當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，可以自動(dòng)切換到備份的傳感器或執(zhí)行器C.容錯(cuò)處理只需要在軟件層面實(shí)現(xiàn)，硬件的可靠性不重要D.可以使用冗余設(shè)計(jì)來(lái)提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力15、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.以上都不是二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）ROS中的任務(wù)調(diào)度優(yōu)化算法。2、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的娛樂(lè)機(jī)器人中的創(chuàng)意應(yīng)用。3、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的森林火災(zāi)撲救機(jī)器人中的滅火策略選擇。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）當(dāng)機(jī)器人應(yīng)用于文化藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域，如繪畫(huà)、音樂(lè)演奏等，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意表達(dá)、藝術(shù)感知和與人類藝術(shù)家的互動(dòng)，以及如何突破技術(shù)限制展現(xiàn)獨(dú)特的藝術(shù)風(fēng)格。2、（本題5分）在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域，機(jī)器人操作系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施藥和作物監(jiān)測(cè)。請(qǐng)?jiān)敿?xì)綜合分析其在識(shí)別病蟲(chóng)害、控制施藥量、適應(yīng)不同農(nóng)田地形等方面的技術(shù)手段，探討農(nóng)業(yè)植保機(jī)器人在減少農(nóng)藥使用、保護(hù)環(huán)境和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益方面的作用，以及面臨的技術(shù)成本和政策支持問(wèn)題。3、（本題5分）在機(jī)器人的工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制應(yīng)用中，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何整合各種檢測(cè)設(shè)備和傳感器，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的缺陷檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告生成，以及如何提高檢測(cè)系統(tǒng)的適應(yīng)性和智能化水平。4、（本題5分）對(duì)于具有復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)和多自由度的工業(yè)機(jī)器人，ROS在運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解和正解計(jì)算方面具有關(guān)鍵應(yīng)用。請(qǐng)全面綜合分析ROS中相關(guān)算法的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化，以及在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中如何提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度和速度。5、（本題5分）隨著機(jī)器人感知技術(shù)的不斷發(fā)展，如激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等的應(yīng)用，ROS在多傳感器融合方面面臨新的挑戰(zhàn)。請(qǐng)深入綜合分析ROS如何有效地融合多種傳感器數(shù)據(jù)，提高環(huán)境感知的精度和可靠性，以及在融合過(guò)程中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)不一致和同步問(wèn)題。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小