四川希望汽車職業(yè)學(xué)院《機器學(xué)習(xí)A》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《機器學(xué)習(xí)A》2023-2024學(xué)年第一學(xué)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、ROS中的坐標(biāo)變換在機器人的運動控制和感知中起著關(guān)鍵作用。假設(shè)有一個移動機器人，其身上安裝了激光雷達和攝像頭，同時機器人在一個環(huán)境中移動。為了將激光雷達和攝像頭獲取的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到機器人的坐標(biāo)系下，需要進行坐標(biāo)變換。以下關(guān)于坐標(biāo)變換的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用TF（TransformFramework）庫來實現(xiàn)坐標(biāo)變換B.坐標(biāo)變換需要確定源坐標(biāo)系和目標(biāo)坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)和平移關(guān)系C.一旦完成坐標(biāo)變換，在不同坐標(biāo)系下獲取的數(shù)據(jù)可以直接進行融合和分析，無需進一步處理D.坐標(biāo)變換可能會引入一定的誤差，需要進行誤差評估和補償2、在機器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點之間的通信是通過主題（Topic）、服務(wù)（Service）和動作（Action）等方式實現(xiàn)的。假設(shè)一個機器人需要實時獲取傳感器數(shù)據(jù)并進行處理，同時根據(jù)處理結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的動作。以下哪種通信方式最適合實現(xiàn)這種高實時性和頻繁數(shù)據(jù)交互的需求？（）A.僅使用主題進行數(shù)據(jù)發(fā)布和訂閱B.主要依靠服務(wù)進行請求和響應(yīng)C.結(jié)合使用主題和服務(wù)D.采用動作來進行復(fù)雜的交互3、當(dāng)在ROS中進行多機器人協(xié)作任務(wù)時，需要協(xié)調(diào)各個機器人的動作和任務(wù)分配。假設(shè)多個機器人需要共同完成一個復(fù)雜的物流搬運任務(wù)。以下哪種協(xié)作策略和算法在這種場景下能夠最有效地提高任務(wù)完成效率和避免沖突？（）A.集中式控制和任務(wù)分配算法B.分布式自主協(xié)商算法C.隨機分配任務(wù)，各自執(zhí)行D.不進行協(xié)作，獨立工作4、在ROS中，為了提高代碼的可維護性和可復(fù)用性，常常采用模塊化的設(shè)計方法。假設(shè)一個機器人的視覺處理模塊需要進行重構(gòu)和優(yōu)化，以下關(guān)于ROS模塊化設(shè)計的描述，哪一項是不正確的？（）A.模塊之間應(yīng)該具有低耦合性，減少相互依賴B.可以將功能相似的節(jié)點組合成一個模塊，并提供清晰的接口C.模塊化設(shè)計會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低開發(fā)效率D.模塊可以獨立進行測試和調(diào)試，便于問題的排查和解決5、ROS中的RViz可以顯示機器人的模型和數(shù)據(jù)。當(dāng)需要顯示機器人在復(fù)雜環(huán)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(qū)分不同時間段的軌跡B.對軌跡進行平滑處理C.結(jié)合地圖背景顯示軌跡D.以上方法都可以6、ROS支持機器人的仿真測試和實際硬件測試。假設(shè)在開發(fā)過程中需要頻繁地進行測試和驗證，為了提高測試效率和減少對硬件的依賴，以下哪種測試策略最為合理？（）A.優(yōu)先進行仿真測試，然后結(jié)合硬件測試B.只進行硬件測試，忽略仿真測試C.完全依賴仿真測試，不進行硬件測試D.隨機選擇測試方式7、機器人操作系統(tǒng)中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）主要用于存儲什么類型的數(shù)據(jù)？（）（）A.常量B.變量C.配置參數(shù)D.以上都不是8、在ROS中，創(chuàng)建一個新的工作空間（Workspace）需要創(chuàng)建以下哪些目錄？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是9、在機器人的傳感器融合中，需要將來自多個不同類型傳感器的數(shù)據(jù)進行整合。假設(shè)有一個機器人配備了激光雷達、攝像頭和慣性測量單元（IMU）。以下哪種傳感器融合方法能夠充分利用這些傳感器的優(yōu)勢，提供更準(zhǔn)確和可靠的環(huán)境感知？（）A.卡爾曼濾波B.粒子濾波C.擴展卡爾曼濾波D.無跡卡爾曼濾波10、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于創(chuàng)建自定義消息類型的工具？（）（）A.catkin_create_pkgB.rosmsgC.roscppD.以上都不是11、在基于ROS的機器人觸覺感知系統(tǒng)中，當(dāng)需要精確感知物體的形狀和質(zhì)地時，以下哪種觸覺傳感器和數(shù)據(jù)處理方法的組合可能是最優(yōu)的？（）A.電容式傳感器與模式識別B.電阻式傳感器與濾波處理C.壓電式傳感器與聚類分析D.電磁式傳感器與回歸分析請詳細分析每個選項在觸覺感知中的性能和適用情況12、在一個ROS系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)機器人對動態(tài)目標(biāo)的跟蹤和預(yù)測。以下哪種方法和算法可能會被用于目標(biāo)跟蹤和預(yù)測？（）A.卡爾曼濾波和粒子濾波B.深度學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤和時間序列預(yù)測C.基于模型的預(yù)測和運動估計D.以上都有可能13、在基于ROS的機器人應(yīng)用中，需要對機器人的性能進行監(jiān)測和調(diào)試。假設(shè)要實時獲取機器人的各種參數(shù)，如關(guān)節(jié)角度、速度和電機電流等，并對其進行分析和可視化。以下哪種工具和技術(shù)的組合最適合實現(xiàn)這種性能監(jiān)測和調(diào)試需求？（）A.使用ROS的內(nèi)置監(jiān)測工具和Matplotlib進行可視化B.借助第三方的性能監(jiān)測軟件和自行開發(fā)的可視化界面C.僅通過打印輸出數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，不進行可視化D.不進行性能監(jiān)測和調(diào)試14、在使用ROS開發(fā)移動機器人的導(dǎo)航功能時，需要考慮地圖構(gòu)建。如果地圖構(gòu)建不準(zhǔn)確，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.機器人無法導(dǎo)航，迷失方向B.機器人能夠正常導(dǎo)航，但路徑不是最優(yōu)C.機器人導(dǎo)航速度加快D.系統(tǒng)自動重新構(gòu)建準(zhǔn)確的地圖15、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個能夠自主導(dǎo)航的移動機器人，需要實現(xiàn)地圖構(gòu)建、路徑規(guī)劃和實時定位等功能。以下哪種技術(shù)組合在ROS中能夠最有效地實現(xiàn)這些功能？（）A.使用A*算法進行路徑規(guī)劃，基于激光雷達構(gòu)建地圖，通過GPS進行定位B.采用RRT算法規(guī)劃路徑，利用視覺SLAM構(gòu)建地圖，借助慣性導(dǎo)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(guī)劃和定位方法，不考慮地圖構(gòu)建16、當(dāng)使用ROS實現(xiàn)機器人的語音交互功能時，以下哪種語音識別引擎和合成引擎較為常用？（）A.GoogleSpeechAPIB.MicrosoftSpeechSDKC.CMUSphinxD.BaiduSpeech。假設(shè)需要為機器人提供自然流暢的語音對話能力，能夠準(zhǔn)確識別用戶的語音指令并生成清晰的語音回復(fù)，上述哪個選項在與ROS的集成和性能方面表現(xiàn)更出色，并說明其特點和使用方式17、在一個基于ROS的農(nóng)業(yè)機器人項目中，需要實現(xiàn)對農(nóng)作物的識別、定位和采摘。為了完成這些任務(wù)，以下哪種技術(shù)和方法可能會被用到？（）A.機器視覺和圖像分割B.精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和機械臂控制C.作物生長模型和決策算法D.以上都有可能18、在一個ROS系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)機器人的視覺伺服控制，即根據(jù)視覺反饋來調(diào)整機器人的運動。以下哪種視覺特征和控制算法可能會被用于視覺伺服？（）A.基于圖像的特征和比例積分微分控制B.基于深度信息的特征和模型預(yù)測控制C.基于目標(biāo)跟蹤的特征和自適應(yīng)控制D.以上都有可能19、ROS中的服務(wù)響應(yīng)（ServiceResponse）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是20、當(dāng)使用ROS實現(xiàn)機器人的自主探索功能時，以下哪種策略能夠有效地平衡探索效率和地圖完整性？（）A.隨機探索B.邊界探索C.目標(biāo)導(dǎo)向探索D.基于模型的探索。假設(shè)機器人在未知環(huán)境中進行自主探索，需要在盡可能短的時間內(nèi)構(gòu)建完整和準(zhǔn)確的環(huán)境地圖，上述哪種探索策略能夠更好地實現(xiàn)這一目標(biāo)，并分析其優(yōu)缺點和在ROS中的應(yīng)用二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明ROS中的農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水控制機器人中的節(jié)水策略制定。2、（本題5分）描述ROS中的事件處理機制。3、（本題5分）解釋ROS中的機器學(xué)習(xí)應(yīng)用接口。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個機器人的自主路徑規(guī)劃和動態(tài)障礙物避讓系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS中設(shè)計一個機器人的氣味識別和源定位系統(tǒng)。3、（本題5分）基于ROS設(shè)計一個鴕鳥養(yǎng)殖場鴕鳥蛋搬運機器人的防破損搬運系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS設(shè)計一個風(fēng)電塔維護機器人的攀爬與檢修系統(tǒng)。5、（本題5分）設(shè)計一個使用ROS的猴頭菇養(yǎng)殖場猴頭菇培育與收集機器人的科學(xué)培育與收集系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）對于工業(yè)檢測機器人，如零部件質(zhì)量檢測、產(chǎn)品外觀檢測等，機器人操作系統(tǒng)需要具備高精度的視覺識別和數(shù)據(jù)處理能力。請全面綜