運(yùn)城職業(yè)技術(shù)大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)D》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)運(yùn)城職業(yè)技術(shù)大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)D》

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、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點(diǎn)之間的通信是通過(guò)話題（Topic）、服務(wù)（Service）和動(dòng)作（Action）等方式實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要實(shí)時(shí)獲取傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，以下關(guān)于通信方式選擇的描述，正確的是：（）A.由于需要實(shí)時(shí)性，應(yīng)選擇服務(wù)進(jìn)行通信，以確保數(shù)據(jù)的及時(shí)傳遞B.話題通信更適合這種場(chǎng)景，因?yàn)樗軌蛑С忠粚?duì)多的發(fā)布/訂閱模式C.動(dòng)作通信最適合，因?yàn)樗梢蕴峁┓答伜椭虚g結(jié)果D.以上三種通信方式效果相同，可以任意選擇2、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人姿態(tài)信息的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/ImuB.geometry_msgs/PoseC.nav_msgs/OdometryD.以上都不是3、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的安全交互和碰撞避免，需要采用有效的感知和規(guī)劃方法。以下哪種技術(shù)和策略可能會(huì)被用于此目的？（）A.多傳感器融合和碰撞檢測(cè)算法B.安全距離模型和動(dòng)態(tài)路徑調(diào)整C.基于意圖預(yù)測(cè)的交互控制D.以上都有可能4、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的多模態(tài)感知融合，例如將視覺(jué)、聽覺(jué)和觸覺(jué)信息結(jié)合起來(lái)，需要選擇合適的融合算法和框架。以下哪種融合方法和框架可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.基于卡爾曼濾波的多傳感器融合B.基于深度學(xué)習(xí)的特征融合C.基于模糊邏輯的信息融合D.以上都有可能5、ROS中的機(jī)器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關(guān)節(jié)信息C.傳感器信息D.以上都是6、在基于ROS的機(jī)器人系統(tǒng)中，當(dāng)需要對(duì)多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合以獲得更準(zhǔn)確和全面的環(huán)境感知時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)融合方法通常是首選？（）A.加權(quán)平均法B.卡爾曼濾波C.貝葉斯估計(jì)D.簡(jiǎn)單拼接請(qǐng)分別闡述每個(gè)選項(xiàng)在多傳感器數(shù)據(jù)融合中的原理和適用場(chǎng)景7、當(dāng)在ROS中集成第三方庫(kù)和驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，可能會(huì)遇到兼容性和接口匹配的問(wèn)題。假設(shè)要將一個(gè)新的電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序集成到ROS系統(tǒng)中，以下哪種方法能夠最有效地解決可能出現(xiàn)的兼容性問(wèn)題和接口不一致的情況？（）A.強(qiáng)行修改驅(qū)動(dòng)程序代碼以適應(yīng)ROSB.對(duì)ROS進(jìn)行大量修改來(lái)匹配驅(qū)動(dòng)程序C.尋找與ROS兼容的驅(qū)動(dòng)程序版本或進(jìn)行適配開發(fā)D.放棄集成，使用其他替代方案8、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的工業(yè)機(jī)器人時(shí)，以下哪種通信延遲處理策略能夠最大程度地減少對(duì)操作的影響？（）A.預(yù)測(cè)補(bǔ)償B.降低操作頻率C.增加緩沖區(qū)大小D.忽略延遲請(qǐng)分別闡述每個(gè)策略在處理通信延遲時(shí)的原理和可能帶來(lái)的效果9、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)延遲較大時(shí)，可能會(huì)影響系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。以下哪種方法可以減輕網(wǎng)絡(luò)延遲的影響？（）A.減少節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸量B.使用更高效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議C.在本地進(jìn)行更多的計(jì)算和處理，減少遠(yuǎn)程通信需求D.以上方法都可以10、在基于ROS的機(jī)器人協(xié)作搬運(yùn)任務(wù)中，如果機(jī)器人之間的負(fù)載分配不均勻，可能會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題？（）A.部分機(jī)器人過(guò)載，任務(wù)失敗B.搬運(yùn)效率提高C.機(jī)器人自動(dòng)調(diào)整負(fù)載D.系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)11、ROS中的服務(wù)請(qǐng)求（ServiceRequest）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12、ROS支持機(jī)器人的仿真測(cè)試和實(shí)際硬件測(cè)試。假設(shè)在開發(fā)過(guò)程中需要頻繁地進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，為了提高測(cè)試效率和減少對(duì)硬件的依賴，以下哪種測(cè)試策略最為合理？（）A.優(yōu)先進(jìn)行仿真測(cè)試，然后結(jié)合硬件測(cè)試B.只進(jìn)行硬件測(cè)試，忽略仿真測(cè)試C.完全依賴仿真測(cè)試，不進(jìn)行硬件測(cè)試D.隨機(jī)選擇測(cè)試方式13、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法評(píng)估，以下哪個(gè)指標(biāo)通常被用來(lái)衡量規(guī)劃結(jié)果的優(yōu)劣？（）A.路徑長(zhǎng)度B.規(guī)劃時(shí)間C.碰撞次數(shù)D.以上都是。假設(shè)需要比較不同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法在各種場(chǎng)景下的性能，上述哪些指標(biāo)能夠全面地反映算法的效率和安全性，并說(shuō)明如何根據(jù)這些指標(biāo)進(jìn)行算法的選擇和優(yōu)化14、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人軟件開發(fā)時(shí)，需要進(jìn)行代碼的編譯和部署。假設(shè)對(duì)一個(gè)ROS包進(jìn)行了修改，以下關(guān)于編譯和部署的步驟，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.使用catkin_make或colcon等工具進(jìn)行代碼的編譯B.編譯成功后，生成的可執(zhí)行文件會(huì)自動(dòng)部署到機(jī)器人的控制系統(tǒng)中C.可以通過(guò)設(shè)置環(huán)境變量來(lái)指定ROS包的搜索路徑和依賴關(guān)系D.在部署到實(shí)際機(jī)器人之前，可以在仿真環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證15、ROS支持機(jī)器人的分布式感知和協(xié)同決策。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人需要共同感知一個(gè)大范圍的環(huán)境并做出統(tǒng)一的決策。以下哪種分布式感知和決策算法的結(jié)合能夠最有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.基于共識(shí)的分布式感知和投票決策算法B.每個(gè)機(jī)器人獨(dú)立感知和決策，然后匯總C.隨機(jī)選擇一個(gè)機(jī)器人作為主導(dǎo)進(jìn)行感知和決策D.不進(jìn)行分布式感知和協(xié)同決策16、ROS中的服務(wù)（Service）通信模式常用于請(qǐng)求-響應(yīng)類型的交互。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人的導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)提供了一個(gè)獲取當(dāng)前位置的服務(wù)，其他節(jié)點(diǎn)可以向其發(fā)送請(qǐng)求并獲取響應(yīng)。以下關(guān)于ROS服務(wù)通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.服務(wù)通信是一對(duì)一的，即一個(gè)服務(wù)請(qǐng)求只能由一個(gè)服務(wù)提供者響應(yīng)B.服務(wù)請(qǐng)求和響應(yīng)的數(shù)據(jù)類型是在定義服務(wù)時(shí)確定的，并且在通信過(guò)程中不能更改C.服務(wù)通信的響應(yīng)時(shí)間通常比話題通信更快，因?yàn)樗侵苯拥恼?qǐng)求-響應(yīng)模式D.多個(gè)服務(wù)請(qǐng)求可以同時(shí)發(fā)送給同一個(gè)服務(wù)提供者，服務(wù)提供者會(huì)按照發(fā)送的順序依次處理17、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)不同物體的識(shí)別和分類，例如區(qū)分不同形狀和顏色的物體。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，以下哪種計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法可能會(huì)發(fā)揮重要作用？（）A.傳統(tǒng)的圖像特征提取和支持向量機(jī)B.基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)和分類算法C.聚類算法D.以上都有可能18、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。以下哪個(gè)指標(biāo)對(duì)于衡量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力是最關(guān)鍵的？（）A.任務(wù)完成時(shí)間B.系統(tǒng)吞吐量C.響應(yīng)延遲D.資源利用率19、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20、在ROS中，機(jī)器人的狀態(tài)估計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。假設(shè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到外界干擾，以下哪種狀態(tài)估計(jì)算法能夠較好地應(yīng)對(duì)這種情況？（）A.擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF），對(duì)非線性系統(tǒng)有一定的處理能力B.無(wú)跡卡爾曼濾波（UKF），精度較高但計(jì)算量較大C.粒子濾波，適用于高度非線性和非高斯系統(tǒng)D.以上算法都不能有效應(yīng)對(duì)干擾，需要新的算法二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的考古機(jī)器人中的特殊需求。2、（本題5分）解釋ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)升級(jí)策略。3、（本題5分）描述ROS在陶瓷生產(chǎn)機(jī)器人中的應(yīng)用。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用ROS為電子廠貼片機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)元件位置檢測(cè)和貼片精度控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于ROS的金針菇養(yǎng)殖場(chǎng)金針菇培育與采摘機(jī)器人的科學(xué)培育與采摘系統(tǒng)。3、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個(gè)蔬菜大棚種植機(jī)器人的澆水與施肥系統(tǒng)。4、（本題5分）創(chuàng)建一個(gè)使用ROS的無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，具備自動(dòng)起飛、降落和按照預(yù)設(shè)路徑飛行的功能。5、（本題5分）在ROS中構(gòu)建一個(gè)紡織廠布料搬運(yùn)機(jī)器人的輕柔抓取與精準(zhǔn)放置系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）當(dāng)機(jī)器人應(yīng)用于城市地下管網(wǎng)的檢測(cè)和維護(hù)時(shí)，分析機(jī)器人操作系