云南科技信息職業(yè)學院《機器學習與大數據》2023-2024學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁云南科技信息職業(yè)學院《機器學習與大數據》

2023-2024學年第一學期期末試卷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2分，共30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、在ROS框架下，對于機器人的動態(tài)模型辨識，以下哪種方法能夠有效地估計模型參數？（）A.最小二乘法B.極大似然估計C.遞推最小二乘法D.粒子群優(yōu)化算法。假設需要根據機器人的實際運動數據來辨識其動態(tài)模型的參數，如質量、慣性矩等，上述哪種方法在準確性和計算效率上更有優(yōu)勢，并詳細介紹其在ROS中的應用步驟2、假設要在ROS中實現機器人與外部設備（如機械臂）的無縫集成和協(xié)同工作，以下哪個步驟是至關重要的？（）A.統(tǒng)一通信協(xié)議B.確保硬件兼容性C.優(yōu)化軟件算法D.忽略設備差異請詳細說明每個選項對于實現無縫集成和協(xié)同工作的重要性以及可能帶來的影響3、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個節(jié)點和配置參數。假設一個機器人系統(tǒng)有多個相互依賴的節(jié)點需要啟動，以下關于啟動文件編寫的原則，正確的是：（）A.將所有節(jié)點的啟動命令都寫在一個啟動文件中，便于管理B.按照功能模塊將相關節(jié)點的啟動命令分組寫在不同的啟動文件中C.啟動文件越簡單越好，只啟動關鍵節(jié)點D.啟動文件的編寫方式對系統(tǒng)啟動沒有影響4、當使用ROS控制機器人的關節(jié)運動時，以下哪種控制器類型常用于實現精確的位置控制？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自適應控制器D.魯棒控制器。假設機器人的關節(jié)需要高精度地到達指定位置，并且在受到外界干擾時仍能保持穩(wěn)定，上述哪種控制器能夠更好地滿足這一要求，并詳細說明其控制原理和參數調整方法5、ROS中的動作（Action）是一種用于長時間任務的通信機制。假設一個機器人需要執(zhí)行一個復雜的搜索任務，其狀態(tài)包括正在搜索、找到目標和任務完成。以下關于動作通信的描述，正確的是？（）A.動作通信只能單向傳遞信息，從客戶端到服務器B.客戶端可以在任務執(zhí)行過程中隨時取消任務C.服務器無法向客戶端反饋任務的中間狀態(tài)D.動作通信不支持任務的超時處理6、在機器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機器人目標位置信息的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_goalB./goal/robotC./target/robotD.以上都不是7、ROS中的動作目標（ActionGoal）通常包含以下哪些信息？（）（）A.目標狀態(tài)B.執(zhí)行時間C.兩者皆有D.以上都不是8、假設要在ROS中開發(fā)一個能夠與其他智能設備進行無縫集成的機器人，需要考慮通信協(xié)議的兼容性和數據格式的轉換。以下哪種方法和技術可能會被用于設備集成？（）A.通用通信協(xié)議和數據轉換庫B.中間件和接口規(guī)范C.協(xié)議適配和數據映射D.以上都有可能9、對于ROS中的機器人視覺SLAM（同時定位與地圖構建）系統(tǒng)，以下哪種特征提取方法能夠提高地圖的精度和魯棒性？（）A.SIFT特征B.SURF特征C.ORB特征D.以上都是。假設機器人在未知環(huán)境中進行探索和地圖構建，需要從圖像中提取穩(wěn)定和獨特的特征來準確估計自身位置和構建環(huán)境地圖，上述哪種特征提取方法在這種情況下表現更為出色，并解釋其特點和在ROS中的應用10、ROS中的服務響應（ServiceResponse）可以包含以下哪些數據類型？（）（）A.基本數據類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是11、在一個使用ROS的移動機器人系統(tǒng)中，需要實現對障礙物的檢測和規(guī)避。以下哪種傳感器組合在這種情況下通常能提供較好的效果？（）A.激光雷達和超聲波傳感器B.攝像頭和慣性測量單元C.紅外傳感器和GPSD.以上組合都不太適合12、當在ROS中開發(fā)一個機器人的語音交互模塊時，需要進行語音識別和合成。假設要實現高準確率的語音識別和自然流暢的語音合成，以下哪種技術組合可能最合適？（）A.使用傳統(tǒng)的隱馬爾可夫模型（HMM）進行語音識別，文語轉換（TTS）技術進行語音合成B.采用深度學習的卷積神經網絡（CNN）進行語音識別，基于神經網絡的語音合成模型C.依賴開源的語音識別和合成庫，不進行定制優(yōu)化D.以上技術組合都不合適，需要自行研發(fā)全新的技術13、ROS中的服務（Service）通常用于實現節(jié)點之間的請求-響應通信模式?？紤]一個機器人導航系統(tǒng)，其中一個節(jié)點提供路徑規(guī)劃服務，另一個節(jié)點請求路徑規(guī)劃。如果服務響應時間過長，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.機器人停止運動，等待響應B.機器人自行選擇隨機路徑前進C.系統(tǒng)自動切換到備用的路徑規(guī)劃算法D.機器人按照之前的路徑繼續(xù)前進14、在基于ROS的機器人團隊開發(fā)中，需要制定統(tǒng)一的代碼規(guī)范和開發(fā)流程。假設團隊成員具有不同的開發(fā)習慣和經驗水平。以下哪種方式在確保代碼質量和開發(fā)效率方面最為有效？（）A.制定詳細的代碼規(guī)范文檔和培訓團隊成員B.允許團隊成員自由發(fā)揮，不做統(tǒng)一要求C.參考其他項目的代碼規(guī)范，不完全適應本項目D.不制定代碼規(guī)范，后期統(tǒng)一修改15、機器人操作系統(tǒng)中，用于管理機器人傳感器數據的模塊通常是？（）（）A.運動控制模塊B.感知模塊C.規(guī)劃模塊D.通信模塊二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）ROS中的容錯和故障恢復機制是怎樣的？2、（本題5分）簡述ROS在服務機器人中的功能實現。3、（本題5分）簡述ROS在礦山機器人中的應用。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）機器人操作系統(tǒng)在智能工廠中的應用需要實現與其他生產設備和管理系統(tǒng)的無縫集成。請詳細綜合分析其在工業(yè)通信協(xié)議支持、數據交互、生產流程優(yōu)化等方面的技術挑戰(zhàn)和解決方案，探討智能工廠中機器人操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和對制造業(yè)轉型升級的影響。2、（本題5分）在機器人的教育和培訓應用中，ROS如何支持個性化的學習路徑和實踐項目。請詳細綜合分析ROS的教育資源和工具，以及如何通過ROS培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決實際問題的能力。3、（本題5分）機器人操作系統(tǒng)在物流配送最后一公里的應用具有很大的發(fā)展?jié)摿?。請詳細綜合分析其在實現自主導航、貨物識別與交付、與收件人交互等方面的技術挑戰(zhàn)和解決方案，研究物流配送機器人在城市環(huán)境中的適應性和法規(guī)遵循問題，以及對傳統(tǒng)配送模式的影響和融合策略。4、（本題5分）在康復醫(yī)療領域，機器人操作系統(tǒng)在輔助康復訓練方面發(fā)揮著重要作用。請深入綜合分析其在為患者提供個性化訓練方案、實時監(jiān)測康復進展、調整訓練強度等方面的技術優(yōu)勢，研究康復機器人在提高康復效果和減輕醫(yī)護人員工作負擔方面的價值，以及在臨床應用中的安全性和有效性評估。5、（本題5分）當機器人應用于文化遺產數字化保護時，分析機器人操作系統(tǒng)如何實現對文化遺產的高精度掃描、建模和數據存儲，以及如何利用虛擬現實和增強現實技術進行