中國海洋大學《機器學習與應(yīng)用》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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1分，共15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中，為了提高機器人系統(tǒng)的可靠性和容錯性，通常會采用分布式架構(gòu)。假設(shè)一個分布式機器人系統(tǒng)中的某個節(jié)點出現(xiàn)故障，以下哪種機制可以幫助系統(tǒng)繼續(xù)運行而不受到嚴重影響？（）A.故障節(jié)點會自動重啟，并恢復到故障前的狀態(tài)B.其他節(jié)點會接管故障節(jié)點的任務(wù)，保證系統(tǒng)功能的完整性C.系統(tǒng)會停止所有操作，等待故障節(jié)點修復后再繼續(xù)運行D.系統(tǒng)會切換到一個備用的完全相同的機器人系統(tǒng)，繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)2、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(shù)。假設(shè)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(guān)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(guān)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(guān)鍵節(jié)點D.啟動文件的編寫方式對系統(tǒng)啟動沒有影響3、ROS中的話題可以有多個發(fā)布者和訂閱者，這種特性被稱為（）（）A.多對多通信B.一對多通信C.多對一通信D.一對一通信4、在ROS中，為了提高代碼的可讀性和可維護性，常常使用命名空間（Namespace）。假設(shè)一個大型機器人系統(tǒng)中有多個相似的功能模塊，以下關(guān)于命名空間的作用，哪一項是不正確的？（）A.命名空間可以避免話題和服務(wù)名稱的沖突，提高系統(tǒng)的可擴展性B.通過使用不同的命名空間，可以將相關(guān)的節(jié)點和資源組織在一起，便于管理C.命名空間對節(jié)點之間的通信沒有影響，節(jié)點可以跨越命名空間進行通信D.命名空間可以增加代碼的復雜性，一般情況下應(yīng)盡量避免使用5、在基于ROS的機器人教育應(yīng)用中，需要為學生提供一個易于理解和使用的開發(fā)環(huán)境。假設(shè)學生具有不同的編程基礎(chǔ)和學習能力。以下哪種ROS開發(fā)工具和教學資源的組合最適合這種教育場景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可視化工具B.開發(fā)自定義的教學界面和簡化的APIC.僅提供原始的ROS文檔和命令行工具D.不提供任何專門的教學資源6、在機器人的視覺伺服控制中，通過攝像頭反饋的圖像信息來控制機器人的運動。假設(shè)機器人需要將一個物體準確地移動到指定位置。以下哪種視覺伺服控制方法在處理圖像噪聲和目標遮擋時具有較好的魯棒性？（）A.基于位置的視覺伺服B.基于圖像的視覺伺服C.2.5D視覺伺服D.混合視覺伺服7、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）使用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲參數(shù)？（）（）A.字典B.列表C.數(shù)組D.樹8、ROS中的插件系統(tǒng)允許第三方開發(fā)者擴展功能。當開發(fā)一個插件時，如何確保其在不同版本的ROS中都能正常工作？（）A.遵循ROS的版本兼容性規(guī)范B.進行廣泛的跨版本測試C.及時關(guān)注ROS的版本更新并做出相應(yīng)調(diào)整D.以上方法都需要9、在一個基于ROS的智能家居機器人項目中，需要實現(xiàn)與家庭設(shè)備的互聯(lián)互通和場景自適應(yīng)控制。以下哪種技術(shù)和方法可能會被用于家庭集成和場景感知？（）A.物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和智能家居網(wǎng)關(guān)B.環(huán)境感知傳感器和場景識別算法C.個性化學習和自適應(yīng)控制策略D.以上都有可能10、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.基于目標跟蹤的特征和自適應(yīng)控制D.以上都有可能11、當使用ROS開發(fā)多機器人協(xié)作系統(tǒng)時，以下哪種通信模式能夠?qū)崿F(xiàn)高效的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)？（）A.廣播模式B.組播模式C.發(fā)布/訂閱模式D.請求/響應(yīng)模式。假設(shè)多個機器人需要根據(jù)環(huán)境變化動態(tài)地分配任務(wù)，快速共享信息和協(xié)同工作，上述哪種通信模式能夠提供更靈活和實時的協(xié)作支持，并分析其在多機器人系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢12、當使用ROS控制一個輪式機器人在不平坦的地面上穩(wěn)定行駛時，需要考慮機器人的懸掛系統(tǒng)和動態(tài)平衡控制。以下哪種控制算法和傳感器融合技術(shù)可能會被用于解決這個問題？（）A.基于模型預(yù)測控制和多傳感器融合B.反饋線性化控制和慣性導航C.自適應(yīng)魯棒控制和視覺里程計D.以上都有可能13、在使用ROS開發(fā)一個具有多個傳感器的移動機器人時，需要進行傳感器融合和校準。假設(shè)傳感器的測量值存在偏差和噪聲，以下關(guān)于校準和融合的策略，正確的是：（）A.先進行傳感器校準，然后再進行數(shù)據(jù)融合B.同時進行校準和融合，以提高效率C.只進行數(shù)據(jù)融合，忽略傳感器的偏差和噪聲D.不需要校準，直接使用原始傳感器數(shù)據(jù)進行融合14、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）常用于存儲和共享系統(tǒng)的配置參數(shù)。在一個多機器人協(xié)作的系統(tǒng)中，不同的機器人可能需要訪問相同的參數(shù)。當多個機器人同時嘗試修改同一個參數(shù)時，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.最后修改的機器人的參數(shù)值生效B.系統(tǒng)會隨機選擇一個機器人的修改值生效C.系統(tǒng)會拒絕所有的修改請求，以防止沖突D.系統(tǒng)會自動合并多個機器人的修改值15、在一個ROS控制的服務(wù)機器人系統(tǒng)中，需要與用戶進行自然的交互。以下哪種技術(shù)可以用于實現(xiàn)語音交互的情感識別？（）A.語音語調(diào)分析B.詞匯和語法分析C.面部表情識別D.以上技術(shù)都可能有用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）ROS中的人機協(xié)作安全策略。2、（本題5分）描述ROS在智能家居機器人中的應(yīng)用。3、（本題5分）說明ROS中的模型預(yù)測控制應(yīng)用。4、（本題5分）簡述ROS中的交通執(zhí)法機器人中的違章行為識別算法。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于具有多個自由度的機械臂機器人，分析機器人操作系統(tǒng)在運動學和動力學建模、軌跡生成和力控制方面的技術(shù)實現(xiàn)，以及如何優(yōu)化控制精度和響應(yīng)速度。2、（本題5分）ROS在機器人的電子設(shè)備組裝應(yīng)用中，如何實現(xiàn)高精度的零部件安裝和質(zhì)量檢測。請綜合分析相關(guān)的視覺引導、力控制和檢測算法。3、（本題5分）對于用于海上石油平臺的機器人，分析操作系統(tǒng)在海洋環(huán)境適應(yīng)、設(shè)備維護、油氣泄漏檢測和人員安全保障方面的關(guān)鍵功能。討論操作系統(tǒng)如何應(yīng)對海上復雜多變的工作條件和高風險的作業(yè)要求。4、（本題5分）ROS在機器人的玻璃清潔應(yīng)用中，如何應(yīng)對不同的玻璃表面和清潔難度。請全面綜合分析ROS的運動規(guī)劃、清潔力度控制和環(huán)境適應(yīng)能力。5、（本題5分）機器人操作系統(tǒng)在物流配送最后一公里的應(yīng)用具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＵ堅敿毦C合分析其在實現(xiàn)自主導航、貨物識別與交付、與收件人交互等方面的技術(shù)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(yīng)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。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10