江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航，需要構(gòu)建地圖。假設(shè)使用激光雷達(dá)進(jìn)行環(huán)境掃描來創(chuàng)建地圖，以下哪種地圖表示方法在ROS中較為常見？（）A.柵格地圖B.拓?fù)涞貓DC.矢量地圖D.圖像地圖2、ROS中的消息（Message）定義了節(jié)點(diǎn)之間通信的數(shù)據(jù)格式。假設(shè)在一個(gè)機(jī)器人的通信系統(tǒng)中，消息格式定義錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致什么后果？（）A.節(jié)點(diǎn)之間無法通信或通信數(shù)據(jù)錯(cuò)誤B.系統(tǒng)自動(dòng)修正消息格式，通信正常C.僅影響部分節(jié)點(diǎn)通信，其他節(jié)點(diǎn)不受影響D.系統(tǒng)性能提升，通信速度加快3、ROS支持多種編程語言進(jìn)行節(jié)點(diǎn)開發(fā)。如果在一個(gè)項(xiàng)目中同時(shí)使用了C++和Python編寫的節(jié)點(diǎn)，并且它們之間需要進(jìn)行通信，可能會(huì)遇到什么問題？（）A.語言兼容性問題，導(dǎo)致通信失敗B.通信正常，沒有任何問題C.通信速度變慢D.系統(tǒng)資源消耗增加4、ROS支持分布式計(jì)算，如果在分布式環(huán)境中節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？（）A.數(shù)據(jù)傳輸延遲，影響系統(tǒng)性能B.系統(tǒng)自動(dòng)擴(kuò)展帶寬C.對系統(tǒng)沒有明顯影響D.計(jì)算速度加快5、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機(jī)器人動(dòng)作指令的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_actionB./action/robotC./cmd_action/robotD.以上都不是6、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃需要考慮多種優(yōu)化目標(biāo)，如時(shí)間最短、能量消耗最小等。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要在滿足一定精度要求的前提下，盡可能減少運(yùn)動(dòng)時(shí)間。以下哪種優(yōu)化算法能夠有效地解決這個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問題？（）A.遺傳算法B.模擬退火算法C.粒子群優(yōu)化算法D.以上算法均可7、ROS中的機(jī)器人軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)對于系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性至關(guān)重要。假設(shè)要開發(fā)一個(gè)可適應(yīng)不同應(yīng)用場景和硬件配置的機(jī)器人軟件系統(tǒng)。以下哪種軟件架構(gòu)模式在實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)方面表現(xiàn)最佳？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.單體架構(gòu)D.不考慮架構(gòu)設(shè)計(jì)，隨意開發(fā)8、在使用ROS開發(fā)機(jī)器人的過程中，需要對機(jī)器人的模型進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)和優(yōu)化。以下哪種方法能夠基于實(shí)際測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地調(diào)整模型參數(shù)？（）A.手動(dòng)試錯(cuò)法B.基于遺傳算法的優(yōu)化C.隨機(jī)設(shè)置參數(shù)D.不進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)，使用默認(rèn)值9、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)協(xié)作項(xiàng)目中，如果團(tuán)隊(duì)成員對ROS的理解和使用水平參差不齊，可能會(huì)導(dǎo)致什么問題？（）A.開發(fā)進(jìn)度受阻，協(xié)作困難B.項(xiàng)目快速完成C.代碼質(zhì)量提高D.系統(tǒng)性能優(yōu)化10、ROS中的導(dǎo)航功能包集（NavigationStack）為機(jī)器人的自主導(dǎo)航提供了一系列的算法和工具。假設(shè)一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人需要在室內(nèi)環(huán)境中自主導(dǎo)航到指定目標(biāo)點(diǎn)，以下關(guān)于導(dǎo)航功能包集的使用，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以使用全局規(guī)劃器生成從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的大致路徑B.局部規(guī)劃器根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，避開障礙物C.導(dǎo)航功能包集可以自動(dòng)適應(yīng)不同類型的機(jī)器人和環(huán)境，無需進(jìn)行任何參數(shù)調(diào)整D.可以通過設(shè)置代價(jià)地圖（Costmap）來表示環(huán)境中的障礙物和可通行區(qū)域11、ROS中的機(jī)器人安全機(jī)制是至關(guān)重要的。當(dāng)機(jī)器人在人類環(huán)境中工作時(shí)，以下哪種安全措施是首先應(yīng)該考慮的？（）A.碰撞檢測和避障B.數(shù)據(jù)加密C.訪問權(quán)限控制D.外觀設(shè)計(jì)請解釋每個(gè)選項(xiàng)在機(jī)器人工作環(huán)境安全中的重要性以及為何某個(gè)選項(xiàng)應(yīng)優(yōu)先考慮12、ROS中的服務(wù)服務(wù)器（ServiceServer）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些函數(shù)？（）（）A.處理請求的函數(shù)B.發(fā)送響應(yīng)的函數(shù)C.兩者皆有D.以上都不是13、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過哪種方式進(jìn)行多線程編程？（）（）A.C++標(biāo)準(zhǔn)庫多線程B.Python的threading模塊C.ROS的多線程機(jī)制D.以上都是14、ROS中的參數(shù)（Parameter）可以用于配置節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行速度、采樣頻率等參數(shù)需要在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，以下關(guān)于參數(shù)的使用，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以通過ROS的參數(shù)服務(wù)器來存儲(chǔ)和獲取參數(shù)值B.參數(shù)的值可以在節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)指定，也可以在運(yùn)行過程中通過命令行或其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改C.參數(shù)的類型只能是整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)和字符串，不能是復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D.可以為參數(shù)設(shè)置默認(rèn)值，以防止未設(shè)置時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤15、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動(dòng)機(jī)器人傳感器驅(qū)動(dòng)程序的工具是？（）（）A.roslaunchsensor_driver.launchB.rosrunsensor_driverC.sensor_startD.以上都不是16、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，需要建立穩(wěn)定的通信鏈路和用戶界面。以下哪種技術(shù)和工具可能會(huì)被用于遠(yuǎn)程控制？（）A.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和Web界面B.移動(dòng)應(yīng)用和藍(lán)牙通信C.云服務(wù)和虛擬現(xiàn)實(shí)接口D.以上都有可能17、在使用ROS控制機(jī)器人的機(jī)械臂時(shí)，需要精確的運(yùn)動(dòng)控制算法。假設(shè)機(jī)械臂需要按照預(yù)定的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)要考慮到關(guān)節(jié)的限制和動(dòng)力學(xué)特性。以下哪種控制方法可能最為適用？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模糊控制C.隨機(jī)控制D.開環(huán)控制18、在基于ROS的機(jī)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(shí)，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(shí)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?jiān)敿?xì)分析每個(gè)選項(xiàng)在觸覺感知中的性能和適用情況19、ROS中的日志（Log）功能用于記錄系統(tǒng)運(yùn)行信息。如果日志記錄過于詳細(xì)，會(huì)帶來什么后果？（）A.占用大量存儲(chǔ)空間B.有助于快速定位問題C.系統(tǒng)性能提升D.對系統(tǒng)沒有影響20、ROS中的機(jī)器人模型可以通過URDF（統(tǒng)一機(jī)器人描述格式）來定義。假設(shè)要精確描述一個(gè)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)的機(jī)器人，包括其幾何形狀、慣性參數(shù)和關(guān)節(jié)限制等。以下哪種方法在創(chuàng)建準(zhǔn)確和完整的URDF文件時(shí)最為有效？（）A.手動(dòng)編寫URDF文件，根據(jù)測量和計(jì)算填寫參數(shù)B.使用圖形化的建模工具自動(dòng)生成URDF文件C.參考其他類似機(jī)器人的URDF文件進(jìn)行修改D.不使用URDF，采用其他模型描述方式二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）說明ROS中的導(dǎo)航功能包及其工作流程。2、（本題5分）說明ROS中的農(nóng)業(yè)植保機(jī)器人中的農(nóng)藥噴灑精度。3、（本題5分）ROS中的容錯(cuò)和故障恢復(fù)機(jī)制是怎樣的？4、（本題5分）簡述機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）的定義和主要作用。5、（本題5分）ROS中的測試框架和方法有哪些？三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個(gè)石花菜養(yǎng)殖場石花菜采摘機(jī)器人的精準(zhǔn)采摘與分類系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個(gè)橡膠廠橡膠制品搬運(yùn)機(jī)器人的防粘連搬運(yùn)系統(tǒng)。3、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)茶園采茶機(jī)器人的嫩葉識(shí)別與采摘系統(tǒng)。4、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的氣味識(shí)別和源定位系統(tǒng)。5、（本題5分）在ROS中構(gòu)建一個(gè)鐵路軌道檢測機(jī)器人的軌道變形監(jiān)測與維護(hù)系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）ROS在機(jī)器人的康復(fù)治療應(yīng)用中，需要根據(jù)患者的個(gè)體差異和康復(fù)進(jìn)程進(jìn)行定制化的控制。請綜合分析ROS在康復(fù)機(jī)器人中的應(yīng)用，包括運(yùn)動(dòng)模式生成、力反饋控制和康復(fù)效果評估方法。2、（本題10分）對于用于