和君職業(yè)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別C》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別C》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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，要對(duì)機(jī)器人的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以下哪種濾波器常用于去除噪聲和干擾？（）A.均值濾波器B.中值濾波器C.高斯濾波器D.卡爾曼濾波器。假設(shè)機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)存在大量隨機(jī)噪聲，需要在保留有用信息的同時(shí)有效地去除噪聲，上述哪種濾波器能夠更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并分析其濾波效果和在ROS中的實(shí)現(xiàn)方法2、在基于ROS的機(jī)器人項(xiàng)目中，需要對(duì)代碼進(jìn)行版本控制和團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)。假設(shè)團(tuán)隊(duì)成員分布在不同地區(qū)，需要頻繁地交流和合并代碼。以下哪種版本控制系統(tǒng)和協(xié)作方式最能提高開發(fā)效率和代碼質(zhì)量？（）A.Git結(jié)合代碼審查和分支管理B.SVN結(jié)合集中式的代碼存儲(chǔ)C.不使用版本控制，通過郵件交流代碼D.各自開發(fā)，最后統(tǒng)一整合3、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的同步通信時(shí)，以下哪種機(jī)制通常被采用？（）A.話題（Topic）B.服務(wù)（Service）C.動(dòng)作（Action）D.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人傳感器節(jié)點(diǎn)需要在特定時(shí)間間隔內(nèi)同步發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，上述哪種通信機(jī)制能夠更好地滿足這種嚴(yán)格的同步需求，并說明其工作原理和優(yōu)勢(shì)4、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人仿真時(shí)，需要選擇一個(gè)合適的仿真環(huán)境來模擬真實(shí)的物理世界和機(jī)器人行為。假設(shè)要考慮多種物理效果、碰撞檢測(cè)和傳感器模擬的準(zhǔn)確性，以下哪個(gè)仿真工具在ROS中是最適合的？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.Unity5、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/LaserScanB.geometry_msgs/TwistC.std_msgs/Float32D.以上都不是6、ROS中的Gazebo可以模擬機(jī)器人與環(huán)境的物理交互。當(dāng)需要模擬復(fù)雜的物理材質(zhì)和力學(xué)特性時(shí)，以下哪種方法可以提高模擬的真實(shí)性？（）A.使用更精確的物理模型B.調(diào)整物理參數(shù)和摩擦系數(shù)C.引入第三方物理引擎D.以上方法都可以7、ROS中的任務(wù)調(diào)度策略對(duì)于系統(tǒng)資源的利用效率有很大影響。如果調(diào)度策略不合理，可能會(huì)導(dǎo)致什么情況？（）A.某些任務(wù)長(zhǎng)時(shí)間等待，資源浪費(fèi)B.系統(tǒng)性能提升C.任務(wù)執(zhí)行更公平D.資源自動(dòng)優(yōu)化分配8、在一個(gè)使用ROS的多機(jī)器人系統(tǒng)中，如果機(jī)器人之間的通信協(xié)議選擇不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致什么后果？（）A.通信延遲增加或通信失敗B.通信速度加快C.系統(tǒng)資源消耗降低D.機(jī)器人協(xié)作更順暢9、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理和調(diào)度。假設(shè)這個(gè)應(yīng)用包含了感知、決策和執(zhí)行等多個(gè)功能模塊，每個(gè)模塊由不同的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。為了確保各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠高效協(xié)同工作，并且在出現(xiàn)故障時(shí)能夠進(jìn)行有效的錯(cuò)誤處理和恢復(fù)，以下哪種方法是最合適的？（）A.手動(dòng)編寫大量的控制邏輯來協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)B.使用ROS的內(nèi)置工具和機(jī)制，如參數(shù)服務(wù)器和消息隊(duì)列C.依賴第三方的調(diào)度框架D.不進(jìn)行特別的管理，讓節(jié)點(diǎn)自行運(yùn)行10、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的動(dòng)態(tài)環(huán)境適應(yīng)能力，以下哪種技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)更新地圖和規(guī)劃路徑？（）A.即時(shí)定位與地圖構(gòu)建（SLAM）B.動(dòng)態(tài)窗口法C.基于采樣的規(guī)劃D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人在動(dòng)態(tài)環(huán)境中運(yùn)行，環(huán)境中的障礙物可能會(huì)移動(dòng)或出現(xiàn)新的障礙物，需要實(shí)時(shí)調(diào)整地圖和路徑規(guī)劃，上述哪種技術(shù)能夠提供更快速和有效的適應(yīng)能力，并闡述其在ROS中的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用11、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）常用于存儲(chǔ)和共享系統(tǒng)的配置參數(shù)。在一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作的系統(tǒng)中，不同的機(jī)器人可能需要訪問相同的參數(shù)。當(dāng)多個(gè)機(jī)器人同時(shí)嘗試修改同一個(gè)參數(shù)時(shí)，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.最后修改的機(jī)器人的參數(shù)值生效B.系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)機(jī)器人的修改值生效C.系統(tǒng)會(huì)拒絕所有的修改請(qǐng)求，以防止沖突D.系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)合并多個(gè)機(jī)器人的修改值12、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主定位，通常會(huì)使用多種傳感器融合的方法。假設(shè)同時(shí)使用激光雷達(dá)和里程計(jì)數(shù)據(jù)，以下哪種融合算法在ROS中較為常用？（）A.擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF）B.粒子濾波C.蒙特卡羅方法D.蟻群算法13、在使用ROS開發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃。假設(shè)機(jī)器人需要在一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中避開障礙物到達(dá)目標(biāo)位置。以下哪種算法常用于機(jī)器人的路徑規(guī)劃？（）A.A*算法B.冒泡排序算法C.快速排序算法D.貪心算法14、在ROS中，節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)和管理是通過特定的命令和工具實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要按照一定的順序啟動(dòng)，并在運(yùn)行過程中進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)試。以下關(guān)于ROS節(jié)點(diǎn)管理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用roslaunch命令來啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置它們的參數(shù)和運(yùn)行環(huán)境B.通過ROS的節(jié)點(diǎn)管理器，可以查看節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)、日志和通信情況C.節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，ROS會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)該節(jié)點(diǎn)，無需人工干預(yù)D.可以使用ROS提供的調(diào)試工具來查看節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的變量和數(shù)據(jù)15、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(qǐng)求的函數(shù)B.發(fā)送響應(yīng)的函數(shù)C.兩者皆有D.以上都不是二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的行為決策模型。2、（本題5分）解釋ROS中的物理研究機(jī)器人中的運(yùn)動(dòng)控制策略。3、（本題5分）解釋ROS中的路徑平滑算法。4、（本題5分）ROS中的運(yùn)動(dòng)平滑性評(píng)估指標(biāo)。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)食品冷凍倉(cāng)庫(kù)，ROS被用于控制機(jī)器人進(jìn)行貨物的存儲(chǔ)和取出。請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析如何利用ROS實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境操作、貨物精準(zhǔn)定位、冷凍保護(hù)以及與倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的有效交互，同時(shí)應(yīng)對(duì)可能的冰霜和速度挑戰(zhàn)。2、（本題5分）在危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)的機(jī)器人，如核輻射區(qū)域、火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)等，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何保障遠(yuǎn)程操作人員的安全，實(shí)現(xiàn)可靠的通信和精確的控制，以及如何應(yīng)對(duì)設(shè)備故障和突發(fā)情況。3、（本題5分）假設(shè)開發(fā)一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的家用清潔機(jī)器人，能夠自動(dòng)清掃房間、避開家具并自主充電。詳細(xì)分析在ROS框架下，如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境建模、路徑規(guī)劃、電源管理以及與智能家居系統(tǒng)的交互。4、（本題5分）在造紙工廠中，機(jī)器人參與紙漿攪拌、紙張成型和質(zhì)量檢測(cè)等環(huán)節(jié)。綜合分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在紙漿濃度控制、成型模具調(diào)整、質(zhì)量缺陷識(shí)別和生產(chǎn)流程協(xié)調(diào)方面的技術(shù)要點(diǎn)，探討操作系統(tǒng)如何提升造紙生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。5、（本題5分）在港口裝卸作業(yè)中，機(jī)器人操作系統(tǒng)可提高貨物裝卸效率和安全性。請(qǐng)綜合分析其在集裝箱搬運(yùn)、船舶裝卸等任務(wù)中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，研究港口環(huán)境對(duì)機(jī)器人的適應(yīng)性要求、多機(jī)器人協(xié)同作業(yè)的調(diào)度策略，以及在惡劣天氣條件下的運(yùn)行保障措施。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共4