江西管理职业学院《机器学习与数据挖掘》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页江西管理职业学院《机器学习与数据挖掘》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在使用ROS进行机器人视觉处理时，经常需要对图像进行滤波操作。假设需要去除图像中的噪声同时保留边缘信息，以下哪种滤波算法可能最为合适？（）A.均值滤波B.中值滤波C.高斯滤波D.双边滤波2、在ROS中，为了实现机器人的自主定位，通常会使用多种传感器融合的方法。假设同时使用激光雷达和里程计数据，以下哪种融合算法在ROS中较为常用？（）A.扩展卡尔曼滤波（EKF）B.粒子滤波C.蒙特卡罗方法D.蚁群算法3、在ROS系统中，对于机器人的运动轨迹跟踪误差补偿，以下哪种方法能够更有效地提高跟踪精度？（）A.基于模型的补偿B.经验补偿C.自适应补偿D.不进行补偿请详细阐述每个补偿方法的原理和在轨迹跟踪中的应用效果4、当机器人需要与人类进行紧密交互时，安全性和舒适性是重要考虑因素。假设一个服务机器人在为人类提供帮助时，需要避免对人类造成伤害，并提供友好的交互体验。以下哪种设计原则和技术能够实现这一目标？（）A.柔软的外壳材料B.速度和力量限制C.人类感知检测D.以上都是5、ROS支持分布式机器人系统的开发。假设一个分布式机器人系统由多个通过网络连接的机器人组成，以下关于分布式通信和同步的描述，正确的是：（）A.依赖ROS的默认通信机制，无需特殊处理分布式同步问题B.使用时间同步协议，确保各个机器人的时间基准一致C.忽略分布式环境中的通信延迟和丢包，对系统性能影响不大D.分布式机器人系统无法实现有效的通信和同步6、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人传感器融合信息的消息类型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.sensor_msgs/ImuC.nav_msgs/OdometryD.以上都不是7、当在ROS中实现一个具有多个关节的机械臂控制时，以下哪种运动学求解方法能够更高效地计算关节角度？（）A.正向运动学B.逆向运动学C.微分运动学D.随机运动学请详细说明每个运动学求解方法的原理和在机械臂控制中的效率8、在基于ROS的机器人自主探索任务中，如果环境建模不准确，会对探索效果产生怎样的影响？（）A.机器人可能重复探索已访问区域或错过重要区域B.探索效率提高，更快完成任务C.机器人能够准确避开障碍物D.系统自动重新建模9、ROS中的参数服务器（ParameterServer）用于存储和管理全局参数。假设一个机器人系统有多个节点需要访问相同的配置参数，以下关于参数服务器使用的描述，正确的是：（）A.每个节点都应该独立存储参数，避免依赖参数服务器，以提高可靠性B.参数服务器能够方便地实现参数的共享和动态修改，适合这种多节点访问的情况C.参数服务器会增加系统的复杂性，应尽量减少使用，通过消息传递参数D.参数服务器只适用于存储少量关键参数，对于大量参数不适用10、在ROS控制的机器人系统中，若控制算法的计算复杂度过高，会带来什么问题？（）A.系统响应延迟，实时性下降B.控制精度提高C.系统资源消耗减少D.机器人运动更平稳11、在一个ROS驱动的无人机系统中，需要考虑风的影响进行飞行控制。以下哪种方法可以有效地估计风的参数？（）A.使用风速传感器直接测量B.通过无人机的运动状态反推风的参数C.结合气象数据和模型预测风的情况D.以上方法可以结合使用12、在机器人操作系统中，用于启动Gazebo模拟器的命令是？（）（）A.gazeboB.roslaunchgazebo_rosempty_world.launchC.rosrungazebo_rosgazeboD.以上都不是13、在机器人操作系统（ROS）中，节点之间进行通信的一种常见方式是发布/订阅机制。假设一个机器人系统中有一个节点负责发布传感器数据，另一个节点负责接收并处理这些数据。当发布节点发送数据的频率过高，可能会导致接收节点处理不过来。以下哪种方法可以有效地解决这个问题？（）A.增加接收节点的计算资源B.降低发布节点发送数据的频率C.在发布节点和接收节点之间添加缓存机制D.重新设计节点的通信协议14、在一个基于ROS的多机器人系统中，需要实现任务分配和资源协调，以确保每个机器人都能高效地完成其指定的工作。以下哪种策略和算法可能会被用于任务分配和资源管理？（）A.基于市场机制的分配算法B.集中式规划和调度C.分布式协商和共识算法D.以上都有可能15、当在ROS中开发一个具有人机交互功能的机器人时，需要选择一种合适的用户界面（UI）框架来实现与用户的通信和控制指令输入。假设要考虑界面的美观性、易用性和与ROS系统的集成性，以下哪个UI框架是较好的选择？（）A.QtB.TkinterC.GTK+D.wxWidgets二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）如何在ROS中实现机器人的避障功能？2、（本题5分）ROS中的测试框架和方法有哪些？3、（本题5分）解释ROS中的消防灭火机器人中的火源定位算法。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）对于一个使用ROS的农田灌溉机器人项目，能够根据土壤湿度进行精准灌溉。仔细分析ROS在土壤湿度检测、灌溉水量控制、灌溉区域规划以及设备可靠性方面的挑战和应对措施。2、（本题5分）考虑一个基于ROS的农业播种机器人项目，能够根据土地状况进行精准播种。综合分析ROS在土地信息感知、种子投放控制、播种路径规划以及设备适应性方面的要点和困难。3、（本题5分）在机器人操作系统的虚拟仿真训练平台方面，综合研究如何构建逼真的虚拟环境、模拟机器人的运动和操作，以及如何为操作人员提供有效的训练和评估手段，提高操作人员的技能水平和应对复杂任务的能力。4、（本题5分）假设要开发一个基于ROS的服务机器人，能够在医院中自主导航并为患者提供物品运输服务。详细分析ROS在路径规划、障碍物检测与避让、与医院系统的集成等方面所面临的挑战及可能的解决方案。5、（本题5分）在林业管理中，机器人用于树木种植、采伐和监测工作。深入探讨机器人操作系统在森林环境感知、树木识别定位、采伐策略制定和生态保护方面的关键技术，分析操作系统