南通大学《机器学习导论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器学习导论》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、ROS中的话题可以有多个发布者和订阅者，这种特性被称为（）（）A.多对多通信B.一对多通信C.多对一通信D.一对一通信2、机器人操作系统中的动作反馈（ActionFeedback）主要用于提供什么信息？（）（）A.任务进度信息B.错误信息C.状态信息D.以上都不是3、在ROS系统中，对于机器人的运动平滑性控制，以下哪种方法能够有效地减少抖动和冲击？（）A.轨迹规划中的平滑处理B.增加运动速度C.减少运动精度D.不进行任何处理请解释每个选项对运动平滑性的影响以及为何某个选项能够减少抖动和冲击4、ROS中的TF变换在多机器人协作中非常重要。当多个机器人之间的相对位置发生变化时，如何快速更新TF信息？（）A.通过传感器实时测量并更新B.使用通信协议在机器人之间传递位置变化信息C.结合地图和定位信息进行推算D.以上方法可以结合使用5、在使用ROS进行机器人的视觉导航时，需要对图像进行预处理。以下哪种预处理操作可以提高导航的准确性？（）A.图像去噪B.图像增强C.图像分割D.以上操作都可能有帮助6、ROS支持多种编程语言进行节点开发。如果在一个项目中同时使用了C++和Python编写的节点，并且它们之间需要进行通信，可能会遇到什么问题？（）A.语言兼容性问题，导致通信失败B.通信正常，没有任何问题C.通信速度变慢D.系统资源消耗增加7、ROS中的话题（Topic）通信是一种常见的数据传输方式。在一个复杂的机器人系统中，多个节点可能会同时订阅同一个话题。当发布者发布的数据量较大时，以下哪种情况可能会发生？（）A.订阅者能够快速接收和处理所有数据，不会有任何问题B.由于网络带宽限制，部分数据可能会丢失C.系统会自动降低发布者的数据发送速度，以适应订阅者的处理能力D.订阅者会按照优先级顺序接收和处理数据8、机器人操作系统中的动作服务器可以同时处理多个动作请求吗？（）（）A.可以B.不可以C.取决于具体实现D.以上都不是9、机器人的视觉系统在不同光照条件下可能会出现性能下降。假设机器人需要在户外环境中工作，白天和夜晚的光照差异较大。以下哪种方法能够提高视觉系统在不同光照条件下的稳定性和适应性？（）A.多光源照明B.自动曝光和白平衡调整C.光照不变特征提取D.以上方法均可10、机器人操作系统中的动作服务器（ActionServer）主要用于处理哪种类型的任务？（）（）A.一次性任务B.周期性任务C.长时间运行的任务D.以上都不是11、在机器人操作系统（ROS）中，节点之间的通信是通过话题（Topic）、服务（Service）和动作（Action）等方式实现的。假设一个机器人需要实时获取传感器数据并进行处理，以下关于通信方式选择的描述，正确的是：（）A.由于需要实时性，应选择服务进行通信，以确保数据的及时传递B.话题通信更适合这种场景，因为它能够支持一对多的发布/订阅模式C.动作通信最适合，因为它可以提供反馈和中间结果D.以上三种通信方式效果相同，可以任意选择12、在使用ROS进行机器人软件开发时，需要进行版本控制。假设一个团队在开发一个复杂的机器人项目，以下哪种版本控制系统在ROS开发中常用？（）A.GitB.SVNC.CVSD.Mercurial13、ROS中的导航功能包集（NavigationStack）提供了机器人自主导航的基本框架。假设要对导航功能进行定制和扩展，以下关于操作方法的描述，正确的是：（）A.直接修改导航功能包集的源代码，实现定制需求B.利用导航功能包集提供的接口和参数，进行配置和扩展C.重新开发一个全新的导航框架，替代原有的功能包集D.导航功能包集无法进行定制和扩展14、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人视觉识别信息的消息类型？（）（）A.vision_msgs/Detection2DB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是15、ROS中的Gazebo仿真环境可以用于模拟机器人的行为和环境。当需要在仿真环境中准确模拟机器人与物理世界的交互时，以下哪个因素需要特别关注？（）A.物理引擎的参数设置B.机器人模型的精度C.环境光照条件D.以上都需要关注16、当机器人在未知环境中探索时，需要同时构建地图和定位自身。以下哪种同时定位与地图构建（SLAM）算法在处理大规模环境和动态障碍物时具有较好的性能？（）A.ORB-SLAMB.LSD-SLAMC.RTAB-MapD.KartoSLAM17、当在ROS中开发一个需要进行远程操作的工业机器人时，以下哪种通信延迟处理策略能够最大程度地减少对操作的影响？（）A.预测补偿B.降低操作频率C.增加缓冲区大小D.忽略延迟请分别阐述每个策略在处理通信延迟时的原理和可能带来的效果18、在ROS中，对于机器人的软件开发过程，需要遵循一定的代码规范和风格。以下哪种做法能够提高代码的可读性和可维护性？（）A.统一的变量命名和函数注释B.随意的代码风格，不做规范C.只关注功能实现，不考虑代码风格D.不写注释，依靠代码本身理解19、在机器人的能源管理中，需要优化能源消耗以延长工作时间。假设一个移动机器人在执行任务时，不同的运动模式和速度对能源消耗有显著影响。以下哪种能源管理策略能够根据任务需求和环境条件动态调整机器人的行为，以降低能源消耗？（）A.基于模型的预测控制B.基于规则的节能策略C.自适应能源优化算法D.实时监测与反馈控制20、在使用ROS进行机器人路径规划时，需要考虑环境中的动态障碍物。以下哪种方法可以有效地应对动态障碍物？（）A.实时重新规划路径B.预测障碍物的运动轨迹C.结合传感器数据进行局部避障D.以上方法都需要二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）ROS中的运动控制精度提升方法。2、（本题5分）描述ROS在林业机器人中的应用。3、（本题5分）如何在ROS中实现机器人的高效协作装配？三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于ROS设计一个石花菜养殖场石花菜采摘机器人的精准采摘与分类系统。2、（本题5分）基于ROS构建一个机器人的自主跟随系统，能够跟随特定目标移动。3、（本题5分）在ROS中为物流配送机器人设计一个包裹识别和投递系统。4、（本题5分）开发一个使用ROS的松茸养殖场松茸保护与采摘机器人的生态保护与采摘系统。5、（本题5分）基于ROS构建一个机器人的自主目标跟踪和速度匹配系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在