山东特殊教育职业学院《机器学习工程实践》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页山东特殊教育职业学院《机器学习工程实践》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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ROS框架下，进行机器人的感知与融合处理时，假设需要融合来自激光雷达、摄像头和超声波传感器的数据。以下关于数据融合方法的选择，正确的是：（）A.直接对原始数据进行简单加权平均，快速但精度较低B.采用卡尔曼滤波算法，能够有效融合动态数据，但计算量较大C.基于深度学习的方法，精度高但需要大量训练数据和计算资源D.以上方法都不可行，需要寻找新的数据融合技术2、ROS中的导航栈（NavigationStack）通常包括以下哪些部分？（）（）A.全局规划器B.局部规划器C.控制器D.以上都是3、在一个ROS驱动的农业机器人系统中，需要根据不同的农作物和地形进行作业。以下哪种方法可以提高机器人的适应性？（）A.使用机器学习算法进行自适应控制B.预定义多种作业模式供选择C.在线调整机器人的参数D.以上方法都可以4、ROS中的启动文件（LaunchFile）用于方便地启动多个节点和配置参数。假设一个机器人系统的启动需要同时启动多个传感器节点和控制节点，并设置一些全局参数。以下关于启动文件的描述，正确的是？（）A.启动文件只能以XML格式编写，语法复杂B.启动文件中不能包含条件判断和循环语句C.可以在启动文件中指定节点的运行顺序和依赖关系D.启动文件不能动态修改节点的参数值5、在ROS框架下，对于机器人的传感器融合算法，以下哪种方法能够处理不同传感器的采样频率差异？（）A.时间戳对齐B.卡尔曼滤波C.数据插值D.以上都是。假设机器人配备了多种采样频率不同的传感器，如激光雷达、摄像头和惯性测量单元，需要将它们的数据进行准确融合，上述哪种方法能够有效地解决采样频率不一致的问题，并详细说明其原理和在ROS中的实现6、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7、当在ROS中开发一个具有语音交互功能的机器人时，需要选择一种合适的语音识别和合成引擎，并与ROS系统进行集成。假设要考虑识别准确率、合成质量和与ROS的兼容性，以下哪个选项是最优的？（）A.开源的语音引擎，如CMUSphinxB.商业的语音引擎，如NuanceC.自行开发语音引擎D.不集成语音功能，使用文本输入8、ROS中的机器人模型描述通常使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件。假设需要描述一个具有多个关节和连杆的复杂机器人结构，以下关于URDF文件的描述，正确的是？（）A.URDF文件只能描述机器人的几何形状，不能包含运动学和动力学信息B.URDF文件是一种二进制格式，难以直接编辑和理解C.URDF文件可以通过添加插件来扩展其功能，如描述传感器和执行器D.URDF文件的语法复杂，不适合手动编写，只能通过自动生成工具创建9、在ROS中，节点的启动和管理是通过特定的命令和工具实现的。假设一个机器人系统中有多个节点需要按照一定的顺序启动，并在运行过程中进行监控和调试。以下关于ROS节点管理的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用roslaunch命令来启动多个节点，并设置它们的参数和运行环境B.通过ROS的节点管理器，可以查看节点的状态、日志和通信情况C.节点在运行过程中出现故障时，ROS会自动重新启动该节点，无需人工干预D.可以使用ROS提供的调试工具来查看节点内部的变量和数据10、在ROS中，用于发布和订阅话题（Topic）的编程语言可以是（）（）A.C++B.PythonC.两者皆可D.以上都不是11、ROS（RobotOperatingSystem）中的节点（Node）之间通过（）进行通信。A.消息队列B.共享内存C.网络套接字D.以上都是12、当使用ROS控制机器人的关节运动时，以下哪种控制器类型常用于实现精确的位置控制？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自适应控制器D.鲁棒控制器。假设机器人的关节需要高精度地到达指定位置，并且在受到外界干扰时仍能保持稳定，上述哪种控制器能够更好地满足这一要求，并详细说明其控制原理和参数调整方法13、机器人操作系统中的容错机制对于系统的可靠性至关重要。假设机器人在关键任务中出现传感器故障或执行器异常。以下哪种容错方法能够使机器人在部分组件失效的情况下继续完成任务，或者采取安全的应对措施？（）A.硬件冗余B.软件冗余C.故障检测与诊断D.以上方法综合运用14、当在ROS中集成第三方库时，如果库的许可证不兼容，会产生什么法律风险？（）A.可能面临侵权诉讼B.性能提升C.没有风险D.系统更安全15、ROS中的动作目标（ActionGoal）通常包含以下哪些信息？（）（）A.目标状态B.执行时间C.两者皆有D.以上都不是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述ROS在玻璃清洁机器人中的应用。2、（本题5分）ROS在制鞋机器人中的功能实现。3、（本题5分）解释ROS中的实时性要求和实现方法。4、（本题5分）简述ROS与硬件设备进行通信的方法。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）对于具有自主探索和环境适应能力的机器人，ROS在决策算法和学习机制方面发挥重要作用。请深入综合分析ROS中相关的技术实现，以及如何提高机器人在未知环境中的探索效率和安全性。2、（本题5分）在无人驾驶领域，分析机器人操作系统在车辆感知、路径规划、决策制定和与其他交通参与者交互方面的关键作用。探讨操作系统如何应对复杂的交通状况、法律法规要求和安全性挑战，并研究其对未来交通模式的潜在影响。3、（本题5分）在食品加工行业，机器人用于食品包装和质量检测。仔细分析机器人操作系统在食品包装规格控制、质量检测精度、卫生标准保障和生产速度优化方面的挑战，讨论如何通过操作系统提升食品加工的安全性和生产效率。4、（本题5分）对于人形机器人，其运动控制和平衡保持具有很高的难度。全面分析机器人操作系统在关节控制、步态规划和动态平衡方面的技术手段，以及如何模拟人类的运动行为和适应不同的地形条件。5、（本题5分）机器人操作系统在物流配送最后一公里的应用具有很大的发展潜力。请详细综合分析其在实现自主导航、货物识别与交付、与收件人交互等方面的技术挑战和解决方案，研究物流配送机器人在城市环境中的适应性和法规遵循问题，以及对传统配送模式的影响和融合策略。四、设计题（本大题共4个小题，共