四川航天职业技术学院《机器学习B》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器学习B》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控制的机器人系统中，如果电源管理不当，可能会引发什么问题？（）A.机器人突然断电，任务中断B.机器人续航能力增强C.对系统运行没有影响D.系统自动节能2、在ROS中进行机器人的轨迹规划时，如果规划的轨迹与实际环境存在冲突，以下哪种情况最有可能发生？（）A.机器人停止运动并重新规划B.机器人强行按照规划轨迹运动C.系统自动调整环境以适应轨迹D.轨迹规划算法自动优化3、机器人操作系统中的动作结果（ActionResult）主要用于提供什么信息？（）（）A.任务完成状态信息B.错误信息C.状态信息D.以上都不是4、当使用ROS实现机器人的自主探索功能时，以下哪种策略能够有效地平衡探索效率和地图完整性？（）A.随机探索B.边界探索C.目标导向探索D.基于模型的探索。假设机器人在未知环境中进行自主探索，需要在尽可能短的时间内构建完整和准确的环境地图，上述哪种探索策略能够更好地实现这一目标，并分析其优缺点和在ROS中的应用5、假设在一个ROS驱动的农业机器人项目中，需要对不同农作物进行识别和分类。如果特征提取不准确，会对分类结果产生什么影响？（）A.分类错误率增加B.分类速度加快C.分类结果更准确D.系统自动重新提取特征6、ROS中的包（Package）是组织代码和资源的基本单元。假设一个机器人项目包含多个功能模块，如导航、感知和控制，每个模块都作为一个单独的包进行管理。在这种情况下，以下关于包的依赖关系管理的描述，正确的是？（）A.包之间的依赖关系是自动处理的，开发者无需关心B.开发者需要在每个包的配置文件中明确声明其依赖的其他包C.包的依赖关系只在编译时检查，运行时不再进行验证D.依赖关系错误不会影响包的编译，但会导致运行时错误7、ROS中的导航功能包集（NavigationStack）为机器人的自主导航提供了一系列的算法和工具。假设一个移动机器人需要在室内环境中自主导航到指定目标点，以下关于导航功能包集的使用，哪一项是错误的？（）A.可以使用全局规划器生成从起始点到目标点的大致路径B.局部规划器根据传感器数据实时调整机器人的运动，避开障碍物C.导航功能包集可以自动适应不同类型的机器人和环境，无需进行任何参数调整D.可以通过设置代价地图（Costmap）来表示环境中的障碍物和可通行区域8、ROS中的服务请求（ServiceRequest）可以包含以下哪些数据类型？（）（）A.基本数据类型B.自定义消息类型C.两者皆可D.以上都不是9、在ROS中，为了实现机器人系统的鲁棒性和容错性，常常采用一些策略。假设一个机器人的传感器出现故障，以下关于系统的应对措施，哪一项是不正确的？（）A.可以使用冗余传感器来提高系统的可靠性，当一个传感器故障时，切换到备用传感器B.通过故障检测和诊断算法及时发现传感器的故障，并采取相应的补偿措施C.一旦传感器故障，系统就无法正常工作，必须停止运行D.可以设计容错控制算法，使机器人在部分传感器故障的情况下仍能完成基本任务10、在ROS环境下，为了提高机器人系统的实时性能和响应速度，需要对软件进行优化和硬件进行选型。以下哪种方法和硬件配置可能会有助于实现这个目标？（）A.多核处理器和实时操作系统B.高速通信总线和专用运动控制卡C.优化算法和内存管理D.以上都有可能11、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12、ROS支持机器人的分布式感知和协同决策。假设多个机器人需要共同感知一个大范围的环境并做出统一的决策。以下哪种分布式感知和决策算法的结合能够最有效地实现这一目标？（）A.基于共识的分布式感知和投票决策算法B.每个机器人独立感知和决策，然后汇总C.随机选择一个机器人作为主导进行感知和决策D.不进行分布式感知和协同决策13、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14、ROS中的动作客户端（ActionClient）需要实现以下哪些回调函数？（）（）A.active回调函数B.done回调函数C.feedback回调函数D.以上都是15、在ROS中，为了提高机器人系统的可靠性和容错性，需要采取一些措施。假设一个关键的传感器出现故障，系统需要能够检测到并采取相应的备份或替代策略。以下关于ROS容错处理的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过监控节点的心跳信号来检测节点是否正常运行B.当检测到故障时，可以自动切换到备份的传感器或执行器C.容错处理只需要在软件层面实现，硬件的可靠性不重要D.可以使用冗余设计来提高系统的容错能力二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述ROS中的果园采摘质量评估机器人中的评估指标确定。2、（本题5分）解释ROS中的果园管理高效作业机器人中的作业高效性达成。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中的参数（Parameter）及其用途。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的铁路轨道检测机器人系统，负责检查轨道的健康状况。全面分析ROS在高速运行环境适应、轨道缺陷识别、数据实时处理以及与铁路调度系统的整合方面的重点和难点。2、（本题5分）对于多机器人协作系统，机器人操作系统需要实现高效的协调和任务分配。请详细综合分析在诸如工厂生产线、灾难救援等场景中，机器人之间如何进行信息共享、协同工作和避免冲突，探讨多机器人协作系统的架构设计和优化策略，以及在实际应用中的通信和同步问题。3、（本题5分）在农业领域，机器人用于播种、施肥、采摘等作业。详细分析机器人操作系统如何结合农业环境特点，如地形、作物生长状态等，实现精准作业和高效资源利用，以及面临的技术挑战和解决方案。4、（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。5、（本题5分）ROS在机器人的物流配送应用中，如何优化路径规划和应对交通拥堵等动态因素。请综合分析相关的算法和策略，以及ROS在提高配送效率和降低成本方面的作用。四、设计题（本大题共4个小题，共40分