武汉铁路职业技术学院《机器学习D》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页武汉铁路职业技术学院

《机器学习D》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环境下，要对机器人的运动进行精确控制，需要考虑运动学和动力学模型。假设要控制一个机械臂完成一系列复杂的动作，并且要求动作的精度和速度都达到较高的标准。以下哪种方法在构建运动控制模型时最为有效和准确？（）A.基于简单的几何模型进行控制B.采用经验公式和试错法C.利用精确的运动学和动力学方程D.忽略模型，仅依靠反馈控制2、ROS中的参数服务器（ParameterServer）用于存储和共享全局参数。假设一个机器人系统的配置参数，如运动速度限制和传感器校准值，存储在参数服务器中。当多个节点同时尝试修改同一个参数时，以下哪种机制会被触发？（）A.最后修改的节点的值会被接受，其他修改被忽略B.系统会随机选择一个节点的修改值进行应用C.系统会阻止所有修改操作，直到冲突解决D.系统会将所有修改值进行平均，得到最终的参数值3、在ROS环境中，对于机器人的实时性能优化，需要考虑算法的复杂度、内存使用和计算效率等方面。假设机器人的某个功能模块存在性能瓶颈，以下哪种方法能够最有效地提升性能？（）A.优化算法实现，减少计算量B.增加硬件资源，如内存和CPUC.不进行优化，维持现状D.降低功能要求，简化任务4、在机器人操作系统中，用于启动机器人自主导航功能的工具是？（）（）A.move_baseB.amclC.navigation_stackD.以上都是5、假设在一个ROS控制的机器人团队项目中，需要多个开发人员同时进行开发和调试。以下哪种版本控制和协作工具的组合能够有效地管理代码和协调工作？（）A.Git结合代码审查B.不使用版本控制，各自保存代码C.本地版本控制，不进行协作D.随意共享代码，不进行管理6、ROS支持分布式计算，如果在分布式环境中节点之间的网络带宽有限，会对系统产生什么影响？（）A.数据传输延迟，影响系统性能B.系统自动扩展带宽C.对系统没有明显影响D.计算速度加快7、在ROS中，进行机器人的软件架构设计时，假设要考虑系统的可扩展性和可维护性。以下关于架构设计原则的描述，正确的是：（）A.采用紧耦合的架构，提高系统的性能B.设计分层架构，将不同功能模块清晰分离C.优先考虑功能实现，架构设计不重要D.软件架构对系统的可扩展性和可维护性没有影响8、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人里程计信息的消息类型？（）（）A.nav_msgs/OdometryB.sensor_msgs/ImuC.std_msgs/Float32D.以上都不是9、在一个基于ROS的机器人系统中，需要对大量的数据进行存储和管理。如果选择了不合适的数据存储方式，可能会导致什么问题？（）A.数据丢失或读取速度慢B.系统存储空间自动扩展C.数据安全性提高D.系统性能优化10、在ROS中，为了实现机器人的自主导航，需要结合地图构建和定位技术。假设有一个室内环境，机器人需要在其中自主移动。以下关于地图构建和定位的方法，哪一项是不正确的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同时进行地图构建和机器人定位B.基于粒子滤波的定位方法可以处理机器人位置的不确定性C.构建的地图可以是二维栅格地图或三维点云地图，根据需求选择D.一旦地图构建完成，机器人的定位就不再需要实时更新，因为地图是固定不变的11、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特点不包括（）（）A.开源B.跨平台C.闭源D.分布式12、在使用ROS进行机器人的感知融合时，需要处理不同传感器的坐标系转换和校准问题。假设传感器的安装位置和方向存在偏差，以下哪种方法能够准确地进行坐标系校准？（）A.手动测量和计算校准参数B.基于机器学习的自动校准C.不进行校准，直接使用原始数据D.随机设置校准参数13、ROS中的软件包更新可能会导致系统的不稳定性。在进行软件包更新之前，以下哪种措施可以降低风险？（）A.备份重要的数据和配置文件B.在测试环境中进行更新测试C.查看更新的日志和说明，了解可能的影响D.以上措施都应该采取14、在基于ROS的机器人视觉SLAM（同时定位与地图构建）系统中，以下哪种特征提取算法常用于提高地图的准确性和鲁棒性？（）A.SIFT（Scale-InvariantFeatureTransform）B.SURF（SpeededUpRobustFeatures）C.ORB（OrientedFASTandRotatedBRIEF）D.以上算法都可能适用15、在ROS控制的机器人视觉跟踪任务中，如果目标物体被短暂遮挡，以下哪种处理方式较为合理？（）A.依据之前的运动轨迹进行预测跟踪B.停止跟踪，等待目标重新出现C.随机选择新的目标进行跟踪D.切换到其他跟踪算法二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述ROS中的生物实验辅助机器人中的实验设备操作方法。2、（本题5分）ROS在智能交通中的角色是什么？3、（本题5分）ROS中的任务规划模块的设计要点。4、（本题5分）解释如何在ROS中实现机器人的避障功能。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）在污水处理厂，机器人用于水池清理和设备检测。详细分析机器人操作系统在污水环境适应、清理工具控制、设备故障诊断和数据安全传输方面的特殊需求，研究操作系统如何保障污水处理厂的正常运行和环境安全。3、（本题5分）当机器人应用于城市地下管网的检测和维护时，分析机器人操作系统如何在狭窄、复杂的地下环境中进行管道检测、故障定位和修复作业，以及如何与城市基础设施管理系统进行数据共享和协同工作。4、（本题5分）考虑一个基于ROS的地质勘探机器人项目，用于在山区进行地质数据采集。综合分析ROS在山地地形穿越、地质样本采集、通信信号稳定以及能源续航方面的要点和困难。5、（本题5分）假设要开发一个ROS操控的海底光缆铺设机器人，能够在深海进行光缆铺设作业。深入分析ROS在水压抵抗、光缆铺设路径规划、海底地形适应以及故障检测方面的关键技术和难题。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（