徐州生物工程职业技术学院《机器学习与应用》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页徐州生物工程职业技术学院《机器学习与应用》

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2、ROS中的消息（Message）定义了节点之间通信的数据格式。当需要在不同的ROS系统之间进行通信，而两个系统中使用的消息格式略有不同时，以下哪种方法可以解决这个问题？（）A.在发送端和接收端分别进行消息格式的转换B.重新定义一个统一的消息格式，并在两个系统中使用C.使用中间件来进行消息格式的适配D.以上方法都可以3、ROS中的消息（Message）定义了节点之间通信的数据格式。假设要在两个节点之间传递一个包含机器人位置、速度和姿态的消息，以下关于消息定义和使用的描述，哪一项是错误的？（）A.可以使用ROS提供的消息类型，如geometry_msgs/PoseStamped来表示机器人的位姿信息B.自定义消息时，需要在.msg文件中定义消息的字段和数据类型C.发送和接收消息的节点必须使用相同的消息类型和字段顺序D.消息的内容在传输过程中可以被修改，以适应不同的节点需求4、在ROS系统中，要对机器人的软件进行优化以提高运行效率。假设机器人的计算资源有限，需要降低软件的内存占用和计算时间。以下哪种优化方法和技术的组合最为有效？（）A.算法优化和代码并行化B.减少功能模块和简化算法C.不进行优化，使用默认设置D.增加硬件资源，不进行软件优化5、ROS支持多种编程语言进行开发。假设一个团队中有成员熟悉C++，有成员熟悉Python。对于一个新的机器人项目，以下关于编程语言选择的建议，正确的是：（）A.统一使用C++，因为其运行效率高B.统一使用Python，因为其开发效率高C.根据具体功能模块的需求，灵活选择C++或PythonD.为了避免混乱，只允许使用一种语言6、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7、当在ROS中开发一个具有复杂运动模式的机器人时，需要进行运动学和动力学建模。假设机器人的结构较为特殊，以下关于建模方法的选择，正确的是：（）A.使用传统的解析方法进行建模，精确但计算复杂B.采用数值方法进行近似建模，简单但精度可能受限C.结合解析和数值方法，根据具体情况选择合适的部分D.不需要进行精确建模，依靠经验和试错进行控制8、在基于ROS的机器人项目中，需要对机器人的软件进行版本管理和代码复用。以下哪种方式能够更好地组织和管理ROS相关的代码和功能包，方便团队协作和项目维护？（）A.使用单独的代码仓库，不进行分类和版本控制B.利用ROS的catkin工作空间，结合版本控制系统如GitC.将所有代码放在一个文件夹中，手动管理D.不进行代码管理，每次重新编写9、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10、在ROS中，为了实现机器人的自主导航功能，需要使用多种算法和技术。假设一个室内移动机器人需要在未知环境中进行地图构建和路径规划。以下关于ROS中自主导航的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法来构建环境地图B.路径规划算法可以根据地图和目标位置生成最优的运动路径C.自主导航过程中，机器人不需要考虑障碍物的动态变化D.可以使用传感器融合技术来提高导航的准确性和鲁棒性11、在机器人操作系统中，用于设置节点的日志级别可以使用哪个工具？（）（）A.rqt_logger_levelB.roslaunchC.rosserviceD.以上都不是12、当在ROS中使用多个机器人进行协作任务时，需要进行分布式通信。如果网络延迟较高，会对协作效果产生什么影响？（）A.机器人之间的协作失调，任务完成质量下降B.机器人自主调整协作策略，不受影响C.协作效率提高，任务更快完成D.系统自动优化网络，降低延迟13、ROS中的包（Package）是组织代码和资源的基本单元。当一个ROS项目包含多个相关但功能不同的包时，如何有效地管理它们之间的依赖关系？（）A.在每个包的配置文件中明确声明依赖B.使用ROS的依赖管理工具自动处理C.通过文档说明依赖关系，由开发者手动管理D.以上方法都可以14、在ROS中，用于控制机器人运动速度的消息类型通常是（）（）A.TwistB.PoseC.PointD.Quaternion15、在ROS中，为了实现机器人的自主导航功能，需要进行地图构建。假设机器人工作在一个室内环境中，以下哪种地图表示方法较为合适？（）A.栅格地图，简单直观但占用存储空间较大B.拓扑地图，能够突出环境的结构但细节不足C.特征地图，对环境特征提取准确但构建复杂D.以上地图表示方法都不合适，需要自定义地图格式16、当使用ROS开发多机器人协作系统时，以下哪种通信模式能够实现高效的任务分配和协调？（）A.广播模式B.组播模式C.发布/订阅模式D.请求/响应模式。假设多个机器人需要根据环境变化动态地分配任务，快速共享信息和协同工作，上述哪种通信模式能够提供更灵活和实时的协作支持，并分析其在多机器人系统中的应用优势17、ROS中的通信加密对于保障数据安全很重要。如果通信未加密，可能会面临什么风险？（）A.数据被窃取或篡改B.通信速度加快C.系统资源消耗减少D.对安全没有影响18、ROS中的服务服务器（ServiceServer）需要实现以下哪些函数？（）（）A.处理请求的函数B.发送响应的函数C.两者皆有D.以上都不是19、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20、机器人操作系统中的任务分配是一个复杂的问题，特别是在多机器人系统中。假设一个由多个不同类型机器人组成的团队，需要完成一系列相互关联的任务。以下哪种任务分配算法能够考虑机器人的能力差异和任务的优先级，实现最优的分配方案？（）A.合同网协议B.匈牙利算法C.蚁群优化算法D.粒子群优化算法二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明ROS中的生命科学实验细胞培养机器人中的培养条件控制。2、（本题5分）如何在ROS中优化机器人的能耗效率？3、（本题5分）ROS中的智能跟随功能。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个基于机器人操作系统（ROS）的移动机器人路径规划算法，使其能够在复杂环境中避开障碍物并到达指定目标点。2、（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。3、（本题5分）在ROS中设计一个机器人的物体硬度和韧性综合检测系统。4、（本题5分）利用ROS开发一个紫菜养殖场紫菜采摘与加工机器人的智能采摘与初步加工系统。5、（本题5分）设计一个基于ROS的制药厂药品分拣机器人的药品识别与分拣系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在机器人参与的体育训练和比赛场景中，如辅助运动员训练、裁判执法等，