许昌职业技术学院《机器学习工程实践》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页许昌职业技术学院《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一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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中，为了提高代码的可维护性和可复用性，常常采用模块化的设计方法。假设一个机器人的视觉处理模块需要进行重构和优化，以下关于ROS模块化设计的描述，哪一项是不正确的？（）A.模块之间应该具有低耦合性，减少相互依赖B.可以将功能相似的节点组合成一个模块，并提供清晰的接口C.模块化设计会增加系统的复杂性，降低开发效率D.模块可以独立进行测试和调试，便于问题的排查和解决2、在ROS中，动作（Action）常用于需要长时间执行且需要反馈的任务。假设一个机器人执行抓取物体的动作，如果在执行过程中遇到意外阻碍，应该如何处理？（）A.停止动作并报告错误B.尝试强行完成动作C.忽略阻碍，继续执行D.自动切换到备用动作3、在基于ROS的机器人语音交互系统中，当需要提高语音识别的准确率和响应速度时，以下哪种技术或方法可能是最关键的？（）A.优化声学模型B.增加训练数据C.采用更先进的硬件D.简化语音指令请分别说明每个选项对语音交互系统性能的影响以及为何某个选项最为关键4、ROS中的消息队列（MessageQueue）用于存储待发送的消息。如果消息队列溢出，会发生什么？（）A.新的消息被丢弃B.系统自动扩展队列容量C.消息发送速度加快D.对通信没有影响5、在ROS框架下，对于机器人的轨迹跟踪控制，以下哪种控制器能够处理模型不确定性和外部干扰？（）A.自适应控制器B.滑模控制器C.鲁棒控制器D.以上都是。假设机器人的模型存在参数变化和未知的外部干扰，需要一种控制器能够保证轨迹跟踪的精度和稳定性，上述哪种控制器能够更好地应对这些挑战，并详细说明其控制原理和在ROS中的实现方式6、在ROS中，要实现机器人的远程控制和监控，以下哪种网络协议通常被采用？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT。假设需要通过互联网对机器人进行远程操作，数据传输需要保证可靠性和实时性，同时考虑网络带宽的限制，上述哪种网络协议更适合，并说明其在ROS远程控制中的配置和使用方法7、以下哪个是机器人操作系统中用于记录和回放机器人数据的工具？（）（）A.rosbagB.rqt_logger_levelC.rqt_plotD.以上都不是8、ROS支持与外部硬件设备的通信。假设有一个需要与特定型号的电机驱动器进行通信的机器人关节。在这种情况下，以下哪种方式最适合实现通信？（）A.使用通用的串口通信协议B.通过网络套接字（Socket）进行通信C.利用ROS提供的特定硬件驱动接口D.直接通过内存共享进行高速通信9、在基于ROS的机器人仓储应用中，需要实现货物的准确抓取和放置。以下哪种传感器可以帮助确定货物的位置和姿态？（）A.深度相机B.激光测距仪C.超声波传感器D.视觉标签10、在机器人的视觉伺服控制中，通过摄像头反馈的图像信息来控制机器人的运动。假设机器人需要将一个物体准确地移动到指定位置。以下哪种视觉伺服控制方法在处理图像噪声和目标遮挡时具有较好的鲁棒性？（）A.基于位置的视觉伺服B.基于图像的视觉伺服C.2.5D视觉伺服D.混合视觉伺服11、在机器人操作系统（ROS）中，当需要实现多个机器人之间的通信和协作，以完成一个复杂的任务，例如在仓库中进行货物搬运和分拣，以下哪种通信机制最为关键？（）A.主题通信B.服务通信C.动作通信D.参数服务器12、在使用ROS开发一个具有多个传感器的移动机器人时，需要进行传感器融合和校准。假设传感器的测量值存在偏差和噪声，以下关于校准和融合的策略，正确的是：（）A.先进行传感器校准，然后再进行数据融合B.同时进行校准和融合，以提高效率C.只进行数据融合，忽略传感器的偏差和噪声D.不需要校准，直接使用原始传感器数据进行融合13、当使用ROS控制一个人形机器人进行行走和动作模仿时，需要考虑复杂的动力学和平衡控制。以下哪种方法和技术可能会被用于人形机器人的控制？（）A.零力矩点控制B.基于神经网络的控制C.全身运动规划和协同控制D.以上都有可能14、以下哪个是机器人操作系统中用于可视化机器人状态的工具？（）（）A.RVizB.GazeboC.rqt_graphD.以上都是15、当使用ROS开发一个用于教育的机器人时，需要考虑用户友好的编程接口和教学功能。以下哪种编程模式和教学工具可能会被集成到机器人系统中？（）A.图形化编程和互动式教学课程B.脚本编程和虚拟实验室C.基于Python的编程和案例库D.以上都有可能16、在ROS系统中，要实现机器人的自主导航功能，需要融合多种技术，如定位、建图和路径规划。假设机器人处于一个未知的环境中，需要逐步建立环境地图并实现自主导航。以下哪种方法和技术的组合最适合这种场景？（）A.基于激光雷达的SLAM算法和全局路径规划B.仅依靠视觉的SLAM算法和局部路径规划C.不进行建图，使用预设的地图进行导航D.随机探索环境，不进行规划17、在使用ROS控制机器人进行物体抓取时，需要精确的力控制。假设需要根据抓取物体的材质和形状实时调整抓取力的大小，以下哪种传感器可能最为关键？（）A.压力传感器B.位置传感器C.速度传感器D.温度传感器18、在ROS中，要对机器人的感知数据进行滤波处理，以下哪种滤波器常用于去除噪声和干扰？（）A.均值滤波器B.中值滤波器C.高斯滤波器D.卡尔曼滤波器。假设机器人的传感器数据存在大量随机噪声，需要在保留有用信息的同时有效地去除噪声，上述哪种滤波器能够更好地实现这一目标，并分析其滤波效果和在ROS中的实现方法19、ROS中的坐标变换在机器人的运动控制和感知中起着关键作用。假设有一个移动机器人，其身上安装了激光雷达和摄像头，同时机器人在一个环境中移动。为了将激光雷达和摄像头获取的数据统一到机器人的坐标系下，需要进行坐标变换。以下关于坐标变换的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用TF（TransformFramework）库来实现坐标变换B.坐标变换需要确定源坐标系和目标坐标系之间的旋转和平移关系C.一旦完成坐标变换，在不同坐标系下获取的数据可以直接进行融合和分析，无需进一步处理D.坐标变换可能会引入一定的误差，需要进行误差评估和补偿20、在机器人的协作控制中，多个机器人需要协同完成一个复杂任务。假设一组机器人需要共同搬运一个大型物体，并且要保持物体的平衡和稳定。以下哪种协作控制策略能够有效地协调各个机器人的动作，实现目标？（）A.集中式控制B.分布式控制C.主从式控制D.混合式控制21、机器人的软件架构对于系统的可扩展性和维护性至关重要。假设一个复杂的机器人系统需要不断添加新的功能和模块。以下哪种软件架构风格能够更好地支持这种需求，同时保持系统的稳定性和可靠性？（）A.分层架构B.微服务架构C.事件驱动架构D.面向对象架构22、ROS中的动作（Action）通信机制适用于长时间的任务执行和反馈。假设一个机器人需要执行一个复杂的任务，如搜索并搬运一个物体，以下关于动作通信的描述，哪一项是错误的？（）A.动作客户端发送目标请求给动作服务器，动作服务器执行任务并不断反馈进度B.动作通信可以在任务执行过程中随时取消或暂停C.动作通信只能用于一次性的任务，不能用于循环执行的任务D.可以通过动作通信获取任务执行的结果和状态信息23、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24、当机器人与其他设备进行通信时，需要遵循特定的通信协议。假设机器人需要与一个工业控制器进行高速、实时的数据交换。以下哪种通信协议最适合这种应用场景？（）A.CAN总线B.ModbusC.Ethernet/IPD.Profibus25、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二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）说明ROS在工业机器人中的应用案例。2、（本题5分）说明ROS中的交通疏导机器人中的交通流量监测技术。3、（本题5分）如何在ROS中实现动态配置？4、（本题5分）简述ROS中的药物研发机器人中的实验流程控制。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于ROS设计一个机器人的步态规划系统，使其能够适应不同地形行走。2、（本题5分）利用ROS为船舶除锈机器人开发一个锈斑检测和除锈系统。3、（本题5分）在ROS中构建一个铁路轨道检测机器人的轨道变形监测与维护系统。4、（本题5分）利用ROS为海上石油平台巡检机器人开发一个设备故障检测和维修计划生成系统。5、（本题5分）基于ROS设计一个农田灌溉机器人的精准灌溉与水量控制系统。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）对于具有自主清洁功能的公共交通车辆机器人，ROS在清洁区域规划和污垢识别方面面临挑战。请深入综合分析ROS中的技术实现和清洁效