运城职业技术大学《机器学习D》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页运城职业技术大学《机器学习D》

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、在机器人操作系统（ROS）中，节点之间的通信是通过话题（Topic）、服务（Service）和动作（Action）等方式实现的。假设一个机器人需要实时获取传感器数据并进行处理，以下关于通信方式选择的描述，正确的是：（）A.由于需要实时性，应选择服务进行通信，以确保数据的及时传递B.话题通信更适合这种场景，因为它能够支持一对多的发布/订阅模式C.动作通信最适合，因为它可以提供反馈和中间结果D.以上三种通信方式效果相同，可以任意选择2、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人姿态信息的消息类型？（）（）A.sensor_msgs/ImuB.geometry_msgs/PoseC.nav_msgs/OdometryD.以上都不是3、在ROS环境下，为了实现机器人之间的安全交互和碰撞避免，需要采用有效的感知和规划方法。以下哪种技术和策略可能会被用于此目的？（）A.多传感器融合和碰撞检测算法B.安全距离模型和动态路径调整C.基于意图预测的交互控制D.以上都有可能4、在ROS环境下，为了实现机器人的多模态感知融合，例如将视觉、听觉和触觉信息结合起来，需要选择合适的融合算法和框架。以下哪种融合方法和框架可能会被应用？（）A.基于卡尔曼滤波的多传感器融合B.基于深度学习的特征融合C.基于模糊逻辑的信息融合D.以上都有可能5、ROS中的机器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.连杆信息B.关节信息C.传感器信息D.以上都是6、在基于ROS的机器人系统中，当需要对多个传感器的数据进行融合以获得更准确和全面的环境感知时，以下哪种数据融合方法通常是首选？（）A.加权平均法B.卡尔曼滤波C.贝叶斯估计D.简单拼接请分别阐述每个选项在多传感器数据融合中的原理和适用场景7、当在ROS中集成第三方库和驱动程序时，可能会遇到兼容性和接口匹配的问题。假设要将一个新的电机驱动程序集成到ROS系统中，以下哪种方法能够最有效地解决可能出现的兼容性问题和接口不一致的情况？（）A.强行修改驱动程序代码以适应ROSB.对ROS进行大量修改来匹配驱动程序C.寻找与ROS兼容的驱动程序版本或进行适配开发D.放弃集成，使用其他替代方案8、当在ROS中开发一个需要进行远程操作的工业机器人时，以下哪种通信延迟处理策略能够最大程度地减少对操作的影响？（）A.预测补偿B.降低操作频率C.增加缓冲区大小D.忽略延迟请分别阐述每个策略在处理通信延迟时的原理和可能带来的效果9、ROS中的节点可以在不同的计算机上运行，通过网络进行通信。当网络延迟较大时，可能会影响系统的性能和稳定性。以下哪种方法可以减轻网络延迟的影响？（）A.减少节点之间的数据传输量B.使用更高效的网络协议C.在本地进行更多的计算和处理，减少远程通信需求D.以上方法都可以10、在基于ROS的机器人协作搬运任务中，如果机器人之间的负载分配不均匀，可能会导致什么问题？（）A.部分机器人过载，任务失败B.搬运效率提高C.机器人自动调整负载D.系统稳定性增强11、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12、ROS支持机器人的仿真测试和实际硬件测试。假设在开发过程中需要频繁地进行测试和验证，为了提高测试效率和减少对硬件的依赖，以下哪种测试策略最为合理？（）A.优先进行仿真测试，然后结合硬件测试B.只进行硬件测试，忽略仿真测试C.完全依赖仿真测试，不进行硬件测试D.随机选择测试方式13、在ROS框架下，对于机器人的运动规划算法评估，以下哪个指标通常被用来衡量规划结果的优劣？（）A.路径长度B.规划时间C.碰撞次数D.以上都是。假设需要比较不同运动规划算法在各种场景下的性能，上述哪些指标能够全面地反映算法的效率和安全性，并说明如何根据这些指标进行算法的选择和优化14、在使用ROS进行机器人软件开发时，需要进行代码的编译和部署。假设对一个ROS包进行了修改，以下关于编译和部署的步骤，哪一项是不正确的？（）A.使用catkin_make或colcon等工具进行代码的编译B.编译成功后，生成的可执行文件会自动部署到机器人的控制系统中C.可以通过设置环境变量来指定ROS包的搜索路径和依赖关系D.在部署到实际机器人之前，可以在仿真环境中进行测试和验证15、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16、ROS中的服务（Service）通信模式常用于请求-响应类型的交互。假设有一个机器人的导航节点提供了一个获取当前位置的服务，其他节点可以向其发送请求并获取响应。以下关于ROS服务通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.服务通信是一对一的，即一个服务请求只能由一个服务提供者响应B.服务请求和响应的数据类型是在定义服务时确定的，并且在通信过程中不能更改C.服务通信的响应时间通常比话题通信更快，因为它是直接的请求-响应模式D.多个服务请求可以同时发送给同一个服务提供者，服务提供者会按照发送的顺序依次处理17、在一个ROS系统中，需要实现机器人对不同物体的识别和分类，例如区分不同形状和颜色的物体。为了达到这个目标，以下哪种计算机视觉技术和机器学习算法可能会发挥重要作用？（）A.传统的图像特征提取和支持向量机B.基于深度学习的目标检测和分类算法C.聚类算法D.以上都有可能18、ROS中的机器人操作系统性能评估需要综合考虑多个指标。以下哪个指标对于衡量系统的实时响应能力是最关键的？（）A.任务完成时间B.系统吞吐量C.响应延迟D.资源利用率19、在机器人的人机交互界面设计中，需要考虑用户的操作习惯和认知能力。假设为工业机器人设计一个操作界面，要求操作人员能够快速、准确地输入指令和监控机器人状态。以下哪种界面设计原则和元素最为重要？（）A.简洁直观的布局B.清晰明确的图标和标识C.实时反馈和错误提示D.以上都是20、在ROS中，机器人的状态估计是一个关键问题。假设机器人在运动过程中受到外界干扰，以下哪种状态估计算法能够较好地应对这种情况？（）A.扩展卡尔曼滤波（EKF），对非线性系统有一定的处理能力B.无迹卡尔曼滤波（UKF），精度较高但计算量较大C.粒子滤波，适用于高度非线性和非高斯系统D.以上算法都不能有效应对干扰，需要新的算法二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述ROS中的考古机器人中的特殊需求。2、（本题5分）解释ROS中的机器人操作系统升级策略。3、（本题5分）描述ROS在陶瓷生产机器人中的应用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用ROS为电子厂贴片机器人设计一个元件位置检测和贴片精度控制系统。2、（本题5分）设计一个基于ROS的金针菇养殖场金针菇培育与采摘机器人的科学培育与采摘系统。3、（本题5分）基于ROS设计一个蔬菜大棚种植机器人的浇水与施肥系统。4、（本题5分）创建一个使用ROS的无人机飞行控制系统，具备自动起飞、降落和按照预设路径飞行的功能。5、（本题5分）在ROS中构建一个纺织厂布料搬运机器人的轻柔抓取与精准放置系统。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10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