大连外国语大学《机器学习双语》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器学习双语》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、ROS中的机器人操作系统资源分配需要考虑任务的优先级和资源需求。以下哪种资源分配算法能够实现更公平和高效的资源利用？（）A.先来先服务B.最短作业优先C.最高响应比优先D.随机分配请分别说明每个资源分配算法的原理和在机器人操作系统中的优缺点2、ROS中的节点可以分布在不同的计算平台上。当节点之间的计算能力差异较大时，如何平衡系统的负载？（）A.将计算任务分配给能力较强的节点B.对计算任务进行分割，分配给不同的节点C.根据节点的负载情况动态调整任务分配D.以上方法都可以3、在一个基于ROS的机器人视觉系统中，需要对摄像头采集到的图像进行处理和分析。图像数据通常以较大的量进行传输。为了提高图像传输的效率和实时性，以下哪种方法是可行的？（）A.对图像进行压缩后再传输B.降低摄像头的分辨率以减少数据量C.使用更高带宽的网络设备D.以上方法都可以结合使用4、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5、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、ROS中的机器人软件架构设计需要考虑可扩展性和可维护性。以下哪种架构模式可能最适合复杂的机器人系统开发？（）A.分层架构B.微服务架构C.单体架构D.无架构，自由开发请详细解释每个架构模式的特点以及在机器人软件开发中的优劣8、在使用ROS控制机器人的机械臂时，需要精确的运动控制算法。假设机械臂需要按照预定的轨迹进行运动，同时要考虑到关节的限制和动力学特性。以下哪种控制方法可能最为适用？（）A.比例-积分-微分（PID）控制B.模糊控制C.随机控制D.开环控制9、ROS（RobotOperatingSystem）中的节点（Node）之间通过（）进行通信。A.消息队列B.共享内存C.网络套接字D.以上都是10、在ROS中，为了提高机器人系统的可扩展性和可维护性，通常会采用模块化的设计。假设一个机器人项目包含多个功能模块，如视觉感知、运动控制和路径规划，以下关于模块化设计的描述，正确的是？（）A.模块之间应该尽量减少依赖，以提高独立性和可替换性B.为了提高性能，模块之间可以直接共享内存进行数据交换C.所有模块都应该放在同一个代码库中，方便管理和维护D.模块的接口应该尽量复杂，以包含更多的功能和参数11、在ROS中，当需要同时处理多个具有不同频率的传感器数据时，以下哪种技术可以用于同步这些数据？（）A.硬件同步B.软件定时器C.消息过滤器D.数据缓存12、ROS中的话题（Topic）是一种常见的通信机制。假设有一个机器人在移动过程中不断发布其位置信息作为一个话题。多个节点对这个位置信息感兴趣并进行订阅。在这种情况下，如果发布节点突然停止发布，以下哪种情况最有可能发生？（）A.订阅节点会继续使用最后收到的位置信息，直到新的发布信息到来B.订阅节点会立即停止运行，等待发布节点重新开始发布C.订阅节点会自动切换到其他可用的类似话题进行数据获取D.整个系统会崩溃，因为失去了关键的位置信息源13、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14、机器人的传感器校准对于获取准确的测量数据至关重要。假设一个激光雷达传感器的测量结果存在偏差，需要进行校准。以下哪种校准方法能够有效地消除偏差，并提高测量精度？（）A.基于工厂参数的校准B.基于现场测量的自校准C.基于外部标准设备的校准D.以上方法结合使用15、ROS中的TF（TransformFrame）库用于管理机器人不同部件之间的坐标变换。当机器人的结构发生变化时，以下哪种方法可以快速更新TF树？（）A.手动重新配置TF关系B.使用自动检测和更新机制C.重新启动整个ROS系统D.以上方法都不太可行16、ROS中的服务（Service）通信常用于请求-响应模式。假设有一个机器人需要执行一项复杂的任务，该任务需要多个步骤，并且每个步骤都需要确认是否成功完成。以下哪种方式可以有效地实现这种任务的管理和控制？（）A.创建多个服务，每个服务对应一个任务步骤B.使用一个服务，通过传递不同的参数来表示不同的任务步骤C.放弃服务通信，改用话题通信来实现任务管理D.将整个任务作为一个单独的节点，不使用服务通信17、假设在一个ROS控制的机器人协作场景中，多个机器人需要共同完成一个复杂的任务。为了实现高效的协作和任务分配，以下哪种方法能够更好地协调机器人之间的工作？（）A.每个机器人独立决策，随机协作B.由一个中央控制器统一指挥和分配任务C.基于分布式的协商机制，自主协作D.不进行协作，各自完成独立任务18、机器人操作系统中，用于管理机器人传感器数据的模块通常是？（）（）A.运动控制模块B.感知模块C.规划模块D.通信模块19、在ROS中，为了提高机器人系统的性能和实时性，通常会对节点进行优化。假设一个节点处理大量数据导致性能瓶颈，以下哪种优化方法可能最为有效？（）A.减少节点之间的通信次数B.使用更复杂的算法来处理数据C.增加节点的数量来分担任务D.降低数据的采样频率20、在ROS中，进行机器人的轨迹规划时，需要考虑机器人的动力学约束。假设机器人的关节具有速度和加速度限制，以下哪种轨迹规划方法能够满足这些约束？（）A.三次样条曲线规划，能够保证连续性但不一定满足动力学约束B.基于模型预测控制（MPC）的规划方法，能够考虑动力学约束C.直线插补规划，简单但无法满足复杂的约束条件D.以上方法都不能满足动力学约束，需要特殊设计21、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人环境感知信息的消息类型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是22、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23、在ROS中，服务（Service）用于节点之间的请求/响应通信。假设一个机器人需要执行特定的复杂操作，如抓取物体，并且这个操作的参数和结果需要在节点之间准确传递。以下关于使用服务进行通信的描述，正确的是？（）A.服务通信是异步的，请求节点发送请求后可以立即进行其他操作，无需等待响应B.服务通信只能在同一台计算机上的节点之间进行，无法跨计算机通信C.服务通信保证了请求的唯一性，即同一时间只能有一个请求在处理D.服务通信的响应速度通常比话题通信慢，因为涉及更多的协议开销24、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25、ROS中的机器人软件测试是保证系统可靠性的重要环节。以下哪种测试方法能够更全面地检测软件的功能和性能？（）A.单元测试B.集成测试C.系统测试D.以上都需要请分别说明每个测试方法的重点和在机器人软件测试中的作用二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）ROS中的硬件抽象层（HAL）的作用是什么？2、（本题5分）描述ROS在农业机器人中的应用场景。3、（本题5分）ROS中的Gazebo模拟器的作用是什么？4、（本题5分）说明ROS中的环境污染有效治理机器人中的治理效果评估。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用ROS开发一个机器人的自主路径规划和能量消耗预测系统。2、（本题5分）设计一个使用ROS的金枪鱼养殖场金枪鱼围捕机器人的大规模围捕与处理系统。3、（本题5分）在ROS框架下，为矿山开采机器人设计一个矿石识别和开采系统。4、（本题5分）利用ROS为滑雪巡逻机器人开发一个滑雪者状态监测和救援系统。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3个小题，共30分)1、（本题10分）在