湖南体育职业学院《机器学习与模式识别》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器学习与模式识别》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ROS中，机器人的通信协议选择对系统性能有一定影响。假设一个机器人系统需要在高带宽和低延迟的要求下进行通信。以下关于ROS通信协议的描述，哪一项是不正确的？（）A.TCP协议适合于对数据可靠性要求高，但对实时性要求不高的场景B.UDP协议适合于实时性要求高，但可以容忍一定数据丢失的场景C.在ROS中只能使用TCP或UDP协议，不能使用其他自定义协议D.可以根据具体的应用需求选择合适的通信协议或结合使用2、在机器人的协作工作中，需要解决任务分配和资源共享的问题。假设多个机器人共同完成一个大型项目，每个机器人具有不同的能力和资源。以下哪种方法能够有效地协调资源分配，提高工作效率？（）A.基于合同的资源分配B.基于市场机制的资源分配C.基于中央控制的资源分配D.基于分布式协商的资源分配3、在ROS框架下，对于机器人的传感器融合算法，以下哪种方法能够处理不同传感器的采样频率差异？（）A.时间戳对齐B.卡尔曼滤波C.数据插值D.以上都是。假设机器人配备了多种采样频率不同的传感器，如激光雷达、摄像头和惯性测量单元，需要将它们的数据进行准确融合，上述哪种方法能够有效地解决采样频率不一致的问题，并详细说明其原理和在ROS中的实现4、当在ROS中进行机器人的力控制时，以下哪种传感器常用于测量接触力和力矩？（）A.六维力传感器B.压力传感器C.扭矩传感器D.应变片传感器。假设机器人需要在与环境或物体的交互中精确控制施加的力和力矩，上述哪种传感器能够提供更准确和实时的力反馈信息，并说明其工作原理和在ROS中的接口实现5、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6、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7、在使用ROS开发移动机器人的导航功能时，需要考虑地图构建。如果地图构建不准确，以下哪种情况最有可能发生？（）A.机器人无法导航，迷失方向B.机器人能够正常导航，但路径不是最优C.机器人导航速度加快D.系统自动重新构建准确的地图8、在ROS中，为了实现多机器人系统的协作和协调，常常需要进行任务分配和资源管理。假设一个工厂中有多个机器人需要共同完成一项生产任务，以下关于任务分配和资源管理的方法，哪一项是不准确的？（）A.可以使用集中式的任务分配算法，由一个中央控制器统一分配任务B.分布式的任务分配算法可以让机器人根据本地信息和通信协商来自主分配任务C.资源管理可以考虑机器人的能力、负载和任务优先级等因素D.任务分配和资源管理与机器人的通信延迟和带宽无关，只取决于任务的复杂性9、ROS中的消息（Message）定义了节点之间通信的数据格式。假设在一个机器人的通信系统中，消息格式定义错误，会导致什么后果？（）A.节点之间无法通信或通信数据错误B.系统自动修正消息格式，通信正常C.仅影响部分节点通信，其他节点不受影响D.系统性能提升，通信速度加快10、在使用ROS开发机器人应用时，需要对机器人的运动进行控制。假设要实现机器人沿着一条特定的路径移动，需要精确控制其速度和位置。以下哪种ROS功能包或工具最适合用于此任务？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF11、在使用ROS进行机器人路径规划时，需要考虑环境中的动态障碍物。以下哪种方法可以有效地应对动态障碍物？（）A.实时重新规划路径B.预测障碍物的运动轨迹C.结合传感器数据进行局部避障D.以上方法都需要12、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13、在ROS中，机器人的人机交互界面设计对于用户操作和监控机器人非常重要。假设需要为一个工业机器人设计一个直观易用的人机交互界面。以下关于ROS人机交互界面的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用Qt等图形库来开发人机交互界面B.人机交互界面应该能够实时显示机器人的状态和数据C.用户的操作指令可以通过人机交互界面直接发送给ROS节点D.人机交互界面的设计不需要考虑用户的使用习惯和工作流程14、ROS中的感知功能对于机器人与环境的交互至关重要。假设机器人需要识别不同形状和颜色的物体，以下哪种感知技术在ROS中可能被应用？（）A.语音识别B.机器视觉C.红外感知D.超声波感知15、ROS中的动作客户端（ActionClient）需要实现以下哪些回调函数？（）（）A.active回调函数B.done回调函数C.feedback回调函数D.以上都是16、以下哪个是机器人操作系统中用于管理机器人硬件资源的工具？（）（）A.roslaunchB.rosparamC.rosserviceD.以上都不是17、机器人操作系统中的参数服务器（ParameterServer）主要用于存储什么类型的数据？（）（）A.常量B.变量C.配置参数D.以上都不是18、假设在ROS中开发一个用于物流分拣的机器人，需要快速准确地识别和抓取不同形状和大小的物品。以下哪种视觉识别和抓取策略可能会被用于物流分拣？（）A.深度学习物体识别和自适应抓取规划B.传统图像处理和机械抓取设计C.3D视觉重建和力控抓取D.以上都有可能19、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20、在ROS中，进行机器人的路径规划和避障算法的性能评估时，假设要比较不同算法在不同场景下的效果。以下关于评估指标和实验设计的描述，正确的是：（）A.只考虑路径长度作为评估指标，简单直观B.综合考虑路径长度、时间消耗、安全性等多个指标，并设计多样化的实验场景C.随机选择评估指标和实验场景，不进行系统性的比较D.评估指标和实验设计对算法比较没有影响二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述ROS与其他机器人框架的比较优势。2、（本题5分）ROS中的智能感知融合策略。3、（本题5分）简述在ROS中编写启动文件的基本语法。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。2、（本题5分）基于ROS构建一个机器人的自主充电位置选择系统，选择最优充电位置。3、（本题5分）在ROS环境下搭建一个室内装修机器人的墙面打磨与喷漆系统。4、（本题5分）设计一个基于ROS的鳗鱼养殖场鳗鱼捕捞机器人的灵活捕捞与装桶系统。5、（本题5分）基于ROS设计一个机器人的协作控制模块，实现多个机器人的协同工作。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在一个纺织工厂，ROS控制的机器人进行布料搬运和质量检测。请深入探讨ROS在布料柔软材质处理、