南京财经大学红山学院《机器学习及应用》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页南京财经大学红山学院《机器学习及应用》

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15个小题，每小题1分，共15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，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2、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3、当使用ROS开发一个水下探测机器人时，需要考虑水压对机器人结构和电子设备的影响，以及水下通信的限制。以下哪种设计和技术可能有助于解决这些问题？（）A.抗压外壳设计和水声通信编码B.密封舱设计和水下定位系统C.低功耗电子设备和光学通信D.以上都有可能4、假设要在ROS中开发一个能够在狭窄空间中操作的微型机器人，需要考虑机器人的尺寸、灵活性和控制精度。以下哪种设计和控制方法可能会被用于微型机器人？（）A.微机电系统设计和微型电机控制B.柔性结构和精密驱动C.小型传感器集成和微型控制器D.以上都有可能5、在机器人的路径规划中，需要考虑动态障碍物的运动。假设一个机器人在移动过程中，周围有其他移动的物体。以下哪种路径规划算法能够实时更新路径，以避开动态障碍物？（）A.动态窗口算法B.快速扩展随机树算法C.实时A*算法D.以上算法均可6、假设要在ROS中集成一个新的传感器，例如一种新型的深度相机，需要进行驱动开发和数据校准。以下哪种方法和工具通常会被用于传感器的集成和校准？（）A.厂家提供的驱动和校准工具B.开源的驱动开发框架和校准算法C.自主编写驱动和自定义校准流程D.以上都有可能7、在ROS中，要对机器人的控制算法进行优化和调试，以下哪种工具或技术能够提供有效的性能分析和调试支持？（）A.GDBB.ProfilerC.ROSLoggingD.ROSBag。假设需要找出控制算法中的性能瓶颈和潜在问题，对算法的执行时间、内存使用等进行详细分析，上述哪个选项能够提供更全面和深入的调试信息，并解释如何利用它来优化控制算法8、在一个ROS控制的医疗机器人系统中，对安全性和可靠性要求极高。以下哪种方法可以提高系统的容错能力？（）A.采用冗余设计B.增加监控和报警机制C.进行严格的测试和验证D.以上方法都需要9、当为机器人设计视觉感知系统时，需要考虑多种因素。假设机器人需要在不同光照条件下准确识别物体。以下哪种图像处理技术对于解决光照变化对物体识别的影响最为有效？（）A.直方图均衡化B.边缘检测C.图像滤波D.图像分割10、在一个基于ROS的机器人团队协作项目中，需要实现不同类型机器人之间的任务分配和协调。以下哪种策略和机制可能会被用于团队协作？（）A.基于任务优先级的分配B.基于能力和资源的分配C.基于市场机制的资源交易D.以上都有可能11、机器人的运动精度受到多种因素的影响，如机械结构误差、控制算法误差等。假设一个高精度机器人需要达到微米级的运动精度。以下哪种方法能够有效地减小这些误差，提高运动精度？（）A.精密机械加工B.先进的控制算法补偿C.实时误差测量与修正D.以上方法综合运用12、在机器人操作系统（ROS）中，节点（Node）是基本的计算单元。假设一个机器人系统中有多个节点负责不同的任务，如传感器数据采集、运动控制和路径规划等。当这些节点需要进行通信时，通常会使用ROS提供的某种机制。以下关于ROS节点通信方式的描述，哪一项是正确的？（）A.节点之间通过共享内存进行直接的数据交换B.节点之间使用基于TCP/IP的套接字通信C.节点通过发布/订阅（Publish/Subscribe）模式和服务（Service）模式进行通信D.节点之间的通信必须通过中央服务器进行中转13、在ROS中，部署机器人系统到实际硬件上需要考虑许多因素。假设一个机器人系统已经在开发环境中完成开发，准备部署到实际的机器人平台上。以下关于ROS部署的描述，哪一项是不正确的？（）A.需要将ROS软件包编译为适合目标硬件平台的二进制文件B.硬件的驱动程序和配置需要与ROS系统进行适配和集成C.部署过程中不需要考虑电源管理和散热等硬件相关的问题D.可以使用远程调试工具在部署后对机器人进行监控和调试14、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15、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.以上都有可能二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（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。2、（本题5分）简述ROS与硬件设备进行通信的方法。3、（本题5分）ROS中的运动平滑性评估指标。4、（本题5分）描述ROS中的任务分配和调度机制。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）假设要开发一个ROS操控的考古挖掘机器人，能够在复杂的考古现场进行精细作业。深入分析ROS在遗址保护、土壤分析、工具控制以及历史数据记录方面的关键任务和技术障碍。2、（本题5分）在玻璃制造工厂，机器人参与玻璃搬运、切割和质量检测工作。仔细分析机器人操作系统在玻璃易碎性处理、切割精度控制、质量检测标准执行和生产流程协调方面的挑战，讨论如何通过操作系统提高玻璃制造的成品率和生产效率。3、（本题5分）ROS在机器人的娱乐表演应用中，如何实现精彩的动作编排和与观众的互动。请全面综合分析ROS的编程接口和控制策略，以及在创意实现和用户体验方面的考虑。4、（本题5分）在影视制作领域，机器人用于拍摄、特效制作等工作。全面分析机器人操作系统在精确运动控制、镜头调度、创意实现和与其他影视设备集成方面的功能要求，探讨操作系统如何满足影视制作的艺术需求和技术标准。5、（本题5分）在危险环境作业的机器人，如核辐射区域、火灾现场等，分析机器人操作系统如何保障远程操作人员的安全，实现可靠的通信和精确的控制，以及如何应对设备故障和突发情况。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本