安徽师范大学《机器学习与数据挖掘》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《机器学习与数据挖掘》2023-2024学年第二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、机器人在执行重复任务时，容易出现疲劳和磨损，影响其性能和寿命。假设一个机器人需要长时间进行同一种装配操作。以下哪种方法能够有效地监测机器人的健康状况，并提前预测可能的故障？（）A.基于振动分析的监测B.基于温度监测的诊断C.基于电流监测的评估D.以上方法综合运用2、ROS中的坐标变换在机器人控制中非常重要。假设机器人的传感器坐标系和机械臂坐标系不同，需要进行坐标变换。以下哪种工具在ROS中常用于坐标变换的计算？（）A.tfB.cv_bridgeC.rospyD.message_filters3、机器人操作系统中的资源管理至关重要，特别是在处理多个并发任务和有限的计算资源时。假设一个机器人同时执行视觉识别、路径规划和运动控制任务。以下哪种资源调度策略能够确保关键任务及时获得所需资源，同时提高系统的整体效率？（）A.先来先服务（FCFS）B.优先级调度C.时间片轮转D.最短作业优先4、在ROS中，为了实现机器人的自主导航，需要构建地图。假设使用激光雷达进行环境扫描来创建地图，以下哪种地图表示方法在ROS中较为常见？（）A.栅格地图B.拓扑地图C.矢量地图D.图像地图5、在一个基于ROS的机器人团队协作项目中，如果团队成员对ROS的理解和使用水平参差不齐，可能会导致什么问题？（）A.开发进度受阻，协作困难B.项目快速完成C.代码质量提高D.系统性能优化6、在一个基于ROS的医疗机器人项目中，需要确保机器人操作的安全性和精度，同时符合医疗法规要求。以下哪种安全机制和认证方法可能会被用于医疗机器人？（）A.安全监控系统和风险评估B.精度校准和验证测试C.医疗设备认证和法规遵循D.以上都有可能7、在基于ROS的机器人视觉SLAM（同时定位与地图构建）系统中，以下哪种特征提取算法常用于提高地图的准确性和鲁棒性？（）A.SIFT（Scale-InvariantFeatureTransform）B.SURF（SpeededUpRobustFeatures）C.ORB（OrientedFASTandRotatedBRIEF）D.以上算法都可能适用8、机器人操作系统中的任务分配是一个复杂的问题，特别是在多机器人系统中。假设一个由多个不同类型机器人组成的团队，需要完成一系列相互关联的任务。以下哪种任务分配算法能够考虑机器人的能力差异和任务的优先级，实现最优的分配方案？（）A.合同网协议B.匈牙利算法C.蚁群优化算法D.粒子群优化算法9、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10、在机器人操作系统中，用于发布机器人地图信息的主题通常以什么命名？（）（）A./robot_mapB./map/robotC./navigation/mapD.以上都不是11、ROS中的节点可以分布在不同的计算机上，以实现分布式计算和控制。假设一个大型机器人系统由多个子系统组成，每个子系统运行在不同的计算机上。为了确保节点之间的通信高效和可靠，以下哪种网络配置和通信协议的选择最为关键？（）A.使用以太网和TCP/IP协议B.采用无线网络和UDP协议C.利用专用的工业网络和自定义协议D.不考虑网络因素，默认配置12、假设在一个基于ROS的机器人项目中，需要对机器人的传感器数据进行实时处理和融合，比如激光雷达、摄像头和惯性测量单元的数据，以实现精确的环境感知和导航。在这种情况下，以下哪种数据处理技术和算法框架可能会被广泛应用？（）A.卡尔曼滤波B.粒子滤波C.深度学习框架D.以上都有可能13、ROS中的Gazebo可以模拟不同的环境条件。当需要模拟恶劣天气对机器人的影响时，以下哪个因素需要重点考虑？（）A.能见度B.地面摩擦力C.温度D.以上因素都需要14、在基于ROS的机器人视觉SLAM（同时定位与地图构建）系统中，当面临快速运动和大场景时，以下哪种方法能够提高系统的精度和鲁棒性？（）A.多传感器融合B.优化特征提取C.增加地图点数量D.降低计算复杂度请分别解释每个选项在应对快速运动和大场景时的效果和影响15、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16、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17、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18、当在ROS中进行多机器人协作任务时，需要协调各个机器人的动作和任务分配。假设多个机器人需要共同完成一个复杂的物流搬运任务。以下哪种协作策略和算法在这种场景下能够最有效地提高任务完成效率和避免冲突？（）A.集中式控制和任务分配算法B.分布式自主协商算法C.随机分配任务，各自执行D.不进行协作，独立工作19、在ROS环境下，要对机器人的运动进行精确控制，需要考虑运动学和动力学模型。假设要控制一个机械臂完成一系列复杂的动作，并且要求动作的精度和速度都达到较高的标准。以下哪种方法在构建运动控制模型时最为有效和准确？（）A.基于简单的几何模型进行控制B.采用经验公式和试错法C.利用精确的运动学和动力学方程D.忽略模型，仅依靠反馈控制20、ROS中的服务（Service）通常用于实现节点之间的请求-响应通信模式。考虑一个机器人导航系统，其中一个节点提供路径规划服务，另一个节点请求路径规划。如果服务响应时间过长，以下哪种情况最有可能发生？（）A.机器人停止运动，等待响应B.机器人自行选择随机路径前进C.系统自动切换到备用的路径规划算法D.机器人按照之前的路径继续前进21、当使用ROS控制一个轮式机器人在不平坦的地面上稳定行驶时，需要考虑机器人的悬挂系统和动态平衡控制。以下哪种控制算法和传感器融合技术可能会被用于解决这个问题？（）A.基于模型预测控制和多传感器融合B.反馈线性化控制和惯性导航C.自适应鲁棒控制和视觉里程计D.以上都有可能22、ROS中的动作反馈（ActionFeedback）通常包含以下哪些信息？（）（）A.任务进度B.中间状态C.两者皆有D.以上都不是23、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24、在使用ROS进行机器人的感知融合时，需要处理不同传感器的坐标系转换和校准问题。假设传感器的安装位置和方向存在偏差，以下哪种方法能够准确地进行坐标系校准？（）A.手动测量和计算校准参数B.基于机器学习的自动校准C.不进行校准，直接使用原始数据D.随机设置校准参数25、在使用ROS进行机器人的群体协作开发时，假设多个团队同时对不同的功能模块进行开发。以下关于代码集成和版本管理的描述，正确的是：（）A.每个团队独立开发和管理代码，最后进行合并B.使用版本控制系统，定期进行代码集成和测试C.不进行版本管理，依靠人工沟通协调代码修改D.版本管理会增加开发的复杂性，应尽量避免二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）说明ROS中的水产养殖饲料投放机器人中的投放量控制。2、（本题5分）解释ROS中的药物研发实验数据记录机器人中的数据记录格式。3、（本题5分）简述ROS在模具制造机器人中的应用。4、（本题5分）解释ROS中的包（Package）的概念和作用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于ROS构建一个印刷厂纸张搬运机器人的防褶皱搬运系统。2、（本题5分）设计一个基于ROS的石斑鱼养殖场石斑鱼捕捞机器人的水下定位与捕捞系统。3、（本题5分）在ROS环境下搭建一个食品厂包装机器人的快速包装与质量检测系统。4、（本题5分）基于ROS构建一个鳕鱼养殖场鳕鱼捕捞机器人的高效捕捞与保鲜系统。5、（本题5分）在ROS中设计一个机器人的物体光泽度检测和分析系统。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）随着机器人在金融服务领域的应用，如自助银行服务、现金处理等，机器人操作系统需要具备高度的安全性和准确性。请详细综合分析其在身份识别、货币处理、风险防范等方面的技术措施，探讨金融服务机器人在提升服务效率和客户体