福建中医药大学《机器学习与深度学习理论双语教学》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二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，进行机器人的定位和建图时，需要处理传感器的噪声和误差。假设一个机器人使用轮式里程计和激光雷达进行定位和建图。以下关于ROS定位建图的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用粒子滤波等算法来处理里程计的累积误差B.激光雷达的数据可以用于纠正里程计的偏差C.定位和建图的结果不受传感器噪声和误差的影响D.可以通过回环检测来消除建图过程中的累积误差2、在基于ROS的机器人系统中，需要对机器人的感知数据进行滤波和降噪处理，以提高数据的质量和可靠性。假设传感器数据存在大量噪声，以下哪种滤波方法是常用且有效的？（）A.均值滤波B.中值滤波C.高斯滤波D.不进行滤波处理3、假设在一个ROS控制的工业机器人系统中，需要对机器人的运动进行精确的时间同步和控制。考虑到多个关节的协同运动和外部事件的触发，以下哪种方法能够提供最准确的时间同步和控制精度？（）A.使用操作系统的默认时钟B.借助外部的硬件时钟同步设备C.通过网络时间协议（NTP）进行同步D.不进行时间同步，依靠估计值4、机器人操作系统中的动作目标（ActionGoal）主要用于指定什么？（）（）A.任务目标B.任务参数C.任务优先级D.以上都不是5、在机器人操作系统（ROS）中，节点之间进行通信的一种常见方式是发布/订阅机制。假设一个机器人系统中有一个节点负责发布传感器数据，另一个节点负责接收并处理这些数据。当发布节点发送数据的频率过高，可能会导致接收节点处理不过来。以下哪种方法可以有效地解决这个问题？（）A.增加接收节点的计算资源B.降低发布节点发送数据的频率C.在发布节点和接收节点之间添加缓存机制D.重新设计节点的通信协议6、假设要在ROS中开发一个能够自主探索未知环境的机器人，需要结合多种传感器信息和决策算法。以下哪种方法和算法可能会被用于自主探索？（）A.基于概率地图的探索算法B.基于强化学习的决策算法C.基于启发式搜索的路径规划D.以上都有可能7、ROS中的可视化工具（rqt）对于开发和调试非常有用。假设在调试一个机器人的视觉感知模块时，需要实时查看图像数据和处理结果。以下哪种rqt插件最适合用于此目的？（）A.rqt_graphB.rqt_image_viewC.rqt_plotD.rqt_console8、在ROS框架下，对于机器人的动态环境适应能力，以下哪种技术能够实时更新地图和规划路径？（）A.即时定位与地图构建（SLAM）B.动态窗口法C.基于采样的规划D.以上都是。假设机器人在动态环境中运行，环境中的障碍物可能会移动或出现新的障碍物，需要实时调整地图和路径规划，上述哪种技术能够提供更快速和有效的适应能力，并阐述其在ROS中的实现和应用9、ROS支持机器人的远程控制和监控。假设需要在远程位置对机器人进行实时操作和状态查看。以下哪种远程控制和监控的实现方式在安全性和稳定性方面最为可靠？（）A.通过VPN建立安全连接B.使用公共网络直接连接C.依赖第三方的远程控制平台D.不进行远程控制和监控10、ROS中的参数调优对于系统性能至关重要。如果关键参数设置过于保守，会导致什么结果？（）A.系统性能无法充分发挥B.系统稳定性提高C.资源消耗降低D.系统适应性增强11、在开发基于ROS的机器人视觉应用时，需要对图像进行处理和分析。假设要从摄像头获取的图像中识别特定的物体，并计算其位置和姿态。以下哪种计算机视觉技术和ROS工具的组合最能有效地实现这一目标？（）A.使用传统的图像处理算法和OpenCV库B.基于深度学习的目标检测模型和相关的ROS接口C.依赖硬件加速的视觉处理模块D.不使用任何专门的视觉技术，仅通过人工观察图像12、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13、在机器人操作系统中，任务规划是一项关键功能。假设一个机器人需要在一个仓库中完成货物搬运任务，仓库布局复杂，存在多个货架和通道。以下哪种任务规划算法最适合在这种环境中生成高效的搬运路径，同时考虑到障碍物避让和能源消耗？（）A.A*算法B.蚁群算法C.模拟退火算法D.遗传算法14、机器人的运动控制是实现精确操作的关键。假设一个机器人手臂需要执行一个复杂的装配任务，要求高精度的位置和姿态控制。以下哪种控制方法能够更好地满足这种需求，同时处理系统中的不确定性和干扰？（）A.比例-积分-微分（PID）控制B.模型预测控制（MPC）C.自适应控制D.模糊控制15、在ROS系统中，对于机器人的运动平滑性控制，以下哪种方法能够有效地减少抖动和冲击？（）A.轨迹规划中的平滑处理B.增加运动速度C.减少运动精度D.不进行任何处理请解释每个选项对运动平滑性的影响以及为何某个选项能够减少抖动和冲击二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释ROS中的畜牧养殖疾病诊断机器人中的诊断算法选择。2、（本题5分）描述ROS中的任务分配和调度机制。3、（本题5分）说明ROS中的视觉伺服控制方法。4、（本题5分）解释ROS中的路径规划效率优化。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在机器人的智能工厂质量检测系统中，探讨机器人操作系统如何整合视觉检测、力学检测和无损检测等技术，实现对产品质量的全面检测和数据分析，以及如何提高检测的准确性和效率，降低误判率。2、（本题5分）在一个家具制造厂，ROS控制的机器人进行木材切割和家具组装。请深入探讨ROS在木材形状识别、切割精度控制、组装动作协调以及噪声环境应对方面的重点和难点。3、（本题5分）对于医疗康复辅助器具机器人，机器人操作系统需要满足患者的个性化康复需求和人体工程学要求。请全面综合分析其在康复器具的适配调整、运动辅助控制、用户体验优化等方面的技术手段，探讨医疗康复辅助器具机器人在改善患者生活质量和促进康复效果方面的作用，以及在产品研发和市场推广中的挑战。4、（本题5分）对于一个使用ROS的污水处理厂机器人系统，负责处理池的清理和设备监测。详细分析ROS在污水环境防护、清理工具控制、设备故障预警以及数据采集与分析方面的关注点和难题。5、（本题5分）对于一个使用ROS的残疾人辅助机器人系统，能够帮助残疾人完成日常生活中的各种动作。详细分析ROS在人体动作识别、辅助器具控制、个性化适配以及伦理法律方面的关注点和困难。四、设计题（本大题共4个小题，共