和君职业学院《机器学习与模式识别C》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《机器学习与模式识别C》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，要对机器人的感知数据进行滤波处理，以下哪种滤波器常用于去除噪声和干扰？（）A.均值滤波器B.中值滤波器C.高斯滤波器D.卡尔曼滤波器。假设机器人的传感器数据存在大量随机噪声，需要在保留有用信息的同时有效地去除噪声，上述哪种滤波器能够更好地实现这一目标，并分析其滤波效果和在ROS中的实现方法2、在基于ROS的机器人项目中，需要对代码进行版本控制和团队协作开发。假设团队成员分布在不同地区，需要频繁地交流和合并代码。以下哪种版本控制系统和协作方式最能提高开发效率和代码质量？（）A.Git结合代码审查和分支管理B.SVN结合集中式的代码存储C.不使用版本控制，通过邮件交流代码D.各自开发，最后统一整合3、在机器人操作系统（ROS）中，当需要实现多个节点之间的同步通信时，以下哪种机制通常被采用？（）A.话题（Topic）B.服务（Service）C.动作（Action）D.参数服务器（ParameterServer）。假设多个机器人传感器节点需要在特定时间间隔内同步发送数据进行融合处理，上述哪种通信机制能够更好地满足这种严格的同步需求，并说明其工作原理和优势4、在使用ROS进行机器人仿真时，需要选择一个合适的仿真环境来模拟真实的物理世界和机器人行为。假设要考虑多种物理效果、碰撞检测和传感器模拟的准确性，以下哪个仿真工具在ROS中是最适合的？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.Unity5、以下哪个是机器人操作系统中用于处理激光雷达数据的消息类型？（）（）A.sensor_msgs/LaserScanB.geometry_msgs/TwistC.std_msgs/Float32D.以上都不是6、ROS中的Gazebo可以模拟机器人与环境的物理交互。当需要模拟复杂的物理材质和力学特性时，以下哪种方法可以提高模拟的真实性？（）A.使用更精确的物理模型B.调整物理参数和摩擦系数C.引入第三方物理引擎D.以上方法都可以7、ROS中的任务调度策略对于系统资源的利用效率有很大影响。如果调度策略不合理，可能会导致什么情况？（）A.某些任务长时间等待，资源浪费B.系统性能提升C.任务执行更公平D.资源自动优化分配8、在一个使用ROS的多机器人系统中，如果机器人之间的通信协议选择不当，可能会导致什么后果？（）A.通信延迟增加或通信失败B.通信速度加快C.系统资源消耗降低D.机器人协作更顺畅9、当在ROS中开发一个复杂的机器人应用时，需要对多个节点进行管理和调度。假设这个应用包含了感知、决策和执行等多个功能模块，每个模块由不同的节点实现。为了确保各个节点能够高效协同工作，并且在出现故障时能够进行有效的错误处理和恢复，以下哪种方法是最合适的？（）A.手动编写大量的控制逻辑来协调节点B.使用ROS的内置工具和机制，如参数服务器和消息队列C.依赖第三方的调度框架D.不进行特别的管理，让节点自行运行10、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11、ROS中的参数服务器（ParameterServer）常用于存储和共享系统的配置参数。在一个多机器人协作的系统中，不同的机器人可能需要访问相同的参数。当多个机器人同时尝试修改同一个参数时，以下哪种情况最有可能发生？（）A.最后修改的机器人的参数值生效B.系统会随机选择一个机器人的修改值生效C.系统会拒绝所有的修改请求，以防止冲突D.系统会自动合并多个机器人的修改值12、在ROS中，为了实现机器人的自主定位，通常会使用多种传感器融合的方法。假设同时使用激光雷达和里程计数据，以下哪种融合算法在ROS中较为常用？（）A.扩展卡尔曼滤波（EKF）B.粒子滤波C.蒙特卡罗方法D.蚁群算法13、在使用ROS开发机器人应用时，需要对机器人的运动进行规划。假设机器人需要在一个复杂的环境中避开障碍物到达目标位置。以下哪种算法常用于机器人的路径规划？（）A.A*算法B.冒泡排序算法C.快速排序算法D.贪心算法14、在ROS中，节点的启动和管理是通过特定的命令和工具实现的。假设一个机器人系统中有多个节点需要按照一定的顺序启动，并在运行过程中进行监控和调试。以下关于ROS节点管理的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用roslaunch命令来启动多个节点，并设置它们的参数和运行环境B.通过ROS的节点管理器，可以查看节点的状态、日志和通信情况C.节点在运行过程中出现故障时，ROS会自动重新启动该节点，无需人工干预D.可以使用ROS提供的调试工具来查看节点内部的变量和数据15、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中的行为决策模型。2、（本题5分）解释ROS中的物理研究机器人中的运动控制策略。3、（本题5分）解释ROS中的路径平滑算法。4、（本题5分）ROS中的运动平滑性评估指标。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个食品冷冻仓库，ROS被用于控制机器人进行货物的存储和取出。请详细分析如何利用ROS实现低温环境操作、货物精准定位、冷冻保护以及与仓库管理系统的有效交互，同时应对可能的冰霜和速度挑战。2、（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。3、（本题5分）假设开发一个ROS驱动的家用清洁机器人，能够自动清扫房间、避开家具并自主充电。详细分析在ROS框架下，如何实现环境建模、路径规划、电源管理以及与智能家居系统的交互。4、（本题5分）在造纸工厂中，机器人参与纸浆搅拌、纸张成型和质量检测等环节。综合分析机器人操作系统在纸浆浓度控制、成型模具调整、质量缺陷识别和生产流程协调方面的技术要点，探讨操作系统如何提升造纸生产的效率和产品质量。5、（本题5分）在港口装卸作业中，机器人操作系统可提高货物装卸效率和安全性。请综合分析其在集装箱搬运、船舶装卸等任务中的技术实现，研究港口环境对机器人的适应性要求、多机器人协同作业的调度策略，以及在恶劣天气条件下的运行保障措施。四、设计题（本大题共4个小题，共4