淮阴工学院《机器学习与模式识别I（双语）》2023-2024学年第二学期期末试卷

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页淮阴工学院《机器学习与模式识别I（双语）》

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、ROS中的控制模块负责根据规划的路径生成机器人的控制指令。假设一个轮式移动机器人需要沿着给定的路径行驶，以下关于控制算法的描述，哪一项是不准确的？（）A.PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器常用于简单的速度和位置控制B.LQR（LinearQuadraticRegulator）控制器可以在系统模型已知的情况下实现最优控制C.模糊控制可以处理系统的不确定性和非线性，但控制规则的设计较为复杂D.控制算法的选择只取决于机器人的类型，与任务需求和环境条件无关2、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3、在机器人的人机交互中，语音识别是常见的交互方式之一。假设机器人需要在嘈杂的环境中准确理解人类的语音指令。以下哪种语音识别技术在抗噪性能方面表现更优？（）A.基于隐马尔可夫模型（HMM）的语音识别B.基于深度学习的语音识别C.基于动态时间规整（DTW）的语音识别D.基于模板匹配的语音识别4、ROS支持在不同的操作系统上运行。当从一个操作系统移植到另一个操作系统时，如果没有考虑系统差异，会发生什么？（）A.程序可能无法正常运行B.运行效率提高C.功能自动适配新系统D.无需任何修改，正常工作5、ROS中的动作服务器可以提供反馈信息。当动作执行过程中出现异常，以下哪种反馈信息对故障诊断最有帮助？（）A.错误代码B.详细的错误描述C.动作执行的中间状态D.以上反馈信息都很重要6、假设要在ROS中开发一个能够与人类进行自然语言交互的机器人，需要集成语音识别和自然语言处理功能。以下哪种技术和工具可能会被用于此任务？（）A.开源的语音识别库和自然语言处理框架B.商业的语音和语言处理软件C.自主开发的算法和模型D.以上都有可能7、在基于ROS的机器人应用中，需要对机器人的运动进行平滑处理，以减少抖动和冲击。假设机器人的运动轨迹存在突变和不连续的情况，以下哪种方法能够有效地实现运动平滑？（）A.简单的线性插值B.样条曲线插值C.不进行平滑处理D.随机调整运动轨迹8、在ROS环境下，为了提高机器人的自主性和适应性，需要进行环境建模和知识表示。以下哪种方法和技术可能会被用于环境建模和知识学习？（）A.语义地图构建和知识图谱B.深度学习环境理解和强化学习C.概率模型和贝叶斯网络D.以上都有可能9、在ROS环境下，为了实现机器人的触觉感知和交互，需要选择合适的触觉传感器和处理算法。以下哪种触觉传感器和算法可能会被用于触觉感知？（）A.电容式触觉传感器和触觉信号处理B.电阻式触觉传感器和模式识别算法C.压电式触觉传感器和特征提取算法D.以上都有可能10、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11、机器人操作系统中的动作客户端可以取消正在执行的动作请求吗？（）（）A.可以B.不可以C.取决于具体实现D.以上都不是12、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_filters13、假设在ROS中开发一个用于医疗康复的机器人，需要实现精确的力控制和柔顺运动，以适应患者的不同需求和身体状况。以下哪种控制方法和传感器可能会被用于力感知和控制？（）A.力传感器和阻抗控制B.位置传感器和力/位混合控制C.触觉传感器和自适应控制D.以上都有可能14、ROS中的可视化工具（RViz）对于机器人开发和调试非常有用。假设要在RViz中同时显示机器人的模型、传感器数据和规划路径，以下关于配置和使用RViz的描述，正确的是：（）A.手动逐个添加所需的显示元素，进行复杂的配置B.使用预定义的配置文件，快速加载和显示相关信息C.RViz功能有限，无法满足同时显示多种信息的需求D.不需要使用RViz，通过代码打印信息进行调试15、在使用ROS开发机器人的过程中，需要对机器人的模型进行参数校准和优化。以下哪种方法能够基于实际测量数据准确地调整模型参数？（）A.手动试错法B.基于遗传算法的优化C.随机设置参数D.不进行参数校准，使用默认值16、在基于ROS的机器人教育应用中，需要为学生提供一个易于理解和使用的开发环境。假设学生具有不同的编程基础和学习能力。以下哪种ROS开发工具和教学资源的组合最适合这种教育场景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可视化工具B.开发自定义的教学界面和简化的APIC.仅提供原始的ROS文档和命令行工具D.不提供任何专门的教学资源17、当在ROS中集成第三方库和驱动程序时，可能会遇到兼容性和接口匹配的问题。假设要将一个新的电机驱动程序集成到ROS系统中，以下哪种方法能够最有效地解决可能出现的兼容性问题和接口不一致的情况？（）A.强行修改驱动程序代码以适应ROSB.对ROS进行大量修改来匹配驱动程序C.寻找与ROS兼容的驱动程序版本或进行适配开发D.放弃集成，使用其他替代方案18、当在ROS中开发一个需要长时间稳定运行的机器人应用时，以下哪种错误处理和恢复机制是必不可少的？（）A.简单的错误日志记录B.自动重启机制C.智能错误诊断和恢复策略D.忽略错误，继续运行请说明每个选项在保证机器人应用稳定性方面的作用和可能存在的问题19、假设在一个ROS控制的机器人协作场景中，多个机器人需要共同完成一个复杂的任务。为了实现高效的协作和任务分配，以下哪种方法能够更好地协调机器人之间的工作？（）A.每个机器人独立决策，随机协作B.由一个中央控制器统一指挥和分配任务C.基于分布式的协商机制，自主协作D.不进行协作，各自完成独立任务20、ROS中的机器人安全机制是至关重要的。当机器人在人类环境中工作时，以下哪种安全措施是首先应该考虑的？（）A.碰撞检测和避障B.数据加密C.访问权限控制D.外观设计请解释每个选项在机器人工作环境安全中的重要性以及为何某个选项应优先考虑21、ROS支持多种机器人平台。假设有一个轮式移动机器人和一个足式机器人，它们在使用ROS进行控制时，以下关于平台差异的描述，正确的是？（）A.控制算法可以完全相同，无需针对不同平台进行修改B.轮式机器人的运动模型比足式机器人简单，因此控制更容易C.足式机器人在ROS中的配置和参数调整与轮式机器人完全不同D.不同平台的机器人在使用相同的传感器时，数据处理方式相同22、在一个ROS系统中，需要实现机器人的能源管理和优化，以延长机器人的工作时间。以下哪种方法和策略可能会被用于能源管理？（）A.动态电源管理和能量回收B.低功耗组件选择和任务调度C.电池状态监测和节能算法D.以上都有可能23、在ROS中，为了提高代码的可维护性和可复用性，常常采用模块化的设计方法。假设一个机器人的视觉处理模块需要进行重构和优化，以下关于ROS模块化设计的描述，哪一项是不正确的？（）A.模块之间应该具有低耦合性，减少相互依赖B.可以将功能相似的节点组合成一个模块，并提供清晰的接口C.模块化设计会增加系统的复杂性，降低开发效率D.模块可以独立进行测试和调试，便于问题的排查和解决24、ROS系统中的传感器数据处理是关键环节。当处理来自激光雷达的大量点云数据时，为了提高数据处理效率和准确性，以下哪种方法较为合适？（）A.直接对原始点云数据进行处理B.先对点云数据进行滤波和降采样C.将点云数据转换为图像进行处理D.忽略部分点云数据请解释每个选项的可行性和可能带来的影响25、ROS中的仿真环境（Gazebo）可以用于机器人的模拟测试。假设要在仿真环境中准确模拟机器人与环境的物理交互，以下关于环境设置和模型参数调整的描述，正确的是：（）A.使用默认的环境设置和模型参数，进行简单的模拟B.根据实际物理特性，精细调整环境参数和机器人模型的物理属性C.仿真环境无法准确模拟物理交互，主要用于功能验证D.环境设置和模型参数调整对模拟结果影响不大二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）ROS在医疗机器人领域的创新应用有哪些？2、（本题5分）解释ROS中的鲁棒控制方法。3、（本题5分）ROS中的自主作业规划。4、（本题5分）ROS中的任务优先级处理。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用ROS为玻璃幕墙清洗机器人设计一个幕墙污渍检测和清洗策略执行系统。2、（本题5分）在ROS环境下搭建一个蝎子养殖场蝎子抓捕机器人的安全抓捕与分类系统。3、（本题5分）利用ROS为考古机器人开发一个文物探测和小心挖掘系统。4、（本题5分）设计一个使用ROS的菌菇种植场采摘机器人的成熟菌菇识别与采摘系统。5、（本题5分）开发一个使用ROS的电缆铺设机器人的线缆敷设与固定系统。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在玻璃纤维生产线上，机器人负责纤维拉丝、卷绕和质量监测工作。仔细分析机器人操