西安工业大学《机器学习及应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页西安工业大学

《机器学习及应用》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30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、当使用ROS进行机器人的仿真和调试时，需要选择合适的仿真工具和环境。考虑到真实性和可扩展性，以下哪种仿真工具可能更适合？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.以上都有可能2、在使用ROS进行机器人导航时，需要考虑环境地图的构建和更新。假设机器人所处的环境经常发生变化，以下哪种地图表示方式更适合这种动态环境？（）A.栅格地图B.拓扑地图C.特征地图D.以上都不适合3、在ROS中，动作（Action）常用于需要长时间执行且需要反馈的任务。假设一个机器人执行抓取物体的动作，如果在执行过程中遇到意外阻碍，应该如何处理？（）A.停止动作并报告错误B.尝试强行完成动作C.忽略阻碍，继续执行D.自动切换到备用动作4、在使用ROS开发机器人应用时，需要对机器人的运动进行控制。假设要实现机器人沿着一条特定的路径移动，需要精确控制其速度和位置。以下哪种ROS功能包或工具最适合用于此任务？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF5、在ROS中，用于控制机器人运动速度的消息类型通常是（）（）A.TwistB.PoseC.PointD.Quaternion6、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7、在一个ROS系统中，需要实现机器人的自主充电和能源补充策略。以下哪种方法和技术可能会被用于自主充电？（）A.无线充电技术和充电站点定位B.电池管理系统和剩余电量估算C.自主导航到充电位置和对接控制D.以上都有可能8、ROS中的包（Package）是组织代码和资源的基本单元。假设一个大型机器人项目包含多个功能模块，以下关于包的划分和管理原则，正确的是：（）A.将所有功能放在一个大包中，方便统一管理和编译B.按照功能相关性将代码拆分成多个小包，提高代码的可维护性和可复用性C.包的数量越少越好，以减少系统的复杂性D.包的划分随意，对项目开发没有太大影响9、当在ROS中开发机器人应用时，需要对机器人的模型进行描述。假设一个轮式移动机器人，需要定义其几何形状、关节结构和运动学参数等。以下关于ROS中机器人模型描述的方式，哪一项是不正确的？（）A.使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件来描述机器人的结构和参数B.可以在URDF文件中定义机器人的传感器和执行器C.一旦定义了机器人的URDF模型，就不能对其进行修改和扩展D.可以使用第三方工具将CAD模型转换为ROS可识别的URDF格式10、机器人操作系统中的动作客户端（ActionClient）主要用于发起哪种类型的请求？（）（）A.一次性任务请求B.周期性任务请求C.长时间运行的任务请求D.以上都不是11、在ROS中，要实现机器人与外部设备（如传感器、执行器）的通信，以下哪种接口协议较为常见？（）A.USBB.CANC.EthernetD.SerialPort。假设机器人系统需要连接多种不同类型的设备，数据传输速率和实时性要求各不相同，上述哪种接口协议能够提供更灵活和可靠的通信支持，并分析其在ROS中的配置和使用要点12、ROS支持机器人的仿真测试和实际硬件测试。假设在开发过程中需要频繁地进行测试和验证，为了提高测试效率和减少对硬件的依赖，以下哪种测试策略最为合理？（）A.优先进行仿真测试，然后结合硬件测试B.只进行硬件测试，忽略仿真测试C.完全依赖仿真测试，不进行硬件测试D.随机选择测试方式13、机器人操作系统中的软件更新和维护是一个重要的问题。假设一个运行中的机器人系统需要进行软件升级，同时要确保升级过程不影响正在进行的任务，并保证系统的稳定性。以下哪种软件更新策略能够满足这些要求？（）A.在线热更新B.离线更新C.逐步更新D.以上策略结合使用14、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15、当机器人在非结构化环境中移动时，地形适应能力是重要的。假设机器人需要穿越崎岖不平的地面，有石头、水坑和斜坡。以下哪种移动机构能够更好地适应这种复杂地形，同时保持稳定的运动？（）A.轮式移动机构B.履带式移动机构C.腿式移动机构D.复合式移动机构16、以下哪个是机器人操作系统中用于记录和回放机器人数据的工具？（）（）A.rosbagB.rqt_logger_levelC.rqt_plotD.以上都不是17、在机器人的路径规划中，需要考虑机器人的动力学特性，如惯性和摩擦力。假设一个具有较大惯性的机器人需要在狭窄空间内快速移动。以下哪种路径规划方法能够充分考虑这些动力学因素，生成可行的路径？（）A.基于物理模型的路径规划B.基于启发式搜索的路径规划C.基于随机采样的路径规划D.基于人工势场的路径规划18、当使用ROS开发一个用于教育的机器人时，需要考虑用户友好的编程接口和教学功能。以下哪种编程模式和教学工具可能会被集成到机器人系统中？（）A.图形化编程和互动式教学课程B.脚本编程和虚拟实验室C.基于Python的编程和案例库D.以上都有可能19、ROS支持多种机器人传感器的集成。假设有一个配备了激光雷达、摄像头和惯性测量单元（IMU）的机器人。在处理这些传感器的数据融合时，以下哪种方法通常被采用？（）A.简单平均法B.卡尔曼滤波C.冒泡排序D.选择其中一个传感器的数据作为主要依据，忽略其他传感器20、ROS中的参数服务器（ParameterServer）用于存储和管理全局参数。假设一个机器人系统有多个节点需要访问相同的配置参数，以下关于参数服务器使用的描述，正确的是：（）A.每个节点都应该独立存储参数，避免依赖参数服务器，以提高可靠性B.参数服务器能够方便地实现参数的共享和动态修改，适合这种多节点访问的情况C.参数服务器会增加系统的复杂性，应尽量减少使用，通过消息传递参数D.参数服务器只适用于存储少量关键参数，对于大量参数不适用21、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22、假设要在ROS中实现一个能够在水下环境工作的机器人，以下哪种防水和密封设计以及材料选择是关键的？（）A.橡胶密封圈与不锈钢外壳B.塑料外壳与胶水密封C.玻璃纤维外壳与硅胶密封D.不做特殊处理请详细说明每个选项在水下环境中的防水性能和可靠性23、ROS中的Gazebo仿真环境可以模拟机器人的物理特性和环境交互。假设要在Gazebo中模拟一个带有弹性关节和摩擦的机械臂，以下关于仿真设置的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以在Gazebo中定义机械臂的模型、材料属性和关节参数B.通过添加传感器插件，可以模拟传感器的输出，如力传感器和位置传感器C.Gazebo中的仿真结果完全准确，无需与实际实验进行对比和验证D.可以在Gazebo中设置不同的物理引擎和仿真参数，以满足不同的需求24、ROS中的可视化工具（rqt）可以帮助开发者监控和调试系统。如果可视化工具显示的数据不准确，可能的原因是什么？（）A.节点发送的数据错误B.可视化工具配置错误C.网络延迟导致数据更新不及时D.以上都有可能25、当使用ROS控制机器人的关节运动时，以下哪种控制器类型常用于实现精确的位置控制？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自适应控制器D.鲁棒控制器。假设机器人的关节需要高精度地到达指定位置，并且在受到外界干扰时仍能保持稳定，上述哪种控制器能够更好地满足这一要求，并详细说明其控制原理和参数调整方法26、ROS中的日志（Log）功能用于记录系统运行信息。如果日志记录过于详细，会带来什么后果？（）A.占用大量存储空间B.有助于快速定位问题C.系统性能提升D.对系统没有影响27、当在ROS中进行机器人路径规划时，以下哪种算法常用于在复杂环境中找到最优路径？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.RRT算法D.蚁群算法。假设机器人需要在充满障碍物的室内环境中快速找到一条从起始点到目标点的最短且无碰撞路径，同时考虑环境的动态变化，上述哪种算法更适合，并阐述其特点和适用场景28、当开发机器人的自主导航系统时，地图构建是重要的基础。假设机器人需要在一个大型室内环境中自主导航，该环境包含多个房间和走廊。以下哪种地图表示方法能够有效地存储环境信息，同时支持快速的路径规划和更新？（）A.栅格地图B.拓扑地图C.特征地图D.占用网格地图29、ROS中的动作（Action）是一种用于长时间任务的通信机制。假设一个机器人需要执行一个复杂的搜索任务，其状态包括正在搜索、找到目标和任务完成。以下关于动作通信的描述，正确的是？（）A.动作通信只能单向传递信息，从客户端到服务器B.客户端可以在任务执行过程中随时取消任务C.服务器无法向客户端反馈任务的中间状态D.动作通信不支持任务的超时处理30、在机器人操作系统中，用于发布机器人动作指令的主题通常以什么命名？（）（）A./robot_actionB./action/robotC./cmd_action/robotD.以上都不是二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在机器人的智能养殖系统中，探讨机器人操作系统如何实现对牲畜的健康监测、饲料投喂和环境控制，以及如何提高养殖效率和产品质量，降低劳动力成本和环境污染。2、（本题5分）在文物修复工作中，机器人用于精细的修复操作。深入研究机器人操作系统在文物材质分析、修复工具控制、修复过程记录和保护措施执行方面的关键技术，分析操作系统如何保障文物修复的质量和原真性。3、（本题5分）对于具有触觉反馈的康复训练机器人，ROS在力反馈控制和训练方案制定方面具有重要作用。请深入综合分析ROS中的技术实现和康复效果评估方法。4、（本题5分）考虑一个基于ROS的矿山探测机器人项目，用于地下矿产资源的勘探。综合分析ROS在地下导航、地质信息采集、设备可靠性以及通信受限环境下的工作模式。5、（本题5分）考虑一个基于ROS的果园采摘和植保机器人项目，能够进行水果采摘和病虫害防治。综合分析ROS在果树识别、采摘动作控制、农药精准喷洒以及果园复杂地形适应方面的要点和困难。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）说明ROS中的医学