寧夏葡萄酒與防沙治沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別C》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)寧夏葡萄酒與防沙治沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別C》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于管理機(jī)器人傳感器數(shù)據(jù)的模塊通常是？（）（）A.運(yùn)動(dòng)控制模塊B.感知模塊C.規(guī)劃模塊D.通信模塊2、對(duì)于ROS中的機(jī)器人軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，以下哪種設(shè)計(jì)模式常用于提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.插件架構(gòu)D.事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。假設(shè)機(jī)器人的功能不斷增加和更新，需要一種靈活的架構(gòu)來(lái)方便地添加新的模塊和功能，同時(shí)不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的穩(wěn)定性，上述哪種設(shè)計(jì)模式能夠更好地滿(mǎn)足這一需求，并闡述其在ROS中的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)3、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)需要與其他機(jī)器人或設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接的機(jī)器人時(shí)，以下哪種接口標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的遵循是至關(guān)重要的？（）A.USBB.CANC.EthernetD.RS232請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋每個(gè)接口標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議在機(jī)器人對(duì)接中的應(yīng)用和重要性4、在ROS中，為了提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，常常使用命名空間（Namespace）。假設(shè)一個(gè)大型機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)相似的功能模塊，以下關(guān)于命名空間的作用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.命名空間可以避免話(huà)題和服務(wù)名稱(chēng)的沖突，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性B.通過(guò)使用不同的命名空間，可以將相關(guān)的節(jié)點(diǎn)和資源組織在一起，便于管理C.命名空間對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的通信沒(méi)有影響，節(jié)點(diǎn)可以跨越命名空間進(jìn)行通信D.命名空間可以增加代碼的復(fù)雜性，一般情況下應(yīng)盡量避免使用5、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的動(dòng)作客戶(hù)端（ActionClient）主要用于發(fā)起哪種類(lèi)型的請(qǐng)求？（）（）A.一次性任務(wù)請(qǐng)求B.周期性任務(wù)請(qǐng)求C.長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)請(qǐng)求D.以上都不是6、在ROS環(huán)境下，為了對(duì)機(jī)器人的性能進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，需要選擇合適的指標(biāo)和測(cè)試方法?？紤]到機(jī)器人的任務(wù)類(lèi)型和應(yīng)用場(chǎng)景，以下哪種評(píng)估指標(biāo)和測(cè)試工具可能會(huì)被使用？（）A.運(yùn)動(dòng)精度、速度和能耗指標(biāo)B.任務(wù)完成時(shí)間和成功率C.傳感器精度和可靠性D.以上都有可能7、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航，需要結(jié)合地圖構(gòu)建和定位技術(shù)。假設(shè)有一個(gè)室內(nèi)環(huán)境，機(jī)器人需要在其中自主移動(dòng)。以下關(guān)于地圖構(gòu)建和定位的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同時(shí)進(jìn)行地圖構(gòu)建和機(jī)器人定位B.基于粒子濾波的定位方法可以處理機(jī)器人位置的不確定性C.構(gòu)建的地圖可以是二維柵格地圖或三維點(diǎn)云地圖，根據(jù)需求選擇D.一旦地圖構(gòu)建完成，機(jī)器人的定位就不再需要實(shí)時(shí)更新，因?yàn)榈貓D是固定不變的8、在ROS中，配置文件（ConfigurationFile）起著重要的作用。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目需要設(shè)置各種參數(shù)，如傳感器的采樣頻率、控制器的增益等。以下關(guān)于ROS配置文件的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.配置文件通常使用YAML格式進(jìn)行編寫(xiě)，易于閱讀和理解B.可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載和修改配置文件，無(wú)需重新啟動(dòng)系統(tǒng)C.配置文件中的參數(shù)可以被多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享和使用D.配置文件只能存儲(chǔ)簡(jiǎn)單的數(shù)值型參數(shù)，不能存儲(chǔ)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)9、ROS中的啟動(dòng)文件（LaunchFile）用于方便地啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)有多個(gè)相互依賴(lài)的節(jié)點(diǎn)需要啟動(dòng)，以下關(guān)于啟動(dòng)文件編寫(xiě)的原則，正確的是：（）A.將所有節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)命令都寫(xiě)在一個(gè)啟動(dòng)文件中，便于管理B.按照功能模塊將相關(guān)節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)命令分組寫(xiě)在不同的啟動(dòng)文件中C.啟動(dòng)文件越簡(jiǎn)單越好，只啟動(dòng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)D.啟動(dòng)文件的編寫(xiě)方式對(duì)系統(tǒng)啟動(dòng)沒(méi)有影響10、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人開(kāi)發(fā)時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃。假設(shè)要讓機(jī)器人在一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中避開(kāi)障礙物到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，以下哪種運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法可能最為適用？（）A.A*算法，能夠快速找到最短路徑，但可能陷入局部最優(yōu)B.人工勢(shì)場(chǎng)法，計(jì)算簡(jiǎn)單但容易在狹窄通道中出現(xiàn)抖動(dòng)C.快速隨機(jī)樹(shù)（RRT）算法，適用于高維空間但路徑可能不夠平滑D.以上算法都不適用，需要開(kāi)發(fā)新的算法11、假設(shè)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)用于空間探索的機(jī)器人，需要應(yīng)對(duì)極端的溫度、輻射和通信延遲等問(wèn)題。以下哪種技術(shù)和設(shè)計(jì)方法可能有助于解決這些挑戰(zhàn)？（）A.熱防護(hù)設(shè)計(jì)和抗輻射電子設(shè)備B.自主決策算法和深空通信協(xié)議C.能源管理系統(tǒng)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)D.以上都有可能12、ROS中的仿真環(huán)境（Gazebo）可以用于機(jī)器人的模擬測(cè)試。假設(shè)要在仿真環(huán)境中準(zhǔn)確模擬機(jī)器人與環(huán)境的物理交互，以下關(guān)于環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整的描述，正確的是：（）A.使用默認(rèn)的環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬B.根據(jù)實(shí)際物理特性，精細(xì)調(diào)整環(huán)境參數(shù)和機(jī)器人模型的物理屬性C.仿真環(huán)境無(wú)法準(zhǔn)確模擬物理交互，主要用于功能驗(yàn)證D.環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整對(duì)模擬結(jié)果影響不大13、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人傳感器校準(zhǔn)信息的消息類(lèi)型？（）（）A.sensor_msgs/CalibrationB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是14、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)具有機(jī)械臂的機(jī)器人時(shí)，需要對(duì)機(jī)械臂的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解進(jìn)行優(yōu)化，以提高控制精度和速度。以下哪種方法能夠更有效地解決逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題？（）A.數(shù)值求解方法，如迭代法B.解析求解方法，基于數(shù)學(xué)模型C.隨機(jī)猜測(cè)關(guān)節(jié)角度D.不進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，直接控制關(guān)節(jié)15、在使用ROS開(kāi)發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿著一條特定的路徑移動(dòng)，需要精確控制其速度和位置。以下哪種ROS功能包或工具最適合用于此任務(wù)？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF16、ROS中的動(dòng)作（Action）是一種用于長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)的通信機(jī)制。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的搜索任務(wù)，其狀態(tài)包括正在搜索、找到目標(biāo)和任務(wù)完成。以下關(guān)于動(dòng)作通信的描述，正確的是？（）A.動(dòng)作通信只能單向傳遞信息，從客戶(hù)端到服務(wù)器B.客戶(hù)端可以在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中隨時(shí)取消任務(wù)C.服務(wù)器無(wú)法向客戶(hù)端反饋任務(wù)的中間狀態(tài)D.動(dòng)作通信不支持任務(wù)的超時(shí)處理17、在ROS中，為了提高代碼的可維護(hù)性和可復(fù)用性，常常采用模塊化的設(shè)計(jì)方法。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人的視覺(jué)處理模塊需要進(jìn)行重構(gòu)和優(yōu)化，以下關(guān)于ROS模塊化設(shè)計(jì)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.模塊之間應(yīng)該具有低耦合性，減少相互依賴(lài)B.可以將功能相似的節(jié)點(diǎn)組合成一個(gè)模塊，并提供清晰的接口C.模塊化設(shè)計(jì)會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低開(kāi)發(fā)效率D.模塊可以獨(dú)立進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試，便于問(wèn)題的排查和解決18、對(duì)于ROS中的機(jī)器人定位系統(tǒng)，以下哪種技術(shù)常用于融合多種傳感器信息來(lái)提高定位精度？（）A.擴(kuò)展卡爾曼濾波B.無(wú)跡卡爾曼濾波C.粒子濾波D.蒙特卡羅定位。假設(shè)機(jī)器人同時(shí)使用激光雷達(dá)、慣性測(cè)量單元和全球定位系統(tǒng)等多種傳感器進(jìn)行定位，需要一種有效的融合算法來(lái)綜合利用這些傳感器的優(yōu)勢(shì)，上述哪種技術(shù)在多傳感器融合定位中更為可靠和精確，并闡述其原理和在ROS中的應(yīng)用19、在機(jī)器人的能源管理中，需要優(yōu)化能源消耗以延長(zhǎng)工作時(shí)間。假設(shè)一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，不同的運(yùn)動(dòng)模式和速度對(duì)能源消耗有顯著影響。以下哪種能源管理策略能夠根據(jù)任務(wù)需求和環(huán)境條件動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)器人的行為，以降低能源消耗？（）A.基于模型的預(yù)測(cè)控制B.基于規(guī)則的節(jié)能策略C.自適應(yīng)能源優(yōu)化算法D.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋控制20、在ROS系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，需要融合多種技術(shù)，如定位、建圖和路徑規(guī)劃。假設(shè)機(jī)器人處于一個(gè)未知的環(huán)境中，需要逐步建立環(huán)境地圖并實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。以下哪種方法和技術(shù)的組合最適合這種場(chǎng)景？（）A.基于激光雷達(dá)的SLAM算法和全局路徑規(guī)劃B.僅依靠視覺(jué)的SLAM算法和局部路徑規(guī)劃C.不進(jìn)行建圖，使用預(yù)設(shè)的地圖進(jìn)行導(dǎo)航D.隨機(jī)探索環(huán)境，不進(jìn)行規(guī)劃二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）ROS在智能交通中的角色是什么？2、（本題5分）ROS中的環(huán)境感知不確定性應(yīng)對(duì)。3、（本題5分）說(shuō)明ROS中的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)器人中的環(huán)境參數(shù)閾值設(shè)置。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在ROS框架下，為娛樂(lè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)表情和動(dòng)作生成系統(tǒng)，與用戶(hù)互動(dòng)。2、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個(gè)農(nóng)田灌溉機(jī)器人的精準(zhǔn)灌溉與水量控制系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS框架下，為隧道照明機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)照明亮度檢測(cè)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)，使其能夠適應(yīng)不同地形行走。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)使用ROS的地下管廊巡檢機(jī)器人的氣體檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1