石家莊理工職業(yè)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。假設(shè)一個機(jī)器人項(xiàng)目包含多個功能模塊，如導(dǎo)航、感知和控制，每個模塊都作為一個單獨(dú)的包進(jìn)行管理。在這種情況下，以下關(guān)于包的依賴關(guān)系管理的描述，正確的是？（）A.包之間的依賴關(guān)系是自動處理的，開發(fā)者無需關(guān)心B.開發(fā)者需要在每個包的配置文件中明確聲明其依賴的其他包C.包的依賴關(guān)系只在編譯時檢查，運(yùn)行時不再進(jìn)行驗(yàn)證D.依賴關(guān)系錯誤不會影響包的編譯，但會導(dǎo)致運(yùn)行時錯誤2、在ROS開發(fā)中，為了確保代碼的質(zhì)量和可維護(hù)性，通常會采用一些代碼規(guī)范和測試方法。假設(shè)一個新開發(fā)的ROS節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行單元測試，以下哪種測試框架在ROS中常用？（）A.GoogleTestB.JUnitC.PyTestD.ROS自帶的測試框架3、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)時，假設(shè)要考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。以下關(guān)于架構(gòu)設(shè)計(jì)原則的描述，正確的是：（）A.采用緊耦合的架構(gòu)，提高系統(tǒng)的性能B.設(shè)計(jì)分層架構(gòu)，將不同功能模塊清晰分離C.優(yōu)先考慮功能實(shí)現(xiàn)，架構(gòu)設(shè)計(jì)不重要D.軟件架構(gòu)對系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性沒有影響4、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的視覺導(dǎo)航時，需要對圖像進(jìn)行預(yù)處理。以下哪種預(yù)處理操作可以提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性？（）A.圖像去噪B.圖像增強(qiáng)C.圖像分割D.以上操作都可能有幫助5、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）常用于存儲和共享系統(tǒng)的配置參數(shù)。在一個多機(jī)器人協(xié)作的系統(tǒng)中，不同的機(jī)器人可能需要訪問相同的參數(shù)。當(dāng)多個機(jī)器人同時嘗試修改同一個參數(shù)時，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.最后修改的機(jī)器人的參數(shù)值生效B.系統(tǒng)會隨機(jī)選擇一個機(jī)器人的修改值生效C.系統(tǒng)會拒絕所有的修改請求，以防止沖突D.系統(tǒng)會自動合并多個機(jī)器人的修改值6、在使用ROS開發(fā)自主移動機(jī)器人時，需要考慮電池續(xù)航問題。以下哪種策略可以有效地延長機(jī)器人的工作時間？（）A.優(yōu)化運(yùn)動控制算法，降低能耗B.采用智能電源管理系統(tǒng)C.選擇高容量電池D.以上策略綜合考慮7、在ROS中，機(jī)器人的運(yùn)動控制是一個關(guān)鍵的部分。假設(shè)一個機(jī)械臂需要執(zhí)行精確的抓取操作，需要對其關(guān)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動控制。以下關(guān)于ROS運(yùn)動控制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用PID控制器來實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)的位置控制B.運(yùn)動控制指令可以通過話題或服務(wù)的方式發(fā)送給執(zhí)行器C.機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型在運(yùn)動控制中不是必需的D.可以使用逆運(yùn)動學(xué)求解來計(jì)算機(jī)械臂達(dá)到目標(biāo)位置所需的關(guān)節(jié)角度8、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個能夠在狹窄空間中操作的微型機(jī)器人，需要考慮機(jī)器人的尺寸、靈活性和控制精度。以下哪種設(shè)計(jì)和控制方法可能會被用于微型機(jī)器人？（）A.微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和微型電機(jī)控制B.柔性結(jié)構(gòu)和精密驅(qū)動C.小型傳感器集成和微型控制器D.以上都有可能9、當(dāng)使用ROS控制機(jī)器人的移動底盤時，以下哪種驅(qū)動方式能夠提供更好的機(jī)動性和適應(yīng)性？（）A.輪式驅(qū)動B.履帶式驅(qū)動C.足式驅(qū)動D.復(fù)合式驅(qū)動。假設(shè)機(jī)器人需要在不同地形和環(huán)境中靈活移動，如崎嶇地面、狹窄通道等，上述哪種驅(qū)動方式能夠更好地應(yīng)對復(fù)雜的移動需求，并分析其在ROS中的控制和實(shí)現(xiàn)方式10、在一個使用ROS的移動機(jī)器人系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)對障礙物的檢測和規(guī)避。以下哪種傳感器組合在這種情況下通常能提供較好的效果？（）A.激光雷達(dá)和超聲波傳感器B.攝像頭和慣性測量單元C.紅外傳感器和GPSD.以上組合都不太適合11、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)資源分配需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級和資源需求。以下哪種資源分配算法能夠?qū)崿F(xiàn)更公平和高效的資源利用？（）A.先來先服務(wù)B.最短作業(yè)優(yōu)先C.最高響應(yīng)比優(yōu)先D.隨機(jī)分配請分別說明每個資源分配算法的原理和在機(jī)器人操作系統(tǒng)中的優(yōu)缺點(diǎn)12、在ROS中，創(chuàng)建一個新的工作空間（Workspace）需要創(chuàng)建以下哪些目錄？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是13、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特點(diǎn)不包括（）（）A.開源B.跨平臺C.閉源D.分布式14、ROS中的消息（Message）定義了節(jié)點(diǎn)之間通信的數(shù)據(jù)格式。當(dāng)需要在不同的ROS系統(tǒng)之間進(jìn)行通信，而兩個系統(tǒng)中使用的消息格式略有不同時，以下哪種方法可以解決這個問題？（）A.在發(fā)送端和接收端分別進(jìn)行消息格式的轉(zhuǎn)換B.重新定義一個統(tǒng)一的消息格式，并在兩個系統(tǒng)中使用C.使用中間件來進(jìn)行消息格式的適配D.以上方法都可以15、在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的力控制時，如果力傳感器的精度不夠，會對控制效果產(chǎn)生什么影響？（）A.力控制不準(zhǔn)確，可能損壞物體或影響操作B.控制更穩(wěn)定C.系統(tǒng)自動校準(zhǔn)力傳感器D.提高力控制的響應(yīng)速度16、ROS中的Gazebo可以模擬不同的環(huán)境條件。當(dāng)需要模擬惡劣天氣對機(jī)器人的影響時，以下哪個因素需要重點(diǎn)考慮？（）A.能見度B.地面摩擦力C.溫度D.以上因素都需要17、ROS中的話題（Topic）通信是一種常見的數(shù)據(jù)傳輸方式。在一個復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)中，多個節(jié)點(diǎn)可能會同時訂閱同一個話題。當(dāng)發(fā)布者發(fā)布的數(shù)據(jù)量較大時，以下哪種情況可能會發(fā)生？（）A.訂閱者能夠快速接收和處理所有數(shù)據(jù)，不會有任何問題B.由于網(wǎng)絡(luò)帶寬限制，部分?jǐn)?shù)據(jù)可能會丟失C.系統(tǒng)會自動降低發(fā)布者的數(shù)據(jù)發(fā)送速度，以適應(yīng)訂閱者的處理能力D.訂閱者會按照優(yōu)先級順序接收和處理數(shù)據(jù)18、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信的一種常見方式是發(fā)布/訂閱機(jī)制。假設(shè)一個機(jī)器人系統(tǒng)中有一個節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)發(fā)布傳感器數(shù)據(jù)，另一個節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收并處理這些數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)布節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率過高，可能會導(dǎo)致接收節(jié)點(diǎn)處理不過來。以下哪種方法可以有效地解決這個問題？（）A.增加接收節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源B.降低發(fā)布節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率C.在發(fā)布節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間添加緩存機(jī)制D.重新設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議19、當(dāng)在ROS中開發(fā)機(jī)器人的自主決策功能時，以下哪種算法常用于基于環(huán)境感知進(jìn)行行為選擇？（）A.有限狀態(tài)機(jī)B.決策樹C.強(qiáng)化學(xué)習(xí)D.模糊邏輯。假設(shè)機(jī)器人需要根據(jù)不斷變化的環(huán)境信息自主地決定采取不同的行動策略，如避障、導(dǎo)航、抓取等，上述哪種算法能夠提供更智能和靈活的決策能力，并說明其在ROS中的實(shí)現(xiàn)和訓(xùn)練方法20、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的定位和建圖時，需要處理傳感器的噪聲和誤差。假設(shè)一個機(jī)器人使用輪式里程計(jì)和激光雷達(dá)進(jìn)行定位和建圖。以下關(guān)于ROS定位建圖的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用粒子濾波等算法來處理里程計(jì)的累積誤差B.激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)可以用于糾正里程計(jì)的偏差C.定位和建圖的結(jié)果不受傳感器噪聲和誤差的影響D.可以通過回環(huán)檢測來消除建圖過程中的累積誤差二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述ROS中的畜牧養(yǎng)殖機(jī)器人中的動物監(jiān)測方法。2、（本題5分）簡述機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）的基本概念和作用。3、（本題5分）說明在ROS中如何加載和可視化URDF模型。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在ROS環(huán)境下搭建一個太陽能板清潔機(jī)器人的高效清潔與安全防護(hù)系統(tǒng)。2、（本題5分）使用ROS為倉儲機(jī)器人開發(fā)一個貨物分類和搬運(yùn)系統(tǒng)。3、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個礦井救援機(jī)器人的通風(fēng)檢測與通信系統(tǒng)。4、（本題5分）創(chuàng)建一個在ROS中的玩具廠組裝機(jī)器人的零件組裝與檢測系統(tǒng)。5、（本題5分）開發(fā)一個使用ROS的飲料廠灌裝機(jī)器人的精準(zhǔn)灌裝與液位控制系統(tǒng)。四、分析題