江陰職業(yè)技術(shù)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

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)導(dǎo)論》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個節(jié)點(diǎn)之間的同步通信時，以下哪種機(jī)制通常被采用？（）A.話題（Topic）B.服務(wù)（Service）C.動作（Action）D.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）。假設(shè)多個機(jī)器人傳感器節(jié)點(diǎn)需要在特定時間間隔內(nèi)同步發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，上述哪種通信機(jī)制能夠更好地滿足這種嚴(yán)格的同步需求，并說明其工作原理和優(yōu)勢2、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3、在基于ROS的機(jī)器人視覺導(dǎo)航中，當(dāng)環(huán)境光照條件變化較大時，以下哪種圖像處理方法能夠提高導(dǎo)航的穩(wěn)定性？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測C.圖像分割D.圖像壓縮請分別解釋每個圖像處理方法在應(yīng)對光照變化時的效果和對導(dǎo)航穩(wěn)定性的影響4、在ROS中，當(dāng)需要處理大量的機(jī)器人數(shù)據(jù)時，以下哪種數(shù)據(jù)存儲方式可能最為適合？（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫B.NoSQL數(shù)據(jù)庫C.文件系統(tǒng)D.內(nèi)存數(shù)據(jù)庫5、在ROS環(huán)境中，對于機(jī)器人的故障診斷和錯誤處理，需要一種有效的機(jī)制來檢測和報告異常情況。假設(shè)機(jī)器人在運(yùn)行過程中出現(xiàn)硬件故障或軟件錯誤，以下哪種方法能夠及時發(fā)現(xiàn)并通知相關(guān)人員？（）A.定期人工檢查B.依靠機(jī)器人自動恢復(fù)，不進(jìn)行報告C.使用ROS的日志系統(tǒng)和監(jiān)控工具D.忽略故障，繼續(xù)運(yùn)行6、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7、當(dāng)使用ROS開發(fā)一個具有自主決策能力的機(jī)器人時，需要考慮機(jī)器人的行為規(guī)劃。假設(shè)機(jī)器人需要根據(jù)不同的環(huán)境條件選擇不同的行為策略，以下哪種方法可以有效地實(shí)現(xiàn)這種行為規(guī)劃？（）A.使用有限狀態(tài)機(jī)B.使用決策樹C.使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法D.以上方法都可以8、ROS支持機(jī)器人的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用，例如圖像識別和語音處理。假設(shè)要在機(jī)器人上部署一個深度學(xué)習(xí)模型，需要考慮模型的大小、計算量和實(shí)時性要求。以下哪種深度學(xué)習(xí)框架和模型壓縮方法的選擇最為合適？（）A.TensorFlow結(jié)合模型量化B.PyTorch結(jié)合模型剪枝C.自行開發(fā)深度學(xué)習(xí)框架和不進(jìn)行模型壓縮D.選擇大型復(fù)雜的模型，不考慮資源限制9、在ROS框架下，進(jìn)行機(jī)器人的感知與融合處理時，假設(shè)需要融合來自激光雷達(dá)、攝像頭和超聲波傳感器的數(shù)據(jù)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)融合方法的選擇，正確的是：（）A.直接對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單加權(quán)平均，快速但精度較低B.采用卡爾曼濾波算法，能夠有效融合動態(tài)數(shù)據(jù)，但計算量較大C.基于深度學(xué)習(xí)的方法，精度高但需要大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)和計算資源D.以上方法都不可行，需要尋找新的數(shù)據(jù)融合技術(shù)10、在ROS中，用于發(fā)布和訂閱話題（Topic）的編程語言可以是（）（）A.C++B.PythonC.兩者皆可D.以上都不是11、ROS支持多種傳感器的集成和數(shù)據(jù)處理。假設(shè)一個移動機(jī)器人需要同時使用激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測量單元（IMU）來感知環(huán)境。在融合這些傳感器的數(shù)據(jù)以獲得更全面和準(zhǔn)確的環(huán)境信息時，以下哪種數(shù)據(jù)融合算法和框架最適合？（）A.簡單的加權(quán)平均法B.卡爾曼濾波C.粒子濾波D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，分別處理各個傳感器數(shù)據(jù)12、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于描述機(jī)器人位置信息的消息類型通常是？（）（）A.geometry_msgs/PoseB.sensor_msgs/ImuC.std_msgs/StringD.以上都不是13、ROS中的TF（TransformFrame）庫用于管理機(jī)器人不同部件之間的坐標(biāo)變換。當(dāng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，以下哪種方法可以快速更新TF樹？（）A.手動重新配置TF關(guān)系B.使用自動檢測和更新機(jī)制C.重新啟動整個ROS系統(tǒng)D.以上方法都不太可行14、在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的軌跡規(guī)劃時，如果規(guī)劃的軌跡與實(shí)際環(huán)境存在沖突，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.機(jī)器人停止運(yùn)動并重新規(guī)劃B.機(jī)器人強(qiáng)行按照規(guī)劃軌跡運(yùn)動C.系統(tǒng)自動調(diào)整環(huán)境以適應(yīng)軌跡D.軌跡規(guī)劃算法自動優(yōu)化15、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)器人的修改值二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明ROS中的系統(tǒng)維護(hù)和支持策略。2、（本題5分）ROS中的動作（Action）與普通服務(wù)有何區(qū)別？3、（本題5分）描述ROS在物流分揀機(jī)器人中的應(yīng)用。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于反恐排爆機(jī)器人，機(jī)器人操作系統(tǒng)在危險環(huán)境感知、爆炸物處理和遠(yuǎn)程精確操作等方面面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。請全面綜合分析其在傳感器融合、防爆設(shè)計、行動策略制定等方面的技術(shù)解決方案，探討反恐排爆機(jī)器人在保障公共安全和應(yīng)對突發(fā)事件中的作用，以及在技術(shù)研發(fā)和實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中的困難和突破方向。2、（本題5分）在一個紡織工廠，ROS控制的機(jī)器人進(jìn)行布料搬運(yùn)和質(zhì)量檢測。請深入探討ROS在布料柔軟材質(zhì)處理、質(zhì)量缺陷識別、搬運(yùn)效率提升以及工廠噪音環(huán)境適應(yīng)方面的重點(diǎn)和難點(diǎn)。3、（本題5分）隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，跨平臺和跨設(shè)備的控制需求日益增加。綜合分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)與不同操作系統(tǒng)、編程語言和硬件平臺的兼容和交互，以及如何保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。4、（本題5分）在機(jī)器人集群協(xié)作中，如大規(guī)模的無人機(jī)編隊飛行，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)高效的任務(wù)分配、信息共享和協(xié)同控制，以及如何保證整個集群的穩(wěn)定性和魯棒性。5、（本題5分）在一個陶瓷生產(chǎn)工廠，ROS控制的機(jī)器人進(jìn)行陶瓷制品的搬運(yùn)和燒制監(jiān)控。請深入探討ROS在陶瓷易碎特性處理、燒制溫度控制、搬運(yùn)平穩(wěn)性以及粉塵環(huán)