上海興偉學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)Ⅱ》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…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁上海興偉學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)Ⅱ》

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、假設(shè)在一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景中，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行精確規(guī)劃和控制。使用ROS提供的工具和功能，以下哪種方法能夠更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？該場(chǎng)景中機(jī)器人需要避開多個(gè)動(dòng)態(tài)障礙物，并在有限的時(shí)間內(nèi)到達(dá)指定目標(biāo)位置，同時(shí)滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)約束。A.手動(dòng)編寫運(yùn)動(dòng)控制代碼B.使用ROS中的MoveIt框架C.基于經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行軌跡試錯(cuò)D.隨機(jī)生成運(yùn)動(dòng)軌跡2、當(dāng)機(jī)器人與其他設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，需要遵循特定的通信協(xié)議。假設(shè)機(jī)器人需要與一個(gè)工業(yè)控制器進(jìn)行高速、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換。以下哪種通信協(xié)議最適合這種應(yīng)用場(chǎng)景？（）A.CAN總線B.ModbusC.Ethernet/IPD.Profibus3、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以分布在不同的計(jì)算機(jī)上，以實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算和控制。假設(shè)一個(gè)大型機(jī)器人系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行在不同的計(jì)算機(jī)上。為了確保節(jié)點(diǎn)之間的通信高效和可靠，以下哪種網(wǎng)絡(luò)配置和通信協(xié)議的選擇最為關(guān)鍵？（）A.使用以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議B.采用無線網(wǎng)絡(luò)和UDP協(xié)議C.利用專用的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和自定義協(xié)議D.不考慮網(wǎng)絡(luò)因素，默認(rèn)配置4、ROS中的機(jī)器人模型描述通常使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件。假設(shè)需要描述一個(gè)具有多個(gè)關(guān)節(jié)和連桿的復(fù)雜機(jī)器人結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于URDF文件的描述，正確的是？（）A.URDF文件只能描述機(jī)器人的幾何形狀，不能包含運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息B.URDF文件是一種二進(jìn)制格式，難以直接編輯和理解C.URDF文件可以通過添加插件來擴(kuò)展其功能，如描述傳感器和執(zhí)行器D.URDF文件的語法復(fù)雜，不適合手動(dòng)編寫，只能通過自動(dòng)生成工具創(chuàng)建5、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，常常使用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人在遠(yuǎn)程環(huán)境中工作，需要通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行模韵玛P(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸B.UDP協(xié)議適合實(shí)時(shí)性要求高但對(duì)數(shù)據(jù)可靠性要求不高的場(chǎng)景C.網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲對(duì)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的性能沒有影響D.可以使用加密技術(shù)保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的安全性6、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)更新和版本管理是重要的維護(hù)工作。以下哪種方式能夠確保更新過程的順利和穩(wěn)定？（）A.自動(dòng)在線更新B.手動(dòng)下載安裝C.忽略更新，使用舊版本D.定期備份后更新請(qǐng)分析每個(gè)選項(xiàng)在操作系統(tǒng)更新中的風(fēng)險(xiǎn)和優(yōu)勢(shì)7、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法評(píng)估，以下哪個(gè)指標(biāo)通常被用來衡量規(guī)劃結(jié)果的優(yōu)劣？（）A.路徑長度B.規(guī)劃時(shí)間C.碰撞次數(shù)D.以上都是。假設(shè)需要比較不同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法在各種場(chǎng)景下的性能，上述哪些指標(biāo)能夠全面地反映算法的效率和安全性，并說明如何根據(jù)這些指標(biāo)進(jìn)行算法的選擇和優(yōu)化8、在機(jī)器人的視覺伺服控制中，通過攝像頭反饋的圖像信息來控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)機(jī)器人需要將一個(gè)物體準(zhǔn)確地移動(dòng)到指定位置。以下哪種視覺伺服控制方法在處理圖像噪聲和目標(biāo)遮擋時(shí)具有較好的魯棒性？（）A.基于位置的視覺伺服B.基于圖像的視覺伺服C.2.5D視覺伺服D.混合視覺伺服9、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個(gè)能夠在復(fù)雜環(huán)境中自主探索的機(jī)器人，需要實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、地圖構(gòu)建和路徑規(guī)劃的集成。以下哪種技術(shù)和方法的組合能夠最有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.使用激光雷達(dá)進(jìn)行環(huán)境感知，基于柵格地圖進(jìn)行路徑規(guī)劃B.依靠視覺傳感器感知環(huán)境，利用拓?fù)涞貓D規(guī)劃路徑C.隨機(jī)感知環(huán)境，不構(gòu)建地圖，直接規(guī)劃路徑D.不進(jìn)行自主探索，按照預(yù)設(shè)路線移動(dòng)10、在ROS中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的分布式計(jì)算和控制，以下哪種技術(shù)能夠有效地管理節(jié)點(diǎn)之間的通信和資源分配？（）A.ROSMasterB.DockerC.KubernetesD.MPI。假設(shè)一個(gè)大規(guī)模的機(jī)器人系統(tǒng)由多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組成，需要高效地協(xié)調(diào)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的工作，合理分配計(jì)算資源，上述哪種技術(shù)能夠提供更強(qiáng)大的分布式支持，并說明其在ROS中的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)11、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的自主決策能力提升，以下哪種方法能夠使機(jī)器人在復(fù)雜情況下做出更明智的選擇？（）A.增加決策規(guī)則B.基于案例的推理C.深度學(xué)習(xí)決策模型D.隨機(jī)決策請(qǐng)分別闡述每個(gè)選項(xiàng)在提升自主決策能力方面的作用和潛在問題12、當(dāng)使用ROS控制一個(gè)人形機(jī)器人進(jìn)行行走和動(dòng)作模仿時(shí)，需要考慮復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)和平衡控制。以下哪種方法和技術(shù)可能會(huì)被用于人形機(jī)器人的控制？（）A.零力矩點(diǎn)控制B.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制C.全身運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和協(xié)同控制D.以上都有可能13、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的可視化是非常重要的。假設(shè)需要實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡、傳感器數(shù)據(jù)和模型等信息。以下關(guān)于ROS可視化工具的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.RViz（RobotVisualization）是一個(gè)常用的ROS可視化工具，可以顯示多種類型的數(shù)據(jù)B.Gazebo是一個(gè)用于機(jī)器人仿真的工具，可以與ROS集成進(jìn)行可視化和物理模擬C.在可視化過程中，可以通過插件擴(kuò)展RViz和Gazebo的功能D.一旦在RViz或Gazebo中設(shè)置了可視化布局，就不能再進(jìn)行更改和調(diào)整14、ROS支持多種機(jī)器人硬件平臺(tái)。假設(shè)要將一個(gè)在模擬環(huán)境中開發(fā)的ROS程序移植到實(shí)際的機(jī)器人硬件上，以下關(guān)于移植過程中可能遇到的問題和解決方法的描述，正確的是：（）A.硬件驅(qū)動(dòng)的差異可能導(dǎo)致通信問題，需要重新編寫驅(qū)動(dòng)程序B.計(jì)算資源的限制可能影響程序性能，需要進(jìn)行優(yōu)化和裁剪C.傳感器數(shù)據(jù)的格式和精度可能不同，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)適配和校準(zhǔn)D.以上問題都可能出現(xiàn)，需要全面評(píng)估和針對(duì)性解決15、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點(diǎn)（Node）是基本的計(jì)算單元。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)不同的任務(wù)，如傳感器數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)控制和路徑規(guī)劃等。當(dāng)一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)需要與已存在的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，通常會(huì)使用以下哪種方式？（）A.共享內(nèi)存B.消息隊(duì)列C.發(fā)布/訂閱（Publish/Subscribe）模式D.遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）16、ROS支持機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。假設(shè)需要在遠(yuǎn)程位置對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)操作和狀態(tài)查看。以下哪種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)方式在安全性和穩(wěn)定性方面最為可靠？（）A.通過VPN建立安全連接B.使用公共網(wǎng)絡(luò)直接連接C.依賴第三方的遠(yuǎn)程控制平臺(tái)D.不進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控17、ROS中的機(jī)器人導(dǎo)航功能需要考慮環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，例如行人的移動(dòng)或其他障礙物的突然出現(xiàn)。為了使機(jī)器人能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)這些動(dòng)態(tài)變化，以下哪種導(dǎo)航策略和算法的改進(jìn)最為關(guān)鍵？（）A.引入實(shí)時(shí)的環(huán)境感知和動(dòng)態(tài)路徑重規(guī)劃B.增加導(dǎo)航的預(yù)測(cè)時(shí)間和提前規(guī)劃路徑C.保持原有的導(dǎo)航算法，不做任何改進(jìn)D.隨機(jī)選擇新的路徑18、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特點(diǎn)不包括（）（）A.開源B.跨平臺(tái)C.閉源D.分布式19、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的跟蹤和預(yù)測(cè)。以下哪種方法和算法可能會(huì)被用于目標(biāo)跟蹤和預(yù)測(cè)？（）A.卡爾曼濾波和粒子濾波B.深度學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤和時(shí)間序列預(yù)測(cè)C.基于模型的預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)估計(jì)D.以上都有可能20、在一個(gè)基于ROS的農(nóng)業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物的識(shí)別、定位和采摘。為了完成這些任務(wù)，以下哪種技術(shù)和方法可能會(huì)被用到？（）A.機(jī)器視覺和圖像分割B.精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和機(jī)械臂控制C.作物生長模型和決策算法D.以上都有可能二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）ROS中的自主探索算法。2、（本題5分）如何在ROS中進(jìn)行代碼重構(gòu)和優(yōu)化？3、（本題5分）如何在ROS中優(yōu)化機(jī)器人的能耗效率？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，為山體滑坡監(jiān)測(cè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)位移監(jiān)測(cè)和預(yù)警通知系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個(gè)鴕鳥養(yǎng)殖場(chǎng)鴕鳥蛋搬運(yùn)機(jī)器人的防破損搬運(yùn)系統(tǒng)。3、（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)。4、（本題5分）使用ROS構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人的自主充電系統(tǒng)，當(dāng)電量低時(shí)能夠自動(dòng)尋找充電座。5、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)