武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)D》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)D》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在ROS環(huán)境下，要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確控制，需要考慮運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。假設(shè)要控制一個(gè)機(jī)械臂完成一系列復(fù)雜的動(dòng)作，并且要求動(dòng)作的精度和速度都達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。以下哪種方法在構(gòu)建運(yùn)動(dòng)控制模型時(shí)最為有效和準(zhǔn)確？（）A.基于簡(jiǎn)單的幾何模型進(jìn)行控制B.采用經(jīng)驗(yàn)公式和試錯(cuò)法C.利用精確的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程D.忽略模型，僅依靠反饋控制2、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲(chǔ)和共享全局參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的配置參數(shù)，如運(yùn)動(dòng)速度限制和傳感器校準(zhǔn)值，存儲(chǔ)在參數(shù)服務(wù)器中。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)嘗試修改同一個(gè)參數(shù)時(shí)，以下哪種機(jī)制會(huì)被觸發(fā)？（）A.最后修改的節(jié)點(diǎn)的值會(huì)被接受，其他修改被忽略B.系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)的修改值進(jìn)行應(yīng)用C.系統(tǒng)會(huì)阻止所有修改操作，直到?jīng)_突解決D.系統(tǒng)會(huì)將所有修改值進(jìn)行平均，得到最終的參數(shù)值3、在ROS環(huán)境中，對(duì)于機(jī)器人的實(shí)時(shí)性能優(yōu)化，需要考慮算法的復(fù)雜度、內(nèi)存使用和計(jì)算效率等方面。假設(shè)機(jī)器人的某個(gè)功能模塊存在性能瓶頸，以下哪種方法能夠最有效地提升性能？（）A.優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)，減少計(jì)算量B.增加硬件資源，如內(nèi)存和CPUC.不進(jìn)行優(yōu)化，維持現(xiàn)狀D.降低功能要求，簡(jiǎn)化任務(wù)4、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航功能的工具是？（）（）A.move_baseB.amclC.navigation_stackD.以上都是5、假設(shè)在一個(gè)ROS控制的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目中，需要多個(gè)開發(fā)人員同時(shí)進(jìn)行開發(fā)和調(diào)試。以下哪種版本控制和協(xié)作工具的組合能夠有效地管理代碼和協(xié)調(diào)工作？（）A.Git結(jié)合代碼審查B.不使用版本控制，各自保存代碼C.本地版本控制，不進(jìn)行協(xié)作D.隨意共享代碼，不進(jìn)行管理6、ROS支持分布式計(jì)算，如果在分布式環(huán)境中節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？（）A.數(shù)據(jù)傳輸延遲，影響系統(tǒng)性能B.系統(tǒng)自動(dòng)擴(kuò)展帶寬C.對(duì)系統(tǒng)沒有明顯影響D.計(jì)算速度加快7、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性沒有影響8、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人里程計(jì)信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/OdometryB.sensor_msgs/ImuC.std_msgs/Float32D.以上都不是9、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人系統(tǒng)中，需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。如果選擇了不合適的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，可能會(huì)導(dǎo)致什么問題？（）A.數(shù)據(jù)丟失或讀取速度慢B.系統(tǒng)存儲(chǔ)空間自動(dòng)擴(kuò)展C.數(shù)據(jù)安全性提高D.系統(tǒng)性能優(yōu)化10、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11、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12、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的感知融合時(shí)，需要處理不同傳感器的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和校準(zhǔn)問題。假設(shè)傳感器的安裝位置和方向存在偏差，以下哪種方法能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行坐標(biāo)系校準(zhǔn)？（）A.手動(dòng)測(cè)量和計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)B.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自動(dòng)校準(zhǔn)C.不進(jìn)行校準(zhǔn)，直接使用原始數(shù)據(jù)D.隨機(jī)設(shè)置校準(zhǔn)參數(shù)13、ROS中的軟件包更新可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。在進(jìn)行軟件包更新之前，以下哪種措施可以降低風(fēng)險(xiǎn)？（）A.備份重要的數(shù)據(jù)和配置文件B.在測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行更新測(cè)試C.查看更新的日志和說明，了解可能的影響D.以上措施都應(yīng)該采取14、在基于ROS的機(jī)器人視覺SLAM（同時(shí)定位與地圖構(gòu)建）系統(tǒng)中，以下哪種特征提取算法常用于提高地圖的準(zhǔn)確性和魯棒性？（）A.SIFT（Scale-InvariantFeatureTransform）B.SURF（SpeededUpRobustFeatures）C.ORB（OrientedFASTandRotatedBRIEF）D.以上算法都可能適用15、在ROS控制的機(jī)器人視覺跟蹤任務(wù)中，如果目標(biāo)物體被短暫遮擋，以下哪種處理方式較為合理？（）A.依據(jù)之前的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行預(yù)測(cè)跟蹤B.停止跟蹤，等待目標(biāo)重新出現(xiàn)C.隨機(jī)選擇新的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤D.切換到其他跟蹤算法二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的生物實(shí)驗(yàn)輔助機(jī)器人中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作方法。2、（本題5分）ROS在智能交通中的角色是什么？3、（本題5分）ROS中的任務(wù)規(guī)劃模塊的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。4、（本題5分）解釋如何在ROS中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的避障功能。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人用于播種、施肥、采摘等作業(yè)。詳細(xì)分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何結(jié)合農(nóng)業(yè)環(huán)境特點(diǎn)，如地形、作物生長(zhǎng)狀態(tài)等，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)和高效資源利用，以及面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和解決方案。2、（本題5分）在污水處理廠，機(jī)器人用于水池清理和設(shè)備檢測(cè)。詳細(xì)分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在污水環(huán)境適應(yīng)、清理工具控制、設(shè)備故障診斷和數(shù)據(jù)安全傳輸方面的特殊需求，研究操作系統(tǒng)如何保障污水處理廠的正常運(yùn)行和環(huán)境安全。3、（本題5分）當(dāng)機(jī)器人應(yīng)用于城市地下管網(wǎng)的檢測(cè)和維護(hù)時(shí)，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何在狹窄、復(fù)雜的地下環(huán)境中進(jìn)行管道檢測(cè)、故障定位和修復(fù)作業(yè)，以及如何與城市基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作。4、（本題5分）考慮一個(gè)基于ROS的地質(zhì)勘探機(jī)器人項(xiàng)目，用于在山區(qū)進(jìn)行地質(zhì)數(shù)據(jù)采集。綜合分析ROS在山地地形穿越、地質(zhì)樣本采集、通信信號(hào)穩(wěn)定以及能源續(xù)航方面的要點(diǎn)和困難。5、（本題5分）假設(shè)要開發(fā)一個(gè)ROS操控的海底光纜鋪設(shè)機(jī)器人，能夠在深海進(jìn)行光纜鋪設(shè)作業(yè)。深入分析ROS在水壓抵抗、光纜鋪設(shè)路徑規(guī)劃、海底地形適應(yīng)以及故障檢測(cè)方面的關(guān)鍵技術(shù)和難題。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（