許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)工程實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第一學(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(yè)，共3頁(yè)許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)工程實(shí)踐》

2023-2024學(xué)年第一學(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25個(gè)小題，每小題1分，共25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2、在ROS中，動(dòng)作（Action）常用于需要長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行且需要反饋的任務(wù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人執(zhí)行抓取物體的動(dòng)作，如果在執(zhí)行過(guò)程中遇到意外阻礙，應(yīng)該如何處理？（）A.停止動(dòng)作并報(bào)告錯(cuò)誤B.嘗試強(qiáng)行完成動(dòng)作C.忽略阻礙，繼續(xù)執(zhí)行D.自動(dòng)切換到備用動(dòng)作3、在基于ROS的機(jī)器人語(yǔ)音交互系統(tǒng)中，當(dāng)需要提高語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確率和響應(yīng)速度時(shí)，以下哪種技術(shù)或方法可能是最關(guān)鍵的？（）A.優(yōu)化聲學(xué)模型B.增加訓(xùn)練數(shù)據(jù)C.采用更先進(jìn)的硬件D.簡(jiǎn)化語(yǔ)音指令請(qǐng)分別說(shuō)明每個(gè)選項(xiàng)對(duì)語(yǔ)音交互系統(tǒng)性能的影響以及為何某個(gè)選項(xiàng)最為關(guān)鍵4、ROS中的消息隊(duì)列（MessageQueue）用于存儲(chǔ)待發(fā)送的消息。如果消息隊(duì)列溢出，會(huì)發(fā)生什么？（）A.新的消息被丟棄B.系統(tǒng)自動(dòng)擴(kuò)展隊(duì)列容量C.消息發(fā)送速度加快D.對(duì)通信沒(méi)有影響5、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的軌跡跟蹤控制，以下哪種控制器能夠處理模型不確定性和外部干擾？（）A.自適應(yīng)控制器B.滑?？刂破鰿.魯棒控制器D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人的模型存在參數(shù)變化和未知的外部干擾，需要一種控制器能夠保證軌跡跟蹤的精度和穩(wěn)定性，上述哪種控制器能夠更好地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，并詳細(xì)說(shuō)明其控制原理和在ROS中的實(shí)現(xiàn)方式6、在ROS中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，以下哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常被采用？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT。假設(shè)需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，數(shù)據(jù)傳輸需要保證可靠性和實(shí)時(shí)性，同時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，上述哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更適合，并說(shuō)明其在ROS遠(yuǎn)程控制中的配置和使用方法7、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于記錄和回放機(jī)器人數(shù)據(jù)的工具？（）（）A.rosbagB.rqt_logger_levelC.rqt_plotD.以上都不是8、ROS支持與外部硬件設(shè)備的通信。假設(shè)有一個(gè)需要與特定型號(hào)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行通信的機(jī)器人關(guān)節(jié)。在這種情況下，以下哪種方式最適合實(shí)現(xiàn)通信？（）A.使用通用的串口通信協(xié)議B.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)套接字（Socket）進(jìn)行通信C.利用ROS提供的特定硬件驅(qū)動(dòng)接口D.直接通過(guò)內(nèi)存共享進(jìn)行高速通信9、在基于ROS的機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用中，需要實(shí)現(xiàn)貨物的準(zhǔn)確抓取和放置。以下哪種傳感器可以幫助確定貨物的位置和姿態(tài)？（）A.深度相機(jī)B.激光測(cè)距儀C.超聲波傳感器D.視覺(jué)標(biāo)簽10、在機(jī)器人的視覺(jué)伺服控制中，通過(guò)攝像頭反饋的圖像信息來(lái)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(jué)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(jué)伺服B.基于圖像的視覺(jué)伺服C.2.5D視覺(jué)伺服D.混合視覺(jué)伺服11、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人之間的通信和協(xié)作，以完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，例如在倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)行貨物搬運(yùn)和分揀，以下哪種通信機(jī)制最為關(guān)鍵？（）A.主題通信B.服務(wù)通信C.動(dòng)作通信D.參數(shù)服務(wù)器12、在使用ROS開發(fā)一個(gè)具有多個(gè)傳感器的移動(dòng)機(jī)器人時(shí)，需要進(jìn)行傳感器融合和校準(zhǔn)。假設(shè)傳感器的測(cè)量值存在偏差和噪聲，以下關(guān)于校準(zhǔn)和融合的策略，正確的是：（）A.先進(jìn)行傳感器校準(zhǔn)，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)融合B.同時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)和融合，以提高效率C.只進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，忽略傳感器的偏差和噪聲D.不需要校準(zhǔn)，直接使用原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合13、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14、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于可視化機(jī)器人狀態(tài)的工具？（）（）A.RVizB.GazeboC.rqt_graphD.以上都是15、當(dāng)使用ROS開發(fā)一個(gè)用于教育的機(jī)器人時(shí)，需要考慮用戶友好的編程接口和教學(xué)功能。以下哪種編程模式和教學(xué)工具可能會(huì)被集成到機(jī)器人系統(tǒng)中？（）A.圖形化編程和互動(dòng)式教學(xué)課程B.腳本編程和虛擬實(shí)驗(yàn)室C.基于Python的編程和案例庫(kù)D.以上都有可能16、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17、在使用ROS控制機(jī)器人進(jìn)行物體抓取時(shí)，需要精確的力控制。假設(shè)需要根據(jù)抓取物體的材質(zhì)和形狀實(shí)時(shí)調(diào)整抓取力的大小，以下哪種傳感器可能最為關(guān)鍵？（）A.壓力傳感器B.位置傳感器C.速度傳感器D.溫度傳感器18、在ROS中，要對(duì)機(jī)器人的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以下哪種濾波器常用于去除噪聲和干擾？（）A.均值濾波器B.中值濾波器C.高斯濾波器D.卡爾曼濾波器。假設(shè)機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)存在大量隨機(jī)噪聲，需要在保留有用信息的同時(shí)有效地去除噪聲，上述哪種濾波器能夠更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并分析其濾波效果和在ROS中的實(shí)現(xiàn)方法19、ROS中的坐標(biāo)變換在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和感知中起著關(guān)鍵作用。假設(shè)有一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人，其身上安裝了激光雷達(dá)和攝像頭，同時(shí)機(jī)器人在一個(gè)環(huán)境中移動(dòng)。為了將激光雷達(dá)和攝像頭獲取的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到機(jī)器人的坐標(biāo)系下，需要進(jìn)行坐標(biāo)變換。以下關(guān)于坐標(biāo)變換的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用TF（TransformFramework）庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)變換B.坐標(biāo)變換需要確定源坐標(biāo)系和目標(biāo)坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)和平移關(guān)系C.一旦完成坐標(biāo)變換，在不同坐標(biāo)系下獲取的數(shù)據(jù)可以直接進(jìn)行融合和分析，無(wú)需進(jìn)一步處理D.坐標(biāo)變換可能會(huì)引入一定的誤差，需要進(jìn)行誤差評(píng)估和補(bǔ)償20、在機(jī)器人的協(xié)作控制中，多個(gè)機(jī)器人需要協(xié)同完成一個(gè)復(fù)雜任務(wù)。假設(shè)一組機(jī)器人需要共同搬運(yùn)一個(gè)大型物體，并且要保持物體的平衡和穩(wěn)定。以下哪種協(xié)作控制策略能夠有效地協(xié)調(diào)各個(gè)機(jī)器人的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)？（）A.集中式控制B.分布式控制C.主從式控制D.混合式控制21、機(jī)器人的軟件架構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維護(hù)性至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)需要不斷添加新的功能和模塊。以下哪種軟件架構(gòu)風(fēng)格能夠更好地支持這種需求，同時(shí)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)D.面向?qū)ο蠹軜?gòu)22、ROS中的動(dòng)作（Action）通信機(jī)制適用于長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)執(zhí)行和反饋。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，如搜索并搬運(yùn)一個(gè)物體，以下關(guān)于動(dòng)作通信的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.動(dòng)作客戶端發(fā)送目標(biāo)請(qǐng)求給動(dòng)作服務(wù)器，動(dòng)作服務(wù)器執(zhí)行任務(wù)并不斷反饋進(jìn)度B.動(dòng)作通信可以在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中隨時(shí)取消或暫停C.動(dòng)作通信只能用于一次性的任務(wù)，不能用于循環(huán)執(zhí)行的任務(wù)D.可以通過(guò)動(dòng)作通信獲取任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果和狀態(tài)信息23、當(dāng)使用ROS開發(fā)多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)時(shí)，以下哪種通信模式能夠?qū)崿F(xiàn)高效的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)？（）A.廣播模式B.組播模式C.發(fā)布/訂閱模式D.請(qǐng)求/響應(yīng)模式。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人需要根據(jù)環(huán)境變化動(dòng)態(tài)地分配任務(wù)，快速共享信息和協(xié)同工作，上述哪種通信模式能夠提供更靈活和實(shí)時(shí)的協(xié)作支持，并分析其在多機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)24、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.Profibus25、ROS支持分布式機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)。假設(shè)一個(gè)分布式機(jī)器人系統(tǒng)由多個(gè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的機(jī)器人組成，以下關(guān)于分布式通信和同步的描述，正確的是：（）A.依賴ROS的默認(rèn)通信機(jī)制，無(wú)需特殊處理分布式同步問(wèn)題B.使用時(shí)間同步協(xié)議，確保各個(gè)機(jī)器人的時(shí)間基準(zhǔn)一致C.忽略分布式環(huán)境中的通信延遲和丟包，對(duì)系統(tǒng)性能影響不大D.分布式機(jī)器人系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的通信和同步二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）說(shuō)明ROS在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用案例。2、（本題5分）說(shuō)明ROS中的交通疏導(dǎo)機(jī)器人中的交通流量監(jiān)測(cè)技術(shù)。3、（本題5分）如何在ROS中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配置？4、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的藥物研發(fā)機(jī)器人中的實(shí)驗(yàn)流程控制。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（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。2、（本題5分）利用ROS為船舶除銹機(jī)器人開發(fā)一個(gè)銹斑檢測(cè)和除銹系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS中構(gòu)建一個(gè)鐵路軌道檢測(cè)機(jī)器人的軌道變形監(jiān)測(cè)與維護(hù)系統(tǒng)。4、（本題5分）利用ROS為海上石油平臺(tái)巡檢機(jī)器人開發(fā)一個(gè)設(shè)備故障檢測(cè)和維修計(jì)劃生成系統(tǒng)。5、（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)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）對(duì)于具有自主清潔功能的公共交通車輛機(jī)器人，ROS在清潔區(qū)域規(guī)劃和污垢識(shí)別方面面臨挑戰(zhàn)。請(qǐng)深入綜合分析ROS中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和清潔效