大連外國語大學《機器學習雙語》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《機器學習雙語》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、ROS中的機器人操作系統(tǒng)資源分配需要考慮任務的優(yōu)先級和資源需求。以下哪種資源分配算法能夠實現更公平和高效的資源利用？（）A.先來先服務B.最短作業(yè)優(yōu)先C.最高響應比優(yōu)先D.隨機分配請分別說明每個資源分配算法的原理和在機器人操作系統(tǒng)中的優(yōu)缺點2、ROS中的節(jié)點可以分布在不同的計算平臺上。當節(jié)點之間的計算能力差異較大時，如何平衡系統(tǒng)的負載？（）A.將計算任務分配給能力較強的節(jié)點B.對計算任務進行分割，分配給不同的節(jié)點C.根據節(jié)點的負載情況動態(tài)調整任務分配D.以上方法都可以3、在一個基于ROS的機器人視覺系統(tǒng)中，需要對攝像頭采集到的圖像進行處理和分析。圖像數據通常以較大的量進行傳輸。為了提高圖像傳輸的效率和實時性，以下哪種方法是可行的？（）A.對圖像進行壓縮后再傳輸B.降低攝像頭的分辨率以減少數據量C.使用更高帶寬的網絡設備D.以上方法都可以結合使用4、假設在一個ROS控制的機器人團隊項目中，需要多個開發(fā)人員同時進行開發(fā)和調試。以下哪種版本控制和協作工具的組合能夠有效地管理代碼和協調工作？（）A.Git結合代碼審查B.不使用版本控制，各自保存代碼C.本地版本控制，不進行協作D.隨意共享代碼，不進行管理5、ROS中的服務服務器（ServiceServer）需要實現以下哪些函數？（）（）A.處理請求的函數B.發(fā)送響應的函數C.兩者皆有D.以上都不是6、ROS支持分布式計算，如果在分布式環(huán)境中節(jié)點之間的網絡帶寬有限，會對系統(tǒng)產生什么影響？（）A.數據傳輸延遲，影響系統(tǒng)性能B.系統(tǒng)自動擴展帶寬C.對系統(tǒng)沒有明顯影響D.計算速度加快7、ROS中的機器人軟件架構設計需要考慮可擴展性和可維護性。以下哪種架構模式可能最適合復雜的機器人系統(tǒng)開發(fā)？（）A.分層架構B.微服務架構C.單體架構D.無架構，自由開發(fā)請詳細解釋每個架構模式的特點以及在機器人軟件開發(fā)中的優(yōu)劣8、在使用ROS控制機器人的機械臂時，需要精確的運動控制算法。假設機械臂需要按照預定的軌跡進行運動，同時要考慮到關節(jié)的限制和動力學特性。以下哪種控制方法可能最為適用？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模糊控制C.隨機控制D.開環(huán)控制9、ROS（RobotOperatingSystem）中的節(jié)點（Node）之間通過（）進行通信。A.消息隊列B.共享內存C.網絡套接字D.以上都是10、在ROS中，為了提高機器人系統(tǒng)的可擴展性和可維護性，通常會采用模塊化的設計。假設一個機器人項目包含多個功能模塊，如視覺感知、運動控制和路徑規(guī)劃，以下關于模塊化設計的描述，正確的是？（）A.模塊之間應該盡量減少依賴，以提高獨立性和可替換性B.為了提高性能，模塊之間可以直接共享內存進行數據交換C.所有模塊都應該放在同一個代碼庫中，方便管理和維護D.模塊的接口應該盡量復雜，以包含更多的功能和參數11、在ROS中，當需要同時處理多個具有不同頻率的傳感器數據時，以下哪種技術可以用于同步這些數據？（）A.硬件同步B.軟件定時器C.消息過濾器D.數據緩存12、ROS中的話題（Topic）是一種常見的通信機制。假設有一個機器人在移動過程中不斷發(fā)布其位置信息作為一個話題。多個節(jié)點對這個位置信息感興趣并進行訂閱。在這種情況下，如果發(fā)布節(jié)點突然停止發(fā)布，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.訂閱節(jié)點會繼續(xù)使用最后收到的位置信息，直到新的發(fā)布信息到來B.訂閱節(jié)點會立即停止運行，等待發(fā)布節(jié)點重新開始發(fā)布C.訂閱節(jié)點會自動切換到其他可用的類似話題進行數據獲取D.整個系統(tǒng)會崩潰，因為失去了關鍵的位置信息源13、ROS支持分布式機器人系統(tǒng)的開發(fā)。假設一個分布式機器人系統(tǒng)由多個通過網絡連接的機器人組成，以下關于分布式通信和同步的描述，正確的是：（）A.依賴ROS的默認通信機制，無需特殊處理分布式同步問題B.使用時間同步協議，確保各個機器人的時間基準一致C.忽略分布式環(huán)境中的通信延遲和丟包，對系統(tǒng)性能影響不大D.分布式機器人系統(tǒng)無法實現有效的通信和同步14、機器人的傳感器校準對于獲取準確的測量數據至關重要。假設一個激光雷達傳感器的測量結果存在偏差，需要進行校準。以下哪種校準方法能夠有效地消除偏差，并提高測量精度？（）A.基于工廠參數的校準B.基于現場測量的自校準C.基于外部標準設備的校準D.以上方法結合使用15、ROS中的TF（TransformFrame）庫用于管理機器人不同部件之間的坐標變換。當機器人的結構發(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關系B.使用自動檢測和更新機制C.重新啟動整個ROS系統(tǒng)D.以上方法都不太可行16、ROS中的服務（Service）通信常用于請求-響應模式。假設有一個機器人需要執(zhí)行一項復雜的任務，該任務需要多個步驟，并且每個步驟都需要確認是否成功完成。以下哪種方式可以有效地實現這種任務的管理和控制？（）A.創(chuàng)建多個服務，每個服務對應一個任務步驟B.使用一個服務，通過傳遞不同的參數來表示不同的任務步驟C.放棄服務通信，改用話題通信來實現任務管理D.將整個任務作為一個單獨的節(jié)點，不使用服務通信17、假設在一個ROS控制的機器人協作場景中，多個機器人需要共同完成一個復雜的任務。為了實現高效的協作和任務分配，以下哪種方法能夠更好地協調機器人之間的工作？（）A.每個機器人獨立決策，隨機協作B.由一個中央控制器統(tǒng)一指揮和分配任務C.基于分布式的協商機制，自主協作D.不進行協作，各自完成獨立任務18、機器人操作系統(tǒng)中，用于管理機器人傳感器數據的模塊通常是？（）（）A.運動控制模塊B.感知模塊C.規(guī)劃模塊D.通信模塊19、在ROS中，為了提高機器人系統(tǒng)的性能和實時性，通常會對節(jié)點進行優(yōu)化。假設一個節(jié)點處理大量數據導致性能瓶頸，以下哪種優(yōu)化方法可能最為有效？（）A.減少節(jié)點之間的通信次數B.使用更復雜的算法來處理數據C.增加節(jié)點的數量來分擔任務D.降低數據的采樣頻率20、在ROS中，進行機器人的軌跡規(guī)劃時，需要考慮機器人的動力學約束。假設機器人的關節(jié)具有速度和加速度限制，以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠滿足這些約束？（）A.三次樣條曲線規(guī)劃，能夠保證連續(xù)性但不一定滿足動力學約束B.基于模型預測控制（MPC）的規(guī)劃方法，能夠考慮動力學約束C.直線插補規(guī)劃，簡單但無法滿足復雜的約束條件D.以上方法都不能滿足動力學約束，需要特殊設計21、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理機器人環(huán)境感知信息的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是22、當使用ROS實現機器人的自主探索功能時，以下哪種策略能夠有效地平衡探索效率和地圖完整性？（）A.隨機探索B.邊界探索C.目標導向探索D.基于模型的探索。假設機器人在未知環(huán)境中進行自主探索，需要在盡可能短的時間內構建完整和準確的環(huán)境地圖，上述哪種探索策略能夠更好地實現這一目標，并分析其優(yōu)缺點和在ROS中的應用23、在ROS中，服務（Service）用于節(jié)點之間的請求/響應通信。假設一個機器人需要執(zhí)行特定的復雜操作，如抓取物體，并且這個操作的參數和結果需要在節(jié)點之間準確傳遞。以下關于使用服務進行通信的描述，正確的是？（）A.服務通信是異步的，請求節(jié)點發(fā)送請求后可以立即進行其他操作，無需等待響應B.服務通信只能在同一臺計算機上的節(jié)點之間進行，無法跨計算機通信C.服務通信保證了請求的唯一性，即同一時間只能有一個請求在處理D.服務通信的響應速度通常比話題通信慢，因為涉及更多的協議開銷24、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。當一個ROS項目包含多個相關但功能不同的包時，如何有效地管理它們之間的依賴關系？（）A.在每個包的配置文件中明確聲明依賴B.使用ROS的依賴管理工具自動處理C.通過文檔說明依賴關系，由開發(fā)者手動管理D.以上方法都可以25、ROS中的機器人軟件測試是保證系統(tǒng)可靠性的重要環(huán)節(jié)。以下哪種測試方法能夠更全面地檢測軟件的功能和性能？（）A.單元測試B.集成測試C.系統(tǒng)測試D.以上都需要請分別說明每個測試方法的重點和在機器人軟件測試中的作用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）ROS中的硬件抽象層（HAL）的作用是什么？2、（本題5分）描述ROS在農業(yè)機器人中的應用場景。3、（本題5分）ROS中的Gazebo模擬器的作用是什么？4、（本題5分）說明ROS中的環(huán)境污染有效治理機器人中的治理效果評估。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個機器人的自主路徑規(guī)劃和能量消耗預測系統(tǒng)。2、（本題5分）設計一個使用ROS的金槍魚養(yǎng)殖場金槍魚圍捕機器人的大規(guī)模圍捕與處理系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS框架下，為礦山開采機器人設計一個礦石識別和開采系統(tǒng)。4、（本題5分）利用ROS為滑雪巡邏機器人開發(fā)一個滑雪者狀態(tài)監(jiān)測和救援系統(tǒng)。5、（本題5分）設計一個基于ROS的制藥廠藥品分揀機器人的藥品識別與分揀系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在