南京財(cái)經(jīng)大學(xué)紅山學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)及應(yīng)用》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)南京財(cái)經(jīng)大學(xué)紅山學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)及應(yīng)用》

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2、ROS中的機(jī)器人軟件測(cè)試是保證系統(tǒng)可靠性的重要環(huán)節(jié)。以下哪種測(cè)試方法能夠更全面地檢測(cè)軟件的功能和性能？（）A.單元測(cè)試B.集成測(cè)試C.系統(tǒng)測(cè)試D.以上都需要請(qǐng)分別說(shuō)明每個(gè)測(cè)試方法的重點(diǎn)和在機(jī)器人軟件測(cè)試中的作用3、當(dāng)使用ROS開發(fā)一個(gè)水下探測(cè)機(jī)器人時(shí)，需要考慮水壓對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)和電子設(shè)備的影響，以及水下通信的限制。以下哪種設(shè)計(jì)和技術(shù)可能有助于解決這些問(wèn)題？（）A.抗壓外殼設(shè)計(jì)和水聲通信編碼B.密封艙設(shè)計(jì)和水下定位系統(tǒng)C.低功耗電子設(shè)備和光學(xué)通信D.以上都有可能4、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個(gè)能夠在狹窄空間中操作的微型機(jī)器人，需要考慮機(jī)器人的尺寸、靈活性和控制精度。以下哪種設(shè)計(jì)和控制方法可能會(huì)被用于微型機(jī)器人？（）A.微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和微型電機(jī)控制B.柔性結(jié)構(gòu)和精密驅(qū)動(dòng)C.小型傳感器集成和微型控制器D.以上都有可能5、在機(jī)器人的路徑規(guī)劃中，需要考慮動(dòng)態(tài)障礙物的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中，周圍有其他移動(dòng)的物體。以下哪種路徑規(guī)劃算法能夠?qū)崟r(shí)更新路徑，以避開動(dòng)態(tài)障礙物？（）A.動(dòng)態(tài)窗口算法B.快速擴(kuò)展隨機(jī)樹算法C.實(shí)時(shí)A*算法D.以上算法均可6、假設(shè)要在ROS中集成一個(gè)新的傳感器，例如一種新型的深度相機(jī)，需要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)開發(fā)和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。以下哪種方法和工具通常會(huì)被用于傳感器的集成和校準(zhǔn)？（）A.廠家提供的驅(qū)動(dòng)和校準(zhǔn)工具B.開源的驅(qū)動(dòng)開發(fā)框架和校準(zhǔn)算法C.自主編寫驅(qū)動(dòng)和自定義校準(zhǔn)流程D.以上都有可能7、在ROS中，要對(duì)機(jī)器人的控制算法進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)試，以下哪種工具或技術(shù)能夠提供有效的性能分析和調(diào)試支持？（）A.GDBB.ProfilerC.ROSLoggingD.ROSBag。假設(shè)需要找出控制算法中的性能瓶頸和潛在問(wèn)題，對(duì)算法的執(zhí)行時(shí)間、內(nèi)存使用等進(jìn)行詳細(xì)分析，上述哪個(gè)選項(xiàng)能夠提供更全面和深入的調(diào)試信息，并解釋如何利用它來(lái)優(yōu)化控制算法8、在一個(gè)ROS控制的醫(yī)療機(jī)器人系統(tǒng)中，對(duì)安全性和可靠性要求極高。以下哪種方法可以提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力？（）A.采用冗余設(shè)計(jì)B.增加監(jiān)控和報(bào)警機(jī)制C.進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證D.以上方法都需要9、當(dāng)為機(jī)器人設(shè)計(jì)視覺(jué)感知系統(tǒng)時(shí)，需要考慮多種因素。假設(shè)機(jī)器人需要在不同光照條件下準(zhǔn)確識(shí)別物體。以下哪種圖像處理技術(shù)對(duì)于解決光照變化對(duì)物體識(shí)別的影響最為有效？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測(cè)C.圖像濾波D.圖像分割10、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)協(xié)作項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)不同類型機(jī)器人之間的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)。以下哪種策略和機(jī)制可能會(huì)被用于團(tuán)隊(duì)協(xié)作？（）A.基于任務(wù)優(yōu)先級(jí)的分配B.基于能力和資源的分配C.基于市場(chǎng)機(jī)制的資源交易D.以上都有可能11、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度受到多種因素的影響，如機(jī)械結(jié)構(gòu)誤差、控制算法誤差等。假設(shè)一個(gè)高精度機(jī)器人需要達(dá)到微米級(jí)的運(yùn)動(dòng)精度。以下哪種方法能夠有效地減小這些誤差，提高運(yùn)動(dòng)精度？（）A.精密機(jī)械加工B.先進(jìn)的控制算法補(bǔ)償C.實(shí)時(shí)誤差測(cè)量與修正D.以上方法綜合運(yùn)用12、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)這些節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行通信時(shí)，通常會(huì)使用ROS提供的某種機(jī)制。以下關(guān)于ROS節(jié)點(diǎn)通信方式的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)共享內(nèi)存進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)交換B.節(jié)點(diǎn)之間使用基于TCP/IP的套接字通信C.節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)布/訂閱（Publish/Subscribe）模式和服務(wù)（Service）模式進(jìn)行通信D.節(jié)點(diǎn)之間的通信必須通過(guò)中央服務(wù)器進(jìn)行中轉(zhuǎn)13、在ROS中，部署機(jī)器人系統(tǒng)到實(shí)際硬件上需要考慮許多因素。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)已經(jīng)在開發(fā)環(huán)境中完成開發(fā)，準(zhǔn)備部署到實(shí)際的機(jī)器人平臺(tái)上。以下關(guān)于ROS部署的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.需要將ROS軟件包編譯為適合目標(biāo)硬件平臺(tái)的二進(jìn)制文件B.硬件的驅(qū)動(dòng)程序和配置需要與ROS系統(tǒng)進(jìn)行適配和集成C.部署過(guò)程中不需要考慮電源管理和散熱等硬件相關(guān)的問(wèn)題D.可以使用遠(yuǎn)程調(diào)試工具在部署后對(duì)機(jī)器人進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)試14、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）主要用于存儲(chǔ)什么類型的數(shù)據(jù)？（）（）A.常量B.變量C.配置參數(shù)D.以上都不是15、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中的交通疏導(dǎo)機(jī)器人中的交通流量監(jiān)測(cè)技術(shù)。2、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS與硬件設(shè)備進(jìn)行通信的方法。3、（本題5分）ROS中的運(yùn)動(dòng)平滑性評(píng)估指標(biāo)。4、（本題5分）描述ROS中的任務(wù)分配和調(diào)度機(jī)制。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）假設(shè)要開發(fā)一個(gè)ROS操控的考古挖掘機(jī)器人，能夠在復(fù)雜的考古現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行精細(xì)作業(yè)。深入分析ROS在遺址保護(hù)、土壤分析、工具控制以及歷史數(shù)據(jù)記錄方面的關(guān)鍵任務(wù)和技術(shù)障礙。2、（本題5分）在玻璃制造工廠，機(jī)器人參與玻璃搬運(yùn)、切割和質(zhì)量檢測(cè)工作。仔細(xì)分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在玻璃易碎性處理、切割精度控制、質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行和生產(chǎn)流程協(xié)調(diào)方面的挑戰(zhàn)，討論如何通過(guò)操作系統(tǒng)提高玻璃制造的成品率和生產(chǎn)效率。3、（本題5分）ROS在機(jī)器人的娛樂(lè)表演應(yīng)用中，如何實(shí)現(xiàn)精彩的動(dòng)作編排和與觀眾的互動(dòng)。請(qǐng)全面綜合分析ROS的編程接口和控制策略，以及在創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)和用戶體驗(yàn)方面的考慮。4、（本題5分）在影視制作領(lǐng)域，機(jī)器人用于拍攝、特效制作等工作。全面分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在精確運(yùn)動(dòng)控制、鏡頭調(diào)度、創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)和與其他影視設(shè)備集成方面的功能要求，探討操作系統(tǒng)如何滿足影視制作的藝術(shù)需求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。5、（本題5分）在危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)的機(jī)器人，如核輻射區(qū)域、火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)等，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何保障遠(yuǎn)程操作人員的安全，實(shí)現(xiàn)可靠的通信和精確的控制，以及如何應(yīng)對(duì)設(shè)備故障和突發(fā)情況。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本