安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能導(dǎo)論》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30個(gè)小題，每小題1分，共30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2、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)3、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人仿真時(shí)，需要選擇一個(gè)合適的仿真環(huán)境來模擬真實(shí)的物理世界和機(jī)器人行為。假設(shè)要考慮多種物理效果、碰撞檢測和傳感器模擬的準(zhǔn)確性，以下哪個(gè)仿真工具在ROS中是最適合的？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.Unity4、當(dāng)使用ROS控制一個(gè)機(jī)械臂進(jìn)行精確的抓取操作時(shí)，需要對機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模。為了實(shí)現(xiàn)高效和準(zhǔn)確的控制，以下哪種建模方法和控制策略通常會(huì)被采用？（）A.正運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和PID控制B.逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和模糊控制C.動(dòng)力學(xué)建模和自適應(yīng)控制D.以上都有可能5、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)，需要全面評估和針對性解決6、當(dāng)在ROS中集成新的硬件設(shè)備時(shí)，如果設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不完善，會(huì)出現(xiàn)什么問題？（）A.設(shè)備無法正常工作或工作不穩(wěn)定B.系統(tǒng)自動(dòng)修復(fù)驅(qū)動(dòng)程序C.設(shè)備性能提升D.對其他設(shè)備沒有影響7、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.對通信沒有影響8、當(dāng)開發(fā)機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，地圖構(gòu)建是重要的基礎(chǔ)。假設(shè)機(jī)器人需要在一個(gè)大型室內(nèi)環(huán)境中自主導(dǎo)航，該環(huán)境包含多個(gè)房間和走廊。以下哪種地圖表示方法能夠有效地存儲(chǔ)環(huán)境信息，同時(shí)支持快速的路徑規(guī)劃和更新？（）A.柵格地圖B.拓?fù)涞貓DC.特征地圖D.占用網(wǎng)格地圖9、機(jī)器人的傳感器校準(zhǔn)對于獲取準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)激光雷達(dá)傳感器的測量結(jié)果存在偏差，需要進(jìn)行校準(zhǔn)。以下哪種校準(zhǔn)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(shù)的校準(zhǔn)B.基于現(xiàn)場測量的自校準(zhǔn)C.基于外部標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的校準(zhǔn)D.以上方法結(jié)合使用10、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)具有多個(gè)執(zhí)行器的機(jī)器人時(shí)，需要對執(zhí)行器的協(xié)同控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。假設(shè)執(zhí)行器之間存在復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以下哪種控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)精確的協(xié)同動(dòng)作？（）A.獨(dú)立控制每個(gè)執(zhí)行器，不考慮協(xié)同B.基于主從控制的策略C.分布式協(xié)同控制算法D.不進(jìn)行協(xié)同控制，執(zhí)行器自由運(yùn)動(dòng)11、ROS支持多種編程語言進(jìn)行開發(fā)。假設(shè)一個(gè)團(tuán)隊(duì)中有成員熟悉C++，有成員熟悉Python。對于一個(gè)新的機(jī)器人項(xiàng)目，以下關(guān)于編程語言選擇的建議，正確的是：（）A.統(tǒng)一使用C++，因?yàn)槠溥\(yùn)行效率高B.統(tǒng)一使用Python，因?yàn)槠溟_發(fā)效率高C.根據(jù)具體功能模塊的需求，靈活選擇C++或PythonD.為了避免混亂，只允許使用一種語言12、ROS中的機(jī)器人感知模塊需要處理多種類型的傳感器數(shù)據(jù)融合。假設(shè)同時(shí)使用了視覺、激光和超聲波傳感器，為了提高感知的準(zhǔn)確性和可靠性，以下哪種數(shù)據(jù)融合策略最為合適？（）A.基于權(quán)重的融合B.基于概率的融合C.基于特征的融合D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，單獨(dú)使用傳感器數(shù)據(jù)13、ROS支持多種傳感器的集成和數(shù)據(jù)處理。假設(shè)一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人需要同時(shí)使用激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測量單元（IMU）來感知環(huán)境。在融合這些傳感器的數(shù)據(jù)以獲得更全面和準(zhǔn)確的環(huán)境信息時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)融合算法和框架最適合？（）A.簡單的加權(quán)平均法B.卡爾曼濾波C.粒子濾波D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，分別處理各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)14、在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要根據(jù)不同的農(nóng)作物和地形進(jìn)行作業(yè)。以下哪種方法可以提高機(jī)器人的適應(yīng)性？（）A.使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行自適應(yīng)控制B.預(yù)定義多種作業(yè)模式供選擇C.在線調(diào)整機(jī)器人的參數(shù)D.以上方法都可以15、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的動(dòng)作客戶端可以取消正在執(zhí)行的動(dòng)作請求嗎？（）（）A.可以B.不可以C.取決于具體實(shí)現(xiàn)D.以上都不是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、機(jī)器人的自主學(xué)習(xí)能力對于適應(yīng)新環(huán)境和任務(wù)非常重要。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要在不同的房間內(nèi)自主探索并學(xué)習(xí)環(huán)境的布局。以下哪種學(xué)習(xí)方法能夠幫助機(jī)器人快速建立環(huán)境模型，并不斷優(yōu)化？（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.無監(jiān)督學(xué)習(xí)C.強(qiáng)化學(xué)習(xí)D.遷移學(xué)習(xí)18、ROS支持多種機(jī)器人平臺(tái)。假設(shè)有一個(gè)輪式移動(dòng)機(jī)器人和一個(gè)足式機(jī)器人，它們在使用ROS進(jìn)行控制時(shí)，以下關(guān)于平臺(tái)差異的描述，正確的是？（）A.控制算法可以完全相同，無需針對不同平臺(tái)進(jìn)行修改B.輪式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型比足式機(jī)器人簡單，因此控制更容易C.足式機(jī)器人在ROS中的配置和參數(shù)調(diào)整與輪式機(jī)器人完全不同D.不同平臺(tái)的機(jī)器人在使用相同的傳感器時(shí)，數(shù)據(jù)處理方式相同19、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理圖像數(shù)據(jù)的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/ImageB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/Int32D.以上都不是20、在一個(gè)基于ROS的多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)。以下哪種方法可以有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)？（）A.中央控制器統(tǒng)一分配任務(wù)B.機(jī)器人通過協(xié)商自主分配任務(wù)C.使用市場機(jī)制進(jìn)行任務(wù)分配D.以上方法都可以21、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過哪種方式獲取參數(shù)服務(wù)器中的參數(shù)？（）（）A.命令行參數(shù)B.環(huán)境變量C.ROS參數(shù)服務(wù)器APID.以上都不是22、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的同步通信時(shí)，以下哪種機(jī)制通常被采用？（）A.話題（Topic）B.服務(wù)（Service）C.動(dòng)作（Action）D.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人傳感器節(jié)點(diǎn)需要在特定時(shí)間間隔內(nèi)同步發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，上述哪種通信機(jī)制能夠更好地滿足這種嚴(yán)格的同步需求，并說明其工作原理和優(yōu)勢23、在ROS中，與外部設(shè)備（如攝像頭、激光雷達(dá)等）的集成是常見的需求。假設(shè)需要將一個(gè)新的傳感器設(shè)備集成到ROS系統(tǒng)中，并獲取其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。以下關(guān)于ROS外部設(shè)備集成的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.需要為新設(shè)備編寫驅(qū)動(dòng)程序，并將其編譯到ROS系統(tǒng)中B.可以使用ROS提供的接口和協(xié)議來與外部設(shè)備進(jìn)行通信C.新設(shè)備的數(shù)據(jù)格式必須與ROS默認(rèn)支持的數(shù)據(jù)格式完全一致D.可以通過配置文件來設(shè)置新設(shè)備的參數(shù)和工作模式24、在ROS環(huán)境下，要對機(jī)器人的行為進(jìn)行編程和定義。假設(shè)需要機(jī)器人根據(jù)不同的環(huán)境條件和任務(wù)需求執(zhí)行不同的動(dòng)作序列。以下哪種方法在實(shí)現(xiàn)靈活和可擴(kuò)展的機(jī)器人行為方面最為有效？（）A.使用狀態(tài)機(jī)B.編寫大量的條件判斷語句C.依賴固定的腳本D.隨機(jī)生成行為25、假設(shè)在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人教育項(xiàng)目中，需要為初學(xué)者提供一個(gè)易于理解和使用的編程接口。以下哪種方式能夠更好地降低學(xué)習(xí)門檻，提高編程效率？（）A.提供高級(jí)編程語言的封裝接口B.要求初學(xué)者直接使用底層的ROS接口C.不提供任何接口，讓初學(xué)者自己探索D.只提供命令行操作接口26、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點(diǎn)（Node）是重要的組成部分。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)功能模塊，如傳感器數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)控制、路徑規(guī)劃等，每個(gè)模塊作為一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息時(shí)，通常使用以下哪種通信機(jī)制？（）A.話題（Topic）通信，發(fā)布者發(fā)布消息，訂閱者接收消息B.服務(wù)（Service）通信，客戶端發(fā)送請求，服務(wù)器響應(yīng)請求C.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer），用于存儲(chǔ)和共享全局參數(shù)D.動(dòng)作（Action）通信，支持長時(shí)間的任務(wù)執(zhí)行和反饋27、ROS中的服務(wù)（Service）通信常用于請求-響應(yīng)模式。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，該任務(wù)需要多個(gè)步驟，并且每個(gè)步驟都需要確認(rèn)是否成功完成。以下哪種方式可以有效地實(shí)現(xiàn)這種任務(wù)的管理和控制？（）A.創(chuàng)建多個(gè)服務(wù)，每個(gè)服務(wù)對應(yīng)一個(gè)任務(wù)步驟B.使用一個(gè)服務(wù)，通過傳遞不同的參數(shù)來表示不同的任務(wù)步驟C.放棄服務(wù)通信，改用話題通信來實(shí)現(xiàn)任務(wù)管理D.將整個(gè)任務(wù)作為一個(gè)單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)，不使用服務(wù)通信28、在ROS中，用于發(fā)布和訂閱話題（Topic）的編程語言可以是（）（）A.C++B.PythonC.兩者皆可D.以上都不是29、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人舞蹈表演項(xiàng)目中，如果音樂與機(jī)器人動(dòng)作的同步機(jī)制出現(xiàn)問題，會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？（）A.表演效果不佳，動(dòng)作與音樂不協(xié)調(diào)B.表演更精彩C.系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整同步D.對表演沒有影響30、在ROS中，對于機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)融合，以下哪種方法通常被用于將來自多個(gè)不同類型傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和校準(zhǔn)？（）A.卡爾曼濾波B.粒子濾波C.擴(kuò)展卡爾曼濾波D.以上都是二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）考慮一個(gè)基于ROS的水上救援機(jī)器人系統(tǒng)，能夠在江河湖泊中進(jìn)行救援行動(dòng)。綜合分析ROS在水流和風(fēng)浪影響應(yīng)對、落水人員檢測、救援設(shè)備操作以及與岸上指揮中心的通信方面的要點(diǎn)和問題。2、（本題5分）在機(jī)器人的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)中，探討機(jī)器人操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)對牲畜的健康監(jiān)測、飼料投喂和環(huán)境控制，以及如何提高養(yǎng)殖效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低勞動(dòng)力成本和環(huán)境污染。3、（本題5分）對于一個(gè)使用ROS的隧道施工機(jī)器人系統(tǒng)，負(fù)責(zé)挖掘、支護(hù)等工作。詳細(xì)分析ROS在隧道地質(zhì)適應(yīng)、施工進(jìn)度控制、設(shè)備故障預(yù)警以及通風(fēng)照明條件下的操作方面的關(guān)注點(diǎn)和難題。4、（本題5分）在機(jī)器人的康復(fù)醫(yī)療應(yīng)用中，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何根據(jù)患者的生理特征和康復(fù)需求，制定個(gè)性化的治療方案、實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)控制和實(shí)時(shí)療效評估，以及如何提高患者的依從性和治療效果。5、（本題5分）在消防救援場景中，機(jī)器人需要在高溫、濃煙等危險(xiǎn)環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。詳細(xì)分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在火源探測、路徑規(guī)劃、耐高溫設(shè)計(jì)和水炮控制方面的功能需求，研究操作系統(tǒng)如何適應(yīng)消防救援的緊急情況，并評估其在實(shí)際應(yīng)用中的效果。三