安徽師范大學(xué)《機器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安徽師范大學(xué)

《機器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷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、機器人在執(zhí)行重復(fù)任務(wù)時，容易出現(xiàn)疲勞和磨損，影響其性能和壽命。假設(shè)一個機器人需要長時間進(jìn)行同一種裝配操作。以下哪種方法能夠有效地監(jiān)測機器人的健康狀況，并提前預(yù)測可能的故障？（）A.基于振動分析的監(jiān)測B.基于溫度監(jiān)測的診斷C.基于電流監(jiān)測的評估D.以上方法綜合運用2、ROS中的坐標(biāo)變換在機器人控制中非常重要。假設(shè)機器人的傳感器坐標(biāo)系和機械臂坐標(biāo)系不同，需要進(jìn)行坐標(biāo)變換。以下哪種工具在ROS中常用于坐標(biāo)變換的計算？（）A.tfB.cv_bridgeC.rospyD.message_filters3、機器人操作系統(tǒng)中的資源管理至關(guān)重要，特別是在處理多個并發(fā)任務(wù)和有限的計算資源時。假設(shè)一個機器人同時執(zhí)行視覺識別、路徑規(guī)劃和運動控制任務(wù)。以下哪種資源調(diào)度策略能夠確保關(guān)鍵任務(wù)及時獲得所需資源，同時提高系統(tǒng)的整體效率？（）A.先來先服務(wù)（FCFS）B.優(yōu)先級調(diào)度C.時間片輪轉(zhuǎn)D.最短作業(yè)優(yōu)先4、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人的自主導(dǎo)航，需要構(gòu)建地圖。假設(shè)使用激光雷達(dá)進(jìn)行環(huán)境掃描來創(chuàng)建地圖，以下哪種地圖表示方法在ROS中較為常見？（）A.柵格地圖B.拓?fù)涞貓DC.矢量地圖D.圖像地圖5、在一個基于ROS的機器人團(tuán)隊協(xié)作項目中，如果團(tuán)隊成員對ROS的理解和使用水平參差不齊，可能會導(dǎo)致什么問題？（）A.開發(fā)進(jìn)度受阻，協(xié)作困難B.項目快速完成C.代碼質(zhì)量提高D.系統(tǒng)性能優(yōu)化6、在一個基于ROS的醫(yī)療機器人項目中，需要確保機器人操作的安全性和精度，同時符合醫(yī)療法規(guī)要求。以下哪種安全機制和認(rèn)證方法可能會被用于醫(yī)療機器人？（）A.安全監(jiān)控系統(tǒng)和風(fēng)險評估B.精度校準(zhǔn)和驗證測試C.醫(yī)療設(shè)備認(rèn)證和法規(guī)遵循D.以上都有可能7、在基于ROS的機器人視覺SLAM（同時定位與地圖構(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8、機器人操作系統(tǒng)中的任務(wù)分配是一個復(fù)雜的問題，特別是在多機器人系統(tǒng)中。假設(shè)一個由多個不同類型機器人組成的團(tuán)隊，需要完成一系列相互關(guān)聯(lián)的任務(wù)。以下哪種任務(wù)分配算法能夠考慮機器人的能力差異和任務(wù)的優(yōu)先級，實現(xiàn)最優(yōu)的分配方案？（）A.合同網(wǎng)協(xié)議B.匈牙利算法C.蟻群優(yōu)化算法D.粒子群優(yōu)化算法9、在機器人的協(xié)作控制中，多個機器人需要協(xié)同完成一個復(fù)雜任務(wù)。假設(shè)一組機器人需要共同搬運一個大型物體，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)各個機器人的動作，實現(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10、在機器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機器人地圖信息的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_mapB./map/robotC./navigation/mapD.以上都不是11、ROS中的節(jié)點可以分布在不同的計算機上，以實現(xiàn)分布式計算和控制。假設(shè)一個大型機器人系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)運行在不同的計算機上。為了確保節(jié)點之間的通信高效和可靠，以下哪種網(wǎng)絡(luò)配置和通信協(xié)議的選擇最為關(guān)鍵？（）A.使用以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議B.采用無線網(wǎng)絡(luò)和UDP協(xié)議C.利用專用的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和自定義協(xié)議D.不考慮網(wǎng)絡(luò)因素，默認(rèn)配置12、假設(shè)在一個基于ROS的機器人項目中，需要對機器人的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理和融合，比如激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測量單元的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)精確的環(huán)境感知和導(dǎo)航。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)處理技術(shù)和算法框架可能會被廣泛應(yīng)用？（）A.卡爾曼濾波B.粒子濾波C.深度學(xué)習(xí)框架D.以上都有可能13、ROS中的Gazebo可以模擬不同的環(huán)境條件。當(dāng)需要模擬惡劣天氣對機器人的影響時，以下哪個因素需要重點考慮？（）A.能見度B.地面摩擦力C.溫度D.以上因素都需要14、在基于ROS的機器人視覺SLAM（同時定位與地圖構(gòu)建）系統(tǒng)中，當(dāng)面臨快速運動和大場景時，以下哪種方法能夠提高系統(tǒng)的精度和魯棒性？（）A.多傳感器融合B.優(yōu)化特征提取C.增加地圖點數(shù)量D.降低計算復(fù)雜度請分別解釋每個選項在應(yīng)對快速運動和大場景時的效果和影響15、機器人的傳感器校準(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16、ROS中的服務(wù)請求（ServiceRequest）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是17、ROS（RobotOperatingSystem）中的節(jié)點（Node）之間通過（）進(jìn)行通信。A.消息隊列B.共享內(nèi)存C.網(wǎng)絡(luò)套接字D.以上都是18、當(dāng)在ROS中進(jìn)行多機器人協(xié)作任務(wù)時，需要協(xié)調(diào)各個機器人的動作和任務(wù)分配。假設(shè)多個機器人需要共同完成一個復(fù)雜的物流搬運任務(wù)。以下哪種協(xié)作策略和算法在這種場景下能夠最有效地提高任務(wù)完成效率和避免沖突？（）A.集中式控制和任務(wù)分配算法B.分布式自主協(xié)商算法C.隨機分配任務(wù)，各自執(zhí)行D.不進(jìn)行協(xié)作，獨立工作19、在ROS環(huán)境下，要對機器人的運動進(jìn)行精確控制，需要考慮運動學(xué)和動力學(xué)模型。假設(shè)要控制一個機械臂完成一系列復(fù)雜的動作，并且要求動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)建運動控制模型時最為有效和準(zhǔn)確？（）A.基于簡單的幾何模型進(jìn)行控制B.采用經(jīng)驗公式和試錯法C.利用精確的運動學(xué)和動力學(xué)方程D.忽略模型，僅依靠反饋控制20、ROS中的服務(wù)（Service）通常用于實現(xiàn)節(jié)點之間的請求-響應(yīng)通信模式?？紤]一個機器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其中一個節(jié)點提供路徑規(guī)劃服務(wù)，另一個節(jié)點請求路徑規(guī)劃。如果服務(wù)響應(yīng)時間過長，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.機器人停止運動，等待響應(yīng)B.機器人自行選擇隨機路徑前進(jìn)C.系統(tǒng)自動切換到備用的路徑規(guī)劃算法D.機器人按照之前的路徑繼續(xù)前進(jìn)21、當(dāng)使用ROS控制一個輪式機器人在不平坦的地面上穩(wěn)定行駛時，需要考慮機器人的懸掛系統(tǒng)和動態(tài)平衡控制。以下哪種控制算法和傳感器融合技術(shù)可能會被用于解決這個問題？（）A.基于模型預(yù)測控制和多傳感器融合B.反饋線性化控制和慣性導(dǎo)航C.自適應(yīng)魯棒控制和視覺里程計D.以上都有可能22、ROS中的動作反饋（ActionFeedback）通常包含以下哪些信息？（）（）A.任務(wù)進(jìn)度B.中間狀態(tài)C.兩者皆有D.以上都不是23、在基于ROS的機器人系統(tǒng)中，當(dāng)需要對多個傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合以獲得更準(zhǔn)確和全面的環(huán)境感知時，以下哪種數(shù)據(jù)融合方法通常是首選？（）A.加權(quán)平均法B.卡爾曼濾波C.貝葉斯估計D.簡單拼接請分別闡述每個選項在多傳感器數(shù)據(jù)融合中的原理和適用場景24、在使用ROS進(jìn)行機器人的感知融合時，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.手動測量和計算校準(zhǔn)參數(shù)B.基于機器學(xué)習(xí)的自動校準(zhǔn)C.不進(jìn)行校準(zhǔn)，直接使用原始數(shù)據(jù)D.隨機設(shè)置校準(zhǔn)參數(shù)25、在使用ROS進(jìn)行機器人的群體協(xié)作開發(fā)時，假設(shè)多個團(tuán)隊同時對不同的功能模塊進(jìn)行開發(fā)。以下關(guān)于代碼集成和版本管理的描述，正確的是：（）A.每個團(tuán)隊獨立開發(fā)和管理代碼，最后進(jìn)行合并B.使用版本控制系統(tǒng)，定期進(jìn)行代碼集成和測試C.不進(jìn)行版本管理，依靠人工溝通協(xié)調(diào)代碼修改D.版本管理會增加開發(fā)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量避免二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）說明ROS中的水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料投放機器人中的投放量控制。2、（本題5分）解釋ROS中的藥物研發(fā)實驗數(shù)據(jù)記錄機器人中的數(shù)據(jù)記錄格式。3、（本題5分）簡述ROS在模具制造機器人中的應(yīng)用。4、（本題5分）解釋ROS中的包（Package）的概念和作用。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個印刷廠紙張搬運機器人的防褶皺搬運系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計一個基于ROS的石斑魚養(yǎng)殖場石斑魚捕撈機器人的水下定位與捕撈系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS環(huán)境下搭建一個食品廠包裝機器人的快速包裝與質(zhì)量檢測系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個鱈魚養(yǎng)殖場鱈魚捕撈機器人的高效捕撈與保鮮系統(tǒng)。5、（本題5分）在ROS中設(shè)計一個機器人的物體光澤度檢測和分析系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）隨著機器人在金融服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，如自助銀行服務(wù)、現(xiàn)金處理等，機器人操作系統(tǒng)需要具備高度的安全性和準(zhǔn)確性。請詳細(xì)綜合分析其在身份識別、貨幣處理、風(fēng)險防范等方面的技術(shù)措施，探討金融服務(wù)機器人在提升服務(wù)效率和客戶體