鄭州美術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)D》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《機(jī)器學(xué)習(xí)D》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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、假設(shè)要在ROS中實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠在狹窄空間中靈活操作的機(jī)器人，以下哪種機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制策略的組合可能是最合適的？（）A.串聯(lián)機(jī)械臂與位置控制B.并聯(lián)機(jī)械臂與速度控制C.蛇形機(jī)器人與力控制D.剛性結(jié)構(gòu)與開環(huán)控制請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析每個(gè)選項(xiàng)在狹窄空間操作中的適應(yīng)性和優(yōu)缺點(diǎn)2、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)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3、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)哪種方式進(jìn)行分布式通信？（）（）A.TCP/IPB.UDPC.多播（Multicast）D.以上都是4、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內(nèi)容？（）（）A.機(jī)器人模型B.傳感器數(shù)據(jù)C.規(guī)劃路徑D.以上都是5、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲(chǔ)和管理全局參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要訪問(wèn)相同的配置參數(shù)，以下關(guān)于參數(shù)服務(wù)器使用的描述，正確的是：（）A.每個(gè)節(jié)點(diǎn)都應(yīng)該獨(dú)立存儲(chǔ)參數(shù)，避免依賴參數(shù)服務(wù)器，以提高可靠性B.參數(shù)服務(wù)器能夠方便地實(shí)現(xiàn)參數(shù)的共享和動(dòng)態(tài)修改，適合這種多節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)的情況C.參數(shù)服務(wù)器會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量減少使用，通過(guò)消息傳遞參數(shù)D.參數(shù)服務(wù)器只適用于存儲(chǔ)少量關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)于大量參數(shù)不適用6、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的語(yǔ)音交互模塊時(shí)，需要進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別和合成。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確率的語(yǔ)音識(shí)別和自然流暢的語(yǔ)音合成，以下哪種技術(shù)組合可能最合適？（）A.使用傳統(tǒng)的隱馬爾可夫模型（HMM）進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，文語(yǔ)轉(zhuǎn)換（TTS）技術(shù)進(jìn)行語(yǔ)音合成B.采用深度學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音合成模型C.依賴開源的語(yǔ)音識(shí)別和合成庫(kù)，不進(jìn)行定制優(yōu)化D.以上技術(shù)組合都不合適，需要自行研發(fā)全新的技術(shù)7、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個(gè)用于物流分揀的機(jī)器人，需要快速準(zhǔn)確地識(shí)別和抓取不同形狀和大小的物品。以下哪種視覺(jué)識(shí)別和抓取策略可能會(huì)被用于物流分揀？（）A.深度學(xué)習(xí)物體識(shí)別和自適應(yīng)抓取規(guī)劃B.傳統(tǒng)圖像處理和機(jī)械抓取設(shè)計(jì)C.3D視覺(jué)重建和力控抓取D.以上都有可能8、ROS中的機(jī)器人模型校準(zhǔn)是確保機(jī)器人準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)的重要步驟。假設(shè)需要校準(zhǔn)機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度傳感器，以下哪種方法可能被采用？（）A.手動(dòng)測(cè)量關(guān)節(jié)角度，然后在代碼中進(jìn)行修正B.使用標(biāo)準(zhǔn)物體進(jìn)行對(duì)比校準(zhǔn)C.運(yùn)行特定的校準(zhǔn)程序，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)并計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)D.不需要校準(zhǔn)，傳感器的出廠參數(shù)足夠準(zhǔn)確9、ROS中的消息（Message）用于節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳遞。假設(shè)需要傳遞一個(gè)包含大量復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的消息，以下關(guān)于消息定義和使用的描述，正確的是：（）A.盡量將復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拆分成多個(gè)簡(jiǎn)單消息，減少消息的大小和復(fù)雜性B.直接使用一個(gè)大而復(fù)雜的消息，方便數(shù)據(jù)的整體傳遞C.避免使用自定義消息，只使用ROS提供的標(biāo)準(zhǔn)消息類型D.消息的定義和使用方式對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響10、ROS中的動(dòng)作服務(wù)器（ActionServer）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些回調(diào)函數(shù)？（）（）A.goal回調(diào)函數(shù)B.cancel回調(diào)函數(shù)C.feedback回調(diào)函數(shù)D.以上都是11、在使用ROS開發(fā)機(jī)器人的過(guò)程中，需要對(duì)機(jī)器人的軟件進(jìn)行可維護(hù)性和可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)。以下哪種架構(gòu)和設(shè)計(jì)原則能夠提高代碼的可維護(hù)性和未來(lái)的功能擴(kuò)展能力？（）A.緊密耦合的架構(gòu)，功能集中在少數(shù)模塊B.分層架構(gòu)，模塊化設(shè)計(jì)，遵循接口規(guī)范C.混亂的代碼結(jié)構(gòu)，不考慮設(shè)計(jì)原則D.不考慮可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，只關(guān)注當(dāng)前功能實(shí)現(xiàn)12、ROS中的仿真環(huán)境（Gazebo）可以用于機(jī)器人的模擬測(cè)試。假設(shè)要在仿真環(huán)境中準(zhǔn)確模擬機(jī)器人與環(huán)境的物理交互，以下關(guān)于環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整的描述，正確的是：（）A.使用默認(rèn)的環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬B.根據(jù)實(shí)際物理特性，精細(xì)調(diào)整環(huán)境參數(shù)和機(jī)器人模型的物理屬性C.仿真環(huán)境無(wú)法準(zhǔn)確模擬物理交互，主要用于功能驗(yàn)證D.環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整對(duì)模擬結(jié)果影響不大13、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個(gè)能夠與其他智能設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫集成的機(jī)器人，需要考慮通信協(xié)議的兼容性和數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。以下哪種方法和技術(shù)可能會(huì)被用于設(shè)備集成？（）A.通用通信協(xié)議和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換庫(kù)B.中間件和接口規(guī)范C.協(xié)議適配和數(shù)據(jù)映射D.以上都有可能14、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)指標(biāo)。以下哪個(gè)指標(biāo)對(duì)于衡量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力是最關(guān)鍵的？（）A.任務(wù)完成時(shí)間B.系統(tǒng)吞吐量C.響應(yīng)延遲D.資源利用率15、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，以下哪種編程語(yǔ)言通常被用于編寫控制節(jié)點(diǎn)？（）A.C++B.PythonC.JavaD.Ruby。假設(shè)需要開發(fā)高效、穩(wěn)定且易于維護(hù)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序，同時(shí)考慮與ROS庫(kù)和其他模塊的集成，上述哪種編程語(yǔ)言在這種情況下更具優(yōu)勢(shì)，并闡述其特點(diǎn)和在ROS中的應(yīng)用實(shí)例16、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個(gè)能夠適應(yīng)不同地形的移動(dòng)機(jī)器人，以下哪種底盤設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)方式的組合可能是最優(yōu)的？（）A.輪式底盤與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)B.履帶式底盤與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)C.足式底盤與伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)D.任意底盤與無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析每個(gè)選項(xiàng)在適應(yīng)不同地形方面的優(yōu)勢(shì)和局限性17、假設(shè)在一個(gè)ROS控制的機(jī)器人協(xié)作場(chǎng)景中，多個(gè)機(jī)器人需要共同完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)作和任務(wù)分配，以下哪種方法能夠更好地協(xié)調(diào)機(jī)器人之間的工作？（）A.每個(gè)機(jī)器人獨(dú)立決策，隨機(jī)協(xié)作B.由一個(gè)中央控制器統(tǒng)一指揮和分配任務(wù)C.基于分布式的協(xié)商機(jī)制，自主協(xié)作D.不進(jìn)行協(xié)作，各自完成獨(dú)立任務(wù)18、ROS中的機(jī)器人模型可以通過(guò)URDF（統(tǒng)一機(jī)器人描述格式）來(lái)定義。假設(shè)要精確描述一個(gè)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)的機(jī)器人，包括其幾何形狀、慣性參數(shù)和關(guān)節(jié)限制等。以下哪種方法在創(chuàng)建準(zhǔn)確和完整的URDF文件時(shí)最為有效？（）A.手動(dòng)編寫URDF文件，根據(jù)測(cè)量和計(jì)算填寫參數(shù)B.使用圖形化的建模工具自動(dòng)生成URDF文件C.參考其他類似機(jī)器人的URDF文件進(jìn)行修改D.不使用URDF，采用其他模型描述方式19、ROS中的TF（TransformFrame）庫(kù)用于管理機(jī)器人不同部件之間的坐標(biāo)變換。當(dāng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，以下哪種方法可以快速更新TF樹？（）A.手動(dòng)重新配置TF關(guān)系B.使用自動(dòng)檢測(cè)和更新機(jī)制C.重新啟動(dòng)整個(gè)ROS系統(tǒng)D.以上方法都不太可行20、在基于ROS的機(jī)器人教育應(yīng)用中，為了讓學(xué)生更好地理解機(jī)器人的工作原理，以下哪種教學(xué)方法較為有效？（）A.通過(guò)實(shí)際編程操作讓學(xué)生親身體驗(yàn)B.利用可視化工具展示機(jī)器人的內(nèi)部狀態(tài)C.結(jié)合理論講解和案例分析D.以上方法綜合使用21、在ROS中，創(chuàng)建一個(gè)新的工作空間（Workspace）需要?jiǎng)?chuàng)建以下哪些目錄？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是22、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23、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和實(shí)時(shí)性，常常需要進(jìn)行優(yōu)化。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的計(jì)算量較大，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)延遲，以下關(guān)于優(yōu)化的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化，減少計(jì)算復(fù)雜度B.使用多線程或多進(jìn)程技術(shù)并行處理任務(wù)，提高效率C.減少節(jié)點(diǎn)之間的通信數(shù)據(jù)量，避免不必要的消息傳遞D.優(yōu)化只需要關(guān)注軟件層面，硬件性能對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響24、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人語(yǔ)音識(shí)別信息的消息類型？（）（）A.audio_msgs/AudioB.speech_msgs/RecognitionC.std_msgs/StringD.以上都不是25、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動(dòng)機(jī)器人模擬環(huán)境的工具除了Gazebo還有哪些？（）（）A.V-REPB.WebotsC.MuJoCoD.以上都是26、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的任務(wù)分配是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，特別是在多機(jī)器人系統(tǒng)中。假設(shè)一個(gè)由多個(gè)不同類型機(jī)器人組成的團(tuán)隊(duì)，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(jī)器人的能力差異和任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，實(shí)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27、在一個(gè)ROS控制的服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要與用戶進(jìn)行自然的交互。以下哪種技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互的情感識(shí)別？（）A.語(yǔ)音語(yǔ)調(diào)分析B.詞匯和語(yǔ)法分析C.面部表情識(shí)別D.以上技術(shù)都可能有用28、當(dāng)機(jī)器人在未知環(huán)境中探索時(shí)，需要同時(shí)構(gòu)建地圖和定位自身。以下哪種同時(shí)定位與地圖構(gòu)建（SLAM）算法在處理大規(guī)模環(huán)境和動(dòng)態(tài)障礙物時(shí)具有較好的性能？（）A.ORB-SLAMB.LSD-SLAMC.RTAB-MapD.KartoSLAM29、ROS支持多種機(jī)器人硬件平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)和接口。假設(shè)要將一個(gè)新的機(jī)器人硬件平臺(tái)集成到ROS系統(tǒng)中，需要編寫相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。以下哪種方法在開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序時(shí)能夠最大程度地提高效率和兼容性？（）A.參考現(xiàn)有的類似硬件驅(qū)動(dòng)進(jìn)行修改B.從底層開始完全重新開發(fā)驅(qū)動(dòng)C.使用硬件廠商提供的驅(qū)動(dòng)并進(jìn)行適配D.不開發(fā)驅(qū)動(dòng)，嘗試使用通用驅(qū)動(dòng)30、ROS中的動(dòng)作目標(biāo)（ActionGoal）通常包含以下哪些信息？（）（）A.目標(biāo)狀態(tài)B.執(zhí)行時(shí)間C.兩者皆有D.以上都不是二、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的森林監(jiān)測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)，用于收集森林生態(tài)數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患。綜合分析ROS在森林地形適應(yīng)、數(shù)據(jù)采集精度、長(zhǎng)距離通信以及電源續(xù)航方面的要點(diǎn)和問(wèn)題。2、（本題5分）在工業(yè)機(jī)器人的精度校準(zhǔn)和誤差補(bǔ)償方面，機(jī)器人操作系統(tǒng)起著關(guān)鍵作用。請(qǐng)深入綜合分析其在測(cè)量機(jī)器人運(yùn)動(dòng)誤差、建立誤差模型、實(shí)施補(bǔ)償策略等方面的技術(shù)方法，探討如何提高工業(yè)機(jī)器人的加工精度和重復(fù)定位精度，以及在不同工作環(huán)境和任務(wù)中的精度保持能力。3、（本題5分）在無(wú)人駕駛領(lǐng)域，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在車輛感知、路徑規(guī)劃、決策制定和與其他交通參與者交互方面的關(guān)鍵作用。探討操作系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)復(fù)雜的交通狀況、法律法規(guī)要求和安全性挑戰(zhàn)，并研究其對(duì)未來(lái)交通模式的潛在影響。4、（本題5分）在一個(gè)大型養(yǎng)殖場(chǎng)，ROS驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)物健康監(jiān)測(cè)和飼料投放。仔細(xì)分析ROS在動(dòng)物行為識(shí)別、健康指標(biāo)檢測(cè)、飼料精準(zhǔn)投放以及衛(wèi)生防疫方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)策略。5、（本題5分）在港口貨物裝卸作業(yè)中，機(jī)器人需要高效準(zhǔn)確地搬運(yùn)貨物。深入研究機(jī)器人操作系統(tǒng)在貨物重量感知、裝卸路徑規(guī)劃、起重機(jī)控制和安全防護(hù)機(jī)制方面的重要技術(shù)，分析操作系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)港口繁忙的工作節(jié)奏和復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5