青海警官職業(yè)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)》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，共3頁青海警官職業(yè)學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的自主決策能力提升，以下哪種方法能夠使機(jī)器人在復(fù)雜情況下做出更明智的選擇？（）A.增加決策規(guī)則B.基于案例的推理C.深度學(xué)習(xí)決策模型D.隨機(jī)決策請(qǐng)分別闡述每個(gè)選項(xiàng)在提升自主決策能力方面的作用和潛在問題2、在機(jī)器人的控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)存在外部干擾和模型不確定性。以下哪種反饋方式能夠更好地應(yīng)對(duì)這些情況，提高系統(tǒng)的魯棒性？（）A.位置反饋B.速度反饋C.加速度反饋D.力反饋3、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)是？（）（）A.路徑規(guī)劃B.地圖構(gòu)建C.定位D.以上都是4、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人路徑跟蹤控制時(shí)，假設(shè)機(jī)器人需要根據(jù)預(yù)設(shè)路徑實(shí)時(shí)調(diào)整速度和方向。以下哪種控制器可能最為適用？（）A.比例控制器B.積分控制器C.模糊控制器D.模型預(yù)測(cè)控制器5、ROS支持多機(jī)器人協(xié)作的應(yīng)用開發(fā)。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人之間的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)工作，以下關(guān)于協(xié)作策略和通信機(jī)制的選擇，正確的是：（）A.采用集中式控制策略，由一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行任務(wù)分配和協(xié)調(diào)B.采用分布式控制策略，每個(gè)機(jī)器人自主決策并通過通信協(xié)商C.混合使用集中式和分布式策略，根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)靈活選擇D.多機(jī)器人協(xié)作無法實(shí)現(xiàn)有效的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)6、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于設(shè)置節(jié)點(diǎn)的日志級(jí)別可以使用哪個(gè)工具？（）（）A.rqt_logger_levelB.roslaunchC.rosserviceD.以上都不是7、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配，以下哪種策略能夠更好地平衡不同任務(wù)的需求？（）A.固定優(yōu)先級(jí)B.動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)C.隨機(jī)優(yōu)先級(jí)D.不設(shè)置優(yōu)先級(jí)請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明每個(gè)優(yōu)先級(jí)分配策略在任務(wù)管理中的效果和適用場(chǎng)景8、ROS支持多種編程語言進(jìn)行節(jié)點(diǎn)開發(fā)。如果在一個(gè)項(xiàng)目中同時(shí)使用了C++和Python編寫的節(jié)點(diǎn)，并且它們之間需要進(jìn)行通信，可能會(huì)遇到什么問題？（）A.語言兼容性問題，導(dǎo)致通信失敗B.通信正常，沒有任何問題C.通信速度變慢D.系統(tǒng)資源消耗增加9、對(duì)于ROS中的機(jī)器人定位系統(tǒng)，以下哪種技術(shù)常用于融合多種傳感器信息來提高定位精度？（）A.擴(kuò)展卡爾曼濾波B.無跡卡爾曼濾波C.粒子濾波D.蒙特卡羅定位。假設(shè)機(jī)器人同時(shí)使用激光雷達(dá)、慣性測(cè)量單元和全球定位系統(tǒng)等多種傳感器進(jìn)行定位，需要一種有效的融合算法來綜合利用這些傳感器的優(yōu)勢(shì)，上述哪種技術(shù)在多傳感器融合定位中更為可靠和精確，并闡述其原理和在ROS中的應(yīng)用10、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個(gè)用于醫(yī)療康復(fù)的機(jī)器人，需要實(shí)現(xiàn)精確的力控制和柔順運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)患者的不同需求和身體狀況。以下哪種控制方法和傳感器可能會(huì)被用于力感知和控制？（）A.力傳感器和阻抗控制B.位置傳感器和力/位混合控制C.觸覺傳感器和自適應(yīng)控制D.以上都有可能11、ROS中的插件系統(tǒng)允許第三方開發(fā)者擴(kuò)展功能。當(dāng)開發(fā)一個(gè)插件時(shí)，如何確保其在不同版本的ROS中都能正常工作？（）A.遵循ROS的版本兼容性規(guī)范B.進(jìn)行廣泛的跨版本測(cè)試C.及時(shí)關(guān)注ROS的版本更新并做出相應(yīng)調(diào)整D.以上方法都需要12、在基于ROS的機(jī)器人視覺SLAM（同時(shí)定位與地圖構(gòu)建）系統(tǒng)中，當(dāng)面臨快速運(yùn)動(dòng)和大場(chǎng)景時(shí)，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(diǎn)數(shù)量D.降低計(jì)算復(fù)雜度請(qǐng)分別解釋每個(gè)選項(xiàng)在應(yīng)對(duì)快速運(yùn)動(dòng)和大場(chǎng)景時(shí)的效果和影響13、在ROS系統(tǒng)中，要對(duì)機(jī)器人的軟件進(jìn)行優(yōu)化以提高運(yùn)行效率。假設(shè)機(jī)器人的計(jì)算資源有限，需要降低軟件的內(nèi)存占用和計(jì)算時(shí)間。以下哪種優(yōu)化方法和技術(shù)的組合最為有效？（）A.算法優(yōu)化和代碼并行化B.減少功能模塊和簡化算法C.不進(jìn)行優(yōu)化，使用默認(rèn)設(shè)置D.增加硬件資源，不進(jìn)行軟件優(yōu)化14、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15、在ROS中，多機(jī)器人協(xié)作是一個(gè)重要的研究方向。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人需要在一個(gè)共同的任務(wù)中進(jìn)行協(xié)作，如搬運(yùn)一個(gè)大型物體。以下關(guān)于ROS多機(jī)器人協(xié)作的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過共享地圖和任務(wù)信息來實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人之間的協(xié)作B.每個(gè)機(jī)器人在協(xié)作中都有獨(dú)立的決策和控制能力，不需要中央?yún)f(xié)調(diào)器C.多機(jī)器人之間的通信可以采用與單機(jī)器人系統(tǒng)相同的機(jī)制D.多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)的性能和效率與機(jī)器人的數(shù)量成正比二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）說明ROS中的故障診斷和恢復(fù)機(jī)制。2、（本題5分）如何在ROS中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的路徑規(guī)劃？3、（本題5分）解釋ROS中的路徑跟隨算法。4、（本題5分）什么是ROS中的服務(wù)（Service）？三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在沙漠治理工作中，機(jī)器人用于植被種植、土壤監(jiān)測(cè)等任務(wù)。仔細(xì)分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在沙漠環(huán)境適應(yīng)、水源尋找、植被種植策略和遠(yuǎn)程通信方面的技術(shù)難點(diǎn)，討論操作系統(tǒng)如何支持沙漠治理工作的有效開展。2、（本題5分）隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人操作系統(tǒng)在智能機(jī)器人中的融合越來越深入。請(qǐng)全面綜合分析人工智能算法如何在機(jī)器人操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)感知、學(xué)習(xí)、規(guī)劃和控制等功能，探討這種融合在提升機(jī)器人自主性和適應(yīng)性方面的潛力，以及在技術(shù)實(shí)現(xiàn)和性能優(yōu)化上的挑戰(zhàn)。3、（本題5分）在一個(gè)物流倉庫的自動(dòng)化存儲(chǔ)區(qū)域，ROS驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人進(jìn)行貨物的上架和下架操作。仔細(xì)分析ROS在貨架定位、貨物抓取穩(wěn)定性、存儲(chǔ)策略優(yōu)化以及與倉庫管理系統(tǒng)的交互方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)策略。4、（本題5分）在體育賽事中，機(jī)器人用于裁判輔助、場(chǎng)地維護(hù)等工作。深入分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在高速運(yùn)動(dòng)跟蹤、規(guī)則執(zhí)行判斷、環(huán)境適應(yīng)和人機(jī)協(xié)作方面的技術(shù)要點(diǎn)，討論操作系統(tǒng)如何保障體育賽事的公平性和高效進(jìn)行。5、（本題5分）ROS在機(jī)器人的圖書館管理應(yīng)用中，如何進(jìn)行圖書分類、檢索和搬運(yùn)操作。請(qǐng)全面綜合分析ROS的功能模塊、路徑規(guī)劃和書架識(shí)別技術(shù)。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）使用