四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)B》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)四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)B》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控制的機(jī)器人系統(tǒng)中，如果電源管理不當(dāng)，可能會(huì)引發(fā)什么問(wèn)題？（）A.機(jī)器人突然斷電，任務(wù)中斷B.機(jī)器人續(xù)航能力增強(qiáng)C.對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行沒(méi)有影響D.系統(tǒng)自動(dòng)節(jié)能2、在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的軌跡規(guī)劃時(shí)，如果規(guī)劃的軌跡與實(shí)際環(huán)境存在沖突，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)并重新規(guī)劃B.機(jī)器人強(qiáng)行按照規(guī)劃軌跡運(yùn)動(dòng)C.系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整環(huán)境以適應(yīng)軌跡D.軌跡規(guī)劃算法自動(dòng)優(yōu)化3、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的動(dòng)作結(jié)果（ActionResult）主要用于提供什么信息？（）（）A.任務(wù)完成狀態(tài)信息B.錯(cuò)誤信息C.狀態(tài)信息D.以上都不是4、當(dāng)使用ROS實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主探索功能時(shí)，以下哪種策略能夠有效地平衡探索效率和地圖完整性？（）A.隨機(jī)探索B.邊界探索C.目標(biāo)導(dǎo)向探索D.基于模型的探索。假設(shè)機(jī)器人在未知環(huán)境中進(jìn)行自主探索，需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)構(gòu)建完整和準(zhǔn)確的環(huán)境地圖，上述哪種探索策略能夠更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)和在ROS中的應(yīng)用5、假設(shè)在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目中，需要對(duì)不同農(nóng)作物進(jìn)行識(shí)別和分類。如果特征提取不準(zhǔn)確，會(huì)對(duì)分類結(jié)果產(chǎn)生什么影響？（）A.分類錯(cuò)誤率增加B.分類速度加快C.分類結(jié)果更準(zhǔn)確D.系統(tǒng)自動(dòng)重新提取特征6、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目包含多個(gè)功能模塊，如導(dǎo)航、感知和控制，每個(gè)模塊都作為一個(gè)單獨(dú)的包進(jìn)行管理。在這種情況下，以下關(guān)于包的依賴關(guān)系管理的描述，正確的是？（）A.包之間的依賴關(guān)系是自動(dòng)處理的，開(kāi)發(fā)者無(wú)需關(guān)心B.開(kāi)發(fā)者需要在每個(gè)包的配置文件中明確聲明其依賴的其他包C.包的依賴關(guān)系只在編譯時(shí)檢查，運(yùn)行時(shí)不再進(jìn)行驗(yàn)證D.依賴關(guān)系錯(cuò)誤不會(huì)影響包的編譯，但會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤7、ROS中的導(dǎo)航功能包集（NavigationStack）為機(jī)器人的自主導(dǎo)航提供了一系列的算法和工具。假設(shè)一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人需要在室內(nèi)環(huán)境中自主導(dǎo)航到指定目標(biāo)點(diǎn)，以下關(guān)于導(dǎo)航功能包集的使用，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以使用全局規(guī)劃器生成從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的大致路徑B.局部規(guī)劃器根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，避開(kāi)障礙物C.導(dǎo)航功能包集可以自動(dòng)適應(yīng)不同類型的機(jī)器人和環(huán)境，無(wú)需進(jìn)行任何參數(shù)調(diào)整D.可以通過(guò)設(shè)置代價(jià)地圖（Costmap）來(lái)表示環(huán)境中的障礙物和可通行區(qū)域8、ROS中的服務(wù)請(qǐng)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9、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)的魯棒性和容錯(cuò)性，常常采用一些策略。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人的傳感器出現(xiàn)故障，以下關(guān)于系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)措施，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用冗余傳感器來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)一個(gè)傳感器故障時(shí)，切換到備用傳感器B.通過(guò)故障檢測(cè)和診斷算法及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器的故障，并采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施C.一旦傳感器故障，系統(tǒng)就無(wú)法正常工作，必須停止運(yùn)行D.可以設(shè)計(jì)容錯(cuò)控制算法，使機(jī)器人在部分傳感器故障的情況下仍能完成基本任務(wù)10、在ROS環(huán)境下，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和響應(yīng)速度，需要對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化和硬件進(jìn)行選型。以下哪種方法和硬件配置可能會(huì)有助于實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)？（）A.多核處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)B.高速通信總線和專用運(yùn)動(dòng)控制卡C.優(yōu)化算法和內(nèi)存管理D.以上都有可能11、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的傳感器融合算法，以下哪種方法能夠處理不同傳感器的采樣頻率差異？（）A.時(shí)間戳對(duì)齊B.卡爾曼濾波C.數(shù)據(jù)插值D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人配備了多種采樣頻率不同的傳感器，如激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測(cè)量單元，需要將它們的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確融合，上述哪種方法能夠有效地解決采樣頻率不一致的問(wèn)題，并詳細(xì)說(shuō)明其原理和在ROS中的實(shí)現(xiàn)12、ROS支持機(jī)器人的分布式感知和協(xié)同決策。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人需要共同感知一個(gè)大范圍的環(huán)境并做出統(tǒng)一的決策。以下哪種分布式感知和決策算法的結(jié)合能夠最有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.基于共識(shí)的分布式感知和投票決策算法B.每個(gè)機(jī)器人獨(dú)立感知和決策，然后匯總C.隨機(jī)選擇一個(gè)機(jī)器人作為主導(dǎo)進(jìn)行感知和決策D.不進(jìn)行分布式感知和協(xié)同決策13、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)具有語(yǔ)音交互功能的機(jī)器人時(shí)，需要選擇一種合適的語(yǔ)音識(shí)別和合成引擎，并與ROS系統(tǒng)進(jìn)行集成。假設(shè)要考慮識(shí)別準(zhǔn)確率、合成質(zhì)量和與ROS的兼容性，以下哪個(gè)選項(xiàng)是最優(yōu)的？（）A.開(kāi)源的語(yǔ)音引擎，如CMUSphinxB.商業(yè)的語(yǔ)音引擎，如NuanceC.自行開(kāi)發(fā)語(yǔ)音引擎D.不集成語(yǔ)音功能，使用文本輸入14、ROS中的動(dòng)作客戶端（ActionClient）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些回調(diào)函數(shù)？（）（）A.active回調(diào)函數(shù)B.done回調(diào)函數(shù)C.feedback回調(diào)函數(shù)D.以上都是15、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)性，需要采取一些措施。假設(shè)一個(gè)關(guān)鍵的傳感器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)需要能夠檢測(cè)到并采取相應(yīng)的備份或替代策略。以下關(guān)于ROS容錯(cuò)處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過(guò)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的心跳信號(hào)來(lái)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)是否正常運(yùn)行B.當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，可以自動(dòng)切換到備份的傳感器或執(zhí)行器C.容錯(cuò)處理只需要在軟件層面實(shí)現(xiàn)，硬件的可靠性不重要D.可以使用冗余設(shè)計(jì)來(lái)提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的果園采摘質(zhì)量評(píng)估機(jī)器人中的評(píng)估指標(biāo)確定。2、（本題5分）解釋ROS中的果園管理高效作業(yè)機(jī)器人中的作業(yè)高效性達(dá)成。3、（本題5分）解釋ROS中的實(shí)時(shí)性要求和實(shí)現(xiàn)方法。4、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的參數(shù)（Parameter）及其用途。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)使用ROS的鐵路軌道檢測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)，負(fù)責(zé)檢查軌道的健康狀況。全面分析ROS在高速運(yùn)行環(huán)境適應(yīng)、軌道缺陷識(shí)別、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理以及與鐵路調(diào)度系統(tǒng)的整合方面的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2、（本題5分）對(duì)于多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)，機(jī)器人操作系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)調(diào)和任務(wù)分配。請(qǐng)?jiān)敿?xì)綜合分析在諸如工廠生產(chǎn)線、災(zāi)難救援等場(chǎng)景中，機(jī)器人之間如何進(jìn)行信息共享、協(xié)同工作和避免沖突，探討多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化策略，以及在實(shí)際應(yīng)用中的通信和同步問(wèn)題。3、（本題5分）在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人用于播種、施肥、采摘等作業(yè)。詳細(xì)分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何結(jié)合農(nóng)業(yè)環(huán)境特點(diǎn)，如地形、作物生長(zhǎng)狀態(tài)等，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)和高效資源利用，以及面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和解決方案。4、（本題5分）對(duì)于一個(gè)使用ROS的農(nóng)田灌溉機(jī)器人項(xiàng)目，能夠根據(jù)土壤濕度進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉。仔細(xì)分析ROS在土壤濕度檢測(cè)、灌溉水量控制、灌溉區(qū)域規(guī)劃以及設(shè)備可靠性方面的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)措施。5、（本題5分）ROS在機(jī)器人的物流配送應(yīng)用中，如何優(yōu)化路徑規(guī)劃和應(yīng)對(duì)交通擁堵等動(dòng)態(tài)因素。請(qǐng)綜合分析相關(guān)的算法和策略，以及ROS在提高配送效率和降低成本方面的作用。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分