安徽國(guó)際商務(wù)職業(yè)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)雙語》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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、ROS中的動(dòng)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2、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的仿真可以幫助開發(fā)者在實(shí)際硬件之前進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。假設(shè)需要對(duì)一個(gè)自主移動(dòng)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的行為進(jìn)行仿真。以下關(guān)于ROS仿真的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.Gazebo可以提供物理模擬，包括重力、摩擦力等B.可以在仿真環(huán)境中模擬傳感器的數(shù)據(jù)，如激光雷達(dá)和攝像頭C.仿真結(jié)果與實(shí)際硬件運(yùn)行結(jié)果完全一致，無需進(jìn)一步的實(shí)際測(cè)試D.可以通過修改仿真參數(shù)來模擬不同的環(huán)境和場(chǎng)景3、在ROS中開發(fā)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制功能時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)延遲不穩(wěn)定，以下哪種策略可以提高控制的可靠性？（）A.增加本地緩存和預(yù)測(cè)機(jī)制B.降低控制指令的發(fā)送頻率C.完全依賴遠(yuǎn)程控制，不進(jìn)行本地處理D.忽略網(wǎng)絡(luò)延遲，照常發(fā)送指令4、對(duì)于ROS中的機(jī)器人視覺SLAM（同時(shí)定位與地圖構(gòu)建）系統(tǒng)，以下哪種特征提取方法能夠提高地圖的精度和魯棒性？（）A.SIFT特征B.SURF特征C.ORB特征D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人在未知環(huán)境中進(jìn)行探索和地圖構(gòu)建，需要從圖像中提取穩(wěn)定和獨(dú)特的特征來準(zhǔn)確估計(jì)自身位置和構(gòu)建環(huán)境地圖，上述哪種特征提取方法在這種情況下表現(xiàn)更為出色，并解釋其特點(diǎn)和在ROS中的應(yīng)用5、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?cè)谑褂肦OS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(duì)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(jiǎn)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6、ROS中的導(dǎo)航棧（NavigationStack）通常包括以下哪些部分？（）（）A.全局規(guī)劃器B.局部規(guī)劃器C.控制器D.以上都是7、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，通常會(huì)采用模塊化的設(shè)計(jì)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目包含多個(gè)功能模塊，如視覺感知、運(yùn)動(dòng)控制和路徑規(guī)劃，以下關(guān)于模塊化設(shè)計(jì)的描述，正確的是？（）A.模塊之間應(yīng)該盡量減少依賴，以提高獨(dú)立性和可替換性B.為了提高性能，模塊之間可以直接共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換C.所有模塊都應(yīng)該放在同一個(gè)代碼庫中，方便管理和維護(hù)D.模塊的接口應(yīng)該盡量復(fù)雜，以包含更多的功能和參數(shù)8、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的服務(wù)（Service）通常采用哪種請(qǐng)求/響應(yīng)模式？（）（）A.同步B.異步C.半同步半異步D.以上都不是9、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的軌跡規(guī)劃時(shí)，需要考慮機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)約束。假設(shè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)具有速度和加速度限制，以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠滿足這些約束？（）A.三次樣條曲線規(guī)劃，能夠保證連續(xù)性但不一定滿足動(dòng)力學(xué)約束B.基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC）的規(guī)劃方法，能夠考慮動(dòng)力學(xué)約束C.直線插補(bǔ)規(guī)劃，簡(jiǎn)單但無法滿足復(fù)雜的約束條件D.以上方法都不能滿足動(dòng)力學(xué)約束，需要特殊設(shè)計(jì)10、在基于ROS的機(jī)器人教育應(yīng)用中，需要為學(xué)生提供一個(gè)易于理解和使用的開發(fā)環(huán)境。假設(shè)學(xué)生具有不同的編程基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力。以下哪種ROS開發(fā)工具和教學(xué)資源的組合最適合這種教育場(chǎng)景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可視化工具B.開發(fā)自定義的教學(xué)界面和簡(jiǎn)化的APIC.僅提供原始的ROS文檔和命令行工具D.不提供任何專門的教學(xué)資源11、在ROS中，當(dāng)需要處理大量的機(jī)器人數(shù)據(jù)時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式可能最為適合？（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫B.NoSQL數(shù)據(jù)庫C.文件系統(tǒng)D.內(nèi)存數(shù)據(jù)庫12、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的路徑規(guī)劃時(shí)，需要考慮機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。假設(shè)機(jī)器人是一個(gè)輪式移動(dòng)機(jī)器人，以下哪種路徑規(guī)劃算法更適合？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.快速擴(kuò)展隨機(jī)樹（RRT）算法D.以上算法都需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇13、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14、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15、在ROS中，為了提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，常常使用命名空間（Namespace）。假設(shè)一個(gè)大型機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)相似的功能模塊，以下關(guān)于命名空間的作用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.命名空間可以避免話題和服務(wù)名稱的沖突，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性B.通過使用不同的命名空間，可以將相關(guān)的節(jié)點(diǎn)和資源組織在一起，便于管理C.命名空間對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的通信沒有影響，節(jié)點(diǎn)可以跨越命名空間進(jìn)行通信D.命名空間可以增加代碼的復(fù)雜性，一般情況下應(yīng)盡量避免使用二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋ROS中的海洋科學(xué)研究機(jī)器人中的防水設(shè)計(jì)。2、（本題5分）說明ROS中的氣象數(shù)據(jù)準(zhǔn)確采集機(jī)器人中的采集誤差控制。3、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)樣本處理機(jī)器人中的處理流程優(yōu)化。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于用于化工工廠的機(jī)器人，分析操作系統(tǒng)在危險(xiǎn)化學(xué)品感知、防爆設(shè)計(jì)、操作流程控制和緊急情況處理方面的關(guān)鍵功能。討論操作系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)化工生產(chǎn)的高風(fēng)險(xiǎn)性和嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)，以及如何提高生產(chǎn)效率和減少事故發(fā)生的可能性。2、（本題5分）機(jī)器人操作系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理對(duì)于系統(tǒng)性能和可維護(hù)性有重要影響。深入探討如何設(shè)計(jì)高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫，處理大量的傳感器數(shù)據(jù)、任務(wù)日志和系統(tǒng)配置信息，以及如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)。3、（本題5分）自主移動(dòng)機(jī)器人在物流、倉儲(chǔ)等場(chǎng)景中發(fā)揮著重要作用。全面分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在路徑規(guī)劃、避障算法、定位與導(dǎo)航等方面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，以及如何處理動(dòng)態(tài)環(huán)境中的不確定性和突發(fā)事件。4、（本題5分）在機(jī)器人操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化方面，深入研究如何制定統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)、通信協(xié)議和開發(fā)規(guī)范，促進(jìn)不同廠家和研究機(jī)構(gòu)之間的互操作性和兼容性，以及如何推動(dòng)行業(yè)的健康發(fā)展。5、（本題5分）假設(shè)開發(fā)一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的家用清潔機(jī)器人，能夠自動(dòng)清掃房間、避開家具并自主充電。詳細(xì)分析在ROS框架下，如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境建模、路徑規(guī)劃、電源