大連外國語大學(xué)《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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《機(jī)器學(xué)習(xí)雙語》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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中的機(jī)器人操作系統(tǒng)資源分配需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級和資源需求。以下哪種資源分配算法能夠?qū)崿F(xiàn)更公平和高效的資源利用？（）A.先來先服務(wù)B.最短作業(yè)優(yōu)先C.最高響應(yīng)比優(yōu)先D.隨機(jī)分配請分別說明每個(gè)資源分配算法的原理和在機(jī)器人操作系統(tǒng)中的優(yōu)缺點(diǎn)2、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以分布在不同的計(jì)算平臺上。當(dāng)節(jié)點(diǎn)之間的計(jì)算能力差異較大時(shí)，如何平衡系統(tǒng)的負(fù)載？（）A.將計(jì)算任務(wù)分配給能力較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)B.對計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分割，分配給不同的節(jié)點(diǎn)C.根據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)分配D.以上方法都可以3、在一個(gè)基于ROS的機(jī)器人視覺系統(tǒng)中，需要對攝像頭采集到的圖像進(jìn)行處理和分析。圖像數(shù)據(jù)通常以較大的量進(jìn)行傳輸。為了提高圖像傳輸?shù)男屎蛯?shí)時(shí)性，以下哪種方法是可行的？（）A.對圖像進(jìn)行壓縮后再傳輸B.降低攝像頭的分辨率以減少數(shù)據(jù)量C.使用更高帶寬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備D.以上方法都可以結(jié)合使用4、假設(shè)在一個(gè)ROS控制的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目中，需要多個(gè)開發(fā)人員同時(shí)進(jìn)行開發(fā)和調(diào)試。以下哪種版本控制和協(xié)作工具的組合能夠有效地管理代碼和協(xié)調(diào)工作？（）A.Git結(jié)合代碼審查B.不使用版本控制，各自保存代碼C.本地版本控制，不進(jìn)行協(xié)作D.隨意共享代碼，不進(jìn)行管理5、ROS中的服務(wù)服務(wù)器（ServiceServer）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些函數(shù)？（）（）A.處理請求的函數(shù)B.發(fā)送響應(yīng)的函數(shù)C.兩者皆有D.以上都不是6、ROS支持分布式計(jì)算，如果在分布式環(huán)境中節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？（）A.數(shù)據(jù)傳輸延遲，影響系統(tǒng)性能B.系統(tǒng)自動(dòng)擴(kuò)展帶寬C.對系統(tǒng)沒有明顯影響D.計(jì)算速度加快7、ROS中的機(jī)器人軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。以下哪種架構(gòu)模式可能最適合復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.單體架構(gòu)D.無架構(gòu)，自由開發(fā)請?jiān)敿?xì)解釋每個(gè)架構(gòu)模式的特點(diǎn)以及在機(jī)器人軟件開發(fā)中的優(yōu)劣8、在使用ROS控制機(jī)器人的機(jī)械臂時(shí)，需要精確的運(yùn)動(dòng)控制算法。假設(shè)機(jī)械臂需要按照預(yù)定的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)要考慮到關(guān)節(jié)的限制和動(dòng)力學(xué)特性。以下哪種控制方法可能最為適用？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模糊控制C.隨機(jī)控制D.開環(huán)控制9、ROS（RobotOperatingSystem）中的節(jié)點(diǎn)（Node）之間通過（）進(jìn)行通信。A.消息隊(duì)列B.共享內(nèi)存C.網(wǎng)絡(luò)套接字D.以上都是10、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)11、在ROS中，當(dāng)需要同時(shí)處理多個(gè)具有不同頻率的傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，以下哪種技術(shù)可以用于同步這些數(shù)據(jù)？（）A.硬件同步B.軟件定時(shí)器C.消息過濾器D.數(shù)據(jù)緩存12、ROS中的話題（Topic）是一種常見的通信機(jī)制。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人在移動(dòng)過程中不斷發(fā)布其位置信息作為一個(gè)話題。多個(gè)節(jié)點(diǎn)對這個(gè)位置信息感興趣并進(jìn)行訂閱。在這種情況下，如果發(fā)布節(jié)點(diǎn)突然停止發(fā)布，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.訂閱節(jié)點(diǎn)會(huì)繼續(xù)使用最后收到的位置信息，直到新的發(fā)布信息到來B.訂閱節(jié)點(diǎn)會(huì)立即停止運(yùn)行，等待發(fā)布節(jié)點(diǎn)重新開始發(fā)布C.訂閱節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)切換到其他可用的類似話題進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取D.整個(gè)系統(tǒng)會(huì)崩潰，因?yàn)槭チ岁P(guān)鍵的位置信息源13、ROS支持分布式機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)。假設(shè)一個(gè)分布式機(jī)器人系統(tǒng)由多個(gè)通過網(wǎng)絡(luò)連接的機(jī)器人組成，以下關(guān)于分布式通信和同步的描述，正確的是：（）A.依賴ROS的默認(rèn)通信機(jī)制，無需特殊處理分布式同步問題B.使用時(shí)間同步協(xié)議，確保各個(gè)機(jī)器人的時(shí)間基準(zhǔn)一致C.忽略分布式環(huán)境中的通信延遲和丟包，對系統(tǒng)性能影響不大D.分布式機(jī)器人系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)有效的通信和同步14、機(jī)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(gè)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15、ROS中的TF（TransformFrame）庫用于管理機(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16、ROS中的服務(wù)（Service）通信常用于請求-響應(yīng)模式。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，該任務(wù)需要多個(gè)步驟，并且每個(gè)步驟都需要確認(rèn)是否成功完成。以下哪種方式可以有效地實(shí)現(xiàn)這種任務(wù)的管理和控制？（）A.創(chuàng)建多個(gè)服務(wù)，每個(gè)服務(wù)對應(yīng)一個(gè)任務(wù)步驟B.使用一個(gè)服務(wù)，通過傳遞不同的參數(shù)來表示不同的任務(wù)步驟C.放棄服務(wù)通信，改用話題通信來實(shí)現(xiàn)任務(wù)管理D.將整個(gè)任務(wù)作為一個(gè)單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)，不使用服務(wù)通信17、假設(shè)在一個(gè)ROS控制的機(jī)器人協(xié)作場景中，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、機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于管理機(jī)器人傳感器數(shù)據(jù)的模塊通常是？（）（）A.運(yùn)動(dòng)控制模塊B.感知模塊C.規(guī)劃模塊D.通信模塊19、在ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和實(shí)時(shí)性，通常會(huì)對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。假設(shè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)處理大量數(shù)據(jù)導(dǎo)致性能瓶頸，以下哪種優(yōu)化方法可能最為有效？（）A.減少節(jié)點(diǎn)之間的通信次數(shù)B.使用更復(fù)雜的算法來處理數(shù)據(jù)C.增加節(jié)點(diǎn)的數(shù)量來分擔(dān)任務(wù)D.降低數(shù)據(jù)的采樣頻率20、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)21、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人環(huán)境感知信息的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是22、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23、在ROS中，服務(wù)（Service）用于節(jié)點(diǎn)之間的請求/響應(yīng)通信。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行特定的復(fù)雜操作，如抓取物體，并且這個(gè)操作的參數(shù)和結(jié)果需要在節(jié)點(diǎn)之間準(zhǔn)確傳遞。以下關(guān)于使用服務(wù)進(jìn)行通信的描述，正確的是？（）A.服務(wù)通信是異步的，請求節(jié)點(diǎn)發(fā)送請求后可以立即進(jìn)行其他操作，無需等待響應(yīng)B.服務(wù)通信只能在同一臺計(jì)算機(jī)上的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，無法跨計(jì)算機(jī)通信C.服務(wù)通信保證了請求的唯一性，即同一時(shí)間只能有一個(gè)請求在處理D.服務(wù)通信的響應(yīng)速度通常比話題通信慢，因?yàn)樯婕案嗟膮f(xié)議開銷24、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。當(dāng)一個(gè)ROS項(xiàng)目包含多個(gè)相關(guān)但功能不同的包時(shí)，如何有效地管理它們之間的依賴關(guān)系？（）A.在每個(gè)包的配置文件中明確聲明依賴B.使用ROS的依賴管理工具自動(dòng)處理C.通過文檔說明依賴關(guān)系，由開發(fā)者手動(dòng)管理D.以上方法都可以25、ROS中的機(jī)器人軟件測試是保證系統(tǒng)可靠性的重要環(huán)節(jié)。以下哪種測試方法能夠更全面地檢測軟件的功能和性能？（）A.單元測試B.集成測試C.系統(tǒng)測試D.以上都需要請分別說明每個(gè)測試方法的重點(diǎn)和在機(jī)器人軟件測試中的作用二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）ROS中的硬件抽象層（HAL）的作用是什么？2、（本題5分）描述ROS在農(nóng)業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用場景。3、（本題5分）ROS中的Gazebo模擬器的作用是什么？4、（本題5分）說明ROS中的環(huán)境污染有效治理機(jī)器人中的治理效果評估。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的自主路徑規(guī)劃和能量消耗預(yù)測系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)使用ROS的金槍魚養(yǎng)殖場金槍魚圍捕機(jī)器人的大規(guī)模圍捕與處理系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS框架下，為礦山開采機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)礦石識別和開采系統(tǒng)。4、（本題5分）利用ROS為滑雪巡邏機(jī)器人開發(fā)一個(gè)滑雪者狀態(tài)監(jiān)測和救援系統(tǒng)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于ROS的制藥廠藥品分揀機(jī)器人的藥品識別與分揀系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在