廊坊師范學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)A》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專(zhuān)業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專(zhuān)業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫(xiě)、漏寫(xiě)或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁(yè)，共1頁(yè)廊坊師范學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)A》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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中，實(shí)時(shí)性是某些應(yīng)用場(chǎng)景的關(guān)鍵要求。假設(shè)一個(gè)工業(yè)機(jī)器人需要在嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)完成特定的操作。以下關(guān)于ROS實(shí)時(shí)性的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.ROS本身可以滿(mǎn)足硬實(shí)時(shí)的要求，無(wú)需額外的配置和優(yōu)化B.可以通過(guò)使用實(shí)時(shí)內(nèi)核和相關(guān)的配置來(lái)提高ROS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能C.在實(shí)時(shí)應(yīng)用中，需要仔細(xì)考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和調(diào)度策略D.實(shí)時(shí)性的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的資源利用和性能產(chǎn)生一定的影響2、在機(jī)器人的軌跡規(guī)劃中，需要同時(shí)滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)約束。假設(shè)一個(gè)機(jī)械臂需要以最短時(shí)間完成一個(gè)復(fù)雜的軌跡，同時(shí)要保證關(guān)節(jié)力矩不超過(guò)限制。以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠有效地解決這個(gè)問(wèn)題？（）A.五次多項(xiàng)式軌跡規(guī)劃B.貝塞爾曲線軌跡規(guī)劃C.樣條曲線軌跡規(guī)劃D.直線軌跡規(guī)劃3、假設(shè)在一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景中，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行精確規(guī)劃和控制。使用ROS提供的工具和功能，以下哪種方法能夠更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？該場(chǎng)景中機(jī)器人需要避開(kāi)多個(gè)動(dòng)態(tài)障礙物，并在有限的時(shí)間內(nèi)到達(dá)指定目標(biāo)位置，同時(shí)滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)約束。A.手動(dòng)編寫(xiě)運(yùn)動(dòng)控制代碼B.使用ROS中的MoveIt框架C.基于經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行軌跡試錯(cuò)D.隨機(jī)生成運(yùn)動(dòng)軌跡4、ROS中的包（Package）用于組織相關(guān)的功能代碼和資源。如果一個(gè)包的依賴(lài)關(guān)系沒(méi)有正確配置，會(huì)出現(xiàn)什么情況？（）A.相關(guān)功能無(wú)法正常使用B.系統(tǒng)自動(dòng)安裝缺失的依賴(lài)C.對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行沒(méi)有影響D.該包的性能提升5、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人視覺(jué)處理時(shí)，需要對(duì)圖像進(jìn)行特征提取。假設(shè)要在不同光照和視角條件下準(zhǔn)確識(shí)別物體，以下哪種特征提取方法可能最有效？（）A.SIFT特征，具有尺度不變性但計(jì)算復(fù)雜度高B.HOG特征，對(duì)行人檢測(cè)效果好但對(duì)旋轉(zhuǎn)敏感C.ORB特征，計(jì)算速度快但魯棒性稍差D.以上特征提取方法效果相同，取決于圖像質(zhì)量6、在機(jī)器人的視覺(jué)伺服控制中，通過(guò)攝像頭反饋的圖像信息來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)機(jī)器人需要將一個(gè)物體準(zhǔn)確地移動(dòng)到指定位置。以下哪種視覺(jué)伺服控制方法在處理圖像噪聲和目標(biāo)遮擋時(shí)具有較好的魯棒性？（）A.基于位置的視覺(jué)伺服B.基于圖像的視覺(jué)伺服C.2.5D視覺(jué)伺服D.混合視覺(jué)伺服7、在一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要根據(jù)不同的農(nóng)作物和地形進(jìn)行作業(yè)。以下哪種方法可以提高機(jī)器人的適應(yīng)性？（）A.使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行自適應(yīng)控制B.預(yù)定義多種作業(yè)模式供選擇C.在線調(diào)整機(jī)器人的參數(shù)D.以上方法都可以8、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9、當(dāng)在ROS中集成新的硬件設(shè)備時(shí)，如果設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不完善，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？（）A.設(shè)備無(wú)法正常工作或工作不穩(wěn)定B.系統(tǒng)自動(dòng)修復(fù)驅(qū)動(dòng)程序C.設(shè)備性能提升D.對(duì)其他設(shè)備沒(méi)有影響10、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的動(dòng)作反饋（ActionFeedback）主要用于提供什么信息？（）（）A.任務(wù)進(jìn)度信息B.錯(cuò)誤信息C.狀態(tài)信息D.以上都不是11、ROS中的Gazebo是一個(gè)常用的機(jī)器人仿真環(huán)境。假設(shè)需要在Gazebo中模擬一個(gè)具有復(fù)雜物理特性的機(jī)器人和環(huán)境，以下關(guān)于Gazebo仿真的描述，正確的是？（）A.Gazebo只能模擬簡(jiǎn)單的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，無(wú)法處理復(fù)雜的物理交互B.在Gazebo中進(jìn)行仿真時(shí)，不需要考慮機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型C.Gazebo可以與ROS節(jié)點(diǎn)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)仿真與實(shí)際控制的交互D.Gazebo的仿真結(jié)果與實(shí)際機(jī)器人的行為完全一致，無(wú)需進(jìn)一步驗(yàn)證12、當(dāng)機(jī)器人與其他設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，需要遵循特定的通信協(xié)議。假設(shè)機(jī)器人需要與一個(gè)工業(yè)控制器進(jìn)行高速、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換。以下哪種通信協(xié)議最適合這種應(yīng)用場(chǎng)景？（）A.CAN總線B.ModbusC.Ethernet/IPD.Profibus13、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(kù)B.NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)C.文件系統(tǒng)D.內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)14、ROS中的動(dòng)態(tài)重新配置（DynamicReconfigure）功能允許在運(yùn)行時(shí)修改節(jié)點(diǎn)的參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度參數(shù)需要根據(jù)環(huán)境實(shí)時(shí)調(diào)整，以下關(guān)于動(dòng)態(tài)重新配置的描述，正確的是？（）A.動(dòng)態(tài)重新配置只能在節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)前進(jìn)行設(shè)置，運(yùn)行時(shí)無(wú)法修改B.可以通過(guò)圖形界面或命令行工具進(jìn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)修改C.動(dòng)態(tài)重新配置會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)重新初始化，影響系統(tǒng)性能D.不是所有的參數(shù)都支持動(dòng)態(tài)重新配置，需要在代碼中特別指定15、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人之間的通信和協(xié)作，以完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，例如在倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)行貨物搬運(yùn)和分揀，以下哪種通信機(jī)制最為關(guān)鍵？（）A.主題通信B.服務(wù)通信C.動(dòng)作通信D.參數(shù)服務(wù)器16、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.KartoSLAM17、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以在不同的編程語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)，并且能夠相互通信，這是因?yàn)椋ǎǎ〢.ROS提供了統(tǒng)一的通信接口B.編程語(yǔ)言的兼容性C.兩者皆有D.以上都不是18、ROS中的消息隊(duì)列在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)擁堵。為了避免這種情況，以下哪種方法可以采?。浚ǎ〢.增加消息隊(duì)列的容量B.優(yōu)化數(shù)據(jù)發(fā)送和處理的頻率C.采用分布式消息隊(duì)列D.以上方法都可以19、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于描述機(jī)器人位置信息的消息類(lèi)型通常是？（）（）A.geometry_msgs/PoseB.sensor_msgs/ImuC.std_msgs/StringD.以上都不是20、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對(duì)機(jī)器人的故障進(jìn)行診斷和容錯(cuò)處理。假設(shè)機(jī)器人在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了傳感器故障或通信中斷等問(wèn)題，以下哪種故障診斷和容錯(cuò)方法能夠最大程度地減少對(duì)任務(wù)的影響并保證機(jī)器人的安全？（）A.基于模型的故障診斷和備份系統(tǒng)切換B.基于規(guī)則的故障診斷和手動(dòng)恢復(fù)C.不進(jìn)行故障診斷，等待故障自行恢復(fù)D.忽略故障，繼續(xù)運(yùn)行二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）ROS中的視覺(jué)伺服控制是怎樣的？2、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的語(yǔ)音交互模塊集成。3、（本題5分）解釋ROS中的包（Package）的概念和作用。4、（本題5分）解釋如何在ROS中進(jìn)行多機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)作控制。5、（本題5分）解釋ROS中的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人中的作物識(shí)別技術(shù)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用ROS為玻璃清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)窗戶(hù)邊框檢測(cè)和清潔路徑規(guī)劃系統(tǒng)。2、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的物體紋理識(shí)別和分析系統(tǒng)。3、（本題5分）利用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)陶瓷廠陶瓷制品搬運(yùn)機(jī)器人的防碰撞搬運(yùn)系統(tǒng)。4、（本題5分）在ROS框架下，為地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)山體位移監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)水下焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤與焊接質(zhì)量控制系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）假設(shè)開(kāi)發(fā)一個(gè)ROS驅(qū)動(dòng)的雪山救援機(jī)器人，能夠在高海拔雪山環(huán)境中執(zhí)行救援任務(wù)。全面分析ROS在高寒缺氧應(yīng)對(duì)、積雪地形行走、救援