安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機器學(xué)習(xí)與人工智能導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《機器學(xué)習(xí)與人工智能導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在ROS中，為了實現(xiàn)機器人的自主導(dǎo)航，需要結(jié)合地圖構(gòu)建和定位技術(shù)。假設(shè)有一個室內(nèi)環(huán)境，機器人需要在其中自主移動。以下關(guān)于地圖構(gòu)建和定位的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同時進(jìn)行地圖構(gòu)建和機器人定位B.基于粒子濾波的定位方法可以處理機器人位置的不確定性C.構(gòu)建的地圖可以是二維柵格地圖或三維點云地圖，根據(jù)需求選擇D.一旦地圖構(gòu)建完成，機器人的定位就不再需要實時更新，因為地圖是固定不變的2、在使用ROS進(jìn)行機器人的感知融合時，需要處理不同傳感器的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和校準(zhǔn)問題。假設(shè)傳感器的安裝位置和方向存在偏差，以下哪種方法能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行坐標(biāo)系校準(zhǔn)？（）A.手動測量和計算校準(zhǔn)參數(shù)B.基于機器學(xué)習(xí)的自動校準(zhǔn)C.不進(jìn)行校準(zhǔn)，直接使用原始數(shù)據(jù)D.隨機設(shè)置校準(zhǔn)參數(shù)3、在使用ROS進(jìn)行機器人仿真時，需要選擇一個合適的仿真環(huán)境來模擬真實的物理世界和機器人行為。假設(shè)要考慮多種物理效果、碰撞檢測和傳感器模擬的準(zhǔn)確性，以下哪個仿真工具在ROS中是最適合的？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.Unity4、當(dāng)使用ROS控制一個機械臂進(jìn)行精確的抓取操作時，需要對機械臂進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)建模。為了實現(xiàn)高效和準(zhǔn)確的控制，以下哪種建模方法和控制策略通常會被采用？（）A.正運動學(xué)建模和PID控制B.逆運動學(xué)建模和模糊控制C.動力學(xué)建模和自適應(yīng)控制D.以上都有可能5、ROS支持多種機器人硬件平臺。假設(shè)要將一個在模擬環(huán)境中開發(fā)的ROS程序移植到實際的機器人硬件上，以下關(guān)于移植過程中可能遇到的問題和解決方法的描述，正確的是：（）A.硬件驅(qū)動的差異可能導(dǎo)致通信問題，需要重新編寫驅(qū)動程序B.計算資源的限制可能影響程序性能，需要進(jìn)行優(yōu)化和裁剪C.傳感器數(shù)據(jù)的格式和精度可能不同，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)適配和校準(zhǔn)D.以上問題都可能出現(xiàn)，需要全面評估和針對性解決6、當(dāng)在ROS中集成新的硬件設(shè)備時，如果設(shè)備驅(qū)動程序不完善，會出現(xiàn)什么問題？（）A.設(shè)備無法正常工作或工作不穩(wěn)定B.系統(tǒng)自動修復(fù)驅(qū)動程序C.設(shè)備性能提升D.對其他設(shè)備沒有影響7、ROS中的消息隊列（MessageQueue）用于存儲待發(fā)送的消息。如果消息隊列溢出，會發(fā)生什么？（）A.新的消息被丟棄B.系統(tǒng)自動擴展隊列容量C.消息發(fā)送速度加快D.對通信沒有影響8、當(dāng)開發(fā)機器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)時，地圖構(gòu)建是重要的基礎(chǔ)。假設(shè)機器人需要在一個大型室內(nèi)環(huán)境中自主導(dǎo)航，該環(huán)境包含多個房間和走廊。以下哪種地圖表示方法能夠有效地存儲環(huán)境信息，同時支持快速的路徑規(guī)劃和更新？（）A.柵格地圖B.拓?fù)涞貓DC.特征地圖D.占用網(wǎng)格地圖9、機器人的傳感器校準(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10、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個具有多個執(zhí)行器的機器人時，需要對執(zhí)行器的協(xié)同控制進(jìn)行設(shè)計。假設(shè)執(zhí)行器之間存在復(fù)雜的運動關(guān)系，以下哪種控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)精確的協(xié)同動作？（）A.獨立控制每個執(zhí)行器，不考慮協(xié)同B.基于主從控制的策略C.分布式協(xié)同控制算法D.不進(jìn)行協(xié)同控制，執(zhí)行器自由運動11、ROS支持多種編程語言進(jìn)行開發(fā)。假設(shè)一個團隊中有成員熟悉C++，有成員熟悉Python。對于一個新的機器人項目，以下關(guān)于編程語言選擇的建議，正確的是：（）A.統(tǒng)一使用C++，因為其運行效率高B.統(tǒng)一使用Python，因為其開發(fā)效率高C.根據(jù)具體功能模塊的需求，靈活選擇C++或PythonD.為了避免混亂，只允許使用一種語言12、ROS中的機器人感知模塊需要處理多種類型的傳感器數(shù)據(jù)融合。假設(shè)同時使用了視覺、激光和超聲波傳感器，為了提高感知的準(zhǔn)確性和可靠性，以下哪種數(shù)據(jù)融合策略最為合適？（）A.基于權(quán)重的融合B.基于概率的融合C.基于特征的融合D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，單獨使用傳感器數(shù)據(jù)13、ROS支持多種傳感器的集成和數(shù)據(jù)處理。假設(shè)一個移動機器人需要同時使用激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測量單元（IMU）來感知環(huán)境。在融合這些傳感器的數(shù)據(jù)以獲得更全面和準(zhǔn)確的環(huán)境信息時，以下哪種數(shù)據(jù)融合算法和框架最適合？（）A.簡單的加權(quán)平均法B.卡爾曼濾波C.粒子濾波D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，分別處理各個傳感器數(shù)據(jù)14、在一個ROS驅(qū)動的農(nóng)業(yè)機器人系統(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器人的適應(yīng)性？（）A.使用機器學(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)整機器人的參數(shù)D.以上方法都可以15、機器人操作系統(tǒng)中的動作客戶端可以取消正在執(zhí)行的動作請求嗎？（）（）A.可以B.不可以C.取決于具體實現(xiàn)D.以上都不是16、在ROS系統(tǒng)中，要實現(xiàn)機器人的自主導(dǎo)航功能，需要融合多種技術(shù)，如定位、建圖和路徑規(guī)劃。假設(shè)機器人處于一個未知的環(huán)境中，需要逐步建立環(huán)境地圖并實現(xiàn)自主導(dǎo)航。以下哪種方法和技術(shù)的組合最適合這種場景？（）A.基于激光雷達(dá)的SLAM算法和全局路徑規(guī)劃B.僅依靠視覺的SLAM算法和局部路徑規(guī)劃C.不進(jìn)行建圖，使用預(yù)設(shè)的地圖進(jìn)行導(dǎo)航D.隨機探索環(huán)境，不進(jìn)行規(guī)劃17、機器人的自主學(xué)習(xí)能力對于適應(yīng)新環(huán)境和任務(wù)非常重要。假設(shè)一個機器人需要在不同的房間內(nèi)自主探索并學(xué)習(xí)環(huán)境的布局。以下哪種學(xué)習(xí)方法能夠幫助機器人快速建立環(huán)境模型，并不斷優(yōu)化？（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.無監(jiān)督學(xué)習(xí)C.強化學(xué)習(xí)D.遷移學(xué)習(xí)18、ROS支持多種機器人平臺。假設(shè)有一個輪式移動機器人和一個足式機器人，它們在使用ROS進(jìn)行控制時，以下關(guān)于平臺差異的描述，正確的是？（）A.控制算法可以完全相同，無需針對不同平臺進(jìn)行修改B.輪式機器人的運動模型比足式機器人簡單，因此控制更容易C.足式機器人在ROS中的配置和參數(shù)調(diào)整與輪式機器人完全不同D.不同平臺的機器人在使用相同的傳感器時，數(shù)據(jù)處理方式相同19、以下哪個是機器人操作系統(tǒng)中用于處理圖像數(shù)據(jù)的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/ImageB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/Int32D.以上都不是20、在一個基于ROS的多機器人協(xié)作系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)機器人之間的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)。以下哪種方法可以有效地實現(xiàn)這個目標(biāo)？（）A.中央控制器統(tǒng)一分配任務(wù)B.機器人通過協(xié)商自主分配任務(wù)C.使用市場機制進(jìn)行任務(wù)分配D.以上方法都可以21、機器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點可以通過哪種方式獲取參數(shù)服務(wù)器中的參數(shù)？（）（）A.命令行參數(shù)B.環(huán)境變量C.ROS參數(shù)服務(wù)器APID.以上都不是22、在機器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實現(xiàn)多個節(jié)點之間的同步通信時，以下哪種機制通常被采用？（）A.話題（Topic）B.服務(wù)（Service）C.動作（Action）D.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）。假設(shè)多個機器人傳感器節(jié)點需要在特定時間間隔內(nèi)同步發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，上述哪種通信機制能夠更好地滿足這種嚴(yán)格的同步需求，并說明其工作原理和優(yōu)勢23、在ROS中，與外部設(shè)備（如攝像頭、激光雷達(dá)等）的集成是常見的需求。假設(shè)需要將一個新的傳感器設(shè)備集成到ROS系統(tǒng)中，并獲取其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。以下關(guān)于ROS外部設(shè)備集成的描述，哪一項是不正確的？（）A.需要為新設(shè)備編寫驅(qū)動程序，并將其編譯到ROS系統(tǒng)中B.可以使用ROS提供的接口和協(xié)議來與外部設(shè)備進(jìn)行通信C.新設(shè)備的數(shù)據(jù)格式必須與ROS默認(rèn)支持的數(shù)據(jù)格式完全一致D.可以通過配置文件來設(shè)置新設(shè)備的參數(shù)和工作模式24、在ROS環(huán)境下，要對機器人的行為進(jìn)行編程和定義。假設(shè)需要機器人根據(jù)不同的環(huán)境條件和任務(wù)需求執(zhí)行不同的動作序列。以下哪種方法在實現(xiàn)靈活和可擴展的機器人行為方面最為有效？（）A.使用狀態(tài)機B.編寫大量的條件判斷語句C.依賴固定的腳本D.隨機生成行為25、假設(shè)在一個ROS驅(qū)動的機器人教育項目中，需要為初學(xué)者提供一個易于理解和使用的編程接口。以下哪種方式能夠更好地降低學(xué)習(xí)門檻，提高編程效率？（）A.提供高級編程語言的封裝接口B.要求初學(xué)者直接使用底層的ROS接口C.不提供任何接口，讓初學(xué)者自己探索D.只提供命令行操作接口26、在機器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點（Node）是重要的組成部分。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)中有多個功能模塊，如傳感器數(shù)據(jù)采集、運動控制、路徑規(guī)劃等，每個模塊作為一個獨立的節(jié)點運行。當(dāng)一個節(jié)點需要向另一個節(jié)點發(fā)送消息時，通常使用以下哪種通信機制？（）A.話題（Topic）通信，發(fā)布者發(fā)布消息，訂閱者接收消息B.服務(wù)（Service）通信，客戶端發(fā)送請求，服務(wù)器響應(yīng)請求C.參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer），用于存儲和共享全局參數(shù)D.動作（Action）通信，支持長時間的任務(wù)執(zhí)行和反饋27、ROS中的服務(wù)（Service）通信常用于請求-響應(yīng)模式。假設(shè)有一個機器人需要執(zhí)行一項復(fù)雜的任務(wù)，該任務(wù)需要多個步驟，并且每個步驟都需要確認(rèn)是否成功完成。以下哪種方式可以有效地實現(xiàn)這種任務(wù)的管理和控制？（）A.創(chuàng)建多個服務(wù)，每個服務(wù)對應(yīng)一個任務(wù)步驟B.使用一個服務(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，改用話題通信來實現(xiàn)任務(wù)管理D.將整個任務(wù)作為一個單獨的節(jié)點，不使用服務(wù)通信28、在ROS中，用于發(fā)布和訂閱話題（Topic）的編程語言可以是（）（）A.C++B.PythonC.兩者皆可D.以上都不是29、在一個基于ROS的機器人舞蹈表演項目中，如果音樂與機器人動作的同步機制出現(xiàn)問題，會導(dǎo)致什么結(jié)果？（）A.表演效果不佳，動作與音樂不協(xié)調(diào)B.表演更精彩C.系統(tǒng)自動調(diào)整同步D.對表演沒有影響30、在ROS中，對于機器人的傳感器數(shù)據(jù)融合，以下哪種方法通常被用于將來自多個不同類型傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和校準(zhǔn)？（）A.卡爾曼濾波B.粒子濾波C.擴展卡爾曼濾波D.以上都是二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）考慮一個基于ROS的水上救援機器人系統(tǒng)，能夠在江河湖泊中進(jìn)行救援行動。綜合分析ROS在水流和風(fēng)浪影響應(yīng)對、落水人員檢測、救援設(shè)備操作以及與岸上指揮中心的通信方面的要點和問題。2、（本題5分）在機器人的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)中，探討機器人操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)對牲畜的健康監(jiān)測、飼料投喂和環(huán)境控制，以及如何提高養(yǎng)殖效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低勞動力成本和環(huán)境污染。3、（本題5分）對于一個使用ROS的隧道施工機器人系統(tǒng)，負(fù)責(zé)挖掘、支護等工作。詳細(xì)分析ROS在隧道地質(zhì)適應(yīng)、施工進(jìn)度控制、設(shè)備故障預(yù)警以及通風(fēng)照明條件下的操作方面的關(guān)注點和難題。4、（本題5分）在機器人的康復(fù)醫(yī)療應(yīng)用中，分析機器人操作系統(tǒng)如何根據(jù)患者的生理特征和康復(fù)需求，制定個性化的治療方案、實現(xiàn)精確的運動控制和實時療效評估，以及如何提高患者的依從性和治療效果。5、（本題5分）在消防救援場景中，機器人需要在高溫、濃煙等危險環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。詳細(xì)分析機器人操作系統(tǒng)在火源探測、路徑規(guī)劃、耐高溫設(shè)計和水炮控制方面的功能需求，研究操作系統(tǒng)如何適應(yīng)消防救援的緊急情況，并評估其在實際應(yīng)用中的效果。三