山東交通職業(yè)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)Ⅱ》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁山東交通職業(yè)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)Ⅱ》

2023-2024學(xué)年第二學(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一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、ROS中的節(jié)點可以在不同的編程語言中實現(xiàn)，并且能夠相互通信，這是因為（）（）A.ROS提供了統(tǒng)一的通信接口B.編程語言的兼容性C.兩者皆有D.以上都不是2、機(jī)器人的軟件架構(gòu)對于系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維護(hù)性至關(guān)重要。假設(shè)一個復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)需要不斷添加新的功能和模塊。以下哪種軟件架構(gòu)風(fēng)格能夠更好地支持這種需求，同時保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.事件驅(qū)動架構(gòu)D.面向?qū)ο蠹軜?gòu)3、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）用于存儲和共享全局參數(shù)。假設(shè)一個機(jī)器人系統(tǒng)的配置參數(shù)，如運(yùn)動速度限制和傳感器校準(zhǔn)值，存儲在參數(shù)服務(wù)器中。當(dāng)多個節(jié)點同時嘗試修改同一個參數(shù)時，以下哪種機(jī)制會被觸發(fā)？（）A.最后修改的節(jié)點的值會被接受，其他修改被忽略B.系統(tǒng)會隨機(jī)選擇一個節(jié)點的修改值進(jìn)行應(yīng)用C.系統(tǒng)會阻止所有修改操作，直到?jīng)_突解決D.系統(tǒng)會將所有修改值進(jìn)行平均，得到最終的參數(shù)值4、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對機(jī)器人的能源管理進(jìn)行優(yōu)化，以延長機(jī)器人的工作時間。假設(shè)機(jī)器人配備了多種能源消耗設(shè)備，以下哪種策略能夠最有效地降低能源消耗？（）A.關(guān)閉所有非必要設(shè)備B.根據(jù)任務(wù)需求動態(tài)調(diào)整設(shè)備的工作狀態(tài)C.始終保持設(shè)備全功率運(yùn)行D.不進(jìn)行能源管理，任由設(shè)備耗電5、在ROS中，為了實現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制，通常會使用網(wǎng)絡(luò)通信。假設(shè)需要在遠(yuǎn)程計算機(jī)上控制一個位于本地的機(jī)器人，以下哪種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可能最為適合？（）A.客戶端-服務(wù)器架構(gòu)B.對等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)C.分布式架構(gòu)D.總線型架構(gòu)6、在ROS中，為了實現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航，需要構(gòu)建地圖。假設(shè)使用激光雷達(dá)進(jìn)行環(huán)境掃描來創(chuàng)建地圖，以下哪種地圖表示方法在ROS中較為常見？（）A.柵格地圖B.拓?fù)涞貓DC.矢量地圖D.圖像地圖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)一個移動機(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，以下關(guān)于導(dǎo)航功能包集的使用，哪一項是錯誤的？（）A.可以使用全局規(guī)劃器生成從起始點到目標(biāo)點的大致路徑B.局部規(guī)劃器根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)實時調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動，避開障礙物C.導(dǎo)航功能包集可以自動適應(yīng)不同類型的機(jī)器人和環(huán)境，無需進(jìn)行任何參數(shù)調(diào)整D.可以通過設(shè)置代價地圖（Costmap）來表示環(huán)境中的障礙物和可通行區(qū)域8、以下哪個是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人里程計信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/OdometryB.sensor_msgs/ImuC.std_msgs/Float32D.以上都不是9、ROS中的導(dǎo)航功能包集（NavigationStack）提供了機(jī)器人自主導(dǎo)航的基本框架。假設(shè)要對導(dǎo)航功能進(jìn)行定制和擴(kuò)展，以下關(guān)于操作方法的描述，正確的是：（）A.直接修改導(dǎo)航功能包集的源代碼，實現(xiàn)定制需求B.利用導(dǎo)航功能包集提供的接口和參數(shù)，進(jìn)行配置和擴(kuò)展C.重新開發(fā)一個全新的導(dǎo)航框架，替代原有的功能包集D.導(dǎo)航功能包集無法進(jìn)行定制和擴(kuò)展10、ROS支持多機(jī)器人協(xié)作的應(yīng)用開發(fā)。假設(shè)要實現(xiàn)多個機(jī)器人之間的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)工作，以下關(guān)于協(xié)作策略和通信機(jī)制的選擇，正確的是：（）A.采用集中式控制策略，由一個中心節(jié)點進(jìn)行任務(wù)分配和協(xié)調(diào)B.采用分布式控制策略，每個機(jī)器人自主決策并通過通信協(xié)商C.混合使用集中式和分布式策略，根據(jù)任務(wù)特點靈活選擇D.多機(jī)器人協(xié)作無法實現(xiàn)有效的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)11、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對機(jī)器人的行為進(jìn)行建模和狀態(tài)管理。假設(shè)機(jī)器人的狀態(tài)會根據(jù)環(huán)境變化和任務(wù)需求頻繁切換，以下哪種方法能夠更有效地管理和跟蹤機(jī)器人的狀態(tài)變化？（）A.使用簡單的變量來表示狀態(tài)B.基于有限狀態(tài)機(jī)（FSM）模型C.隨機(jī)設(shè)定機(jī)器人狀態(tài)，不進(jìn)行管理D.不考慮狀態(tài)變化，保持固定狀態(tài)12、以下哪個是機(jī)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13、ROS中的動作反饋（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14、ROS系統(tǒng)中的傳感器數(shù)據(jù)處理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)處理來自激光雷達(dá)的大量點云數(shù)據(jù)時，為了提高數(shù)據(jù)處理效率和準(zhǔn)確性，以下哪種方法較為合適？（）A.直接對原始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理B.先對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和降采樣C.將點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像進(jìn)行處理D.忽略部分點云數(shù)據(jù)請解釋每個選項的可行性和可能帶來的影響15、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個能夠在狹窄空間中操作的微型機(jī)器人，需要考慮機(jī)器人的尺寸、靈活性和控制精度。以下哪種設(shè)計和控制方法可能會被用于微型機(jī)器人？（）A.微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計和微型電機(jī)控制B.柔性結(jié)構(gòu)和精密驅(qū)動C.小型傳感器集成和微型控制器D.以上都有可能16、ROS中的服務(wù)請求（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17、ROS支持在不同的操作系統(tǒng)上運(yùn)行。假設(shè)要在一個資源受限的嵌入式系統(tǒng)上部署ROS應(yīng)用，需要考慮系統(tǒng)的內(nèi)存、計算能力和實時性要求。以下哪種操作系統(tǒng)和ROS版本的選擇最適合這種嵌入式場景？（）A.Linux內(nèi)核的實時操作系統(tǒng)，精簡版的ROSB.Windows操作系統(tǒng)，完整版的ROSC.Android操作系統(tǒng)，定制化的ROSD.不考慮操作系統(tǒng)和ROS版本，強(qiáng)行部署18、當(dāng)使用ROS控制機(jī)器人的移動底盤時，以下哪種驅(qū)動方式能夠提供更好的機(jī)動性和適應(yīng)性？（）A.輪式驅(qū)動B.履帶式驅(qū)動C.足式驅(qū)動D.復(fù)合式驅(qū)動。假設(shè)機(jī)器人需要在不同地形和環(huán)境中靈活移動，如崎嶇地面、狹窄通道等，上述哪種驅(qū)動方式能夠更好地應(yīng)對復(fù)雜的移動需求，并分析其在ROS中的控制和實現(xiàn)方式19、在一個基于ROS的醫(yī)療機(jī)器人項目中，需要確保機(jī)器人操作的安全性和精度，同時符合醫(yī)療法規(guī)要求。以下哪種安全機(jī)制和認(rèn)證方法可能會被用于醫(yī)療機(jī)器人？（）A.安全監(jiān)控系統(tǒng)和風(fēng)險評估B.精度校準(zhǔn)和驗證測試C.醫(yī)療設(shè)備認(rèn)證和法規(guī)遵循D.以上都有可能20、在ROS環(huán)境中，對于機(jī)器人的故障診斷和錯誤處理，需要一種有效的機(jī)制來檢測和報告異常情況。假設(shè)機(jī)器人在運(yùn)行過程中出現(xiàn)硬件故障或軟件錯誤，以下哪種方法能夠及時發(fā)現(xiàn)并通知相關(guān)人員？（）A.定期人工檢查B.依靠機(jī)器人自動恢復(fù)，不進(jìn)行報告C.使用ROS的日志系統(tǒng)和監(jiān)控工具D.忽略故障，繼續(xù)運(yùn)行二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋ROS中的路徑規(guī)劃可擴(kuò)展性。2、（本題5分）解釋ROS中的動作（Action）機(jī)制。3、（本題5分）解釋ROS中的行為決策模型。4、（本題5分）ROS中的語音交互模塊如何集成？5、（本題5分）如何在ROS中實現(xiàn)機(jī)器人的避障功能？三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在ROS環(huán)境下搭建一個鯰魚養(yǎng)殖場鯰魚分揀機(jī)器人的大小分揀與計數(shù)系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個機(jī)器人的自主環(huán)境亮度檢測和視覺適應(yīng)系統(tǒng)。3、（本題5分）使用ROS為工廠物料搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計一個物料識別和搬運(yùn)路徑優(yōu)化系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個鱈魚養(yǎng)殖場鱈魚捕撈機(jī)器人的高效捕撈與保鮮系統(tǒng)。5、（本題5分）在ROS框架下，為清潔機(jī)器人開發(fā)一個智能清掃路徑規(guī)劃系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在科研實驗室中，機(jī)器人用于實驗樣本處理和數(shù)據(jù)采集。深入研究機(jī)器人操作系統(tǒng)在實驗流程控制、樣本精確操作、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性保障和實驗設(shè)備集成方面的關(guān)鍵技術(shù)，分析操作系統(tǒng)如何滿足科研實驗的高精度和可重復(fù)性要求。2、（本題10分）在農(nóng)業(yè)灌溉