站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁云南科技信息職業學院《機器學習與大數據》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2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框架下，對于機器人的動態模型辨識，以下哪種方法能夠有效地估計模型參數？（）A.最小二乘法B.極大似然估計C.遞推最小二乘法D.粒子群優化算法。假設需要根據機器人的實際運動數據來辨識其動態模型的參數，如質量、慣性矩等，上述哪種方法在準確性和計算效率上更有優勢，并詳細介紹其在ROS中的應用步驟2、假設要在ROS中實現機器人與外部設備（如機械臂）的無縫集成和協同工作，以下哪個步驟是至關重要的？（）A.統一通信協議B.確保硬件兼容性C.優化軟件算法D.忽略設備差異請詳細說明每個選項對于實現無縫集成和協同工作的重要性以及可能帶來的影響3、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個節點和配置參數。假設一個機器人系統有多個相互依賴的節點需要啟動，以下關于啟動文件編寫的原則，正確的是：（）A.將所有節點的啟動命令都寫在一個啟動文件中，便于管理B.按照功能模塊將相關節點的啟動命令分組寫在不同的啟動文件中C.啟動文件越簡單越好，只啟動關鍵節點D.啟動文件的編寫方式對系統啟動沒有影響4、當使用ROS控制機器人的關節運動時，以下哪種控制器類型常用于實現精確的位置控制？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自適應控制器D.魯棒控制器。假設機器人的關節需要高精度地到達指定位置，并且在受到外界干擾時仍能保持穩定，上述哪種控制器能夠更好地滿足這一要求，并詳細說明其控制原理和參數調整方法5、ROS中的動作（Action）是一種用于長時間任務的通信機制。假設一個機器人需要執行一個復雜的搜索任務，其狀態包括正在搜索、找到目標和任務完成。以下關于動作通信的描述，正確的是？（）A.動作通信只能單向傳遞信息，從客戶端到服務器B.客戶端可以在任務執行過程中隨時取消任務C.服務器無法向客戶端反饋任務的中間狀態D.動作通信不支持任務的超時處理6、在機器人操作系統中，用于發布機器人目標位置信息的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_goalB./goal/robotC./target/robotD.以上都不是7、ROS中的動作目標（ActionGoal）通常包含以下哪些信息？（）（）A.目標狀態B.執行時間C.兩者皆有D.以上都不是8、假設要在ROS中開發一個能夠與其他智能設備進行無縫集成的機器人，需要考慮通信協議的兼容性和數據格式的轉換。以下哪種方法和技術可能會被用于設備集成？（）A.通用通信協議和數據轉換庫B.中間件和接口規范C.協議適配和數據映射D.以上都有可能9、對于ROS中的機器人視覺SLAM（同時定位與地圖構建）系統，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。假設機器人在未知環境中進行探索和地圖構建，需要從圖像中提取穩定和獨特的特征來準確估計自身位置和構建環境地圖，上述哪種特征提取方法在這種情況下表現更為出色，并解釋其特點和在ROS中的應用10、ROS中的服務響應（ServiceResponse）可以包含以下哪些數據類型？（）（）A.基本數據類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是11、在一個使用ROS的移動機器人系統中，需要實現對障礙物的檢測和規避。以下哪種傳感器組合在這種情況下通常能提供較好的效果？（）A.激光雷達和超聲波傳感器B.攝像頭和慣性測量單元C.紅外傳感器和GPSD.以上組合都不太適合12、當在ROS中開發一個機器人的語音交互模塊時，需要進行語音識別和合成。假設要實現高準確率的語音識別和自然流暢的語音合成，以下哪種技術組合可能最合適？（）A.使用傳統的隱馬爾可夫模型（HMM）進行語音識別，文語轉換（TTS）技術進行語音合成B.采用深度學習的卷積神經網絡（CNN）進行語音識別，基于神經網絡的語音合成模型C.依賴開源的語音識別和合成庫，不進行定制優化D.以上技術組合都不合適，需要自行研發全新的技術13、ROS中的服務（Service）通常用于實現節點之間的請求-響應通信模式。考慮一個機器人導航系統，其中一個節點提供路徑規劃服務，另一個節點請求路徑規劃。如果服務響應時間過長，以下哪種情況最有可能發生？（）A.機器人停止運動，等待響應B.機器人自行選擇隨機路徑前進C.系統自動切換到備用的路徑規劃算法D.機器人按照之前的路徑繼續前進14、在基于ROS的機器人團隊開發中，需要制定統一的代碼規范和開發流程。假設團隊成員具有不同的開發習慣和經驗水平。以下哪種方式在確保代碼質量和開發效率方面最為有效？（）A.制定詳細的代碼規范文檔和培訓團隊成員B.允許團隊成員自由發揮，不做統一要求C.參考其他項目的代碼規范，不完全適應本項目D.不制定代碼規范，后期統一修改15、機器人操作系統中，用于管理機器人傳感器數據的模塊通常是？（）（）A.運動控制模塊B.感知模塊C.規劃模塊D.通信模塊二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）ROS中的容錯和故障恢復機制是怎樣的？2、（本題5分）簡述ROS在服務機器人中的功能實現。3、（本題5分）簡述ROS在礦山機器人中的應用。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）機器人操作系統在智能工廠中的應用需要實現與其他生產設備和管理系統的無縫集成。請詳細綜合分析其在工業通信協議支持、數據交互、生產流程優化等方面的技術挑戰和解決方案，探討智能工廠中機器人操作系統的發展趨勢和對制造業轉型升級的影響。2、（本題5分）在機器人的教育和培訓應用中，ROS如何支持個性化的學習路徑和實踐項目。請詳細綜合分析ROS的教育資源和工具，以及如何通過ROS培養學生的創新思維和解決實際問題的能力。3、（本題5分）機器人操作系統在物流配送最后一公里的應用具有很大的發展潛力。請詳細綜合分析其在實現自主導航、貨物識別與交付、與收件人交互等方面的技術挑戰和解決方案，研究物流配送機器人在城市環境中的適應性和法規遵循問題，以及對傳統配送模式的影響和融合策略。4、（本題5分）在康復醫療領域，機器人操作系統在輔助康復訓練方面發揮著重要作用。請深入綜合分析其在為患者提供個性化訓練方案、實時監測康復進展、調整訓練強度等方面的技術優勢，研究康復機器人在提高康復效果和減輕醫護人員工作負擔方面的價值，以及在臨床應用中的安全性和有效性評估。5、（本題5分）當機器人應用于文化遺產數字化保護時，分析機器人操作系統如何實現對文化遺產的高精度掃描、建模和數據存儲，以及如何利用虛擬現實和增強現實技術進行