裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁鄭州美術學院

《機器學習D》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、假設要在ROS中實現一個能夠在狹窄空間中靈活操作的機器人，以下哪種機械結構設計和控制策略的組合可能是最合適的？（）A.串聯機械臂與位置控制B.并聯機械臂與速度控制C.蛇形機器人與力控制D.剛性結構與開環控制請詳細分析每個選項在狹窄空間操作中的適應性和優缺點2、機器人操作系統中的節點可以通過哪種方式獲取參數服務器中的參數？（）（）A.命令行參數B.環境變量C.ROS參數服務器APID.以上都不是3、機器人操作系統中的節點可以通過哪種方式進行分布式通信？（）（）A.TCP/IPB.UDPC.多播（Multicast）D.以上都是4、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內容？（）（）A.機器人模型B.傳感器數據C.規劃路徑D.以上都是5、ROS中的參數服務器（ParameterServer）用于存儲和管理全局參數。假設一個機器人系統有多個節點需要訪問相同的配置參數，以下關于參數服務器使用的描述，正確的是：（）A.每個節點都應該獨立存儲參數，避免依賴參數服務器，以提高可靠性B.參數服務器能夠方便地實現參數的共享和動態修改，適合這種多節點訪問的情況C.參數服務器會增加系統的復雜性，應盡量減少使用，通過消息傳遞參數D.參數服務器只適用于存儲少量關鍵參數，對于大量參數不適用6、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7、假設在ROS中開發一個用于物流分揀的機器人，需要快速準確地識別和抓取不同形狀和大小的物品。以下哪種視覺識別和抓取策略可能會被用于物流分揀？（）A.深度學習物體識別和自適應抓取規劃B.傳統圖像處理和機械抓取設計C.3D視覺重建和力控抓取D.以上都有可能8、ROS中的機器人模型校準是確保機器人準確運動的重要步驟。假設需要校準機器人的關節角度傳感器，以下哪種方法可能被采用？（）A.手動測量關節角度，然后在代碼中進行修正B.使用標準物體進行對比校準C.運行特定的校準程序，自動采集數據并計算校準參數D.不需要校準，傳感器的出廠參數足夠準確9、ROS中的消息（Message）用于節點之間的數據傳遞。假設需要傳遞一個包含大量復雜數據結構的消息，以下關于消息定義和使用的描述，正確的是：（）A.盡量將復雜數據結構拆分成多個簡單消息，減少消息的大小和復雜性B.直接使用一個大而復雜的消息，方便數據的整體傳遞C.避免使用自定義消息，只使用ROS提供的標準消息類型D.消息的定義和使用方式對系統性能沒有影響10、ROS中的動作服務器（ActionServer）需要實現以下哪些回調函數？（）（）A.goal回調函數B.cancel回調函數C.feedback回調函數D.以上都是11、在使用ROS開發機器人的過程中，需要對機器人的軟件進行可維護性和可擴展性設計。以下哪種架構和設計原則能夠提高代碼的可維護性和未來的功能擴展能力？（）A.緊密耦合的架構，功能集中在少數模塊B.分層架構，模塊化設計，遵循接口規范C.混亂的代碼結構，不考慮設計原則D.不考慮可維護性和可擴展性，只關注當前功能實現12、ROS中的仿真環境（Gazebo）可以用于機器人的模擬測試。假設要在仿真環境中準確模擬機器人與環境的物理交互，以下關于環境設置和模型參數調整的描述，正確的是：（）A.使用默認的環境設置和模型參數，進行簡單的模擬B.根據實際物理特性，精細調整環境參數和機器人模型的物理屬性C.仿真環境無法準確模擬物理交互，主要用于功能驗證D.環境設置和模型參數調整對模擬結果影響不大13、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14、ROS中的機器人操作系統性能評估需要綜合考慮多個指標。以下哪個指標對于衡量系統的實時響應能力是最關鍵的？（）A.任務完成時間B.系統吞吐量C.響應延遲D.資源利用率15、當在ROS中進行機器人的運動控制時，以下哪種編程語言通常被用于編寫控制節點？（）A.C++B.PythonC.JavaD.Ruby。假設需要開發高效、穩定且易于維護的機器人運動控制程序，同時考慮與ROS庫和其他模塊的集成，上述哪種編程語言在這種情況下更具優勢，并闡述其特點和在ROS中的應用實例16、假設要在ROS中開發一個能夠適應不同地形的移動機器人，以下哪種底盤設計和驅動方式的組合可能是最優的？（）A.輪式底盤與直流電機驅動B.履帶式底盤與步進電機驅動C.足式底盤與伺服電機驅動D.任意底盤與無刷電機驅動請詳細分析每個選項在適應不同地形方面的優勢和局限性17、假設在一個ROS控制的機器人協作場景中，多個機器人需要共同完成一個復雜的任務。為了實現高效的協作和任務分配，以下哪種方法能夠更好地協調機器人之間的工作？（）A.每個機器人獨立決策，隨機協作B.由一個中央控制器統一指揮和分配任務C.基于分布式的協商機制，自主協作D.不進行協作，各自完成獨立任務18、ROS中的機器人模型可以通過URDF（統一機器人描述格式）來定義。假設要精確描述一個具有復雜結構和關節的機器人，包括其幾何形狀、慣性參數和關節限制等。以下哪種方法在創建準確和完整的URDF文件時最為有效？（）A.手動編寫URDF文件，根據測量和計算填寫參數B.使用圖形化的建模工具自動生成URDF文件C.參考其他類似機器人的URDF文件進行修改D.不使用URDF，采用其他模型描述方式19、ROS中的TF（TransformFrame）庫用于管理機器人不同部件之間的坐標變換。當機器人的結構發生變化時，以下哪種方法可以快速更新TF樹？（）A.手動重新配置TF關系B.使用自動檢測和更新機制C.重新啟動整個ROS系統D.以上方法都不太可行20、在基于ROS的機器人教育應用中，為了讓學生更好地理解機器人的工作原理，以下哪種教學方法較為有效？（）A.通過實際編程操作讓學生親身體驗B.利用可視化工具展示機器人的內部狀態C.結合理論講解和案例分析D.以上方法綜合使用21、在ROS中，創建一個新的工作空間（Workspace）需要創建以下哪些目錄？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是22、在ROS框架下，對于機器人的軌跡跟蹤控制，以下哪種控制器能夠處理模型不確定性和外部干擾？（）A.自適應控制器B.滑?？刂破鰿.魯棒控制器D.以上都是。假設機器人的模型存在參數變化和未知的外部干擾，需要一種控制器能夠保證軌跡跟蹤的精度和穩定性，上述哪種控制器能夠更好地應對這些挑戰，并詳細說明其控制原理和在ROS中的實現方式23、在ROS中，為了提高機器人系統的性能和實時性，常常需要進行優化。假設一個機器人節點的計算量較大，導致系統響應延遲，以下關于優化的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以對算法進行優化，減少計算復雜度B.使用多線程或多進程技術并行處理任務，提高效率C.減少節點之間的通信數據量，避免不必要的消息傳遞D.優化只需要關注軟件層面，硬件性能對系統性能沒有影響24、以下哪個是機器人操作系統中用于處理機器人語音識別信息的消息類型？（）（）A.audio_msgs/AudioB.speech_msgs/RecognitionC.std_msgs/StringD.以上都不是25、在機器人操作系統中，用于啟動機器人模擬環境的工具除了Gazebo還有哪些？（）（）A.V-REPB.WebotsC.MuJoCoD.以上都是26、機器人操作系統中的任務分配是一個復雜的問題，特別是在多機器人系統中。假設一個由多個不同類型機器人組成的團隊，需要完成一系列相互關聯的任務。以下哪種任務分配算法能夠考慮機器人的能力差異和任務的優先級，實現最優的分配方案？（）A.合同網協議B.匈牙利算法C.蟻群優化算法D.粒子群優化算法27、在一個ROS控制的服務機器人系統中，需要與用戶進行自然的交互。以下哪種技術可以用于實現語音交互的情感識別？（）A.語音語調分析B.詞匯和語法分析C.面部表情識別D.以上技術都可能有用28、當機器人在未知環境中探索時，需要同時構建地圖和定位自身。以下哪種同時定位與地圖構建（SLAM）算法在處理大規模環境和動態障礙物時具有較好的性能？（）A.ORB-SLAMB.LSD-SLAMC.RTAB-MapD.KartoSLAM29、ROS支持多種機器人硬件平臺的驅動和接口。假設要將一個新的機器人硬件平臺集成到ROS系統中，需要編寫相應的驅動程序。以下哪種方法在開發驅動程序時能夠最大程度地提高效率和兼容性？（）A.參考現有的類似硬件驅動進行修改B.從底層開始完全重新開發驅動C.使用硬件廠商提供的驅動并進行適配D.不開發驅動，嘗試使用通用驅動30、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的森林監測機器人系統，用于收集森林生態數據和發現火災隱患。綜合分析ROS在森林地形適應、數據采集精度、長距離通信以及電源續航方面的要點和問題。2、（本題5分）在工業機器人的精度校準和誤差補償方面，機器人操作系統起著關鍵作用。請深入綜合分析其在測量機器人運動誤差、建立誤差模型、實施補償策略等方面的技術方法，探討如何提高工業機器人的加工精度和重復定位精度，以及在不同工作環境和任務中的精度保持能力。3、（本題5分）在無人駕駛領域，分析機器人操作系統在車輛感知、路徑規劃、決策制定和與其他交通參與者交互方面的關鍵作用。探討操作系統如何應對復雜的交通狀況、法律法規要求和安全性挑戰，并研究其對未來交通模式的潛在影響。4、（本題5分）在一個大型養殖場，ROS驅動的機器人進行動物健康監測和飼料投放。仔細分析ROS在動物行為識別、健康指標檢測、飼料精準投放以及衛生防疫方面的挑戰和應對策略。5、（本題5分）在港口貨物裝卸作業中，機器人需要高效準確地搬運貨物。深入研究機器人操作系統在貨物重量感知、裝卸路徑規劃、起重機控制和安全防護機制方面的重要技術，分析操作系統如何應對港口繁忙的工作節奏和復雜的作業環境。三、簡答題（本大題共5