裝訂線(xiàn)裝訂線(xiàn)PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)昆明城市學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別II（雙語(yǔ)）》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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2分，共40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、ROS中的服務(wù)響應(yīng)（ServiceResponse）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類(lèi)型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類(lèi)型B.自定義消息類(lèi)型C.兩者皆可D.以上都不是2、ROS中的消息（Message）定義了節(jié)點(diǎn)之間通信的數(shù)據(jù)格式。假設(shè)需要傳輸一個(gè)包含機(jī)器人關(guān)節(jié)角度、速度和扭矩的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于消息定義的描述，正確的是？（）A.消息定義只能使用基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，如整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)B.可以自定義消息類(lèi)型，包含多個(gè)字段和復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.消息定義一旦確定，就不能修改，否則會(huì)導(dǎo)致通信錯(cuò)誤D.不同的節(jié)點(diǎn)必須使用相同的消息類(lèi)型進(jìn)行通信，不能自定義3、在一個(gè)基于ROS的多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)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(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)？（）A.中央控制器統(tǒng)一分配任務(wù)B.機(jī)器人通過(guò)協(xié)商自主分配任務(wù)C.使用市場(chǎng)機(jī)制進(jìn)行任務(wù)分配D.以上方法都可以4、ROS中的服務(wù)服務(wù)器（ServiceServer）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些函數(shù)？（）（）A.處理請(qǐng)求的函數(shù)B.發(fā)送響應(yīng)的函數(shù)C.兩者皆有D.以上都不是5、ROS中的消息（Message）定義了節(jié)點(diǎn)之間通信的數(shù)據(jù)格式。當(dāng)需要在不同的ROS系統(tǒng)之間進(jìn)行通信，而兩個(gè)系統(tǒng)中使用的消息格式略有不同時(shí)，以下哪種方法可以解決這個(gè)問(wèn)題？（）A.在發(fā)送端和接收端分別進(jìn)行消息格式的轉(zhuǎn)換B.重新定義一個(gè)統(tǒng)一的消息格式，并在兩個(gè)系統(tǒng)中使用C.使用中間件來(lái)進(jìn)行消息格式的適配D.以上方法都可以6、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)具有語(yǔ)音交互功能的機(jī)器人時(shí)，需要選擇一種合適的語(yǔ)音識(shí)別和合成引擎，并與ROS系統(tǒng)進(jìn)行集成。假設(shè)要考慮識(shí)別準(zhǔn)確率、合成質(zhì)量和與ROS的兼容性，以下哪個(gè)選項(xiàng)是最優(yōu)的？（）A.開(kāi)源的語(yǔ)音引擎，如CMUSphinxB.商業(yè)的語(yǔ)音引擎，如NuanceC.自行開(kāi)發(fā)語(yǔ)音引擎D.不集成語(yǔ)音功能，使用文本輸入7、ROS支持多種傳感器的集成和數(shù)據(jù)處理。假設(shè)一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人需要同時(shí)使用激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測(cè)量單元（IMU）來(lái)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(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)融合算法和框架最適合？（）A.簡(jiǎn)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(gè)傳感器數(shù)據(jù)8、假設(shè)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)用于工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人手臂，需要實(shí)現(xiàn)高精度的軌跡跟蹤和力控制。為了達(dá)到這個(gè)要求，以下哪種控制方法和技術(shù)可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.基于模型的預(yù)測(cè)控制和力反饋B.先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法和觸覺(jué)傳感器C.實(shí)時(shí)優(yōu)化控制和力/位混合控制D.以上都有可能9、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)哪種方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)重配置？（）（）A.參數(shù)服務(wù)器B.動(dòng)態(tài)加載庫(kù)C.動(dòng)態(tài)重配置服務(wù)器（DynamicReconfigureServer）D.以上都不是10、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法評(píng)估，以下哪個(gè)指標(biāo)通常被用來(lái)衡量規(guī)劃結(jié)果的優(yōu)劣？（）A.路徑長(zhǎng)度B.規(guī)劃時(shí)間C.碰撞次數(shù)D.以上都是。假設(shè)需要比較不同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法在各種場(chǎng)景下的性能，上述哪些指標(biāo)能夠全面地反映算法的效率和安全性，并說(shuō)明如何根據(jù)這些指標(biāo)進(jìn)行算法的選擇和優(yōu)化11、假設(shè)要在ROS中實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠在水下環(huán)境工作的機(jī)器人，以下哪種防水和密封設(shè)計(jì)以及材料選擇是關(guān)鍵的？（）A.橡膠密封圈與不銹鋼外殼B.塑料外殼與膠水密封C.玻璃纖維外殼與硅膠密封D.不做特殊處理請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明每個(gè)選項(xiàng)在水下環(huán)境中的防水性能和可靠性12、ROS中的包（Package）是組織代碼和資源的基本單元。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目包含多個(gè)功能模塊，如導(dǎo)航、感知和控制，每個(gè)模塊都作為一個(gè)單獨(dú)的包進(jìn)行管理。在這種情況下，以下關(guān)于包的依賴(lài)關(guān)系管理的描述，正確的是？（）A.包之間的依賴(lài)關(guān)系是自動(dòng)處理的，開(kāi)發(fā)者無(wú)需關(guān)心B.開(kāi)發(fā)者需要在每個(gè)包的配置文件中明確聲明其依賴(lài)的其他包C.包的依賴(lài)關(guān)系只在編譯時(shí)檢查，運(yùn)行時(shí)不再進(jìn)行驗(yàn)證D.依賴(lài)關(guān)系錯(cuò)誤不會(huì)影響包的編譯，但會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤13、ROS中的TF（TransformFrame）庫(kù)用于管理機(jī)器人不同部件之間的坐標(biāo)變換。當(dāng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，以下哪種方法可以快速更新TF樹(shù)？（）A.手動(dòng)重新配置TF關(guān)系B.使用自動(dòng)檢測(cè)和更新機(jī)制C.重新啟動(dòng)整個(gè)ROS系統(tǒng)D.以上方法都不太可行14、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人環(huán)境感知信息的消息類(lèi)型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是15、在使用ROS開(kāi)發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，常常需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃。假設(shè)要讓一個(gè)機(jī)械臂從一個(gè)起始位置移動(dòng)到一個(gè)目標(biāo)位置，同時(shí)避開(kāi)障礙物。以下關(guān)于運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法的選擇，哪一個(gè)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用基于采樣的算法，如RRT（Rapidly-exploringRandomTree）算法，快速找到可行的路徑B.A*算法可以在有明確的代價(jià)函數(shù)時(shí)，找到最優(yōu)的路徑C.遺傳算法適用于復(fù)雜環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，但計(jì)算量較大D.所有的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法都能保證在任何情況下找到最優(yōu)的路徑，且計(jì)算效率相同16、在ROS環(huán)境下，對(duì)機(jī)器人的路徑跟蹤控制進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化時(shí)，假設(shè)發(fā)現(xiàn)機(jī)器人在跟蹤過(guò)程中出現(xiàn)偏差較大的情況。以下可能的原因分析，正確的是：（）A.傳感器數(shù)據(jù)噪聲過(guò)大，導(dǎo)致控制輸入不準(zhǔn)確B.控制算法參數(shù)設(shè)置不合理，需要重新調(diào)整C.機(jī)械結(jié)構(gòu)存在間隙或松動(dòng)，影響運(yùn)動(dòng)精度D.以上原因都有可能，需要逐步排查17、在使用ROS開(kāi)發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿著一條特定的路徑移動(dòng)，需要精確控制其速度和位置。以下哪種ROS功能包或工具最適合用于此任務(wù)？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF18、在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的軌跡規(guī)劃時(shí)，如果規(guī)劃的軌跡與實(shí)際環(huán)境存在沖突，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)并重新規(guī)劃B.機(jī)器人強(qiáng)行按照規(guī)劃軌跡運(yùn)動(dòng)C.系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整環(huán)境以適應(yīng)軌跡D.軌跡規(guī)劃算法自動(dòng)優(yōu)化19、在一個(gè)使用ROS的多機(jī)器人系統(tǒng)中，如果機(jī)器人之間的通信協(xié)議選擇不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致什么后果？（）A.通信延遲增加或通信失敗B.通信速度加快C.系統(tǒng)資源消耗降低D.機(jī)器人協(xié)作更順暢20、ROS中的可視化工具（rqt）可以幫助開(kāi)發(fā)者監(jiān)控和調(diào)試系統(tǒng)。如果可視化工具顯示的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，可能的原因是什么？（）A.節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤B.可視化工具配置錯(cuò)誤C.網(wǎng)絡(luò)延遲導(dǎo)致數(shù)據(jù)更新不及時(shí)D.以上都有可能二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的硬件驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)流程。2、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的交通執(zhí)法機(jī)器人中的違章行為識(shí)別算法。3、（本題5分）ROS中的人機(jī)協(xié)作安全策略。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用ROS搭建一個(gè)工業(yè)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃系統(tǒng)，滿(mǎn)足復(fù)雜的加工任務(wù)需求。2、（本題5分）在ROS框架下，為風(fēng)電維護(hù)機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)葉片檢測(cè)和維修系統(tǒng)。3、（本題5分）使用ROS為制藥廠(chǎng)灌裝機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)藥液灌裝量檢測(cè)和調(diào)整系統(tǒng)。4、（本題5分）使用ROS為倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人開(kāi)發(fā)一個(gè)貨物分類(lèi)和搬運(yùn)系統(tǒng)。5、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)鱈魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng)鱈魚(yú)捕撈機(jī)器人的高效捕撈與保鮮系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）在極地探險(xiǎn)中，機(jī)器人面臨極