學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁上海興偉學院《機器學習Ⅱ》

2023-2024學年第二學期期末試卷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2分，共40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、假設在一個復雜的機器人應用場景中，需要對機器人的運動軌跡進行精確規劃和控制。使用ROS提供的工具和功能，以下哪種方法能夠更好地實現這一目標？該場景中機器人需要避開多個動態障礙物，并在有限的時間內到達指定目標位置，同時滿足運動學和動力學約束。A.手動編寫運動控制代碼B.使用ROS中的MoveIt框架C.基于經驗進行軌跡試錯D.隨機生成運動軌跡2、當機器人與其他設備進行通信時，需要遵循特定的通信協議。假設機器人需要與一個工業控制器進行高速、實時的數據交換。以下哪種通信協議最適合這種應用場景？（）A.CAN總線B.ModbusC.Ethernet/IPD.Profibus3、ROS中的節點可以分布在不同的計算機上，以實現分布式計算和控制。假設一個大型機器人系統由多個子系統組成，每個子系統運行在不同的計算機上。為了確保節點之間的通信高效和可靠，以下哪種網絡配置和通信協議的選擇最為關鍵？（）A.使用以太網和TCP/IP協議B.采用無線網絡和UDP協議C.利用專用的工業網絡和自定義協議D.不考慮網絡因素，默認配置4、ROS中的機器人模型描述通常使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件。假設需要描述一個具有多個關節和連桿的復雜機器人結構，以下關于URDF文件的描述，正確的是？（）A.URDF文件只能描述機器人的幾何形狀，不能包含運動學和動力學信息B.URDF文件是一種二進制格式，難以直接編輯和理解C.URDF文件可以通過添加插件來擴展其功能，如描述傳感器和執行器D.URDF文件的語法復雜，不適合手動編寫，只能通過自動生成工具創建5、在ROS中，為了實現機器人的遠程控制和監控，常常使用網絡通信技術。假設一個機器人在遠程環境中工作，需要通過網絡將數據傳輸到控制中心，以下關于網絡通信的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以使用TCP/IP協議進行可靠的數據傳輸B.UDP協議適合實時性要求高但對數據可靠性要求不高的場景C.網絡帶寬和延遲對遠程控制和監控的性能沒有影響D.可以使用加密技術保證數據在網絡傳輸中的安全性6、ROS中的機器人操作系統更新和版本管理是重要的維護工作。以下哪種方式能夠確保更新過程的順利和穩定？（）A.自動在線更新B.手動下載安裝C.忽略更新，使用舊版本D.定期備份后更新請分析每個選項在操作系統更新中的風險和優勢7、在ROS框架下，對于機器人的運動規劃算法評估，以下哪個指標通常被用來衡量規劃結果的優劣？（）A.路徑長度B.規劃時間C.碰撞次數D.以上都是。假設需要比較不同運動規劃算法在各種場景下的性能，上述哪些指標能夠全面地反映算法的效率和安全性，并說明如何根據這些指標進行算法的選擇和優化8、在機器人的視覺伺服控制中，通過攝像頭反饋的圖像信息來控制機器人的運動。假設機器人需要將一個物體準確地移動到指定位置。以下哪種視覺伺服控制方法在處理圖像噪聲和目標遮擋時具有較好的魯棒性？（）A.基于位置的視覺伺服B.基于圖像的視覺伺服C.2.5D視覺伺服D.混合視覺伺服9、假設要在ROS中開發一個能夠在復雜環境中自主探索的機器人，需要實現環境感知、地圖構建和路徑規劃的集成。以下哪種技術和方法的組合能夠最有效地實現這一目標？（）A.使用激光雷達進行環境感知，基于柵格地圖進行路徑規劃B.依靠視覺傳感器感知環境，利用拓撲地圖規劃路徑C.隨機感知環境，不構建地圖，直接規劃路徑D.不進行自主探索，按照預設路線移動10、在ROS中，要實現機器人的分布式計算和控制，以下哪種技術能夠有效地管理節點之間的通信和資源分配？（）A.ROSMasterB.DockerC.KubernetesD.MPI。假設一個大規模的機器人系統由多個計算節點組成，需要高效地協調各個節點的工作，合理分配計算資源，上述哪種技術能夠提供更強大的分布式支持，并說明其在ROS中的應用和優勢11、在ROS系統中，對于機器人的自主決策能力提升，以下哪種方法能夠使機器人在復雜情況下做出更明智的選擇？（）A.增加決策規則B.基于案例的推理C.深度學習決策模型D.隨機決策請分別闡述每個選項在提升自主決策能力方面的作用和潛在問題12、當使用ROS控制一個人形機器人進行行走和動作模仿時，需要考慮復雜的動力學和平衡控制。以下哪種方法和技術可能會被用于人形機器人的控制？（）A.零力矩點控制B.基于神經網絡的控制C.全身運動規劃和協同控制D.以上都有可能13、在ROS中，進行機器人的可視化是非常重要的。假設需要實時顯示機器人的運動軌跡、傳感器數據和模型等信息。以下關于ROS可視化工具的描述，哪一項是不正確的？（）A.RViz（RobotVisualization）是一個常用的ROS可視化工具，可以顯示多種類型的數據B.Gazebo是一個用于機器人仿真的工具，可以與ROS集成進行可視化和物理模擬C.在可視化過程中，可以通過插件擴展RViz和Gazebo的功能D.一旦在RViz或Gazebo中設置了可視化布局，就不能再進行更改和調整14、ROS支持多種機器人硬件平臺。假設要將一個在模擬環境中開發的ROS程序移植到實際的機器人硬件上，以下關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.硬件驅動的差異可能導致通信問題，需要重新編寫驅動程序B.計算資源的限制可能影響程序性能，需要進行優化和裁剪C.傳感器數據的格式和精度可能不同，需要進行數據適配和校準D.以上問題都可能出現，需要全面評估和針對性解決15、在機器人操作系統（ROS）中，節點（Node）是基本的計算單元。假設一個機器人系統中有多個節點負責不同的任務，如傳感器數據采集、運動控制和路徑規劃等。當一個新的節點需要與已存在的節點進行通信時，通常會使用以下哪種方式？（）A.共享內存B.消息隊列C.發布/訂閱（Publish/Subscribe）模式D.遠程過程調用（RPC）16、ROS支持機器人的遠程控制和監控。假設需要在遠程位置對機器人進行實時操作和狀態查看。以下哪種遠程控制和監控的實現方式在安全性和穩定性方面最為可靠？（）A.通過VPN建立安全連接B.使用公共網絡直接連接C.依賴第三方的遠程控制平臺D.不進行遠程控制和監控17、ROS中的機器人導航功能需要考慮環境的動態變化，例如行人的移動或其他障礙物的突然出現。為了使機器人能夠及時應對這些動態變化，以下哪種導航策略和算法的改進最為關鍵？（）A.引入實時的環境感知和動態路徑重規劃B.增加導航的預測時間和提前規劃路徑C.保持原有的導航算法，不做任何改進D.隨機選擇新的路徑18、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特點不包括（）（）A.開源B.跨平臺C.閉源D.分布式19、在一個ROS系統中，需要實現機器人對動態目標的跟蹤和預測。以下哪種方法和算法可能會被用于目標跟蹤和預測？（）A.卡爾曼濾波和粒子濾波B.深度學習目標跟蹤和時間序列預測C.基于模型的預測和運動估計D.以上都有可能20、在一個基于ROS的農業機器人項目中，需要實現對農作物的識別、定位和采摘。為了完成這些任務，以下哪種技術和方法可能會被用到？（）A.機器視覺和圖像分割B.精準定位系統和機械臂控制C.作物生長模型和決策算法D.以上都有可能二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）ROS中的自主探索算法。2、（本題5分）如何在ROS中進行代碼重構和優化？3、（本題5分）如何在ROS中優化機器人的能耗效率？三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在ROS框架下，為山體滑坡監測機器人設計一個位移監測和預警通知系統。2、（本題5分）基于ROS設計一個鴕鳥養殖場鴕鳥蛋搬運機器人的防破損搬運系統。3、（本題5分）設計一個使用ROS的地下管廊巡檢機器人的氣體檢測與故障診斷系統。4、（本題5分）使用ROS構建一個機器人的自主充電系統，當電量低時能夠自動尋找充電座。5、（本題5分）在ROS中設計一個