站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁福建中醫(yī)藥大學(xué)《機器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)理論雙語教學(xué)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)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1分，共15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中，進行機器人的定位和建圖時，需要處理傳感器的噪聲和誤差。假設(shè)一個機器人使用輪式里程計和激光雷達進行定位和建圖。以下關(guān)于ROS定位建圖的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用粒子濾波等算法來處理里程計的累積誤差B.激光雷達的數(shù)據(jù)可以用于糾正里程計的偏差C.定位和建圖的結(jié)果不受傳感器噪聲和誤差的影響D.可以通過回環(huán)檢測來消除建圖過程中的累積誤差2、在基于ROS的機器人系統(tǒng)中，需要對機器人的感知數(shù)據(jù)進行濾波和降噪處理，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。假設(shè)傳感器數(shù)據(jù)存在大量噪聲，以下哪種濾波方法是常用且有效的？（）A.均值濾波B.中值濾波C.高斯濾波D.不進行濾波處理3、假設(shè)在一個ROS控制的工業(yè)機器人系統(tǒng)中，需要對機器人的運動進行精確的時間同步和控制?？紤]到多個關(guān)節(jié)的協(xié)同運動和外部事件的觸發(fā)，以下哪種方法能夠提供最準(zhǔn)確的時間同步和控制精度？（）A.使用操作系統(tǒng)的默認(rèn)時鐘B.借助外部的硬件時鐘同步設(shè)備C.通過網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議（NTP）進行同步D.不進行時間同步，依靠估計值4、機器人操作系統(tǒng)中的動作目標(biāo)（ActionGoal）主要用于指定什么？（）（）A.任務(wù)目標(biāo)B.任務(wù)參數(shù)C.任務(wù)優(yōu)先級D.以上都不是5、在機器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點之間進行通信的一種常見方式是發(fā)布/訂閱機制。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)中有一個節(jié)點負(fù)責(zé)發(fā)布傳感器數(shù)據(jù)，另一個節(jié)點負(fù)責(zé)接收并處理這些數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)布節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率過高，可能會導(dǎo)致接收節(jié)點處理不過來。以下哪種方法可以有效地解決這個問題？（）A.增加接收節(jié)點的計算資源B.降低發(fā)布節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率C.在發(fā)布節(jié)點和接收節(jié)點之間添加緩存機制D.重新設(shè)計節(jié)點的通信協(xié)議6、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個能夠自主探索未知環(huán)境的機器人，需要結(jié)合多種傳感器信息和決策算法。以下哪種方法和算法可能會被用于自主探索？（）A.基于概率地圖的探索算法B.基于強化學(xué)習(xí)的決策算法C.基于啟發(fā)式搜索的路徑規(guī)劃D.以上都有可能7、ROS中的可視化工具（rqt）對于開發(fā)和調(diào)試非常有用。假設(shè)在調(diào)試一個機器人的視覺感知模塊時，需要實時查看圖像數(shù)據(jù)和處理結(jié)果。以下哪種rqt插件最適合用于此目的？（）A.rqt_graphB.rqt_image_viewC.rqt_plotD.rqt_console8、在ROS框架下，對于機器人的動態(tài)環(huán)境適應(yīng)能力，以下哪種技術(shù)能夠?qū)崟r更新地圖和規(guī)劃路徑？（）A.即時定位與地圖構(gòu)建（SLAM）B.動態(tài)窗口法C.基于采樣的規(guī)劃D.以上都是。假設(shè)機器人在動態(tài)環(huán)境中運行，環(huán)境中的障礙物可能會移動或出現(xiàn)新的障礙物，需要實時調(diào)整地圖和路徑規(guī)劃，上述哪種技術(shù)能夠提供更快速和有效的適應(yīng)能力，并闡述其在ROS中的實現(xiàn)和應(yīng)用9、ROS支持機器人的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。假設(shè)需要在遠(yuǎn)程位置對機器人進行實時操作和狀態(tài)查看。以下哪種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的實現(xiàn)方式在安全性和穩(wěn)定性方面最為可靠？（）A.通過VPN建立安全連接B.使用公共網(wǎng)絡(luò)直接連接C.依賴第三方的遠(yuǎn)程控制平臺D.不進行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控10、ROS中的參數(shù)調(diào)優(yōu)對于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。如果關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置過于保守，會導(dǎo)致什么結(jié)果？（）A.系統(tǒng)性能無法充分發(fā)揮B.系統(tǒng)穩(wěn)定性提高C.資源消耗降低D.系統(tǒng)適應(yīng)性增強11、在開發(fā)基于ROS的機器人視覺應(yīng)用時，需要對圖像進行處理和分析。假設(shè)要從攝像頭獲取的圖像中識別特定的物體，并計算其位置和姿態(tài)。以下哪種計算機視覺技術(shù)和ROS工具的組合最能有效地實現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.使用傳統(tǒng)的圖像處理算法和OpenCV庫B.基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測模型和相關(guān)的ROS接口C.依賴硬件加速的視覺處理模塊D.不使用任何專門的視覺技術(shù)，僅通過人工觀察圖像12、在ROS中，機器人的人機交互界面設(shè)計對于用戶操作和監(jiān)控機器人非常重要。假設(shè)需要為一個工業(yè)機器人設(shè)計一個直觀易用的人機交互界面。以下關(guān)于ROS人機交互界面的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用Qt等圖形庫來開發(fā)人機交互界面B.人機交互界面應(yīng)該能夠?qū)崟r顯示機器人的狀態(tài)和數(shù)據(jù)C.用戶的操作指令可以通過人機交互界面直接發(fā)送給ROS節(jié)點D.人機交互界面的設(shè)計不需要考慮用戶的使用習(xí)慣和工作流程13、在機器人操作系統(tǒng)中，任務(wù)規(guī)劃是一項關(guān)鍵功能。假設(shè)一個機器人需要在一個倉庫中完成貨物搬運任務(wù)，倉庫布局復(fù)雜，存在多個貨架和通道。以下哪種任務(wù)規(guī)劃算法最適合在這種環(huán)境中生成高效的搬運路徑，同時考慮到障礙物避讓和能源消耗？（）A.A*算法B.蟻群算法C.模擬退火算法D.遺傳算法14、機器人的運動控制是實現(xiàn)精確操作的關(guān)鍵。假設(shè)一個機器人手臂需要執(zhí)行一個復(fù)雜的裝配任務(wù)，要求高精度的位置和姿態(tài)控制。以下哪種控制方法能夠更好地滿足這種需求，同時處理系統(tǒng)中的不確定性和干擾？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模型預(yù)測控制（MPC）C.自適應(yīng)控制D.模糊控制15、在ROS系統(tǒng)中，對于機器人的運動平滑性控制，以下哪種方法能夠有效地減少抖動和沖擊？（）A.軌跡規(guī)劃中的平滑處理B.增加運動速度C.減少運動精度D.不進行任何處理請解釋每個選項對運動平滑性的影響以及為何某個選項能夠減少抖動和沖擊二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的畜牧養(yǎng)殖疾病診斷機器人中的診斷算法選擇。2、（本題5分）描述ROS中的任務(wù)分配和調(diào)度機制。3、（本題5分）說明ROS中的視覺伺服控制方法。4、（本題5分）解釋ROS中的路徑規(guī)劃效率優(yōu)化。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在機器人的智能工廠質(zhì)量檢測系統(tǒng)中，探討機器人操作系統(tǒng)如何整合視覺檢測、力學(xué)檢測和無損檢測等技術(shù)，實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的全面檢測和數(shù)據(jù)分析，以及如何提高檢測的準(zhǔn)確性和效率，降低誤判率。2、（本題5分）在一個家具制造廠，ROS控制的機器人進行木材切割和家具組裝。請深入探討ROS在木材形狀識別、切割精度控制、組裝動作協(xié)調(diào)以及噪聲環(huán)境應(yīng)對方面的重點和難點。3、（本題5分）對于醫(yī)療康復(fù)輔助器具機器人，機器人操作系統(tǒng)需要滿足患者的個性化康復(fù)需求和人體工程學(xué)要求。請全面綜合分析其在康復(fù)器具的適配調(diào)整、運動輔助控制、用戶體驗優(yōu)化等方面的技術(shù)手段，探討醫(yī)療康復(fù)輔助器具機器人在改善患者生活質(zhì)量和促進康復(fù)效果方面的作用，以及在產(chǎn)品研發(fā)和市場推廣中的挑戰(zhàn)。4、（本題5分）對于一個使用ROS的污水處理廠機器人系統(tǒng)，負(fù)責(zé)處理池的清理和設(shè)備監(jiān)測。詳細(xì)分析ROS在污水環(huán)境防護、清理工具控制、設(shè)備故障預(yù)警以及數(shù)據(jù)采集與分析方面的關(guān)注點和難題。5、（本題5分）對于一個使用ROS的殘疾人輔助機器人系統(tǒng)，能夠幫助殘疾人完成日常生活中的各種動作。詳細(xì)分析ROS在人體動作識別、輔助器具控制、個性化適配以及倫理法律方面的關(guān)注點和困難。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共