自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁山東商務(wù)職業(yè)學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)算法與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)具有自主導(dǎo)航功能的機(jī)器人時(shí)，需要考慮地圖構(gòu)建和定位。以下哪種地圖表示方法和定位技術(shù)的組合可能是最優(yōu)的？（）A.柵格地圖與粒子濾波定位B.拓?fù)涞貓D與卡爾曼濾波定位C.特征地圖與蒙特卡羅定位D.八叉樹地圖與擴(kuò)展卡爾曼濾波定位請?jiān)敿?xì)解釋每個(gè)選項(xiàng)中地圖表示方法和定位技術(shù)的特點(diǎn)以及它們之間的協(xié)同效果2、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個(gè)需要與外部系統(tǒng)進(jìn)行集成的機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，例如與工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備或其他軟件系統(tǒng)進(jìn)行交互。以下哪種接口和協(xié)議的選擇能夠最有效地實(shí)現(xiàn)這種集成，同時(shí)保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性？（）A.使用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)通信協(xié)議，如ModbusB.自定義專用的接口和協(xié)議C.依賴中間件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸D.不進(jìn)行集成，獨(dú)立運(yùn)行3、在使用ROS開發(fā)水下機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，需要考慮水的阻力和浮力等特殊因素。以下關(guān)于模型建立和控制算法調(diào)整的描述，正確的是：（）A.直接使用通用的機(jī)器人模型和控制算法，忽略水下環(huán)境的影響B(tài).在通用模型的基礎(chǔ)上，增加水動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行修正C.開發(fā)全新的水下機(jī)器人專用模型和控制算法D.水下環(huán)境對機(jī)器人系統(tǒng)影響不大，無需特殊處理4、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人之間的通信和協(xié)作，以完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，例如在倉庫中進(jìn)行貨物搬運(yùn)和分揀，以下哪種通信機(jī)制最為關(guān)鍵？（）A.主題通信B.服務(wù)通信C.動(dòng)作通信D.參數(shù)服務(wù)器5、在開發(fā)基于ROS的機(jī)器人視覺應(yīng)用時(shí)，需要從攝像頭獲取圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測和跟蹤等功能。對于圖像數(shù)據(jù)的傳輸和處理，以下哪種方式在ROS中是最有效的？同時(shí)要考慮數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、帶寬占用和處理效率。A.直接在節(jié)點(diǎn)中處理原始圖像數(shù)據(jù)B.將圖像數(shù)據(jù)壓縮后傳輸和處理C.使用ROS的圖像消息（ImageMessage）機(jī)制D.把圖像數(shù)據(jù)存儲到本地文件再進(jìn)行處理6、在機(jī)器人的協(xié)作控制中，多個(gè)機(jī)器人需要協(xié)同完成一個(gè)復(fù)雜任務(wù)。假設(shè)一組機(jī)器人需要共同搬運(yùn)一個(gè)大型物體，并且要保持物體的平衡和穩(wěn)定。以下哪種協(xié)作控制策略能夠有效地協(xié)調(diào)各個(gè)機(jī)器人的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)？（）A.集中式控制B.分布式控制C.主從式控制D.混合式控制7、機(jī)器人的傳感器校準(zhǔn)對于獲取準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)激光雷達(dá)傳感器的測量結(jié)果存在偏差，需要進(jìn)行校準(zhǔn)。以下哪種校準(zhǔn)方法能夠有效地消除偏差，并提高測量精度？（）A.基于工廠參數(shù)的校準(zhǔn)B.基于現(xiàn)場測量的自校準(zhǔn)C.基于外部標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的校準(zhǔn)D.以上方法結(jié)合使用8、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的資源管理至關(guān)重要，特別是在處理多個(gè)并發(fā)任務(wù)和有限的計(jì)算資源時(shí)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人同時(shí)執(zhí)行視覺識別、路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)。以下哪種資源調(diào)度策略能夠確保關(guān)鍵任務(wù)及時(shí)獲得所需資源，同時(shí)提高系統(tǒng)的整體效率？（）A.先來先服務(wù)（FCFS）B.優(yōu)先級調(diào)度C.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)D.最短作業(yè)優(yōu)先9、ROS（RobotOperatingSystem）中的節(jié)點(diǎn)（Node）之間通過（）進(jìn)行通信。A.消息隊(duì)列B.共享內(nèi)存C.網(wǎng)絡(luò)套接字D.以上都是10、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于描述機(jī)器人位置信息的消息類型通常是？（）（）A.geometry_msgs/PoseB.sensor_msgs/ImuC.std_msgs/StringD.以上都不是11、在ROS中，對于機(jī)器人的任務(wù)調(diào)度和資源分配，需要考慮多個(gè)并發(fā)的任務(wù)和有限的計(jì)算資源。假設(shè)有多個(gè)不同優(yōu)先級的任務(wù)同時(shí)請求資源，以下哪種調(diào)度策略能夠更好地平衡系統(tǒng)性能和任務(wù)的及時(shí)性？（）A.先到先服務(wù)調(diào)度B.優(yōu)先級調(diào)度C.隨機(jī)調(diào)度D.平均分配資源調(diào)度12、對于ROS中的機(jī)器人狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，以下哪種技術(shù)或工具能夠提供實(shí)時(shí)的可視化監(jiān)控界面？（）A.RVizB.GazeboC.MatplotlibD.Plotly。假設(shè)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度、速度、力矩等多個(gè)狀態(tài)參數(shù)，并在出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，上述哪個(gè)選項(xiàng)能夠以直觀和交互的方式展示監(jiān)測數(shù)據(jù)，并說明如何進(jìn)行配置和使用13、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)器人通過協(xié)商自主分配任務(wù)C.使用市場機(jī)制進(jìn)行任務(wù)分配D.以上方法都可以14、ROS中的服務(wù)（Service）通信模式常用于請求-響應(yīng)類型的交互。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人的導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)提供了一個(gè)獲取當(dāng)前位置的服務(wù)，其他節(jié)點(diǎn)可以向其發(fā)送請求并獲取響應(yīng)。以下關(guān)于ROS服務(wù)通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.服務(wù)通信是一對一的，即一個(gè)服務(wù)請求只能由一個(gè)服務(wù)提供者響應(yīng)B.服務(wù)請求和響應(yīng)的數(shù)據(jù)類型是在定義服務(wù)時(shí)確定的，并且在通信過程中不能更改C.服務(wù)通信的響應(yīng)時(shí)間通常比話題通信更快，因?yàn)樗侵苯拥恼埱?響應(yīng)模式D.多個(gè)服務(wù)請求可以同時(shí)發(fā)送給同一個(gè)服務(wù)提供者，服務(wù)提供者會按照發(fā)送的順序依次處理15、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(gè)機(jī)器人的視覺感知模塊時(shí)，需要實(shí)時(shí)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_console16、ROS中的可視化工具對于調(diào)試和理解機(jī)器人系統(tǒng)非常有用。假設(shè)在開發(fā)一個(gè)機(jī)器人抓取任務(wù)時(shí)，需要觀察機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡、抓取姿態(tài)和力傳感器數(shù)據(jù)。以下關(guān)于可視化工具的選擇，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.RViz（RobotVisualization）可以實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人的模型、傳感器數(shù)據(jù)和規(guī)劃的路徑B.Gazebo可以進(jìn)行機(jī)器人的物理仿真和可視化，包括環(huán)境和碰撞檢測C.Matplotlib可以用于繪制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)曲線和數(shù)據(jù)分析結(jié)果D.可視化工具只能用于顯示靜態(tài)數(shù)據(jù)，無法實(shí)時(shí)更新和交互17、當(dāng)使用ROS控制機(jī)器人的移動(dòng)底盤時(shí)，以下哪種驅(qū)動(dòng)方式能夠提供更好的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性？（）A.輪式驅(qū)動(dòng)B.履帶式驅(qū)動(dòng)C.足式驅(qū)動(dòng)D.復(fù)合式驅(qū)動(dòng)。假設(shè)機(jī)器人需要在不同地形和環(huán)境中靈活移動(dòng)，如崎嶇地面、狹窄通道等，上述哪種驅(qū)動(dòng)方式能夠更好地應(yīng)對復(fù)雜的移動(dòng)需求，并分析其在ROS中的控制和實(shí)現(xiàn)方式18、ROS中的服務(wù)請求（ServiceRequest）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是19、在基于ROS的機(jī)器人視覺系統(tǒng)中，需要對圖像中的目標(biāo)進(jìn)行識別和跟蹤。以下哪種機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)方法可能會取得較好的效果？（）A.支持向量機(jī)B.決策樹C.卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)D.樸素貝葉斯請?jiān)敿?xì)分析每個(gè)選項(xiàng)在機(jī)器人視覺目標(biāo)識別和跟蹤中的優(yōu)勢和局限性20、在ROS環(huán)境下，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的安全交互和碰撞避免，需要采用有效的感知和規(guī)劃方法。以下哪種技術(shù)和策略可能會被用于此目的？（）A.多傳感器融合和碰撞檢測算法B.安全距離模型和動(dòng)態(tài)路徑調(diào)整C.基于意圖預(yù)測的交互控制D.以上都有可能21、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，需要使用多種算法和技術(shù)。假設(shè)一個(gè)室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人需要在未知環(huán)境中進(jìn)行地圖構(gòu)建和路徑規(guī)劃。以下關(guān)于ROS中自主導(dǎo)航的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法來構(gòu)建環(huán)境地圖B.路徑規(guī)劃算法可以根據(jù)地圖和目標(biāo)位置生成最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)路徑C.自主導(dǎo)航過程中，機(jī)器人不需要考慮障礙物的動(dòng)態(tài)變化D.可以使用傳感器融合技術(shù)來提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和魯棒性22、在ROS中，要對機(jī)器人的操作空間進(jìn)行建模和分析，以下哪種方法常用于描述機(jī)器人的工作范圍和可達(dá)性？（）A.雅可比矩陣B.蒙特卡羅方法C.工作空間分析D.以上都是。假設(shè)需要確定機(jī)器人在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)的有效工作空間和可能的運(yùn)動(dòng)限制，上述哪種方法能夠提供更全面和準(zhǔn)確的建模和分析結(jié)果，并說明其在ROS中的應(yīng)用和意義23、在ROS控制的機(jī)器人巡檢系統(tǒng)中，如果巡檢路徑規(guī)劃未考慮能源消耗，會對機(jī)器人的續(xù)航產(chǎn)生什么影響？（）A.可能導(dǎo)致機(jī)器人在巡檢過程中電量耗盡B.續(xù)航能力增強(qiáng)C.系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化能源消耗D.對續(xù)航?jīng)]有影響24、ROS中的RViz可以顯示機(jī)器人的模型和數(shù)據(jù)。當(dāng)需要顯示機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，以下哪種方式可以更清晰地展示？（）A.使用不同顏色和線條樣式區(qū)分不同時(shí)間段的軌跡B.對軌跡進(jìn)行平滑處理C.結(jié)合地圖背景顯示軌跡D.以上方法都可以25、ROS中的話題可以有多個(gè)發(fā)布者和訂閱者，這種特性被稱為（）（）A.多對多通信B.一對多通信C.多對一通信D.一對一通信二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡述ROS中的考古發(fā)掘現(xiàn)場保護(hù)機(jī)器人中的保護(hù)措施執(zhí)行。2、（本題5分）ROS中的狀態(tài)機(jī)在機(jī)器人控制中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋如何在ROS中進(jìn)行多機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)作控制。4、（本題5分）說明ROS中的考古發(fā)掘機(jī)器人中的文物保護(hù)措施。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的環(huán)境溫度感知和自適應(yīng)控制系統(tǒng)。2、（本題5分）利用ROS為冷藏庫管理機(jī)器人開發(fā)一個(gè)貨物位置管理和溫度監(jiān)測系統(tǒng)。3、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人的自主障礙物形狀估計(jì)和跨越策略系統(tǒng)。4、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)建筑施工機(jī)器人的砌墻系統(tǒng)。5、（本題5分）在ROS環(huán)境下搭建一個(gè)梭子蟹養(yǎng)殖場梭子蟹分揀機(jī)器人的大小分揀與計(jì)數(shù)系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）假設(shè)要開發(fā)一個(gè)ROS操控的考古挖掘機(jī)器人，能夠在復(fù)雜的考古現(xiàn)場進(jìn)行精細(xì)作業(yè)。深入分析ROS在遺址保護(hù)、土壤分析、工具控制以及歷史數(shù)據(jù)記錄方