裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共2頁(yè)德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)與混合現(xiàn)實(shí)》2024-2025學(xué)年第一學(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中的插件機(jī)制允許開發(fā)者擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。當(dāng)開發(fā)一個(gè)新的插件時(shí)，需要考慮與現(xiàn)有ROS架構(gòu)的兼容性。以下哪種做法可以提高插件的兼容性？（）A.遵循ROS的接口規(guī)范和編程風(fēng)格B.盡量減少對(duì)其他插件和核心功能的依賴C.進(jìn)行充分的測(cè)試和驗(yàn)證D.以上都是2、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點(diǎn)之間的通信是通過話題（Topic）、服務(wù)（Service）和動(dòng)作（Action）等方式實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要實(shí)時(shí)獲取傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，以下關(guān)于通信方式選擇的描述，正確的是：（）A.由于需要實(shí)時(shí)性，應(yīng)選擇服務(wù)進(jìn)行通信，以確保數(shù)據(jù)的及時(shí)傳遞B.話題通信更適合這種場(chǎng)景，因?yàn)樗軌蛑С忠粚?duì)多的發(fā)布/訂閱模式C.動(dòng)作通信最適合，因?yàn)樗梢蕴峁┓答伜椭虚g結(jié)果D.以上三種通信方式效果相同，可以任意選擇3、假設(shè)要在ROS中集成一個(gè)新的傳感器，例如一種新型的深度相機(jī)，需要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)開發(fā)和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。以下哪種方法和工具通常會(huì)被用于傳感器的集成和校準(zhǔn)？（）A.廠家提供的驅(qū)動(dòng)和校準(zhǔn)工具B.開源的驅(qū)動(dòng)開發(fā)框架和校準(zhǔn)算法C.自主編寫驅(qū)動(dòng)和自定義校準(zhǔn)流程D.以上都有可能4、在ROS中，當(dāng)需要對(duì)機(jī)器人的行為進(jìn)行決策時(shí)，通常會(huì)使用有限狀態(tài)機(jī)（FiniteStateMachine）。假設(shè)機(jī)器人在巡邏任務(wù)中有巡邏、發(fā)現(xiàn)異常和返回基地等狀態(tài)，以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，正確的是？（）A.狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是隨機(jī)的，不受任何條件約束B.有限狀態(tài)機(jī)只能處理簡(jiǎn)單的任務(wù)，不適合復(fù)雜的決策邏輯C.可以通過定義狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行為決策D.有限狀態(tài)機(jī)的性能會(huì)隨著狀態(tài)數(shù)量的增加而顯著下降5、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個(gè)能夠在復(fù)雜環(huán)境中自主探索的機(jī)器人，需要實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、地圖構(gòu)建和路徑規(guī)劃的集成。以下哪種技術(shù)和方法的組合能夠最有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.使用激光雷達(dá)進(jìn)行環(huán)境感知，基于柵格地圖進(jìn)行路徑規(guī)劃B.依靠視覺傳感器感知環(huán)境，利用拓?fù)涞貓D規(guī)劃路徑C.隨機(jī)感知環(huán)境，不構(gòu)建地圖，直接規(guī)劃路徑D.不進(jìn)行自主探索，按照預(yù)設(shè)路線移動(dòng)6、假設(shè)在ROS中開發(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7、ROS中的導(dǎo)航棧（NavigationStack）通常包括以下哪些部分？（）（）A.全局規(guī)劃器B.局部規(guī)劃器C.控制器D.以上都是8、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的路徑規(guī)劃和避障算法的性能評(píng)估時(shí)，假設(shè)要比較不同算法在不同場(chǎng)景下的效果。以下關(guān)于評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的描述，正確的是：（）A.只考慮路徑長(zhǎng)度作為評(píng)估指標(biāo)，簡(jiǎn)單直觀B.綜合考慮路徑長(zhǎng)度、時(shí)間消耗、安全性等多個(gè)指標(biāo)，并設(shè)計(jì)多樣化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景C.隨機(jī)選擇評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，不進(jìn)行系統(tǒng)性的比較D.評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)算法比較沒有影響9、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內(nèi)容？（）（）A.機(jī)器人模型B.傳感器數(shù)據(jù)C.規(guī)劃路徑D.以上都是10、ROS中的動(dòng)作客戶端（ActionClient）需要實(shí)現(xiàn)以下哪些回調(diào)函數(shù)？（）（）A.active回調(diào)函數(shù)B.done回調(diào)函數(shù)C.feedback回調(diào)函數(shù)D.以上都是11、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型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是12、ROS中的機(jī)器人感知模塊需要處理多種類型的傳感器數(shù)據(jù)融合。假設(shè)同時(shí)使用了視覺、激光和超聲波傳感器，為了提高感知的準(zhǔn)確性和可靠性，以下哪種數(shù)據(jù)融合策略最為合適？（）A.基于權(quán)重的融合B.基于概率的融合C.基于特征的融合D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，單獨(dú)使用傳感器數(shù)據(jù)13、當(dāng)在ROS中集成第三方庫(kù)和驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，可能會(huì)遇到兼容性和接口匹配的問題。假設(shè)要將一個(gè)新的電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序集成到ROS系統(tǒng)中，以下哪種方法能夠最有效地解決可能出現(xiàn)的兼容性問題和接口不一致的情況？（）A.強(qiáng)行修改驅(qū)動(dòng)程序代碼以適應(yīng)ROSB.對(duì)ROS進(jìn)行大量修改來匹配驅(qū)動(dòng)程序C.尋找與ROS兼容的驅(qū)動(dòng)程序版本或進(jìn)行適配開發(fā)D.放棄集成，使用其他替代方案14、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主定位，通常會(huì)使用多種傳感器融合的方法。假設(shè)同時(shí)使用激光雷達(dá)和里程計(jì)數(shù)據(jù)，以下哪種融合算法在ROS中較為常用？（）A.擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF）B.粒子濾波C.蒙特卡羅方法D.蟻群算法15、當(dāng)在ROS中開發(fā)機(jī)器人的協(xié)作抓取任務(wù)時(shí)，以下哪種力控制策略能夠確保抓取的穩(wěn)定性和安全性？（）A.位置力混合控制B.阻抗控制C.力位控制D.以上都是。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人需要協(xié)作抓取一個(gè)物體，需要精確控制抓取力和位置，避免物體滑落或損壞，上述哪種力控制策略能夠更好地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和安全的抓取，并詳細(xì)說明其在ROS中的應(yīng)用和參數(shù)調(diào)整16、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個(gè)能夠自主探索未知環(huán)境的機(jī)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(huì)被用于自主探索？（）A.基于概率地圖的探索算法B.基于強(qiáng)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17、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人視覺識(shí)別信息的消息類型？（）（）A.vision_msgs/Detection2DB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是18、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人開發(fā)時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。假設(shè)要控制一個(gè)機(jī)械臂的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，使用了PID控制器。如果PID控制器的參數(shù)設(shè)置不合理，會(huì)出現(xiàn)什么情況？（）A.機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且精確B.機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)振蕩或超調(diào)C.機(jī)械臂停止運(yùn)動(dòng)D.機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)速度加快19、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)平滑性控制，以下哪種方法能夠有效地減少抖動(dòng)和沖擊？（）A.軌跡規(guī)劃中的平滑處理B.增加運(yùn)動(dòng)速度C.減少運(yùn)動(dòng)精度D.不進(jìn)行任何處理請(qǐng)解釋每個(gè)選項(xiàng)對(duì)運(yùn)動(dòng)平滑性的影響以及為何某個(gè)選項(xiàng)能夠減少抖動(dòng)和沖擊20、ROS中的包（Package）用于組織相關(guān)的功能代碼和資源。如果一個(gè)包的依賴關(guān)系沒有正確配置，會(huì)出現(xiàn)什么情況？（）A.相關(guān)功能無法正常使用B.系統(tǒng)自動(dòng)安裝缺失的依賴C.對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行沒有影響D.該包的性能提升二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）如何在ROS中處理機(jī)器人的不確定性？2、（本題5分）什么是ROS中的服務(wù)（Service）？3、（本題5分）說明ROS中的路徑規(guī)劃算法及應(yīng)用場(chǎng)景。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)使用ROS的地下管廊巡檢機(jī)器人的氣體檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)。2、（本題5分）使用ROS為物流包裝機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)包裝材料選擇和包裝方式優(yōu)化系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS中構(gòu)建一個(gè)水下考古機(jī)器人的文物探測(cè)與打撈系統(tǒng)。4、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人的自主環(huán)境聲音降噪和識(shí)別系統(tǒng)。5、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的物體磁性檢測(cè)系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）對(duì)于需要進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像處理的機(jī)器人應(yīng)用，如視覺跟蹤