中國海洋大學(xué)《機器學(xué)習(xí)與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(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，為了提高機器人系統(tǒng)的可靠性和容錯性，通常會采用分布式架構(gòu)。假設(shè)一個分布式機器人系統(tǒng)中的某個節(jié)點出現(xiàn)故障，以下哪種機制可以幫助系統(tǒng)繼續(xù)運行而不受到嚴(yán)重影響？（）A.故障節(jié)點會自動重啟，并恢復(fù)到故障前的狀態(tài)B.其他節(jié)點會接管故障節(jié)點的任務(wù)，保證系統(tǒng)功能的完整性C.系統(tǒng)會停止所有操作，等待故障節(jié)點修復(fù)后再繼續(xù)運行D.系統(tǒng)會切換到一個備用的完全相同的機器人系統(tǒng)，繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)2、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個節(jié)點和配置參數(shù)。假設(shè)一個機器人系統(tǒng)有多個相互依賴的節(jié)點需要啟動，以下關(guān)于啟動文件編寫的原則，正確的是：（）A.將所有節(jié)點的啟動命令都寫在一個啟動文件中，便于管理B.按照功能模塊將相關(guān)節(jié)點的啟動命令分組寫在不同的啟動文件中C.啟動文件越簡單越好，只啟動關(guān)鍵節(jié)點D.啟動文件的編寫方式對系統(tǒng)啟動沒有影響3、ROS中的話題可以有多個發(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4、在ROS中，為了提高代碼的可讀性和可維護性，常常使用命名空間（Namespace）。假設(shè)一個大型機器人系統(tǒng)中有多個相似的功能模塊，以下關(guān)于命名空間的作用，哪一項是不正確的？（）A.命名空間可以避免話題和服務(wù)名稱的沖突，提高系統(tǒng)的可擴展性B.通過使用不同的命名空間，可以將相關(guān)的節(jié)點和資源組織在一起，便于管理C.命名空間對節(jié)點之間的通信沒有影響，節(jié)點可以跨越命名空間進行通信D.命名空間可以增加代碼的復(fù)雜性，一般情況下應(yīng)盡量避免使用5、在基于ROS的機器人教育應(yīng)用中，需要為學(xué)生提供一個易于理解和使用的開發(fā)環(huán)境。假設(shè)學(xué)生具有不同的編程基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力。以下哪種ROS開發(fā)工具和教學(xué)資源的組合最適合這種教育場景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可視化工具B.開發(fā)自定義的教學(xué)界面和簡化的APIC.僅提供原始的ROS文檔和命令行工具D.不提供任何專門的教學(xué)資源6、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(shè)機器人需要將一個物體準(zhǔn)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(biāo)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7、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）使用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲參數(shù)？（）（）A.字典B.列表C.數(shù)組D.樹8、ROS中的插件系統(tǒng)允許第三方開發(fā)者擴展功能。當(dāng)開發(fā)一個插件時，如何確保其在不同版本的ROS中都能正常工作？（）A.遵循ROS的版本兼容性規(guī)范B.進行廣泛的跨版本測試C.及時關(guān)注ROS的版本更新并做出相應(yīng)調(diào)整D.以上方法都需要9、在一個基于ROS的智能家居機器人項目中，需要實現(xiàn)與家庭設(shè)備的互聯(lián)互通和場景自適應(yīng)控制。以下哪種技術(shù)和方法可能會被用于家庭集成和場景感知？（）A.物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和智能家居網(wǎng)關(guān)B.環(huán)境感知傳感器和場景識別算法C.個性化學(xué)習(xí)和自適應(yīng)控制策略D.以上都有可能10、在一個ROS系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)機器人的視覺伺服控制，即根據(jù)視覺反饋來調(diào)整機器人的運動。以下哪種視覺特征和控制算法可能會被用于視覺伺服？（）A.基于圖像的特征和比例積分微分控制B.基于深度信息的特征和模型預(yù)測控制C.基于目標(biāo)跟蹤的特征和自適應(yīng)控制D.以上都有可能11、當(dāng)使用ROS開發(fā)多機器人協(xié)作系統(tǒng)時，以下哪種通信模式能夠?qū)崿F(xiàn)高效的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)？（）A.廣播模式B.組播模式C.發(fā)布/訂閱模式D.請求/響應(yīng)模式。假設(shè)多個機器人需要根據(jù)環(huán)境變化動態(tài)地分配任務(wù)，快速共享信息和協(xié)同工作，上述哪種通信模式能夠提供更靈活和實時的協(xié)作支持，并分析其在多機器人系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢12、當(dāng)使用ROS控制一個輪式機器人在不平坦的地面上穩(wěn)定行駛時，需要考慮機器人的懸掛系統(tǒng)和動態(tài)平衡控制。以下哪種控制算法和傳感器融合技術(shù)可能會被用于解決這個問題？（）A.基于模型預(yù)測控制和多傳感器融合B.反饋線性化控制和慣性導(dǎo)航C.自適應(yīng)魯棒控制和視覺里程計D.以上都有可能13、在使用ROS開發(fā)一個具有多個傳感器的移動機器人時，需要進行傳感器融合和校準(zhǔn)。假設(shè)傳感器的測量值存在偏差和噪聲，以下關(guān)于校準(zhǔn)和融合的策略，正確的是：（）A.先進行傳感器校準(zhǔn)，然后再進行數(shù)據(jù)融合B.同時進行校準(zhǔn)和融合，以提高效率C.只進行數(shù)據(jù)融合，忽略傳感器的偏差和噪聲D.不需要校準(zhǔn)，直接使用原始傳感器數(shù)據(jù)進行融合14、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）常用于存儲和共享系統(tǒng)的配置參數(shù)。在一個多機器人協(xié)作的系統(tǒng)中，不同的機器人可能需要訪問相同的參數(shù)。當(dāng)多個機器人同時嘗試修改同一個參數(shù)時，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.最后修改的機器人的參數(shù)值生效B.系統(tǒng)會隨機選擇一個機器人的修改值生效C.系統(tǒng)會拒絕所有的修改請求，以防止沖突D.系統(tǒng)會自動合并多個機器人的修改值15、在一個ROS控制的服務(wù)機器人系統(tǒng)中，需要與用戶進行自然的交互。以下哪種技術(shù)可以用于實現(xiàn)語音交互的情感識別？（）A.語音語調(diào)分析B.詞匯和語法分析C.面部表情識別D.以上技術(shù)都可能有用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）ROS中的人機協(xié)作安全策略。2、（本題5分）描述ROS在智能家居機器人中的應(yīng)用。3、（本題5分）說明ROS中的模型預(yù)測控制應(yīng)用。4、（本題5分）簡述ROS中的交通執(zhí)法機器人中的違章行為識別算法。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于具有多個自由度的機械臂機器人，分析機器人操作系統(tǒng)在運動學(xué)和動力學(xué)建模、軌跡生成和力控制方面的技術(shù)實現(xiàn)，以及如何優(yōu)化控制精度和響應(yīng)速度。2、（本題5分）ROS在機器人的電子設(shè)備組裝應(yīng)用中，如何實現(xiàn)高精度的零部件安裝和質(zhì)量檢測。請綜合分析相關(guān)的視覺引導(dǎo)、力控制和檢測算法。3、（本題5分）對于用于海上石油平臺的機器人，分析操作系統(tǒng)在海洋環(huán)境適應(yīng)、設(shè)備維護、油氣泄漏檢測和人員安全保障方面的關(guān)鍵功能。討論操作系統(tǒng)如何應(yīng)對海上復(fù)雜多變的工作條件和高風(fēng)險的作業(yè)要求。4、（本題5分）ROS在機器人的玻璃清潔應(yīng)用中，如何應(yīng)對不同的玻璃表面和清潔難度。請全面綜合分析ROS的運動規(guī)劃、清潔力度控制和環(huán)境適應(yīng)能力。5、（本題5分）機器人操作系統(tǒng)在物流配送最后一公里的應(yīng)用具有很大的發(fā)展?jié)摿?。請詳細綜合分析其在實現(xiàn)自主導(dǎo)航、貨物識別與交付、與收件人交互等方面的技術(shù)挑戰(zhàn)和解決方案，研究物流配送機器人在城市環(huán)境中的適應(yīng)性和法規(guī)遵循問題，以及對傳統(tǒng)配送模式的影響和融合策略。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10