上海興偉學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)Ⅱ》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁上海興偉學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)Ⅱ》

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(shè)在一個復(fù)雜的機(jī)器人應(yīng)用場景中，需要對機(jī)器人的運動軌跡進(jìn)行精確規(guī)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(xiàn)這一目標(biāo)？該場景中機(jī)器人需要避開多個動態(tài)障礙物，并在有限的時間內(nèi)到達(dá)指定目標(biāo)位置，同時滿足運動學(xué)和動力學(xué)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(jīng)驗進(jìn)行軌跡試錯D.隨機(jī)生成運動軌跡2、當(dāng)機(jī)器人與其他設(shè)備進(jìn)行通信時，需要遵循特定的通信協(xié)議。假設(shè)機(jī)器人需要與一個工業(yè)控制器進(jìn)行高速、實時的數(shù)據(jù)交換。以下哪種通信協(xié)議最適合這種應(yīng)用場景？（）A.CAN總線B.ModbusC.Ethernet/IPD.Profibus3、ROS中的節(jié)點可以分布在不同的計算機(jī)上，以實現(xiàn)分布式計算和控制。假設(shè)一個大型機(jī)器人系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)運行在不同的計算機(jī)上。為了確保節(jié)點之間的通信高效和可靠，以下哪種網(wǎng)絡(luò)配置和通信協(xié)議的選擇最為關(guān)鍵？（）A.使用以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議B.采用無線網(wǎng)絡(luò)和UDP協(xié)議C.利用專用的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和自定義協(xié)議D.不考慮網(wǎng)絡(luò)因素，默認(rèn)配置4、ROS中的機(jī)器人模型描述通常使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件。假設(shè)需要描述一個具有多個關(guān)節(jié)和連桿的復(fù)雜機(jī)器人結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于URDF文件的描述，正確的是？（）A.URDF文件只能描述機(jī)器人的幾何形狀，不能包含運動學(xué)和動力學(xué)信息B.URDF文件是一種二進(jìn)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(kuò)展其功能，如描述傳感器和執(zhí)行器D.URDF文件的語法復(fù)雜，不適合手動編寫，只能通過自動生成工具創(chuàng)建5、在ROS中，為了實現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，常常使用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。假設(shè)一個機(jī)器人在遠(yuǎn)程環(huán)境中工作，需要通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸B.UDP協(xié)議適合實時性要求高但對數(shù)據(jù)可靠性要求不高的場景C.網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲對遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的性能沒有影響D.可以使用加密技術(shù)保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的安全性6、ROS中的機(jī)器人操作系統(tǒng)更新和版本管理是重要的維護(hù)工作。以下哪種方式能夠確保更新過程的順利和穩(wěn)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(tǒng)更新中的風(fēng)險和優(yōu)勢7、在ROS框架下，對于機(jī)器人的運動規(guī)劃算法評估，以下哪個指標(biāo)通常被用來衡量規(guī)劃結(jié)果的優(yōu)劣？（）A.路徑長度B.規(guī)劃時間C.碰撞次數(shù)D.以上都是。假設(shè)需要比較不同運動規(guī)劃算法在各種場景下的性能，上述哪些指標(biāo)能夠全面地反映算法的效率和安全性，并說明如何根據(jù)這些指標(biāo)進(jìn)行算法的選擇和優(yōu)化8、在機(jī)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(jī)器人的運動。假設(shè)機(jī)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9、假設(shè)要在ROS中開發(fā)一個能夠在復(fù)雜環(huán)境中自主探索的機(jī)器人，需要實現(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10、在ROS中，要實現(xiàn)機(jī)器人的分布式計算和控制，以下哪種技術(shù)能夠有效地管理節(jié)點之間的通信和資源分配？（）A.ROSMasterB.DockerC.KubernetesD.MPI。假設(shè)一個大規(guī)模的機(jī)器人系統(tǒng)由多個計算節(jié)點組成，需要高效地協(xié)調(diào)各個節(jié)點的工作，合理分配計算資源，上述哪種技術(shù)能夠提供更強(qiáng)大的分布式支持，并說明其在ROS中的應(yīng)用和優(yōu)勢11、在ROS系統(tǒng)中，對于機(jī)器人的自主決策能力提升，以下哪種方法能夠使機(jī)器人在復(fù)雜情況下做出更明智的選擇？（）A.增加決策規(guī)則B.基于案例的推理C.深度學(xué)習(xí)決策模型D.隨機(jī)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(dāng)使用ROS控制一個人形機(jī)器人進(jìn)行行走和動作模仿時，需要考慮復(fù)雜的動力學(xué)和平衡控制。以下哪種方法和技術(shù)可能會被用于人形機(jī)器人的控制？（）A.零力矩點控制B.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制C.全身運動規(guī)劃和協(xié)同控制D.以上都有可能13、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的可視化是非常重要的。假設(shè)需要實時顯示機(jī)器人的運動軌跡、傳感器數(shù)據(jù)和模型等信息。以下關(guān)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(shù)據(jù)B.Gazebo是一個用于機(jī)器人仿真的工具，可以與ROS集成進(jìn)行可視化和物理模擬C.在可視化過程中，可以通過插件擴(kuò)展RViz和Gazebo的功能D.一旦在RViz或Gazebo中設(shè)置了可視化布局，就不能再進(jìn)行更改和調(diào)整14、ROS支持多種機(jī)器人硬件平臺。假設(shè)要將一個在模擬環(huán)境中開發(fā)的ROS程序移植到實際的機(jī)器人硬件上，以下關(guān)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(qū)動的差異可能導(dǎo)致通信問題，需要重新編寫驅(qū)動程序B.計算資源的限制可能影響程序性能，需要進(jìn)行優(yōu)化和裁剪C.傳感器數(shù)據(jù)的格式和精度可能不同，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)適配和校準(zhǔn)D.以上問題都可能出現(xiàn)，需要全面評估和針對性解決15、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，節(jié)點（Node）是基本的計算單元。假設(shè)一個機(jī)器人系統(tǒng)中有多個節(jié)點負(fù)責(zé)不同的任務(wù)，如傳感器數(shù)據(jù)采集、運動控制和路徑規(guī)劃等。當(dāng)一個新的節(jié)點需要與已存在的節(jié)點進(jìn)行通信時，通常會使用以下哪種方式？（）A.共享內(nèi)存B.消息隊列C.發(fā)布/訂閱（Publish/Subscribe）模式D.遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）16、ROS支持機(jī)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(jī)器人進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控17、ROS中的機(jī)器人導(dǎo)航功能需要考慮環(huán)境的動態(tài)變化，例如行人的移動或其他障礙物的突然出現(xiàn)。為了使機(jī)器人能夠及時應(yīng)對這些動態(tài)變化，以下哪種導(dǎo)航策略和算法的改進(jìn)最為關(guān)鍵？（）A.引入實時的環(huán)境感知和動態(tài)路徑重規(guī)劃B.增加導(dǎo)航的預(yù)測時間和提前規(guī)劃路徑C.保持原有的導(dǎo)航算法，不做任何改進(jìn)D.隨機(jī)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(tǒng)中，需要實現(xiàn)機(jī)器人對動態(tài)目標(biāo)的跟蹤和預(yù)測。以下哪種方法和算法可能會被用于目標(biāo)跟蹤和預(yù)測？（）A.卡爾曼濾波和粒子濾波B.深度學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤和時間序列預(yù)測C.基于模型的預(yù)測和運動估計D.以上都有可能20、在一個基于ROS的農(nóng)業(yè)機(jī)器人項目中，需要實現(xiàn)對農(nóng)作物的識別、定位和采摘。為了完成這些任務(wù)，以下哪種技術(shù)和方法可能會被用到？（）A.機(jī)器視覺和圖像分割B.精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和機(jī)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(jìn)行代碼重構(gòu)和優(yōu)化？3、（本題5分）如何在ROS中優(yōu)化機(jī)器人的能耗效率？三、設(shè)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(jiān)測機(jī)器人設(shè)計一個位移監(jiān)測和預(yù)警通知系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS設(shè)計一個鴕鳥養(yǎng)殖場鴕鳥蛋搬運機(jī)器人的防破損搬運系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計一個使用ROS的地下管廊巡檢機(jī)器人的氣體檢測與故障診斷系統(tǒng)。4、（本題5分）使用ROS構(gòu)建一個機(jī)器人的自主充電系統(tǒng)，當(dāng)電量低時能夠自動尋找充電座。5、（本題5分）在ROS中設(shè)計一個