中国海洋大学《机器学习与应用》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在ROS中，为了提高机器人系统的可靠性和容错性，通常会采用分布式架构。假设一个分布式机器人系统中的某个节点出现故障，以下哪种机制可以帮助系统继续运行而不受到严重影响？（）A.故障节点会自动重启，并恢复到故障前的状态B.其他节点会接管故障节点的任务，保证系统功能的完整性C.系统会停止所有操作，等待故障节点修复后再继续运行D.系统会切换到一个备用的完全相同的机器人系统，继续执行任务2、ROS中的启动文件（LaunchFile）用于方便地启动多个节点和配置参数。假设一个机器人系统有多个相互依赖的节点需要启动，以下关于启动文件编写的原则，正确的是：（）A.将所有节点的启动命令都写在一个启动文件中，便于管理B.按照功能模块将相关节点的启动命令分组写在不同的启动文件中C.启动文件越简单越好，只启动关键节点D.启动文件的编写方式对系统启动没有影响3、ROS中的话题可以有多个发布者和订阅者，这种特性被称为（）（）A.多对多通信B.一对多通信C.多对一通信D.一对一通信4、在ROS中，为了提高代码的可读性和可维护性，常常使用命名空间（Namespace）。假设一个大型机器人系统中有多个相似的功能模块，以下关于命名空间的作用，哪一项是不正确的？（）A.命名空间可以避免话题和服务名称的冲突，提高系统的可扩展性B.通过使用不同的命名空间，可以将相关的节点和资源组织在一起，便于管理C.命名空间对节点之间的通信没有影响，节点可以跨越命名空间进行通信D.命名空间可以增加代码的复杂性，一般情况下应尽量避免使用5、在基于ROS的机器人教育应用中，需要为学生提供一个易于理解和使用的开发环境。假设学生具有不同的编程基础和学习能力。以下哪种ROS开发工具和教学资源的组合最适合这种教育场景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可视化工具B.开发自定义的教学界面和简化的APIC.仅提供原始的ROS文档和命令行工具D.不提供任何专门的教学资源6、在机器人的视觉伺服控制中，通过摄像头反馈的图像信息来控制机器人的运动。假设机器人需要将一个物体准确地移动到指定位置。以下哪种视觉伺服控制方法在处理图像噪声和目标遮挡时具有较好的鲁棒性？（）A.基于位置的视觉伺服B.基于图像的视觉伺服C.2.5D视觉伺服D.混合视觉伺服7、ROS中的参数服务器（ParameterServer）使用哪种数据结构存储参数？（）（）A.字典B.列表C.数组D.树8、ROS中的插件系统允许第三方开发者扩展功能。当开发一个插件时，如何确保其在不同版本的ROS中都能正常工作？（）A.遵循ROS的版本兼容性规范B.进行广泛的跨版本测试C.及时关注ROS的版本更新并做出相应调整D.以上方法都需要9、在一个基于ROS的智能家居机器人项目中，需要实现与家庭设备的互联互通和场景自适应控制。以下哪种技术和方法可能会被用于家庭集成和场景感知？（）A.物联网协议和智能家居网关B.环境感知传感器和场景识别算法C.个性化学习和自适应控制策略D.以上都有可能10、在一个ROS系统中，需要实现机器人的视觉伺服控制，即根据视觉反馈来调整机器人的运动。以下哪种视觉特征和控制算法可能会被用于视觉伺服？（）A.基于图像的特征和比例积分微分控制B.基于深度信息的特征和模型预测控制C.基于目标跟踪的特征和自适应控制D.以上都有可能11、当使用ROS开发多机器人协作系统时，以下哪种通信模式能够实现高效的任务分配和协调？（）A.广播模式B.组播模式C.发布/订阅模式D.请求/响应模式。假设多个机器人需要根据环境变化动态地分配任务，快速共享信息和协同工作，上述哪种通信模式能够提供更灵活和实时的协作支持，并分析其在多机器人系统中的应用优势12、当使用ROS控制一个轮式机器人在不平坦的地面上稳定行驶时，需要考虑机器人的悬挂系统和动态平衡控制。以下哪种控制算法和传感器融合技术可能会被用于解决这个问题？（）A.基于模型预测控制和多传感器融合B.反馈线性化控制和惯性导航C.自适应鲁棒控制和视觉里程计D.以上都有可能13、在使用ROS开发一个具有多个传感器的移动机器人时，需要进行传感器融合和校准。假设传感器的测量值存在偏差和噪声，以下关于校准和融合的策略，正确的是：（）A.先进行传感器校准，然后再进行数据融合B.同时进行校准和融合，以提高效率C.只进行数据融合，忽略传感器的偏差和噪声D.不需要校准，直接使用原始传感器数据进行融合14、ROS中的参数服务器（ParameterServer）常用于存储和共享系统的配置参数。在一个多机器人协作的系统中，不同的机器人可能需要访问相同的参数。当多个机器人同时尝试修改同一个参数时，以下哪种情况最有可能发生？（）A.最后修改的机器人的参数值生效B.系统会随机选择一个机器人的修改值生效C.系统会拒绝所有的修改请求，以防止冲突D.系统会自动合并多个机器人的修改值15、在一个ROS控制的服务机器人系统中，需要与用户进行自然的交互。以下哪种技术可以用于实现语音交互的情感识别？（）A.语音语调分析B.词汇和语法分析C.面部表情识别D.以上技术都可能有用二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）ROS中的人机协作安全策略。2、（本题5分）描述ROS在智能家居机器人中的应用。3、（本题5分）说明ROS中的模型预测控制应用。4、（本题5分）简述ROS中的交通执法机器人中的违章行为识别算法。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）对于具有多个自由度的机械臂机器人，分析机器人操作系统在运动学和动力学建模、轨迹生成和力控制方面的技术实现，以及如何优化控制精度和响应速度。2、（本题5分）ROS在机器人的电子设备组装应用中，如何实现高精度的零部件安装和质量检测。请综合分析相关的视觉引导、力控制和检测算法。3、（本题5分）对于用于海上石油平台的机器人，分析操作系统在海洋环境适应、设备维护、油气泄漏检测和人员安全保障方面的关键功能。讨论操作系统如何应对海上复杂多变的工作条件和高风险的作业要求。4、（本题5分）ROS在机器人的玻璃清洁应用中，如何应对不同的玻璃表面和清洁难度。请全面综合分析ROS的运动规划、清洁力度控制和环境适应能力。5、（本题5分）机器人操作系统在物流配送最后一公里的应用具有很大的发展潜力。请详细综合分析其在实现自主导航、货物识别与交付、与收件人交互等方面的技术挑战和解决方案，研究物流配送机器人在城市环境中的适应性和法规遵循问题，以及对传统配送模式的影响和融合策略。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10