太原工业学院《机器学习应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《机器学习应用》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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2、在ROS中，与外部设备（如摄像头、激光雷达等）的集成是常见的需求。假设需要将一个新的传感器设备集成到ROS系统中，并获取其数据进行处理。以下关于ROS外部设备集成的描述，哪一项是不正确的？（）A.需要为新设备编写驱动程序，并将其编译到ROS系统中B.可以使用ROS提供的接口和协议来与外部设备进行通信C.新设备的数据格式必须与ROS默认支持的数据格式完全一致D.可以通过配置文件来设置新设备的参数和工作模式3、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4、在机器人的能源管理中，需要优化能源消耗以延长工作时间。假设一个移动机器人在执行任务时，不同的运动模式和速度对能源消耗有显著影响。以下哪种能源管理策略能够根据任务需求和环境条件动态调整机器人的行为，以降低能源消耗？（）A.基于模型的预测控制B.基于规则的节能策略C.自适应能源优化算法D.实时监测与反馈控制5、在一个基于ROS的机器人团队协作项目中，需要实现不同类型机器人之间的任务分配和协调。以下哪种策略和机制可能会被用于团队协作？（）A.基于任务优先级的分配B.基于能力和资源的分配C.基于市场机制的资源交易D.以上都有可能6、在ROS框架下，进行机器人的运动学建模时，以下哪种方法常用于处理串联机器人的正逆运动学求解？（）A.Denavit-Hartenberg方法B.Jacobian矩阵法C.数值迭代法D.解析法。假设机器人的结构较为复杂，关节数量较多，需要快速准确地计算其在不同位姿下的运动学参数，上述哪种方法能够更有效地解决这一问题，并详细阐述其原理和计算过程7、在机器人操作系统中，用于发布机器人地图信息的主题通常以什么命名？（）（）A./robot_mapB./map/robotC./navigation/mapD.以上都不是8、ROS支持多种编程语言来开发节点。假设一个团队中有不同编程背景的开发者，需要选择一种语言来统一开发ROS应用，以确保代码的可读性、可维护性和可扩展性。以下哪种编程语言在ROS开发中通常被认为具有这些优势？（）A.C++B.PythonC.JavaD.由开发者自行选择喜欢的语言9、当使用ROS开发一个具有自主决策能力的机器人时，需要考虑机器人的行为规划。假设机器人需要根据不同的环境条件选择不同的行为策略，以下哪种方法可以有效地实现这种行为规划？（）A.使用有限状态机B.使用决策树C.使用强化学习算法D.以上方法都可以10、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11、ROS中的消息（Message）用于节点之间的数据传递。假设需要传递一个包含大量复杂数据结构的消息，以下关于消息定义和使用的描述，正确的是：（）A.尽量将复杂数据结构拆分成多个简单消息，减少消息的大小和复杂性B.直接使用一个大而复杂的消息，方便数据的整体传递C.避免使用自定义消息，只使用ROS提供的标准消息类型D.消息的定义和使用方式对系统性能没有影响12、在ROS控制的机器人巡检系统中，如果巡检路径规划未考虑能源消耗，会对机器人的续航产生什么影响？（）A.可能导致机器人在巡检过程中电量耗尽B.续航能力增强C.系统自动优化能源消耗D.对续航没有影响13、在基于ROS的机器人救援应用中，需要快速响应紧急情况。以下哪种通信方式可以确保信息的实时传递？（）A.低延迟的网络协议B.优先级消息队列C.直接内存访问D.以上方式都可以考虑14、在ROS中，要实现机器人的分布式计算和控制，以下哪种技术能够有效地管理节点之间的通信和资源分配？（）A.ROSMasterB.DockerC.KubernetesD.MPI。假设一个大规模的机器人系统由多个计算节点组成，需要高效地协调各个节点的工作，合理分配计算资源，上述哪种技术能够提供更强大的分布式支持，并说明其在ROS中的应用和优势15、ROS中的机器人感知模块需要处理多种类型的传感器数据融合。假设同时使用了视觉、激光和超声波传感器，为了提高感知的准确性和可靠性，以下哪种数据融合策略最为合适？（）A.基于权重的融合B.基于概率的融合C.基于特征的融合D.不进行数据融合，单独使用传感器数据16、在ROS系统中，要对机器人的软件进行优化以提高运行效率。假设机器人的计算资源有限，需要降低软件的内存占用和计算时间。以下哪种优化方法和技术的组合最为有效？（）A.算法优化和代码并行化B.减少功能模块和简化算法C.不进行优化，使用默认设置D.增加硬件资源，不进行软件优化17、机器人的视觉系统在不同光照条件下可能会出现性能下降。假设机器人需要在户外环境中工作，白天和夜晚的光照差异较大。以下哪种方法能够提高视觉系统在不同光照条件下的稳定性和适应性？（）A.多光源照明B.自动曝光和白平衡调整C.光照不变特征提取D.以上方法均可18、在ROS中，进行机器人的定位和建图时，需要处理传感器的噪声和误差。假设一个机器人使用轮式里程计和激光雷达进行定位和建图。以下关于ROS定位建图的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用粒子滤波等算法来处理里程计的累积误差B.激光雷达的数据可以用于纠正里程计的偏差C.定位和建图的结果不受传感器噪声和误差的影响D.可以通过回环检测来消除建图过程中的累积误差19、ROS中的机器人模型描述通常使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件。假设需要描述一个具有多个关节和连杆的复杂机器人结构，以下关于URDF文件的描述，正确的是？（）A.URDF文件只能描述机器人的几何形状，不能包含运动学和动力学信息B.URDF文件是一种二进制格式，难以直接编辑和理解C.URDF文件可以通过添加插件来扩展其功能，如描述传感器和执行器D.URDF文件的语法复杂，不适合手动编写，只能通过自动生成工具创建20、在使用ROS进行机器人路径规划时，需要考虑环境中的动态障碍物。以下哪种方法可以有效地应对动态障碍物？（）A.实时重新规划路径B.预测障碍物的运动轨迹C.结合传感器数据进行局部避障D.以上方法都需要二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释ROS中的林业机器人中的作业特点。2、（本题5分）解释ROS中的群体机器人系统。3、（本题5分）简述ROS中的环境质量评估机器人中的数据融合技术。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个使用ROS的扇贝养殖场扇贝采集机器人的水下定位与采集系统。2、（本题5分）基于ROS构建一个机器人的目标跟踪和预测系统，预测目标运动轨迹。3、（本题5分）基于ROS构建一个机器人的自主探索和地图标记系统，对新环境进行标记。4、（本题5分）利用ROS为教育机器人设计一个课程内容展示和互动系统。5、（本题5分）基于ROS设计一个鲍鱼养殖场鲍鱼抓取机器人的无损抓取与计数系统。四、分析题（本