山东文化产业职业学院《机器学习及其应用》2024-2025学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共2页山东文化产业职业学院《机器学习及其应用》2024-2025学年第一学期期末试卷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2分，共30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，对于机器人的传感器数据融合，以下哪种方法通常被用于将来自多个不同类型传感器的数据进行整合和校准？（）A.卡尔曼滤波B.粒子滤波C.扩展卡尔曼滤波D.以上都是2、以下哪个是机器人操作系统中用于处理机器人姿态信息的消息类型？（）（）A.sensor_msgs/ImuB.geometry_msgs/PoseC.nav_msgs/OdometryD.以上都不是3、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4、在ROS中，进行机器人的路径规划和避障算法的性能评估时，假设要比较不同算法在不同场景下的效果。以下关于评估指标和实验设计的描述，正确的是：（）A.只考虑路径长度作为评估指标，简单直观B.综合考虑路径长度、时间消耗、安全性等多个指标，并设计多样化的实验场景C.随机选择评估指标和实验场景，不进行系统性的比较D.评估指标和实验设计对算法比较没有影响5、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6、当机器人在非结构化环境中移动时，地形适应能力是重要的。假设机器人需要穿越崎岖不平的地面，有石头、水坑和斜坡。以下哪种移动机构能够更好地适应这种复杂地形，同时保持稳定的运动？（）A.轮式移动机构B.履带式移动机构C.腿式移动机构D.复合式移动机构7、在ROS中，多机器人协作是一个重要的研究方向。假设多个机器人需要在一个共同的任务中进行协作，如搬运一个大型物体。以下关于ROS多机器人协作的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以通过共享地图和任务信息来实现多机器人之间的协作B.每个机器人在协作中都有独立的决策和控制能力，不需要中央协调器C.多机器人之间的通信可以采用与单机器人系统相同的机制D.多机器人协作系统的性能和效率与机器人的数量成正比8、在ROS开发中，为了确保代码的质量和可维护性，通常会采用一些代码规范和测试方法。假设一个新开发的ROS节点需要进行单元测试，以下哪种测试框架在ROS中常用？（）A.GoogleTestB.JUnitC.PyTestD.ROS自带的测试框架9、ROS中的日志（Logging）功能对于调试和故障诊断非常重要。假设在机器人运行过程中出现异常，以下关于日志使用的描述，正确的是：（）A.只记录关键信息，避免日志文件过大B.详细记录所有信息，便于全面分析问题C.不使用日志功能，通过打印输出进行调试D.日志的记录级别和内容对故障诊断没有帮助10、ROS中的机器人安全机制至关重要，特别是在与人类密切接触或在危险环境中工作的机器人。假设机器人需要避免对人类造成伤害或对环境造成破坏。以下哪种安全策略和防护措施的实施最为重要？（）A.速度和力量限制、碰撞检测和紧急停止功能B.安装防护栏和警示标志C.不考虑安全问题，只关注功能实现D.依靠人类操作人员的警惕性11、ROS中的插件（Plugin）机制可以扩展系统的功能。假设要为一个机器人的视觉模块添加新的图像处理功能，以下关于插件开发和使用的描述，正确的是：（）A.开发独立的程序，通过进程间通信与ROS系统交互B.利用ROS的插件机制，将新功能集成到现有的节点中C.重新编写整个视觉模块，以实现新的功能D.插件机制复杂且不稳定，不建议使用12、ROS中的机器人操作系统性能评估需要综合考虑多个指标。以下哪个指标对于衡量系统的实时响应能力是最关键的？（）A.任务完成时间B.系统吞吐量C.响应延迟D.资源利用率13、在使用ROS开发机器人的过程中，需要对机器人的性能进行监测和调试。以下哪种工具或方法能够最直观地展示机器人的状态信息，如关节角度、速度、传感器数据等，并且支持实时更新和历史数据查看？（）A.打印输出到控制台B.使用ROS的rqt_plot工具C.将数据存储到文件后离线分析D.依靠人工观察和记录14、ROS中的服务请求（ServiceRequest）可以包含以下哪些数据类型？（）（）A.基本数据类型B.自定义消息类型C.两者皆可D.以上都不是15、在ROS框架下，对于机器人的传感器融合算法，以下哪种方法能够处理不同传感器的采样频率差异？（）A.时间戳对齐B.卡尔曼滤波C.数据插值D.以上都是。假设机器人配备了多种采样频率不同的传感器，如激光雷达、摄像头和惯性测量单元，需要将它们的数据进行准确融合，上述哪种方法能够有效地解决采样频率不一致的问题，并详细说明其原理和在ROS中的实现二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释ROS中的农业生产机器人中的作物识别技术。2、（本题5分）ROS中的自主作业规划。3、（本题5分）解释ROS中的地质勘探样本分析机器人中的分析算法选择。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在机器人的智能建筑施工监控系统中，探讨机器人操作系统如何实时监测施工进度、质量和安全状况，以及如何利用传感器数据和图像分析进行风险预警和问题诊断，保障建筑施工的顺利进行和质量安全。2、（本题5分）在智能家居场景中，机器人需要与各种智能设备进行无缝集成和协同工作。综合分析机器人操作系统在设备互联、任务分配、用户习惯学习和隐私保护方面的功能需求，探讨操作系统如何适应智能家居环境的多样化需求，并评估其对家庭生活带来的影响。3、（本题5分）考虑一个基于ROS的矿山救援机器人系统，用于在矿难发生时进行救援工作。综合分析ROS在矿井复杂环境适应、被困人员搜索、救援设备携带以及与救援指挥中心的通信方面的要点和问题。4、（本题5分）随着工业自动化的不断发展，机器人在制造业中的应用越来越广泛。请综合分析机器人操作系统在汽车制造生产线中的作用，包括但不限于提高生产效率、保证产品质量、实现复杂工艺操作等方面，并探讨其面临的技术挑战和解决方案。5、（本题5分）在食品加工行业，机器人操作系统需要满足卫生标准和高精度操作要求。请全面综合分析其在食品包装、切割、分拣等环节的技术应用，探讨食品加工机器人在保障食品安全、提高生产效率和质量一致性方面的优势，以及在不同食品类型和生产规模中的适应