济宁医学院《机器学习与模式识别I（双语）》2025-2026学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页济宁医学院《机器学习与模式识别I（双语）》2025-2026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30个小题，每小题1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、当在ROS中进行机器人的运动控制时，以下哪种编程语言通常被用于编写控制节点？（）A.C++B.PythonC.JavaD.Ruby。假设需要开发高效、稳定且易于维护的机器人运动控制程序，同时考虑与ROS库和其他模块的集成，上述哪种编程语言在这种情况下更具优势，并阐述其特点和在ROS中的应用实例2、假设要在ROS中开发一个能够在狭窄空间中操作的微型机器人，需要考虑机器人的尺寸、灵活性和控制精度。以下哪种设计和控制方法可能会被用于微型机器人？（）A.微机电系统设计和微型电机控制B.柔性结构和精密驱动C.小型传感器集成和微型控制器D.以上都有可能3、在ROS中，用于控制机器人运动速度的消息类型通常是（）（）A.TwistB.PoseC.PointD.Quaternion4、ROS（RobotOperatingSystem）的主要特点不包括（）（）A.开源B.跨平台C.闭源D.分布式5、机器人操作系统中的动作服务器（ActionServer）主要用于处理哪种类型的任务？（）（）A.一次性任务B.周期性任务C.长时间运行的任务D.以上都不是6、在基于ROS的机器人视觉SLAM（同时定位与地图构建）系统中，当面临快速运动和大场景时，以下哪种方法能够提高系统的精度和鲁棒性？（）A.多传感器融合B.优化特征提取C.增加地图点数量D.降低计算复杂度请分别解释每个选项在应对快速运动和大场景时的效果和影响7、当在ROS中开发一个需要适应复杂环境变化的机器人时，以下哪种机器学习模型用于环境感知和适应可能是最有潜力的？（）A.生成对抗网络B.循环神经网络C.自编码器D.决策树请详细分析每个机器学习模型在处理复杂环境变化中的特点和应用可能性8、在基于ROS的机器人语音交互系统中，需要对语音指令进行识别和解析。以下哪种语音识别引擎与ROS集成较为方便？（）A.百度语音B.科大讯飞语音C.谷歌语音D.以上都可以，取决于具体的需求和集成难度9、在ROS中，部署机器人系统到实际硬件上需要考虑许多因素。假设一个机器人系统已经在开发环境中完成开发，准备部署到实际的机器人平台上。以下关于ROS部署的描述，哪一项是不正确的？（）A.需要将ROS软件包编译为适合目标硬件平台的二进制文件B.硬件的驱动程序和配置需要与ROS系统进行适配和集成C.部署过程中不需要考虑电源管理和散热等硬件相关的问题D.可以使用远程调试工具在部署后对机器人进行监控和调试10、在ROS中，为了实现机器人的远程控制和监控，常常使用网络通信技术。假设一个机器人在远程环境中工作，需要通过网络将数据传输到控制中心，以下关于网络通信的描述，哪一项是错误的？（）A.可以使用TCP/IP协议进行可靠的数据传输B.UDP协议适合实时性要求高但对数据可靠性要求不高的场景C.网络带宽和延迟对远程控制和监控的性能没有影响D.可以使用加密技术保证数据在网络传输中的安全性11、假设要在ROS中开发一个能够适应不同地形的移动机器人，以下哪种底盘设计和驱动方式的组合可能是最优的？（）A.轮式底盘与直流电机驱动B.履带式底盘与步进电机驱动C.足式底盘与伺服电机驱动D.任意底盘与无刷电机驱动请详细分析每个选项在适应不同地形方面的优势和局限性12、在ROS中进行机器人的轨迹规划时，如果规划的轨迹与实际环境存在冲突，以下哪种情况最有可能发生？（）A.机器人停止运动并重新规划B.机器人强行按照规划轨迹运动C.系统自动调整环境以适应轨迹D.轨迹规划算法自动优化13、在ROS系统中，对于机器人的动态建模和仿真，以下哪种工具或软件包可能是最常用的？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.OpenRAVE请分别介绍每个选项的特点和在机器人动态建模与仿真中的应用广泛性14、当在ROS中使用深度学习模型进行图像识别时，如果模型过拟合，会对识别效果产生什么影响？（）A.在新数据上的识别准确率下降B.识别速度加快C.识别准确率提高D.模型更简洁15、机器人操作系统中，用于管理机器人传感器数据的模块通常是？（）（）A.运动控制模块B.感知模块C.规划模块D.通信模块16、在ROS中，为了实现机器人的自主导航功能，需要进行地图构建。假设机器人工作在一个室内环境中，以下哪种地图表示方法较为合适？（）A.栅格地图，简单直观但占用存储空间较大B.拓扑地图，能够突出环境的结构但细节不足C.特征地图，对环境特征提取准确但构建复杂D.以上地图表示方法都不合适，需要自定义地图格式17、当在ROS中开发一个具有多传感器融合功能的机器人时，需要处理不同传感器数据的帧率不一致和时间戳差异的问题。以下哪种方法能够有效地对齐和融合这些不同步的数据？（）A.忽略时间戳，直接融合数据B.根据固定的延迟进行数据对齐C.使用时间同步算法精确对齐数据D.随机选择数据进行融合18、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19、在一个ROS驱动的机器人抓取任务中，需要精确控制机械手的抓取力度。以下哪种传感器可以提供有关抓取力度的信息？（）A.压力传感器B.扭矩传感器C.位置传感器D.速度传感器20、ROS中的话题（Topic）通信是一种常见的数据传输方式。在一个复杂的机器人系统中，多个节点可能会同时订阅同一个话题。当发布者发布的数据量较大时，以下哪种情况可能会发生？（）A.订阅者能够快速接收和处理所有数据，不会有任何问题B.由于网络带宽限制，部分数据可能会丢失C.系统会自动降低发布者的数据发送速度，以适应订阅者的处理能力D.订阅者会按照优先级顺序接收和处理数据21、ROS中的导航功能包集（NavigationStack）为机器人的自主导航提供了一系列的算法和工具。假设一个移动机器人需要在室内环境中自主导航到指定目标点，以下关于导航功能包集的使用，哪一项是错误的？（）A.可以使用全局规划器生成从起始点到目标点的大致路径B.局部规划器根据传感器数据实时调整机器人的运动，避开障碍物C.导航功能包集可以自动适应不同类型的机器人和环境，无需进行任何参数调整D.可以通过设置代价地图（Costmap）来表示环境中的障碍物和可通行区域22、当在ROS中开发一个需要与其他机器人或设备进行无缝对接的机器人时，以下哪种接口标准和协议的遵循是至关重要的？（）A.USBB.CANC.EthernetD.RS232请详细解释每个接口标准和协议在机器人对接中的应用和重要性23、在机器人的人机交互中，语音识别是常见的交互方式之一。假设机器人需要在嘈杂的环境中准确理解人类的语音指令。以下哪种语音识别技术在抗噪性能方面表现更优？（）A.基于隐马尔可夫模型（HMM）的语音识别B.基于深度学习的语音识别C.基于动态时间规整（DTW）的语音识别D.基于模板匹配的语音识别24、在ROS环境下，为了实现机器人的故障诊断和容错控制，需要监测机器人的状态和建立故障模型。以下哪种方法和技术可能会被用于故障诊断和容错？（）A.传感器监测和故障树分析B.模型参考自适应诊断和冗余设计C.基于数据驱动的故障检测和恢复策略D.以上都有可能25、ROS中的动态重新配置（DynamicReconfigure）功能允许在运行时修改节点的参数。假设一个机器人的运动速度参数需要根据环境实时调整，以下关于动态重新配置的描述，正确的是？（）A.动态重新配置只能在节点启动前进行设置，运行时无法修改B.可以通过图形界面或命令行工具进行参数的动态修改C.动态重新配置会导致节点重新初始化，影响系统性能D.不是所有的参数都支持动态重新配置，需要在代码中特别指定26、在ROS中，创建一个新的工作空间（Workspace）需要创建以下哪些目录？（）（）A.srcB.buildC.develD.以上都是27、ROS中的动作（Action）通信机制适用于长时间的任务执行和反馈。假设一个机器人需要执行一个复杂的任务，如搜索并搬运一个物体，以下关于动作通信的描述，哪一项是错误的？（）A.动作客户端发送目标请求给动作服务器，动作服务器执行任务并不断反馈进度B.动作通信可以在任务执行过程中随时取消或暂停C.动作通信只能用于一次性的任务，不能用于循环执行的任务D.可以通过动作通信获取任务执行的结果和状态信息28、在ROS中，要实现机器人与外部设备（如传感器、执行器）的通信，以下哪种接口协议较为常见？（）A.USBB.CANC.EthernetD.SerialPort。假设机器人系统需要连接多种不同类型的设备，数据传输速率和实时性要求各不相同，上述哪种接口协议能够提供更灵活和可靠的通信支持，并分析其在ROS中的配置和使用要点29、在使用ROS进行水下机器人开发时，由于水的阻力和环境特殊性，以下哪个方面需要特别关注和优化？（）A.动力系统控制B.通信的稳定性C.传感器的防水和抗干扰D.以上方面都需要30、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二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）假设要开发一个ROS操控的极地科学考察站维护机器人，能够在极地环境中进行设施维护。深入分析ROS在极寒和大风条件应对、设施故障诊断、维修工具携带以及能源管理方面的关键技术和难题。2、（本题5分）在机器人的教育和培训应用中，ROS如何支持个性化的学习路径和实践项目。请详细综合分析ROS的教育资源和工具，以及如何通过ROS培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。3、（本题5分）假设要开发一个ROS操控的水下养殖机器人，能够在深海养殖场进行养殖管理。深入分析ROS在水下压力适应、养殖环境监测、饲料投放控制以及海产品捕捞方面的关键技术和难题。4、（本题5分）对于具有远程监控功能的机器人系统，ROS在数据加密、权限管理和用户界面设计方面具有重要考虑。请深入综合分析ROS的实现方式和安全保障机制。5、（本题5分）对于用于矿山地质勘探的机器人，分析操作系统在地质数据采集、岩石样本分析、地形适应和数据远程传输方面的关键功能。讨论操作系统如何保障勘探的准确性和及时性，以及如何为矿山开采提供可靠的地质信息。三、简答题（