蚌埠经济技术职业学院《机器学习与Python语言》2025-2026学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页蚌埠经济技术职业学院《机器学习与Python语言》2025-2026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、ROS中的机器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.连杆信息B.关节信息C.传感器信息D.以上都是2、ROS中的服务（Service）通信模式常用于请求-响应类型的交互。假设有一个机器人的导航节点提供了一个获取当前位置的服务，其他节点可以向其发送请求并获取响应。以下关于ROS服务通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.服务通信是一对一的，即一个服务请求只能由一个服务提供者响应B.服务请求和响应的数据类型是在定义服务时确定的，并且在通信过程中不能更改C.服务通信的响应时间通常比话题通信更快，因为它是直接的请求-响应模式D.多个服务请求可以同时发送给同一个服务提供者，服务提供者会按照发送的顺序依次处理3、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的启动需要同时启动多个传感器节点和控制节点，并设置一些全局参数。以下关于启动文件的描述，正确的是？（）A.启动文件只能以XML格式编写，语法复杂B.启动文件中不能包含条件判断和循环语句C.可以在启动文件中指定节点的运行顺序和依赖关系D.启动文件不能动态修改节点的参数值4、在一个ROS驱动的农业机器人系统中，需要根据不同的农作物和地形进行作业。以下哪种方法可以提高机器人的适应性？（）A.使用机器学习算法进行自适应控制B.预定义多种作业模式供选择C.在线调整机器人的参数D.以上方法都可以5、ROS中的动作反馈（ActionFeedback）通常包含以下哪些信息？（）（）A.任务进度B.中间状态C.两者皆有D.以上都不是6、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7、ROS系统中的传感器数据处理是关键环节。当处理来自激光雷达的大量点云数据时，为了提高数据处理效率和准确性，以下哪种方法较为合适？（）A.直接对原始点云数据进行处理B.先对点云数据进行滤波和降采样C.将点云数据转换为图像进行处理D.忽略部分点云数据请解释每个选项的可行性和可能带来的影响8、假设要在ROS中集成一个新的传感器，例如一种新型的深度相机，需要进行驱动开发和数据校准。以下哪种方法和工具通常会被用于传感器的集成和校准？（）A.厂家提供的驱动和校准工具B.开源的驱动开发框架和校准算法C.自主编写驱动和自定义校准流程D.以上都有可能9、在ROS环境中，对于机器人的实时性能优化，需要考虑算法的复杂度、内存使用和计算效率等方面。假设机器人的某个功能模块存在性能瓶颈，以下哪种方法能够最有效地提升性能？（）A.优化算法实现，减少计算量B.增加硬件资源，如内存和CPUC.不进行优化，维持现状D.降低功能要求，简化任务10、假设在ROS中开发一个用于极地考察的机器人，需要应对极寒、大风和低光照等极端环境。以下哪种技术和装备可能会被用于极地机器人？（）A.耐寒材料和保温结构B.抗风设计和能源存储C.低光照视觉系统和导航设备D.以上都有可能11、在基于ROS的机器人感知系统中，当需要同时处理声音和图像信息时，以下哪种数据同步方法能够确保信息的准确性和及时性？（）A.基于时间戳的同步B.基于事件触发的同步C.异步处理，后期整合D.不进行同步，分别处理请解释每个选项在数据同步中的工作方式和可能带来的效果12、ROS中的机器人软件架构设计对于系统的可扩展性和可维护性至关重要。假设要开发一个可适应不同应用场景和硬件配置的机器人软件系统。以下哪种软件架构模式在实现这些目标方面表现最佳？（）A.分层架构B.微服务架构C.单体架构D.不考虑架构设计，随意开发13、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14、当在ROS中开发机器人的协作抓取任务时，以下哪种力控制策略能够确保抓取的稳定性和安全性？（）A.位置力混合控制B.阻抗控制C.力位控制D.以上都是。假设多个机器人需要协作抓取一个物体，需要精确控制抓取力和位置，避免物体滑落或损坏，上述哪种力控制策略能够更好地实现稳定和安全的抓取，并详细说明其在ROS中的应用和参数调整15、假设在一个ROS控制的工业机器人系统中，传感器出现故障，导致反馈数据不准确。这可能会对机器人的控制产生什么影响？（）A.机器人的动作失控或不准确B.系统自动切换到备用传感器C.机器人继续正常工作，不受影响D.控制精度提高16、ROS中的节点可以通过参数进行配置。当需要在运行时动态修改节点的参数，以下哪种方式较为便捷？（）A.使用ROS的参数服务器B.通过命令行参数传递C.重新启动节点并加载新的参数D.以上方式都有各自的优缺点17、在机器人的传感器融合中，需要将来自多个不同类型传感器的数据进行整合。假设有一个机器人配备了激光雷达、摄像头和惯性测量单元（IMU）。以下哪种传感器融合方法能够充分利用这些传感器的优势，提供更准确和可靠的环境感知？（）A.卡尔曼滤波B.粒子滤波C.扩展卡尔曼滤波D.无迹卡尔曼滤波18、在机器人操作系统（ROS）中，节点（Node）是基本的计算单元。假设一个机器人系统中有多个节点负责不同的任务，如传感器数据采集、运动控制和路径规划等。当这些节点需要进行通信时，通常会使用ROS提供的某种机制。以下关于ROS节点通信方式的描述，哪一项是正确的？（）A.节点之间通过共享内存进行直接的数据交换B.节点之间使用基于TCP/IP的套接字通信C.节点通过发布/订阅（Publish/Subscribe）模式和服务（Service）模式进行通信D.节点之间的通信必须通过中央服务器进行中转19、在ROS环境下，为了对机器人的性能进行评估和优化，需要选择合适的指标和测试方法。考虑到机器人的任务类型和应用场景，以下哪种评估指标和测试工具可能会被使用？（）A.运动精度、速度和能耗指标B.任务完成时间和成功率C.传感器精度和可靠性D.以上都有可能20、在ROS框架下，对于机器人的轨迹跟踪控制，以下哪种控制器能够处理模型不确定性和外部干扰？（）A.自适应控制器B.滑模控制器C.鲁棒控制器D.以上都是。假设机器人的模型存在参数变化和未知的外部干扰，需要一种控制器能够保证轨迹跟踪的精度和稳定性，上述哪种控制器能够更好地应对这些挑战，并详细说明其控制原理和在ROS中的实现方式21、机器人操作系统的安全性是至关重要的。假设机器人在与人密切合作的工作环境中运行。以下哪种安全机制能够有效地检测和避免机器人与人或其他物体的碰撞？（）A.基于激光雷达的碰撞检测B.基于视觉的碰撞检测C.基于力传感器的碰撞检测D.以上方法结合使用22、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23、当在ROS中进行机器人路径规划时，以下哪种算法常用于在复杂环境中找到最优路径？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.RRT算法D.蚁群算法。假设机器人需要在充满障碍物的室内环境中快速找到一条从起始点到目标点的最短且无碰撞路径，同时考虑环境的动态变化，上述哪种算法更适合，并阐述其特点和适用场景24、当机器人与其他设备进行通信时，需要遵循特定的通信协议。假设机器人需要与一个工业控制器进行高速、实时的数据交换。以下哪种通信协议最适合这种应用场景？（）A.CAN总线B.ModbusC.Ethernet/IPD.Profibus25、在机器人操作系统中，用于发布机器人传感器数据的主题通常以什么命名？（）（）A./robot_sensor_dataB./sensor/robotC./data/sensor/robotD.以上都不是26、当在ROS中开发机器人应用时，需要对机器人的模型进行描述。假设一个轮式移动机器人，需要定义其几何形状、关节结构和运动学参数等。以下关于ROS中机器人模型描述的方式，哪一项是不正确的？（）A.使用URDF（UnifiedRobotDescriptionFormat）文件来描述机器人的结构和参数B.可以在URDF文件中定义机器人的传感器和执行器C.一旦定义了机器人的URDF模型，就不能对其进行修改和扩展D.可以使用第三方工具将CAD模型转换为ROS可识别的URDF格式27、ROS中的动作服务器（ActionServer）需要实现以下哪些回调函数？（）（）A.goal回调函数B.cancel回调函数C.feedback回调函数D.以上都是28、假设要在ROS中开发一个能够自主探索未知环境的机器人，需要结合多种传感器信息和决策算法。以下哪种方法和算法可能会被用于自主探索？（）A.基于概率地图的探索算法B.基于强化学习的决策算法C.基于启发式搜索的路径规划D.以上都有可能29、假设在ROS中开发一个用于救援任务的机器人，需要具备在恶劣环境下的自主导航和通信能力。以下哪种导航算法和通信技术可能会被应用？（）A.惯性导航和卫星通信B.基于地标识别的导航和短波通信C.磁导航和无线Mesh网络D.以上都有可能30、在机器人操作系统中，任务规划是一项关键功能。假设一个机器人需要在一个仓库中完成货物搬运任务，仓库布局复杂，存在多个货架和通道。以下哪种任务规划算法最适合在这种环境中生成高效的搬运路径，同时考虑到障碍物避让和能源消耗？（）A.A*算法B.蚁群算法C.模拟退火算法D.遗传算法二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在家庭服务场景中，如清洁机器人、陪伴机器人等，机器人操作系统需要满足用户的个性化需求和复杂的家居环境。请详细综合分析其在智能感知家居环境、执行多样化任务、与其他智能设备互联互通等方面的技术实现，研究家庭服务机器人的市场需求和发展潜力，以及在隐私保护和用户信任方面的挑战。2、（本题5分）对于用于化工工厂的机器人，分析操作系统在危险化学品感知、防爆设计、操作流程控制和紧急情况处理方面的关键功能。讨论操作系统如何应对化工生产的高风险性和严格的安全标准，以及如何提高生产效率和减少事故发生的可能性。3、（本题5分）在机器人的花卉种植应用中，ROS怎样精确控制浇水、施肥和光照时间。请详细综合分析ROS的环境监测、控制算法和作物生长模型。4、（本题5分）在一个基于ROS的无人驾驶汽车项目中，深入探讨ROS在车辆感知、决策制定、轨迹规划以及与其他车辆和基础设施的通信方面所起到的作用，同时分析可能出现的技术难题和解决方案。5、（本题5分）随着机器人感知技术的不断发展，如激光雷达、毫米波雷达等的应用，ROS在多传感器融合方面面临新的挑战。请深入综合分析ROS如何有效地融合多种传感器数据，提高环境感知的精