站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁蘭州石化職業技術大學《機器學習與大數據》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、假設在一個ROS控制的工業機器人系統中，傳感器出現故障，導致反饋數據不準確。這可能會對機器人的控制產生什么影響？（）A.機器人的動作失控或不準確B.系統自動切換到備用傳感器C.機器人繼續正常工作，不受影響D.控制精度提高2、在基于ROS的機器人感知系統中，當需要同時處理聲音和圖像信息時，以下哪種數據同步方法能夠確保信息的準確性和及時性？（）A.基于時間戳的同步B.基于事件觸發的同步C.異步處理，后期整合D.不進行同步，分別處理請解釋每個選項在數據同步中的工作方式和可能帶來的效果3、在ROS中，當需要對機器人的行為進行編程實現時，通常會使用多種編程語言。假設一個項目需要高效的數值計算和底層系統訪問，以下哪種語言可能是首選？（）A.PythonB.C++C.JavaD.JavaScript4、ROS中的通信加密對于保障數據安全很重要。如果通信未加密，可能會面臨什么風險？（）A.數據被竊取或篡改B.通信速度加快C.系統資源消耗減少D.對安全沒有影響5、ROS中的機器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關節信息C.傳感器信息D.以上都是6、當為機器人設計視覺感知系統時，需要考慮多種因素。假設機器人需要在不同光照條件下準確識別物體。以下哪種圖像處理技術對于解決光照變化對物體識別的影響最為有效？（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測C.圖像濾波D.圖像分割7、在ROS環境中，對于機器人的實時性能優化，需要考慮算法的復雜度、內存使用和計算效率等方面。假設機器人的某個功能模塊存在性能瓶頸，以下哪種方法能夠最有效地提升性能？（）A.優化算法實現，減少計算量B.增加硬件資源，如內存和CPUC.不進行優化，維持現狀D.降低功能要求，簡化任務8、ROS中的可視化工具（RViz）對于機器人開發和調試非常有用。假設要在RViz中同時顯示機器人的模型、傳感器數據和規劃路徑，以下關于配置和使用RViz的描述，正確的是：（）A.手動逐個添加所需的顯示元素，進行復雜的配置B.使用預定義的配置文件，快速加載和顯示相關信息C.RViz功能有限，無法滿足同時顯示多種信息的需求D.不需要使用RViz，通過代碼打印信息進行調試9、在機器人的視覺伺服控制中，通過攝像頭反饋的圖像信息來控制機器人的運動。假設機器人需要將一個物體準確地移動到指定位置。以下哪種視覺伺服控制方法在處理圖像噪聲和目標遮擋時具有較好的魯棒性？（）A.基于位置的視覺伺服B.基于圖像的視覺伺服C.2.5D視覺伺服D.混合視覺伺服10、ROS中的服務請求（ServiceRequest）可以包含以下哪些數據類型？（）（）A.基本數據類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是11、當在ROS中處理機器人的大規模數據存儲和檢索時，例如長期的運行數據和日志，以下哪種數據庫技術能夠提供高效和可靠的解決方案？（）A.關系型數據庫，如MySQLB.非關系型數據庫，如MongoDBC.本地文件存儲，不使用數據庫D.內存數據庫，如Redis12、ROS中的機器人軟件測試是保證系統可靠性的重要環節。以下哪種測試方法能夠更全面地檢測軟件的功能和性能？（）A.單元測試B.集成測試C.系統測試D.以上都需要請分別說明每個測試方法的重點和在機器人軟件測試中的作用13、ROS中的坐標變換在機器人控制中非常重要。假設機器人的傳感器坐標系和機械臂坐標系不同，需要進行坐標變換。以下哪種工具在ROS中常用于坐標變換的計算？（）A.tfB.cv_bridgeC.rospyD.message_filters14、當在ROS中開發一個需要適應復雜環境變化的機器人時，以下哪種機器學習模型用于環境感知和適應可能是最有潛力的？（）A.生成對抗網絡B.循環神經網絡C.自編碼器D.決策樹請詳細分析每個機器學習模型在處理復雜環境變化中的特點和應用可能性15、假設要在ROS中實現一個能夠在水下環境工作的機器人，以下哪種防水和密封設計以及材料選擇是關鍵的？（）A.橡膠密封圈與不銹鋼外殼B.塑料外殼與膠水密封C.玻璃纖維外殼與硅膠密封D.不做特殊處理請詳細說明每個選項在水下環境中的防水性能和可靠性二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的環境監測機器人中的傳感器選擇。2、（本題5分）如何在ROS中進行代碼重構和優化？3、（本題5分）說明ROS中的安全機制和防護措施。4、（本題5分）如何在ROS中實現機器人的高效路徑搜索？三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）假設開發一個ROS驅動的極地救援機器人，需要在極寒和復雜地形條件下執行任務。全面分析ROS在低溫啟動、雪地行走、救援工具操作以及與救援指揮中心的通信方面的關鍵問題和解決方法。2、（本題5分）ROS在機器人的力控制和柔順控制應用中，如機器人裝配、精細操作等，具有重要意義。請詳細綜合分析ROS中相關控制算法的實現和性能評估，以及如何根據不同的任務需求調整控制參數。3、（本題5分）對于多機器人協作系統，機器人操作系統需要實現高效的協調和任務分配。請詳細綜合分析在諸如工廠生產線、災難救援等場景中，機器人之間如何進行信息共享、協同工作和避免沖突，探討多機器人協作系統的架構設計和優化策略，以及在實際應用中的通信和同步問題。4、（本題5分）在造紙工廠中，機器人參與紙漿攪拌、紙張成型和質量檢測等環節。綜合分析機器人操作系統在紙漿濃度控制、成型模具調整、質量缺陷識別和生產流程協調方面的技術要點，探討操作系統如何提升造紙生產的效率和產品質量。5、（本題5分）在考古挖掘現場，機器人需要在脆弱的環境中進行精細作業。仔細分析機器人操作系統在文物保護意識、精細動作控制、環境監測和歷史數據記錄方面的特殊需求，研究操作系統如何保障考古工作的準確性和安全性。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在ROS中設計