學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁南京財經大學紅山學院《機器學習及應用》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、在ROS中，要實現機器人的遠程控制和監控，以下哪種網絡協議通常被采用？（）A.TCPB.UDPC.HTTPD.MQTT。假設需要通過互聯網對機器人進行遠程操作，數據傳輸需要保證可靠性和實時性，同時考慮網絡帶寬的限制，上述哪種網絡協議更適合，并說明其在ROS遠程控制中的配置和使用方法2、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3、當使用ROS開發一個水下探測機器人時，需要考慮水壓對機器人結構和電子設備的影響，以及水下通信的限制。以下哪種設計和技術可能有助于解決這些問題？（）A.抗壓外殼設計和水聲通信編碼B.密封艙設計和水下定位系統C.低功耗電子設備和光學通信D.以上都有可能4、假設要在ROS中開發一個能夠在狹窄空間中操作的微型機器人，需要考慮機器人的尺寸、靈活性和控制精度。以下哪種設計和控制方法可能會被用于微型機器人？（）A.微機電系統設計和微型電機控制B.柔性結構和精密驅動C.小型傳感器集成和微型控制器D.以上都有可能5、在機器人的路徑規劃中，需要考慮動態障礙物的運動。假設一個機器人在移動過程中，周圍有其他移動的物體。以下哪種路徑規劃算法能夠實時更新路徑，以避開動態障礙物？（）A.動態窗口算法B.快速擴展隨機樹算法C.實時A*算法D.以上算法均可6、假設要在ROS中集成一個新的傳感器，例如一種新型的深度相機，需要進行驅動開發和數據校準。以下哪種方法和工具通常會被用于傳感器的集成和校準？（）A.廠家提供的驅動和校準工具B.開源的驅動開發框架和校準算法C.自主編寫驅動和自定義校準流程D.以上都有可能7、在ROS中，要對機器人的控制算法進行優化和調試，以下哪種工具或技術能夠提供有效的性能分析和調試支持？（）A.GDBB.ProfilerC.ROSLoggingD.ROSBag。假設需要找出控制算法中的性能瓶頸和潛在問題，對算法的執行時間、內存使用等進行詳細分析，上述哪個選項能夠提供更全面和深入的調試信息，并解釋如何利用它來優化控制算法8、在一個ROS控制的醫療機器人系統中，對安全性和可靠性要求極高。以下哪種方法可以提高系統的容錯能力？（）A.采用冗余設計B.增加監控和報警機制C.進行嚴格的測試和驗證D.以上方法都需要9、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10、在一個基于ROS的機器人團隊協作項目中，需要實現不同類型機器人之間的任務分配和協調。以下哪種策略和機制可能會被用于團隊協作？（）A.基于任務優先級的分配B.基于能力和資源的分配C.基于市場機制的資源交易D.以上都有可能11、機器人的運動精度受到多種因素的影響，如機械結構誤差、控制算法誤差等。假設一個高精度機器人需要達到微米級的運動精度。以下哪種方法能夠有效地減小這些誤差，提高運動精度？（）A.精密機械加工B.先進的控制算法補償C.實時誤差測量與修正D.以上方法綜合運用12、在機器人操作系統（ROS）中，節點（Node）是基本的計算單元。假設一個機器人系統中有多個節點負責不同的任務，如傳感器數據采集、運動控制和路徑規劃等。當這些節點需要進行通信時，通常會使用ROS提供的某種機制。以下關于ROS節點通信方式的描述，哪一項是正確的？（）A.節點之間通過共享內存進行直接的數據交換B.節點之間使用基于TCP/IP的套接字通信C.節點通過發布/訂閱（Publish/Subscribe）模式和服務（Service）模式進行通信D.節點之間的通信必須通過中央服務器進行中轉13、在ROS中，部署機器人系統到實際硬件上需要考慮許多因素。假設一個機器人系統已經在開發環境中完成開發，準備部署到實際的機器人平臺上。以下關于ROS部署的描述，哪一項是不正確的？（）A.需要將ROS軟件包編譯為適合目標硬件平臺的二進制文件B.硬件的驅動程序和配置需要與ROS系統進行適配和集成C.部署過程中不需要考慮電源管理和散熱等硬件相關的問題D.可以使用遠程調試工具在部署后對機器人進行監控和調試14、機器人操作系統中的參數服務器（ParameterServer）主要用于存儲什么類型的數據？（）（）A.常量B.變量C.配置參數D.以上都不是15、當使用ROS控制一個人形機器人進行行走和動作模仿時，需要考慮復雜的動力學和平衡控制。以下哪種方法和技術可能會被用于人形機器人的控制？（）A.零力矩點控制B.基于神經網絡的控制C.全身運動規劃和協同控制D.以上都有可能二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）說明ROS中的交通疏導機器人中的交通流量監測技術。2、（本題5分）簡述ROS與硬件設備進行通信的方法。3、（本題5分）ROS中的運動平滑性評估指標。4、（本題5分）描述ROS中的任務分配和調度機制。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）假設要開發一個ROS操控的考古挖掘機器人，能夠在復雜的考古現場進行精細作業。深入分析ROS在遺址保護、土壤分析、工具控制以及歷史數據記錄方面的關鍵任務和技術障礙。2、（本題5分）在玻璃制造工廠，機器人參與玻璃搬運、切割和質量檢測工作。仔細分析機器人操作系統在玻璃易碎性處理、切割精度控制、質量檢測標準執行和生產流程協調方面的挑戰，討論如何通過操作系統提高玻璃制造的成品率和生產效率。3、（本題5分）ROS在機器人的娛樂表演應用中，如何實現精彩的動作編排和與觀眾的互動。請全面綜合分析ROS的編程接口和控制策略，以及在創意實現和用戶體驗方面的考慮。4、（本題5分）在影視制作領域，機器人用于拍攝、特效制作等工作。全面分析機器人操作系統在精確運動控制、鏡頭調度、創意實現和與其他影視設備集成方面的功能要求，探討操作系統如何滿足影視制作的藝術需求和技術標準。5、（本題5分）在危險環境作業的機器人，如核輻射區域、火災現場等，分析機器人操作系統如何保障遠程操作人員的安全，實現可靠的通信和精確的控制，以及如何應對設備故障和突發情況。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本