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頁福建中醫藥大學《機器學習與深度學習理論雙語教學》

2023-2024學年第二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，進行機器人的定位和建圖時，需要處理傳感器的噪聲和誤差。假設一個機器人使用輪式里程計和激光雷達進行定位和建圖。以下關于ROS定位建圖的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用粒子濾波等算法來處理里程計的累積誤差B.激光雷達的數據可以用于糾正里程計的偏差C.定位和建圖的結果不受傳感器噪聲和誤差的影響D.可以通過回環檢測來消除建圖過程中的累積誤差2、在基于ROS的機器人系統中，需要對機器人的感知數據進行濾波和降噪處理，以提高數據的質量和可靠性。假設傳感器數據存在大量噪聲，以下哪種濾波方法是常用且有效的？（）A.均值濾波B.中值濾波C.高斯濾波D.不進行濾波處理3、假設在一個ROS控制的工業機器人系統中，需要對機器人的運動進行精確的時間同步和控制。考慮到多個關節的協同運動和外部事件的觸發，以下哪種方法能夠提供最準確的時間同步和控制精度？（）A.使用操作系統的默認時鐘B.借助外部的硬件時鐘同步設備C.通過網絡時間協議（NTP）進行同步D.不進行時間同步，依靠估計值4、機器人操作系統中的動作目標（ActionGoal）主要用于指定什么？（）（）A.任務目標B.任務參數C.任務優先級D.以上都不是5、在機器人操作系統（ROS）中，節點之間進行通信的一種常見方式是發布/訂閱機制。假設一個機器人系統中有一個節點負責發布傳感器數據，另一個節點負責接收并處理這些數據。當發布節點發送數據的頻率過高，可能會導致接收節點處理不過來。以下哪種方法可以有效地解決這個問題？（）A.增加接收節點的計算資源B.降低發布節點發送數據的頻率C.在發布節點和接收節點之間添加緩存機制D.重新設計節點的通信協議6、假設要在ROS中開發一個能夠自主探索未知環境的機器人，需要結合多種傳感器信息和決策算法。以下哪種方法和算法可能會被用于自主探索？（）A.基于概率地圖的探索算法B.基于強化學習的決策算法C.基于啟發式搜索的路徑規劃D.以上都有可能7、ROS中的可視化工具（rqt）對于開發和調試非常有用。假設在調試一個機器人的視覺感知模塊時，需要實時查看圖像數據和處理結果。以下哪種rqt插件最適合用于此目的？（）A.rqt_graphB.rqt_image_viewC.rqt_plotD.rqt_console8、在ROS框架下，對于機器人的動態環境適應能力，以下哪種技術能夠實時更新地圖和規劃路徑？（）A.即時定位與地圖構建（SLAM）B.動態窗口法C.基于采樣的規劃D.以上都是。假設機器人在動態環境中運行，環境中的障礙物可能會移動或出現新的障礙物，需要實時調整地圖和路徑規劃，上述哪種技術能夠提供更快速和有效的適應能力，并闡述其在ROS中的實現和應用9、ROS支持機器人的遠程控制和監控。假設需要在遠程位置對機器人進行實時操作和狀態查看。以下哪種遠程控制和監控的實現方式在安全性和穩定性方面最為可靠？（）A.通過VPN建立安全連接B.使用公共網絡直接連接C.依賴第三方的遠程控制平臺D.不進行遠程控制和監控10、ROS中的參數調優對于系統性能至關重要。如果關鍵參數設置過于保守，會導致什么結果？（）A.系統性能無法充分發揮B.系統穩定性提高C.資源消耗降低D.系統適應性增強11、在開發基于ROS的機器人視覺應用時，需要對圖像進行處理和分析。假設要從攝像頭獲取的圖像中識別特定的物體，并計算其位置和姿態。以下哪種計算機視覺技術和ROS工具的組合最能有效地實現這一目標？（）A.使用傳統的圖像處理算法和OpenCV庫B.基于深度學習的目標檢測模型和相關的ROS接口C.依賴硬件加速的視覺處理模塊D.不使用任何專門的視覺技術，僅通過人工觀察圖像12、在ROS中，機器人的人機交互界面設計對于用戶操作和監控機器人非常重要。假設需要為一個工業機器人設計一個直觀易用的人機交互界面。以下關于ROS人機交互界面的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用Qt等圖形庫來開發人機交互界面B.人機交互界面應該能夠實時顯示機器人的狀態和數據C.用戶的操作指令可以通過人機交互界面直接發送給ROS節點D.人機交互界面的設計不需要考慮用戶的使用習慣和工作流程13、在機器人操作系統中，任務規劃是一項關鍵功能。假設一個機器人需要在一個倉庫中完成貨物搬運任務，倉庫布局復雜，存在多個貨架和通道。以下哪種任務規劃算法最適合在這種環境中生成高效的搬運路徑，同時考慮到障礙物避讓和能源消耗？（）A.A*算法B.蟻群算法C.模擬退火算法D.遺傳算法14、機器人的運動控制是實現精確操作的關鍵。假設一個機器人手臂需要執行一個復雜的裝配任務，要求高精度的位置和姿態控制。以下哪種控制方法能夠更好地滿足這種需求，同時處理系統中的不確定性和干擾？（）A.比例-積分-微分（PID）控制B.模型預測控制（MPC）C.自適應控制D.模糊控制15、在ROS系統中，對于機器人的運動平滑性控制，以下哪種方法能夠有效地減少抖動和沖擊？（）A.軌跡規劃中的平滑處理B.增加運動速度C.減少運動精度D.不進行任何處理請解釋每個選項對運動平滑性的影響以及為何某個選項能夠減少抖動和沖擊二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋ROS中的畜牧養殖疾病診斷機器人中的診斷算法選擇。2、（本題5分）描述ROS中的任務分配和調度機制。3、（本題5分）說明ROS中的視覺伺服控制方法。4、（本題5分）解釋ROS中的路徑規劃效率優化。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在機器人的智能工廠質量檢測系統中，探討機器人操作系統如何整合視覺檢測、力學檢測和無損檢測等技術，實現對產品質量的全面檢測和數據分析，以及如何提高檢測的準確性和效率，降低誤判率。2、（本題5分）在一個家具制造廠，ROS控制的機器人進行木材切割和家具組裝。請深入探討ROS在木材形狀識別、切割精度控制、組裝動作協調以及噪聲環境應對方面的重點和難點。3、（本題5分）對于醫療康復輔助器具機器人，機器人操作系統需要滿足患者的個性化康復需求和人體工程學要求。請全面綜合分析其在康復器具的適配調整、運動輔助控制、用戶體驗優化等方面的技術手段，探討醫療康復輔助器具機器人在改善患者生活質量和促進康復效果方面的作用，以及在產品研發和市場推廣中的挑戰。4、（本題5分）對于一個使用ROS的污水處理廠機器人系統，負責處理池的清理和設備監測。詳細分析ROS在污水環境防護、清理工具控制、設備故障預警以及數據采集與分析方面的關注點和難題。5、（本題5分）對于一個使用ROS的殘疾人輔助機器人系統，能夠幫助殘疾人完成日常生活中的各種動作。詳細分析ROS在人體動作識別、輔助器具控制、個性化適配以及倫理法律方面的關注點和困難。四、設計題（本大題共4個小題，共