裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)南京理工大學(xué)紫金學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的跟蹤和預(yù)測(cè)。以下哪種方法和算法可能會(huì)被用于目標(biāo)跟蹤和預(yù)測(cè)？（）A.卡爾曼濾波和粒子濾波B.深度學(xué)習(xí)目標(biāo)跟蹤和時(shí)間序列預(yù)測(cè)C.基于模型的預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)估計(jì)D.以上都有可能2、在ROS系統(tǒng)中，對(duì)于機(jī)器人的任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配，以下哪種策略能夠更好地平衡不同任務(wù)的需求？（）A.固定優(yōu)先級(jí)B.動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)C.隨機(jī)優(yōu)先級(jí)D.不設(shè)置優(yōu)先級(jí)請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明每個(gè)優(yōu)先級(jí)分配策略在任務(wù)管理中的效果和適用場(chǎng)景3、在使用ROS開(kāi)發(fā)機(jī)器人的避障功能時(shí)，如果避障算法過(guò)于敏感，可能會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（）A.機(jī)器人頻繁改變運(yùn)動(dòng)方向，行動(dòng)遲緩B.機(jī)器人能夠快速穿越障礙物C.機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)D.避障效果更好4、在使用ROS開(kāi)發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，常常需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃。假設(shè)要讓一個(gè)機(jī)械臂從一個(gè)起始位置移動(dòng)到一個(gè)目標(biāo)位置，同時(shí)避開(kāi)障礙物。以下關(guān)于運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法的選擇，哪一個(gè)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用基于采樣的算法，如RRT（Rapidly-exploringRandomTree）算法，快速找到可行的路徑B.A*算法可以在有明確的代價(jià)函數(shù)時(shí)，找到最優(yōu)的路徑C.遺傳算法適用于復(fù)雜環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，但計(jì)算量較大D.所有的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法都能保證在任何情況下找到最優(yōu)的路徑，且計(jì)算效率相同5、ROS中的Gazebo可以模擬機(jī)器人與環(huán)境的物理交互。當(dāng)需要模擬復(fù)雜的物理材質(zhì)和力學(xué)特性時(shí)，以下哪種方法可以提高模擬的真實(shí)性？（）A.使用更精確的物理模型B.調(diào)整物理參數(shù)和摩擦系數(shù)C.引入第三方物理引擎D.以上方法都可以6、ROS中的日志（Log）功能用于記錄系統(tǒng)運(yùn)行信息。如果日志記錄過(guò)于詳細(xì)，會(huì)帶來(lái)什么后果？（）A.占用大量存儲(chǔ)空間B.有助于快速定位問(wèn)題C.系統(tǒng)性能提升D.對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有影響7、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人開(kāi)發(fā)時(shí)，常常需要對(duì)機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和融合。假設(shè)有一個(gè)機(jī)器人配備了激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測(cè)量單元（IMU）等多種傳感器，需要將這些傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合以獲得更準(zhǔn)確的環(huán)境感知。在這個(gè)過(guò)程中，以下哪種技術(shù)或方法可能不是必需的？（）A.卡爾曼濾波B.深度學(xué)習(xí)中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)C.數(shù)據(jù)壓縮算法D.坐標(biāo)變換8、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人的力控制時(shí)，以下哪種傳感器常用于測(cè)量接觸力和力矩？（）A.六維力傳感器B.壓力傳感器C.扭矩傳感器D.應(yīng)變片傳感器。假設(shè)機(jī)器人需要在與環(huán)境或物體的交互中精確控制施加的力和力矩，上述哪種傳感器能夠提供更準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的力反饋信息，并說(shuō)明其工作原理和在ROS中的接口實(shí)現(xiàn)9、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)性要求在某些應(yīng)用中非常嚴(yán)格。假設(shè)一個(gè)工業(yè)機(jī)器人需要在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體的抓取操作。以下哪種技術(shù)能夠確保系統(tǒng)滿足這種實(shí)時(shí)性要求？（）A.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核B.硬件加速C.并行計(jì)算D.以上技術(shù)綜合應(yīng)用10、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于控制機(jī)器人速度的消息類(lèi)型通常是？（）（）A.geometry_msgs/TwistB.sensor_msgs/ImageC.std_msgs/StringD.以上都不是11、在ROS中，服務(wù)（Service）用于節(jié)點(diǎn)之間的請(qǐng)求/響應(yīng)通信。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人需要執(zhí)行特定的復(fù)雜操作，如抓取物體，并且這個(gè)操作的參數(shù)和結(jié)果需要在節(jié)點(diǎn)之間準(zhǔn)確傳遞。以下關(guān)于使用服務(wù)進(jìn)行通信的描述，正確的是？（）A.服務(wù)通信是異步的，請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求后可以立即進(jìn)行其他操作，無(wú)需等待響應(yīng)B.服務(wù)通信只能在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，無(wú)法跨計(jì)算機(jī)通信C.服務(wù)通信保證了請(qǐng)求的唯一性，即同一時(shí)間只能有一個(gè)請(qǐng)求在處理D.服務(wù)通信的響應(yīng)速度通常比話題通信慢，因?yàn)樯婕案嗟膮f(xié)議開(kāi)銷(xiāo)12、假設(shè)要在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠自主充電的機(jī)器人，以下哪個(gè)模塊或功能是關(guān)鍵的？（）A.電池電量監(jiān)測(cè)B.充電接口識(shí)別C.路徑規(guī)劃到充電點(diǎn)D.充電協(xié)議支持請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明每個(gè)選項(xiàng)在自主充電功能實(shí)現(xiàn)中的必要性和作用13、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動(dòng)RViz可視化工具的命令是？（）（）A.rvizB.roslaunchrvizrviz.launchC.rosrunrvizrvizD.以上都不是14、在ROS環(huán)境下，要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確控制，需要考慮運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。假設(shè)要控制一個(gè)機(jī)械臂完成一系列復(fù)雜的動(dòng)作，并且要求動(dòng)作的精度和速度都達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。以下哪種方法在構(gòu)建運(yùn)動(dòng)控制模型時(shí)最為有效和準(zhǔn)確？（）A.基于簡(jiǎn)單的幾何模型進(jìn)行控制B.采用經(jīng)驗(yàn)公式和試錯(cuò)法C.利用精確的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程D.忽略模型，僅依靠反饋控制15、ROS中的機(jī)器人安全機(jī)制是至關(guān)重要的。當(dāng)機(jī)器人在人類(lèi)環(huán)境中工作時(shí)，以下哪種安全措施是首先應(yīng)該考慮的？（）A.碰撞檢測(cè)和避障B.數(shù)據(jù)加密C.訪問(wèn)權(quán)限控制D.外觀設(shè)計(jì)請(qǐng)解釋每個(gè)選項(xiàng)在機(jī)器人工作環(huán)境安全中的重要性以及為何某個(gè)選項(xiàng)應(yīng)優(yōu)先考慮16、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的群體協(xié)作開(kāi)發(fā)時(shí)，假設(shè)多個(gè)團(tuán)隊(duì)同時(shí)對(duì)不同的功能模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā)。以下關(guān)于代碼集成和版本管理的描述，正確的是：（）A.每個(gè)團(tuán)隊(duì)獨(dú)立開(kāi)發(fā)和管理代碼，最后進(jìn)行合并B.使用版本控制系統(tǒng)，定期進(jìn)行代碼集成和測(cè)試C.不進(jìn)行版本管理，依靠人工溝通協(xié)調(diào)代碼修改D.版本管理會(huì)增加開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量避免17、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的定位和建圖時(shí)，需要處理傳感器的噪聲和誤差。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人使用輪式里程計(jì)和激光雷達(dá)進(jìn)行定位和建圖。以下關(guān)于ROS定位建圖的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用粒子濾波等算法來(lái)處理里程計(jì)的累積誤差B.激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)可以用于糾正里程計(jì)的偏差C.定位和建圖的結(jié)果不受傳感器噪聲和誤差的影響D.可以通過(guò)回環(huán)檢測(cè)來(lái)消除建圖過(guò)程中的累積誤差18、當(dāng)使用ROS實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主探索功能時(shí)，以下哪種策略能夠有效地平衡探索效率和地圖完整性？（）A.隨機(jī)探索B.邊界探索C.目標(biāo)導(dǎo)向探索D.基于模型的探索。假設(shè)機(jī)器人在未知環(huán)境中進(jìn)行自主探索，需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)構(gòu)建完整和準(zhǔn)確的環(huán)境地圖，上述哪種探索策略能夠更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)和在ROS中的應(yīng)用19、在ROS控制的機(jī)器人系統(tǒng)中，如果電源管理不當(dāng)，可能會(huì)引發(fā)什么問(wèn)題？（）A.機(jī)器人突然斷電，任務(wù)中斷B.機(jī)器人續(xù)航能力增強(qiáng)C.對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行沒(méi)有影響D.系統(tǒng)自動(dòng)節(jié)能20、ROS中的服務(wù)（Service）通常用于實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的請(qǐng)求-響應(yīng)通信模式。考慮一個(gè)機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)提供路徑規(guī)劃服務(wù)，另一個(gè)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求路徑規(guī)劃。如果服務(wù)響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)，等待響應(yīng)B.機(jī)器人自行選擇隨機(jī)路徑前進(jìn)C.系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用的路徑規(guī)劃算法D.機(jī)器人按照之前的路徑繼續(xù)前進(jìn)21、ROS中的仿真環(huán)境（Gazebo）可以用于機(jī)器人的模擬測(cè)試。假設(shè)要在仿真環(huán)境中準(zhǔn)確模擬機(jī)器人與環(huán)境的物理交互，以下關(guān)于環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整的描述，正確的是：（）A.使用默認(rèn)的環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬B.根據(jù)實(shí)際物理特性，精細(xì)調(diào)整環(huán)境參數(shù)和機(jī)器人模型的物理屬性C.仿真環(huán)境無(wú)法準(zhǔn)確模擬物理交互，主要用于功能驗(yàn)證D.環(huán)境設(shè)置和模型參數(shù)調(diào)整對(duì)模擬結(jié)果影響不大22、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，例如根據(jù)環(huán)境的變化調(diào)整其行為策略。以下哪種機(jī)器學(xué)習(xí)方法和在線學(xué)習(xí)算法可能會(huì)被應(yīng)用？（）A.強(qiáng)化學(xué)習(xí)B.在線監(jiān)督學(xué)習(xí)C.無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)D.以上都有可能23、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航，需要結(jié)合地圖構(gòu)建和定位技術(shù)。假設(shè)有一個(gè)室內(nèi)環(huán)境，機(jī)器人需要在其中自主移動(dòng)。以下關(guān)于地圖構(gòu)建和定位的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同時(shí)進(jìn)行地圖構(gòu)建和機(jī)器人定位B.基于粒子濾波的定位方法可以處理機(jī)器人位置的不確定性C.構(gòu)建的地圖可以是二維柵格地圖或三維點(diǎn)云地圖，根據(jù)需求選擇D.一旦地圖構(gòu)建完成，機(jī)器人的定位就不再需要實(shí)時(shí)更新，因?yàn)榈貓D是固定不變的24、在基于ROS的機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用中，需要實(shí)現(xiàn)貨物的準(zhǔn)確抓取和放置。以下哪種傳感器可以幫助確定貨物的位置和姿態(tài)？（）A.深度相機(jī)B.激光測(cè)距儀C.超聲波傳感器D.視覺(jué)標(biāo)簽25、在ROS中，為了提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，常常使用命名空間（Namespace）。假設(shè)一個(gè)大型機(jī)器人系統(tǒng)中有多個(gè)相似的功能模塊，以下關(guān)于命名空間的作用，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.命名空間可以避免話題和服務(wù)名稱的沖突，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性B.通過(guò)使用不同的命名空間，可以將相關(guān)的節(jié)點(diǎn)和資源組織在一起，便于管理C.命名空間對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的通信沒(méi)有影響，節(jié)點(diǎn)可以跨越命名空間進(jìn)行通信D.命名空間可以增加代碼的復(fù)雜性，一般情況下應(yīng)盡量避免使用26、假設(shè)要在ROS中實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠在水下環(huán)境工作的機(jī)器人，以下哪種防水和密封設(shè)計(jì)以及材料選擇是關(guān)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(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明每個(gè)選項(xiàng)在水下環(huán)境中的防水性能和可靠性27、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)具有語(yǔ)音交互功能的機(jī)器人時(shí)，需要選擇一種合適的語(yǔ)音識(shí)別和合成引擎，并與ROS系統(tǒng)進(jìn)行集成。假設(shè)要考慮識(shí)別準(zhǔn)確率、合成質(zhì)量和與ROS的兼容性，以下哪個(gè)選項(xiàng)是最優(yōu)的？（）A.開(kāi)源的語(yǔ)音引擎，如CMUSphinxB.商業(yè)的語(yǔ)音引擎，如NuanceC.自行開(kāi)發(fā)語(yǔ)音引擎D.不集成語(yǔ)音功能，使用文本輸入28、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的能源管理和優(yōu)化，以延長(zhǎng)機(jī)器人的工作時(shí)間。以下哪種方法和策略可能會(huì)被用于能源管理？（）A.動(dòng)態(tài)電源管理和能量回收B.低功耗組件選擇和任務(wù)調(diào)度C.電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)和節(jié)能算法D.以上都有可能29、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的軟件更新和維護(hù)是一個(gè)重要的問(wèn)題。假設(shè)一個(gè)運(yùn)行中的機(jī)器人系統(tǒng)需要進(jìn)行軟件升級(jí)，同時(shí)要確保升級(jí)過(guò)程不影響正在進(jìn)行的任務(wù)，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。以下哪種軟件更新策略能夠滿足這些要求？（）A.在線熱更新B.離線更新C.逐步更新D.以上策略結(jié)合使用30、在使用ROS開(kāi)發(fā)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿著一條特定的路徑移動(dòng)，需要精確控制其速度和位置。以下哪種ROS功能包或工具最適合用于此任務(wù)？（）A.MoveIt!B.GazeboC.RVizD.TF二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）ROS在家庭服務(wù)機(jī)器人中的應(yīng)用旨在提供更加便捷和智能化的生活體驗(yàn)。請(qǐng)綜合分析ROS如何實(shí)現(xiàn)家庭服務(wù)機(jī)器人的環(huán)境感知、人機(jī)交互和任務(wù)執(zhí)行，以及在家庭環(huán)境中可能遇到的隱私和安全問(wèn)題。2、（本題5分）對(duì)于用于化工工廠的機(jī)器人，分析操作系統(tǒng)在危險(xiǎn)化學(xué)品感知、防爆設(shè)計(jì)、操作流程控制和緊急情況處理方面的關(guān)鍵功能。討論操作系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)化工生產(chǎn)的高風(fēng)險(xiǎn)性和嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)，以及如何提高生產(chǎn)效率和減少事故發(fā)生的可能性。3、（本題5分）機(jī)器人操作系統(tǒng)中的仿真技術(shù)對(duì)于算法驗(yàn)證和系統(tǒng)優(yōu)化至關(guān)重要。詳細(xì)分析各種仿真工具和方法，如物理仿真、行為仿真等，以及如何將仿真結(jié)果有效地應(yīng)用于實(shí)際機(jī)器人系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)。4、（本題5分）對(duì)于需要進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像處理的機(jī)器人應(yīng)用，如視覺(jué)跟蹤、目標(biāo)檢測(cè)等，ROS在圖像處理算法的集成和優(yōu)化方面具有關(guān)鍵作用。請(qǐng)全面綜合分析ROS中常用的圖像處理庫(kù)和工具，以及如何在保證實(shí)時(shí)性的前提下提高圖像處理的效果。5、（本題5分）在機(jī)器人的智能工廠物流系統(tǒng)中，探討機(jī)器人操作系統(tǒng)如何與生產(chǎn)設(shè)備、物料管理系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同，實(shí)現(xiàn)物料的準(zhǔn)時(shí)配送、庫(kù)存管理和生產(chǎn)流程優(yōu)化，以及如何應(yīng)對(duì)生產(chǎn)需求的動(dòng)態(tài)變化。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)