中國(guó)海洋大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(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15個(gè)小題，每小題1分，共15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ROS中，為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)性，通常會(huì)采用分布式架構(gòu)。假設(shè)一個(gè)分布式機(jī)器人系統(tǒng)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，以下哪種機(jī)制可以幫助系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行而不受到嚴(yán)重影響？（）A.故障節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)重啟，并恢復(fù)到故障前的狀態(tài)B.其他節(jié)點(diǎn)會(huì)接管故障節(jié)點(diǎn)的任務(wù)，保證系統(tǒng)功能的完整性C.系統(tǒng)會(huì)停止所有操作，等待故障節(jié)點(diǎn)修復(fù)后再繼續(xù)運(yùn)行D.系統(tǒng)會(huì)切換到一個(gè)備用的完全相同的機(jī)器人系統(tǒng)，繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)2、ROS中的啟動(dòng)文件（LaunchFile）用于方便地啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)有多個(gè)相互依賴(lài)的節(jié)點(diǎn)需要啟動(dòng)，以下關(guān)于啟動(dòng)文件編寫(xiě)的原則，正確的是：（）A.將所有節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)命令都寫(xiě)在一個(gè)啟動(dòng)文件中，便于管理B.按照功能模塊將相關(guān)節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)命令分組寫(xiě)在不同的啟動(dòng)文件中C.啟動(dòng)文件越簡(jiǎn)單越好，只啟動(dòng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)D.啟動(dòng)文件的編寫(xiě)方式對(duì)系統(tǒng)啟動(dòng)沒(méi)有影響3、ROS中的話(huà)題可以有多個(gè)發(fā)布者和訂閱者，這種特性被稱(chēng)為（）（）A.多對(duì)多通信B.一對(duì)多通信C.多對(duì)一通信D.一對(duì)一通信4、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(huà)題和服務(wù)名稱(chēng)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5、在基于ROS的機(jī)器人教育應(yīng)用中，需要為學(xué)生提供一個(gè)易于理解和使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境。假設(shè)學(xué)生具有不同的編程基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力。以下哪種ROS開(kāi)發(fā)工具和教學(xué)資源的組合最適合這種教育場(chǎng)景？（）A.使用ROS的官方教程和Rviz可視化工具B.開(kāi)發(fā)自定義的教學(xué)界面和簡(jiǎn)化的APIC.僅提供原始的ROS文檔和命令行工具D.不提供任何專(zhuān)門(mén)的教學(xué)資源6、在機(jī)器人的視覺(jué)伺服控制中，通過(guò)攝像頭反饋的圖像信息來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)機(jī)器人需要將一個(gè)物體準(zhǔn)確地移動(dòng)到指定位置。以下哪種視覺(jué)伺服控制方法在處理圖像噪聲和目標(biāo)遮擋時(shí)具有較好的魯棒性？（）A.基于位置的視覺(jué)伺服B.基于圖像的視覺(jué)伺服C.2.5D視覺(jué)伺服D.混合視覺(jué)伺服7、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）使用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)參數(shù)？（）（）A.字典B.列表C.數(shù)組D.樹(shù)8、ROS中的插件系統(tǒng)允許第三方開(kāi)發(fā)者擴(kuò)展功能。當(dāng)開(kāi)發(fā)一個(gè)插件時(shí)，如何確保其在不同版本的ROS中都能正常工作？（）A.遵循ROS的版本兼容性規(guī)范B.進(jìn)行廣泛的跨版本測(cè)試C.及時(shí)關(guān)注ROS的版本更新并做出相應(yīng)調(diào)整D.以上方法都需要9、在一個(gè)基于ROS的智能家居機(jī)器人項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)與家庭設(shè)備的互聯(lián)互通和場(chǎng)景自適應(yīng)控制。以下哪種技術(shù)和方法可能會(huì)被用于家庭集成和場(chǎng)景感知？（）A.物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和智能家居網(wǎng)關(guān)B.環(huán)境感知傳感器和場(chǎng)景識(shí)別算法C.個(gè)性化學(xué)習(xí)和自適應(yīng)控制策略D.以上都有可能10、在一個(gè)ROS系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的視覺(jué)伺服控制，即根據(jù)視覺(jué)反饋來(lái)調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。以下哪種視覺(jué)特征和控制算法可能會(huì)被用于視覺(jué)伺服？（）A.基于圖像的特征和比例積分微分控制B.基于深度信息的特征和模型預(yù)測(cè)控制C.基于目標(biāo)跟蹤的特征和自適應(yīng)控制D.以上都有可能11、當(dāng)使用ROS開(kāi)發(fā)多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)時(shí)，以下哪種通信模式能夠?qū)崿F(xiàn)高效的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)？（）A.廣播模式B.組播模式C.發(fā)布/訂閱模式D.請(qǐng)求/響應(yīng)模式。假設(shè)多個(gè)機(jī)器人需要根據(jù)環(huán)境變化動(dòng)態(tài)地分配任務(wù)，快速共享信息和協(xié)同工作，上述哪種通信模式能夠提供更靈活和實(shí)時(shí)的協(xié)作支持，并分析其在多機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)12、當(dāng)使用ROS控制一個(gè)輪式機(jī)器人在不平坦的地面上穩(wěn)定行駛時(shí)，需要考慮機(jī)器人的懸掛系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)平衡控制。以下哪種控制算法和傳感器融合技術(shù)可能會(huì)被用于解決這個(gè)問(wèn)題？（）A.基于模型預(yù)測(cè)控制和多傳感器融合B.反饋線(xiàn)性化控制和慣性導(dǎo)航C.自適應(yīng)魯棒控制和視覺(jué)里程計(jì)D.以上都有可能13、在使用ROS開(kāi)發(fā)一個(gè)具有多個(gè)傳感器的移動(dòng)機(jī)器人時(shí)，需要進(jìn)行傳感器融合和校準(zhǔn)。假設(shè)傳感器的測(cè)量值存在偏差和噪聲，以下關(guān)于校準(zhǔn)和融合的策略，正確的是：（）A.先進(jìn)行傳感器校準(zhǔn)，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)融合B.同時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)和融合，以提高效率C.只進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，忽略傳感器的偏差和噪聲D.不需要校準(zhǔn)，直接使用原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合14、ROS中的參數(shù)服務(wù)器（ParameterServer）常用于存儲(chǔ)和共享系統(tǒng)的配置參數(shù)。在一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作的系統(tǒng)中，不同的機(jī)器人可能需要訪問(wèn)相同的參數(shù)。當(dāng)多個(gè)機(jī)器人同時(shí)嘗試修改同一個(gè)參數(shù)時(shí)，以下哪種情況最有可能發(fā)生？（）A.最后修改的機(jī)器人的參數(shù)值生效B.系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)機(jī)器人的修改值生效C.系統(tǒng)會(huì)拒絕所有的修改請(qǐng)求，以防止沖突D.系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)合并多個(gè)機(jī)器人的修改值15、在一個(gè)ROS控制的服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)中，需要與用戶(hù)進(jìn)行自然的交互。以下哪種技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互的情感識(shí)別？（）A.語(yǔ)音語(yǔ)調(diào)分析B.詞匯和語(yǔ)法分析C.面部表情識(shí)別D.以上技術(shù)都可能有用二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）ROS中的人機(jī)協(xié)作安全策略。2、（本題5分）描述ROS在智能家居機(jī)器人中的應(yīng)用。3、（本題5分）說(shuō)明ROS中的模型預(yù)測(cè)控制應(yīng)用。4、（本題5分）簡(jiǎn)述ROS中的交通執(zhí)法機(jī)器人中的違章行為識(shí)別算法。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于具有多個(gè)自由度的機(jī)械臂機(jī)器人，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模、軌跡生成和力控制方面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，以及如何優(yōu)化控制精度和響應(yīng)速度。2、（本題5分）ROS在機(jī)器人的電子設(shè)備組裝應(yīng)用中，如何實(shí)現(xiàn)高精度的零部件安裝和質(zhì)量檢測(cè)。請(qǐng)綜合分析相關(guān)的視覺(jué)引導(dǎo)、力控制和檢測(cè)算法。3、（本題5分）對(duì)于用于海上石油平臺(tái)的機(jī)器人，分析操作系統(tǒng)在海洋環(huán)境適應(yīng)、設(shè)備維護(hù)、油氣泄漏檢測(cè)和人員安全保障方面的關(guān)鍵功能。討論操作系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)海上復(fù)雜多變的工作條件和高風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)要求。4、（本題5分）ROS在機(jī)器人的玻璃清潔應(yīng)用中，如何應(yīng)對(duì)不同的玻璃表面和清潔難度。請(qǐng)全面綜合分析ROS的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、清潔力度控制和環(huán)境適應(yīng)能力。5、（本題5分）機(jī)器人操作系統(tǒng)在物流配送最后一公里的應(yīng)用具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＵ?qǐng)?jiān)敿?xì)綜合分析其在實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航、貨物識(shí)別與交付、與收件人交互等方面的技術(shù)挑戰(zhàn)和解決方案，研究物流配送機(jī)器人在城市環(huán)境中的適應(yīng)性和法規(guī)遵循問(wèn)題，以及對(duì)傳統(tǒng)配送模式的影響和融合策略。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10