中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別I（雙語）》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別I（雙語）》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以分布在不同的計(jì)算機(jī)上，以實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算和控制。假設(shè)一個(gè)大型機(jī)器人系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行在不同的計(jì)算機(jī)上。為了確保節(jié)點(diǎn)之間的通信高效和可靠，以下哪種網(wǎng)絡(luò)配置和通信協(xié)議的選擇最為關(guān)鍵？（）A.使用以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議B.采用無線網(wǎng)絡(luò)和UDP協(xié)議C.利用專用的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和自定義協(xié)議D.不考慮網(wǎng)絡(luò)因素，默認(rèn)配置2、當(dāng)在ROS中集成第三方庫時(shí)，如果庫的許可證不兼容，會(huì)產(chǎn)生什么法律風(fēng)險(xiǎn)？（）A.可能面臨侵權(quán)訴訟B.性能提升C.沒有風(fēng)險(xiǎn)D.系統(tǒng)更安全3、在ROS中，機(jī)器人的狀態(tài)估計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵問題。假設(shè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中受到外界干擾，以下哪種狀態(tài)估計(jì)算法能夠較好地應(yīng)對(duì)這種情況？（）A.擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF），對(duì)非線性系統(tǒng)有一定的處理能力B.無跡卡爾曼濾波（UKF），精度較高但計(jì)算量較大C.粒子濾波，適用于高度非線性和非高斯系統(tǒng)D.以上算法都不能有效應(yīng)對(duì)干擾，需要新的算法4、ROS中的狀態(tài)機(jī)（StateMachine）常用于描述機(jī)器人的行為邏輯。如果狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜且混亂，會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？（）A.邏輯難以理解，維護(hù)困難B.運(yùn)行效率提高C.資源消耗降低D.功能更強(qiáng)大5、在機(jī)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(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6、在ROS中，配置文件（ConfigurationFile）起著重要的作用。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目需要設(shè)置各種參數(shù)，如傳感器的采樣頻率、控制器的增益等。以下關(guān)于ROS配置文件的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.配置文件通常使用YAML格式進(jìn)行編寫，易于閱讀和理解B.可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載和修改配置文件，無需重新啟動(dòng)系統(tǒng)C.配置文件中的參數(shù)可以被多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享和使用D.配置文件只能存儲(chǔ)簡(jiǎn)單的數(shù)值型參數(shù)，不能存儲(chǔ)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)7、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)是？（）（）A.路徑規(guī)劃B.地圖構(gòu)建C.定位D.以上都是8、ROS中的節(jié)點(diǎn)通信可以使用加密技術(shù)來保障數(shù)據(jù)安全。以下哪種加密方式在ROS中較為常用？（）A.對(duì)稱加密B.非對(duì)稱加密C.哈希加密D.以上加密方式都可以根據(jù)需求選擇9、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對(duì)機(jī)器人的行為進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)不同的工作場(chǎng)景和任務(wù)需求。假設(shè)環(huán)境條件發(fā)生變化，以下哪種方法能夠使機(jī)器人自動(dòng)調(diào)整行為策略？（）A.基于規(guī)則的硬編碼調(diào)整B.機(jī)器學(xué)習(xí)算法的自適應(yīng)調(diào)整C.不進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，保持固定行為D.依靠人工干預(yù)進(jìn)行調(diào)整10、在ROS中，當(dāng)需要對(duì)機(jī)器人的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，例如將激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、攝像頭圖像和慣性測(cè)量單元（IMU）數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以獲得更準(zhǔn)確的環(huán)境模型，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.簡(jiǎn)單地將數(shù)據(jù)疊加B.使用卡爾曼濾波算法C.隨機(jī)選擇一種數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，單獨(dú)處理每種數(shù)據(jù)11、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人環(huán)境感知信息的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/PointCloud2B.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是12、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于查看節(jié)點(diǎn)的發(fā)布和訂閱主題的工具是？（）（）A.rqt_graphB.RVizC.GazeboD.以上都不是13、ROS中的服務(wù)響應(yīng)（ServiceResponse）可以包含以下哪些數(shù)據(jù)類型？（）（）A.基本數(shù)據(jù)類型B.自定義消息類型C.兩者皆可D.以上都不是14、在ROS中開發(fā)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制功能時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)延遲不穩(wěn)定，以下哪種策略可以提高控制的可靠性？（）A.增加本地緩存和預(yù)測(cè)機(jī)制B.降低控制指令的發(fā)送頻率C.完全依賴遠(yuǎn)程控制，不進(jìn)行本地處理D.忽略網(wǎng)絡(luò)延遲，照常發(fā)送指令15、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過哪種方式獲取參數(shù)服務(wù)器中的參數(shù)？（）（）A.命令行參數(shù)B.環(huán)境變量C.ROS參數(shù)服務(wù)器APID.以上都不是16、在機(jī)器人的軌跡規(guī)劃中，需要考慮機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)約束和環(huán)境約束。假設(shè)一個(gè)機(jī)器人手臂在有限的工作空間內(nèi)進(jìn)行操作，同時(shí)要避免與周圍的障礙物碰撞。以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠有效地處理這些約束，并生成平滑的軌跡？（）A.人工勢(shì)場(chǎng)法結(jié)合優(yōu)化算法B.隨機(jī)路徑規(guī)劃方法C.基于樣條曲線的約束規(guī)劃D.基于模型預(yù)測(cè)的軌跡生成17、在基于ROS的機(jī)器人集群系統(tǒng)中，當(dāng)需要協(xié)調(diào)多個(gè)機(jī)器人的行動(dòng)以完成一個(gè)共同目標(biāo)時(shí)，以下哪種協(xié)調(diào)算法可能是最有效的？（）A.集中式協(xié)調(diào)B.分布式協(xié)調(diào)C.混合式協(xié)調(diào)D.無協(xié)調(diào)，各自行動(dòng)請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋每個(gè)協(xié)調(diào)算法的工作原理和在機(jī)器人集群中的應(yīng)用效果18、在ROS中，用于發(fā)布和訂閱話題（Topic）的編程語言可以是（）（）A.C++B.PythonC.兩者皆可D.以上都不是19、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的任務(wù)規(guī)劃時(shí)，需要考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和資源分配。假設(shè)同時(shí)有多個(gè)任務(wù)等待執(zhí)行，以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度策略的選擇，正確的是：（）A.采用先來先服務(wù)（FCFS）策略，簡(jiǎn)單公平B.基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略，優(yōu)先執(zhí)行重要任務(wù)C.隨機(jī)調(diào)度策略，避免任務(wù)餓死D.以上調(diào)度策略都不適合機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃20、在ROS框架下，進(jìn)行機(jī)器人的感知與融合處理時(shí)，假設(shè)需要融合來自激光雷達(dá)、攝像頭和超聲波傳感器的數(shù)據(jù)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)融合方法的選擇，正確的是：（）A.直接對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單加權(quán)平均，快速但精度較低B.采用卡爾曼濾波算法，能夠有效融合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，但計(jì)算量較大C.基于深度學(xué)習(xí)的方法，精度高但需要大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)和計(jì)算資源D.以上方法都不可行，需要尋找新的數(shù)據(jù)融合技術(shù)二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）ROS中的多傳感器融合技術(shù)。2、（本題5分）說明ROS中的農(nóng)業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用需求。3、（本題5分）說明ROS中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和回放功能。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于ROS的石斑魚養(yǎng)殖場(chǎng)石斑魚捕撈機(jī)器人的水下定位與捕撈系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個(gè)大閘蟹養(yǎng)殖場(chǎng)大閘蟹抓捕機(jī)器人的精準(zhǔn)抓捕與包裝系統(tǒng)。3、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)多寶魚養(yǎng)殖場(chǎng)多寶魚抓捕機(jī)器人的安全抓捕與運(yùn)輸系統(tǒng)。4、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的自主導(dǎo)航和路徑記憶系統(tǒng)。5、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個(gè)機(jī)器人的自主路徑選擇和能耗評(píng)估系統(tǒng)。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）在機(jī)器人的教育和培訓(xùn)應(yīng)