河南科技職業(yè)大學(xué)《機(jī)器學(xué)習(xí)算法與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)河南科技職業(yè)大學(xué)

《機(jī)器學(xué)習(xí)算法與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、ROS中的坐標(biāo)變換在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和感知中起著關(guān)鍵作用。假設(shè)有一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人，其身上安裝了激光雷達(dá)和攝像頭，同時(shí)機(jī)器人在一個(gè)環(huán)境中移動(dòng)。為了將激光雷達(dá)和攝像頭獲取的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到機(jī)器人的坐標(biāo)系下，需要進(jìn)行坐標(biāo)變換。以下關(guān)于坐標(biāo)變換的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用TF（TransformFramework）庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)變換B.坐標(biāo)變換需要確定源坐標(biāo)系和目標(biāo)坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)和平移關(guān)系C.一旦完成坐標(biāo)變換，在不同坐標(biāo)系下獲取的數(shù)據(jù)可以直接進(jìn)行融合和分析，無(wú)需進(jìn)一步處理D.坐標(biāo)變換可能會(huì)引入一定的誤差，需要進(jìn)行誤差評(píng)估和補(bǔ)償2、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人視覺(jué)處理時(shí)，需要對(duì)圖像進(jìn)行特征提取。假設(shè)要在不同光照和視角條件下準(zhǔn)確識(shí)別物體，以下哪種特征提取方法可能最有效？（）A.SIFT特征，具有尺度不變性但計(jì)算復(fù)雜度高B.HOG特征，對(duì)行人檢測(cè)效果好但對(duì)旋轉(zhuǎn)敏感C.ORB特征，計(jì)算速度快但魯棒性稍差D.以上特征提取方法效果相同，取決于圖像質(zhì)量3、以下哪個(gè)是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人傳感器校準(zhǔn)信息的消息類(lèi)型？（）（）A.sensor_msgs/CalibrationB.geometry_msgs/PoseC.std_msgs/StringD.以上都不是4、當(dāng)在ROS中使用深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行圖像識(shí)別時(shí)，如果模型過(guò)擬合，會(huì)對(duì)識(shí)別效果產(chǎn)生什么影響？（）A.在新數(shù)據(jù)上的識(shí)別準(zhǔn)確率下降B.識(shí)別速度加快C.識(shí)別準(zhǔn)確率提高D.模型更簡(jiǎn)潔5、當(dāng)機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中移動(dòng)時(shí)，地形適應(yīng)能力是重要的。假設(shè)機(jī)器人需要穿越崎嶇不平的地面，有石頭、水坑和斜坡。以下哪種移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠更好地適應(yīng)這種復(fù)雜地形，同時(shí)保持穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)？（）A.輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)B.履帶式移動(dòng)機(jī)構(gòu)C.腿式移動(dòng)機(jī)構(gòu)D.復(fù)合式移動(dòng)機(jī)構(gòu)6、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)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7、當(dāng)使用ROS開(kāi)發(fā)水下機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，以下哪種通信方式能夠在水下環(huán)境中實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸？（）A.水聲通信B.藍(lán)牙通信C.Wi-Fi通信D.光纖通信。假設(shè)水下機(jī)器人需要與水面基站或其他水下設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，考慮到水下環(huán)境的特殊性，上述哪種通信方式能夠提供更穩(wěn)定和有效的數(shù)據(jù)傳輸，并分析其在ROS中的配置和應(yīng)用8、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的視覺(jué)導(dǎo)航時(shí)，需要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。以下哪種預(yù)處理操作可以提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性？（）A.圖像去噪B.圖像增強(qiáng)C.圖像分割D.以上操作都可能有幫助9、假設(shè)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)用于醫(yī)療康復(fù)的機(jī)器人，需要實(shí)現(xiàn)精確的力控制和柔順運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)患者的不同需求和身體狀況。以下哪種控制方法和傳感器可能會(huì)被用于力感知和控制？（）A.力傳感器和阻抗控制B.位置傳感器和力/位混合控制C.觸覺(jué)傳感器和自適應(yīng)控制D.以上都有可能10、在基于ROS的機(jī)器人感知系統(tǒng)中，當(dāng)需要同時(shí)處理聲音和圖像信息時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)同步方法能夠確保信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性？（）A.基于時(shí)間戳的同步B.基于事件觸發(fā)的同步C.異步處理，后期整合D.不進(jìn)行同步，分別處理請(qǐng)解釋每個(gè)選項(xiàng)在數(shù)據(jù)同步中的工作方式和可能帶來(lái)的效果11、在基于ROS的機(jī)器人自主決策系統(tǒng)中，如果決策算法的魯棒性不足，可能會(huì)在什么情況下出現(xiàn)問(wèn)題？（）A.面對(duì)復(fù)雜或異常情況時(shí)決策失誤B.決策速度加快C.決策更準(zhǔn)確D.系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化決策算法12、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)哪種方式進(jìn)行多線(xiàn)程編程？（）（）A.C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)多線(xiàn)程B.Python的threading模塊C.ROS的多線(xiàn)程機(jī)制D.以上都是13、ROS中的可視化工具rviz可以顯示以下哪些內(nèi)容？（）（）A.機(jī)器人模型B.傳感器數(shù)據(jù)C.規(guī)劃路徑D.以上都是14、當(dāng)使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的仿真和調(diào)試時(shí)，需要選擇合適的仿真工具和環(huán)境?？紤]到真實(shí)性和可擴(kuò)展性，以下哪種仿真工具可能更適合？（）A.GazeboB.V-REPC.WebotsD.以上都有可能15、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的感知融合時(shí)，需要處理不同傳感器的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和校準(zhǔn)問(wèn)題。假設(shè)傳感器的安裝位置和方向存在偏差，以下哪種方法能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行坐標(biāo)系校準(zhǔn)？（）A.手動(dòng)測(cè)量和計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)B.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自動(dòng)校準(zhǔn)C.不進(jìn)行校準(zhǔn)，直接使用原始數(shù)據(jù)D.隨機(jī)設(shè)置校準(zhǔn)參數(shù)16、ROS中的Gazebo仿真環(huán)境可以用于模擬機(jī)器人的行為和環(huán)境。當(dāng)需要在仿真環(huán)境中準(zhǔn)確模擬機(jī)器人與物理世界的交互時(shí)，以下哪個(gè)因素需要特別關(guān)注？（）A.物理引擎的參數(shù)設(shè)置B.機(jī)器人模型的精度C.環(huán)境光照條件D.以上都需要關(guān)注17、ROS中的導(dǎo)航功能包集（NavigationStack）提供了機(jī)器人自主導(dǎo)航的基本框架。假設(shè)要對(duì)導(dǎo)航功能進(jìn)行定制和擴(kuò)展，以下關(guān)于操作方法的描述，正確的是：（）A.直接修改導(dǎo)航功能包集的源代碼，實(shí)現(xiàn)定制需求B.利用導(dǎo)航功能包集提供的接口和參數(shù)，進(jìn)行配置和擴(kuò)展C.重新開(kāi)發(fā)一個(gè)全新的導(dǎo)航框架，替代原有的功能包集D.導(dǎo)航功能包集無(wú)法進(jìn)行定制和擴(kuò)展18、當(dāng)使用ROS控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下哪種控制器類(lèi)型常用于實(shí)現(xiàn)精確的位置控制？（）A.PID控制器B.模糊控制器C.自適應(yīng)控制器D.魯棒控制器。假設(shè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)需要高精度地到達(dá)指定位置，并且在受到外界干擾時(shí)仍能保持穩(wěn)定，上述哪種控制器能夠更好地滿(mǎn)足這一要求，并詳細(xì)說(shuō)明其控制原理和參數(shù)調(diào)整方法19、在基于ROS的機(jī)器人系統(tǒng)中，當(dāng)需要對(duì)多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合以獲得更準(zhǔn)確和全面的環(huán)境感知時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)融合方法通常是首選？（）A.加權(quán)平均法B.卡爾曼濾波C.貝葉斯估計(jì)D.簡(jiǎn)單拼接請(qǐng)分別闡述每個(gè)選項(xiàng)在多傳感器數(shù)據(jù)融合中的原理和適用場(chǎng)景20、當(dāng)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的工業(yè)機(jī)器人時(shí)，以下哪種通信延遲處理策略能夠最大程度地減少對(duì)操作的影響？（）A.預(yù)測(cè)補(bǔ)償B.降低操作頻率C.增加緩沖區(qū)大小D.忽略延遲請(qǐng)分別闡述每個(gè)策略在處理通信延遲時(shí)的原理和可能帶來(lái)的效果21、在ROS框架下，對(duì)于機(jī)器人的傳感器融合算法，以下哪種方法能夠處理不同傳感器的采樣頻率差異？（）A.時(shí)間戳對(duì)齊B.卡爾曼濾波C.數(shù)據(jù)插值D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人配備了多種采樣頻率不同的傳感器，如激光雷達(dá)、攝像頭和慣性測(cè)量單元，需要將它們的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確融合，上述哪種方法能夠有效地解決采樣頻率不一致的問(wèn)題，并詳細(xì)說(shuō)明其原理和在ROS中的實(shí)現(xiàn)22、當(dāng)在ROS中集成新的硬件設(shè)備時(shí)，如果設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不完善，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？（）A.設(shè)備無(wú)法正常工作或工作不穩(wěn)定B.系統(tǒng)自動(dòng)修復(fù)驅(qū)動(dòng)程序C.設(shè)備性能提升D.對(duì)其他設(shè)備沒(méi)有影響23、在ROS中，進(jìn)行機(jī)器人的軌跡規(guī)劃時(shí)，需要考慮機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)約束。假設(shè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)具有速度和加速度限制，以下哪種軌跡規(guī)劃方法能夠滿(mǎn)足這些約束？（）A.三次樣條曲線(xiàn)規(guī)劃，能夠保證連續(xù)性但不一定滿(mǎn)足動(dòng)力學(xué)約束B(niǎo).基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC）的規(guī)劃方法，能夠考慮動(dòng)力學(xué)約束C.直線(xiàn)插補(bǔ)規(guī)劃，簡(jiǎn)單但無(wú)法滿(mǎn)足復(fù)雜的約束條件D.以上方法都不能滿(mǎn)足動(dòng)力學(xué)約束，需要特殊設(shè)計(jì)24、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于發(fā)布機(jī)器人動(dòng)作指令的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_actionB./action/robotC./cmd_action/robotD.以上都不是25、當(dāng)在ROS中使用視覺(jué)傳感器進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，如果測(cè)量范圍受限，會(huì)對(duì)機(jī)器人的避障能力產(chǎn)生什么影響？（）A.無(wú)法檢測(cè)到遠(yuǎn)距離障礙物，增加碰撞風(fēng)險(xiǎn)B.避障能力增強(qiáng)C.系統(tǒng)自動(dòng)擴(kuò)展測(cè)量范圍D.對(duì)避障沒(méi)有影響26、假設(shè)要在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠自主探索未知環(huán)境的機(jī)器人，需要結(jié)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(huì)被用于自主探索？（）A.基于概率地圖的探索算法B.基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策算法C.基于啟發(fā)式搜索的路徑規(guī)劃D.以上都有可能27、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28、對(duì)于ROS中的機(jī)器人視覺(jué)SLAM（同時(shí)定位與地圖構(gòu)建）系統(tǒng)，以下哪種特征提取方法能夠提高地圖的精度和魯棒性？（）A.SIFT特征B.SURF特征C.ORB特征D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人在未知環(huán)境中進(jìn)行探索和地圖構(gòu)建，需要從圖像中提取穩(wěn)定和獨(dú)特的特征來(lái)準(zhǔn)確估計(jì)自身位置和構(gòu)建環(huán)境地圖，上述哪種特征提取方法在這種情況下表現(xiàn)更為出色，并解釋其特點(diǎn)和在ROS中的應(yīng)用29、在ROS開(kāi)發(fā)中，為了確保代碼的質(zhì)量和可維護(hù)性，通常會(huì)采用一些代碼規(guī)范和測(cè)試方法。假設(shè)一個(gè)新開(kāi)發(fā)的ROS節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行單元測(cè)試，以下哪種測(cè)試框架在ROS中常用？（）A.GoogleTestB.JUnitC.PyTestD.ROS自帶的測(cè)試框架30、假設(shè)在ROS中開(kāi)發(fā)一個(gè)用于極地考察的機(jī)器人，需要應(yīng)對(duì)極寒、大風(fēng)和低光照等極端環(huán)境。以下哪種技術(shù)和裝備可能會(huì)被用于極地機(jī)器人？（）A.耐寒材料和保溫結(jié)構(gòu)B.抗風(fēng)設(shè)計(jì)和能源存儲(chǔ)C.低光照視覺(jué)系統(tǒng)和導(dǎo)航設(shè)備D.以上都有可能二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）隨著機(jī)器人在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，機(jī)器人操作系統(tǒng)的安全性和保密性成為重要考量。請(qǐng)深入綜合分析其在戰(zhàn)場(chǎng)偵察、排爆、物資運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)中的應(yīng)用，研究在敵對(duì)環(huán)境下機(jī)器人操作系統(tǒng)的抗干擾、加密通信和自主決策能力，以及軍事應(yīng)用中的倫理和國(guó)際法問(wèn)題。2、（本題5分）對(duì)于用于水下考古和文物保護(hù)的機(jī)器人，分析機(jī)器人操作系統(tǒng)如何在水下環(huán)境中進(jìn)行精確操作、文物識(shí)別和數(shù)據(jù)記錄，以及如何解決水下通信和能源供應(yīng)等問(wèn)題。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)使用ROS的港口集裝箱搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)，負(fù)責(zé)裝卸集裝箱。詳細(xì)分析ROS在集裝箱定位識(shí)別、搬運(yùn)路徑優(yōu)化、起重機(jī)協(xié)同工作以及港口繁忙環(huán)境應(yīng)對(duì)方面的關(guān)注點(diǎn)和難題。4、（本題5分）機(jī)器人操作系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理對(duì)于系統(tǒng)性能和可維護(hù)性有重要影響。深入探討如何設(shè)計(jì)高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)，處理大量的傳感器數(shù)據(jù)、任務(wù)日志和系統(tǒng)配置信息，以及如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)。5、（本題5分）對(duì)于用于冷庫(kù)環(huán)境的機(jī)器人，研究操作系統(tǒng)在低溫適應(yīng)、防滑控制、貨物定位和能源效率管理方面的關(guān)鍵功能。分析操作系統(tǒng)如何應(yīng)對(duì)冷庫(kù)的特殊工作條件，以及如何提高冷庫(kù)作業(yè)的安全性