廈門南洋職業(yè)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)B》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《機(jī)器學(xué)習(xí)B》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、ROS中的消息（Message）用于節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳遞。假設(shè)需要傳遞一個包含大量復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的消息，以下關(guān)于消息定義和使用的描述，正確的是：（）A.盡量將復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拆分成多個簡單消息，減少消息的大小和復(fù)雜性B.直接使用一個大而復(fù)雜的消息，方便數(shù)據(jù)的整體傳遞C.避免使用自定義消息，只使用ROS提供的標(biāo)準(zhǔn)消息類型D.消息的定義和使用方式對系統(tǒng)性能沒有影響2、在ROS中開發(fā)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制功能時，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3、機(jī)器人的軟件架構(gòu)對于系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維護(hù)性至關(guān)重要。假設(shè)一個復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)需要不斷添加新的功能和模塊。以下哪種軟件架構(gòu)風(fēng)格能夠更好地支持這種需求，同時保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.事件驅(qū)動架構(gòu)D.面向?qū)ο蠹軜?gòu)4、ROS中的機(jī)器人安全機(jī)制是至關(guān)重要的。當(dāng)機(jī)器人在人類環(huán)境中工作時，以下哪種安全措施是首先應(yīng)該考慮的？（）A.碰撞檢測和避障B.數(shù)據(jù)加密C.訪問權(quán)限控制D.外觀設(shè)計(jì)請解釋每個選項(xiàng)在機(jī)器人工作環(huán)境安全中的重要性以及為何某個選項(xiàng)應(yīng)優(yōu)先考慮5、在ROS中，要對機(jī)器人的操作空間進(jìn)行建模和分析，以下哪種方法常用于描述機(jī)器人的工作范圍和可達(dá)性？（）A.雅可比矩陣B.蒙特卡羅方法C.工作空間分析D.以上都是。假設(shè)需要確定機(jī)器人在執(zhí)行特定任務(wù)時的有效工作空間和可能的運(yùn)動限制，上述哪種方法能夠提供更全面和準(zhǔn)確的建模和分析結(jié)果，并說明其在ROS中的應(yīng)用和意義6、假設(shè)在ROS中開發(fā)一個用于物流分揀的機(jī)器人，需要快速準(zhǔn)確地識別和抓取不同形狀和大小的物品。以下哪種視覺識別和抓取策略可能會被用于物流分揀？（）A.深度學(xué)習(xí)物體識別和自適應(yīng)抓取規(guī)劃B.傳統(tǒng)圖像處理和機(jī)械抓取設(shè)計(jì)C.3D視覺重建和力控抓取D.以上都有可能7、在ROS中，當(dāng)需要同時處理多個具有不同頻率的傳感器數(shù)據(jù)時，以下哪種技術(shù)可以用于同步這些數(shù)據(jù)？（）A.硬件同步B.軟件定時器C.消息過濾器D.數(shù)據(jù)緩存8、ROS中的機(jī)器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關(guān)節(jié)信息C.傳感器信息D.以上都是9、在ROS框架下，對于機(jī)器人的軌跡跟蹤控制，以下哪種控制器能夠處理模型不確定性和外部干擾？（）A.自適應(yīng)控制器B.滑?？刂破鰿.魯棒控制器D.以上都是。假設(shè)機(jī)器人的模型存在參數(shù)變化和未知的外部干擾，需要一種控制器能夠保證軌跡跟蹤的精度和穩(wěn)定性，上述哪種控制器能夠更好地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，并詳細(xì)說明其控制原理和在ROS中的實(shí)現(xiàn)方式10、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。假設(shè)一個機(jī)器人系統(tǒng)有多個相互依賴的節(jié)點(diǎn)需要啟動，以下關(guān)于啟動文件編寫的原則，正確的是：（）A.將所有節(jié)點(diǎn)的啟動命令都寫在一個啟動文件中，便于管理B.按照功能模塊將相關(guān)節(jié)點(diǎn)的啟動命令分組寫在不同的啟動文件中C.啟動文件越簡單越好，只啟動關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)D.啟動文件的編寫方式對系統(tǒng)啟動沒有影響11、ROS支持機(jī)器人的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用，例如圖像識別和語音處理。假設(shè)要在機(jī)器人上部署一個深度學(xué)習(xí)模型，需要考慮模型的大小、計(jì)算量和實(shí)時性要求。以下哪種深度學(xué)習(xí)框架和模型壓縮方法的選擇最為合適？（）A.TensorFlow結(jié)合模型量化B.PyTorch結(jié)合模型剪枝C.自行開發(fā)深度學(xué)習(xí)框架和不進(jìn)行模型壓縮D.選擇大型復(fù)雜的模型，不考慮資源限制12、在使用ROS進(jìn)行機(jī)器人的群體協(xié)作開發(fā)時，假設(shè)多個團(tuán)隊(duì)同時對不同的功能模塊進(jìn)行開發(fā)。以下關(guān)于代碼集成和版本管理的描述，正確的是：（）A.每個團(tuán)隊(duì)獨(dú)立開發(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.版本管理會增加開發(fā)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量避免13、在一個基于ROS的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)協(xié)作項(xiàng)目中，如果團(tuán)隊(duì)成員對ROS的理解和使用水平參差不齊，可能會導(dǎo)致什么問題？（）A.開發(fā)進(jìn)度受阻，協(xié)作困難B.項(xiàng)目快速完成C.代碼質(zhì)量提高D.系統(tǒng)性能優(yōu)化14、對于ROS中的機(jī)器人軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，以下哪種設(shè)計(jì)模式常用于提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性？（）A.分層架構(gòu)B.微服務(wù)架構(gòu)C.插件架構(gòu)D.事件驅(qū)動架構(gòu)。假設(shè)機(jī)器人的功能不斷增加和更新，需要一種靈活的架構(gòu)來方便地添加新的模塊和功能，同時不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的穩(wěn)定性，上述哪種設(shè)計(jì)模式能夠更好地滿足這一需求，并闡述其在ROS中的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)15、假設(shè)要在ROS中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與外部設(shè)備（如機(jī)械臂）的無縫集成和協(xié)同工作，以下哪個步驟是至關(guān)重要的？（）A.統(tǒng)一通信協(xié)議B.確保硬件兼容性C.優(yōu)化軟件算法D.忽略設(shè)備差異請?jiān)敿?xì)說明每個選項(xiàng)對于實(shí)現(xiàn)無縫集成和協(xié)同工作的重要性以及可能帶來的影響16、ROS中的節(jié)點(diǎn)可以在不同的編程語言中實(shí)現(xiàn)，并且能夠相互通信，這是因?yàn)椋ǎǎ〢.ROS提供了統(tǒng)一的通信接口B.編程語言的兼容性C.兩者皆有D.以上都不是17、當(dāng)在ROS中進(jìn)行機(jī)器人路徑規(guī)劃時，以下哪種算法常用于在復(fù)雜環(huán)境中找到最優(yōu)路徑？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.RRT算法D.蟻群算法。假設(shè)機(jī)器人需要在充滿障礙物的室內(nèi)環(huán)境中快速找到一條從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最短且無碰撞路徑，同時考慮環(huán)境的動態(tài)變化，上述哪種算法更適合，并闡述其特點(diǎn)和適用場景18、在機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)多個機(jī)器人之間的通信和協(xié)作時，以下哪種通信機(jī)制通常被廣泛應(yīng)用？（）A.基于消息隊(duì)列的通信B.共享內(nèi)存通信C.網(wǎng)絡(luò)套接字通信D.藍(lán)牙通信請?jiān)敿?xì)說明每個選項(xiàng)在多機(jī)器人通信場景中的優(yōu)缺點(diǎn)和適用情況19、機(jī)器人操作系統(tǒng)中的容錯機(jī)制對于系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。假設(shè)機(jī)器人在關(guān)鍵任務(wù)中出現(xiàn)傳感器故障或執(zhí)行器異常。以下哪種容錯方法能夠使機(jī)器人在部分組件失效的情況下繼續(xù)完成任務(wù)，或者采取安全的應(yīng)對措施？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.故障檢測與診斷D.以上方法綜合運(yùn)用20、在ROS中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的分布式計(jì)算和控制，以下哪種技術(shù)能夠有效地管理節(jié)點(diǎn)之間的通信和資源分配？（）A.ROSMasterB.DockerC.KubernetesD.MPI。假設(shè)一個大規(guī)模的機(jī)器人系統(tǒng)由多個計(jì)算節(jié)點(diǎn)組成，需要高效地協(xié)調(diào)各個節(jié)點(diǎn)的工作，合理分配計(jì)算資源，上述哪種技術(shù)能夠提供更強(qiáng)大的分布式支持，并說明其在ROS中的應(yīng)用和優(yōu)勢21、在機(jī)器人的視覺檢測任務(wù)中，需要對物體的特征進(jìn)行提取和識別。假設(shè)要檢測一批具有相似外觀但細(xì)微差異的零件。以下哪種特征提取方法能夠有效地捕捉這些差異，并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的識別？（）A.形狀特征B.紋理特征C.顏色特征D.深度特征22、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個復(fù)雜的機(jī)器人應(yīng)用時，需要對多個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理和調(diào)度。假設(shè)這個應(yīng)用包含了感知、決策和執(zhí)行等多個功能模塊，每個模塊由不同的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。為了確保各個節(jié)點(diǎn)能夠高效協(xié)同工作，并且在出現(xiàn)故障時能夠進(jìn)行有效的錯誤處理和恢復(fù)，以下哪種方法是最合適的？（）A.手動編寫大量的控制邏輯來協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)B.使用ROS的內(nèi)置工具和機(jī)制，如參數(shù)服務(wù)器和消息隊(duì)列C.依賴第三方的調(diào)度框架D.不進(jìn)行特別的管理，讓節(jié)點(diǎn)自行運(yùn)行23、ROS中的插件機(jī)制使得系統(tǒng)具有很高的靈活性。假設(shè)需要為一個視覺處理節(jié)點(diǎn)添加新的功能，通過插件的方式實(shí)現(xiàn)，以下關(guān)于插件的描述，正確的是？（）A.插件需要在編譯時與主程序鏈接，不能在運(yùn)行時動態(tài)加載B.插件可以獨(dú)立開發(fā)和測試，與主程序的接口定義清晰C.一個插件只能被一個節(jié)點(diǎn)使用，不能被多個節(jié)點(diǎn)共享D.插件的更新會導(dǎo)致整個ROS系統(tǒng)重新編譯24、ROS中的動作目標(biāo)（ActionGoal）通常包含以下哪些信息？（）（）A.目標(biāo)狀態(tài)B.執(zhí)行時間C.兩者皆有D.以上都不是25、在開發(fā)基于ROS的機(jī)器人視覺應(yīng)用時，需要從攝像頭獲取圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測和跟蹤等功能。對于圖像數(shù)據(jù)的傳輸和處理，以下哪種方式在ROS中是最有效的？同時要考慮數(shù)據(jù)的實(shí)時性、帶寬占用和處理效率。A.直接在節(jié)點(diǎn)中處理原始圖像數(shù)據(jù)B.將圖像數(shù)據(jù)壓縮后傳輸和處理C.使用ROS的圖像消息（ImageMessage）機(jī)制D.把圖像數(shù)據(jù)存儲到本地文件再進(jìn)行處理二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述ROS中的軍事機(jī)器人中的應(yīng)用前景。2、（本題5分）簡述ROS與硬件設(shè)備進(jìn)行通信的方法。3、（本題5分）解釋ROS中的系統(tǒng)部署和發(fā)布流程。4、（本題5分）簡述ROS中的水產(chǎn)養(yǎng)殖智能控制機(jī)器人中的控制智能化實(shí)現(xiàn)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用ROS開發(fā)一個水泥廠物料搬運(yùn)機(jī)器人的粉塵防護(hù)與搬運(yùn)系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個機(jī)器人的自主目標(biāo)跟蹤和角度調(diào)整系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS框架下，為煤礦開采機(jī)器人設(shè)計(jì)一個瓦斯?jié)舛葯z測和預(yù)警系統(tǒng)。4、（本題5分）在ROS中設(shè)計(jì)一個機(jī)器人的環(huán)境聲音識別和響應(yīng)系統(tǒng)。5、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個機(jī)器人的自主環(huán)境濕度檢測和應(yīng)對系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）ROS在機(jī)器人的食品加工應(yīng)