廈門南洋職業(yè)學院《機器學習B》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《機器學習B》2023-2024學年第二學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中，只有一項是符合題目要求的．）1、ROS中的消息（Message）用于節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳遞。假設需要傳遞一個包含大量復雜數(shù)據(jù)結構的消息，以下關于消息定義和使用的描述，正確的是：（）A.盡量將復雜數(shù)據(jù)結構拆分成多個簡單消息，減少消息的大小和復雜性B.直接使用一個大而復雜的消息，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提供的標準消息類型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)機器人的遠程控制功能時，如果網絡延遲不穩(wěn)定，以下哪種策略可以提高控制的可靠性？（）A.增加本地緩存和預測機制B.降低控制指令的發(fā)送頻率C.完全依賴遠程控制，不進行本地處理D.忽略網絡延遲，照常發(fā)送指令3、機器人的軟件架構對于系統(tǒng)的可擴展性和維護性至關重要。假設一個復雜的機器人系統(tǒng)需要不斷添加新的功能和模塊。以下哪種軟件架構風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B.微服務架構C.事件驅動架構D.面向對象架構4、ROS中的機器人安全機制是至關重要的。當機器人在人類環(huán)境中工作時，以下哪種安全措施是首先應該考慮的？（）A.碰撞檢測和避障B.數(shù)據(jù)加密C.訪問權限控制D.外觀設計請解釋每個選項在機器人工作環(huán)境安全中的重要性以及為何某個選項應優(yōu)先考慮5、在ROS中，要對機器人的操作空間進行建模和分析，以下哪種方法常用于描述機器人的工作范圍和可達性？（）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。假設需要確定機器人在執(zhí)行特定任務時的有效工作空間和可能的運動限制，上述哪種方法能夠提供更全面和準確的建模和分析結果，并說明其在ROS中的應用和意義6、假設在ROS中開發(fā)一個用于物流分揀的機器人，需要快速準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.深度學習物體識別和自適應抓取規(guī)劃B.傳統(tǒng)圖像處理和機械抓取設計C.3D視覺重建和力控抓取D.以上都有可能7、在ROS中，當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中的機器人描述文件（URDF）可以包含以下哪些信息？（）（）A.連桿信息B.關節(jié)信息C.傳感器信息D.以上都是9、在ROS框架下，對于機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.自適應控制器B.滑?？刂破鰿.魯棒控制器D.以上都是。假設機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對這些挑戰(zhàn)，并詳細說明其控制原理和在ROS中的實現(xiàn)方式10、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于方便地啟動多個節(jié)點和配置參數(shù)。假設一個機器人系統(tǒng)有多個相互依賴的節(jié)點需要啟動，以下關于啟動文件編寫的原則，正確的是：（）A.將所有節(jié)點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節(jié)點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，只啟動關鍵節(jié)點D.啟動文件的編寫方式對系統(tǒng)啟動沒有影響11、ROS支持機器人的深度學習應用，例如圖像識別和語音處理。假設要在機器人上部署一個深度學習模型，需要考慮模型的大小、計算量和實時性要求。以下哪種深度學習框架和模型壓縮方法的選擇最為合適？（）A.TensorFlow結合模型量化B.PyTorch結合模型剪枝C.自行開發(fā)深度學習框架和不進行模型壓縮D.選擇大型復雜的模型，不考慮資源限制12、在使用ROS進行機器人的群體協(xié)作開發(fā)時，假設多個團隊同時對不同的功能模塊進行開發(fā)。以下關于代碼集成和版本管理的描述，正確的是：（）A.每個團隊獨立開發(fā)和管理代碼，最后進行合并B.使用版本控制系統(tǒng)，定期進行代碼集成和測試C.不進行版本管理，依靠人工溝通協(xié)調代碼修改D.版本管理會增加開發(fā)的復雜性，應盡量避免13、在一個基于ROS的機器人團隊協(xié)作項目中，如果團隊成員對ROS的理解和使用水平參差不齊，可能會導致什么問題？（）A.開發(fā)進度受阻，協(xié)作困難B.項目快速完成C.代碼質量提高D.系統(tǒng)性能優(yōu)化14、對于ROS中的機器人軟件架構設計，以下哪種設計模式常用于提高代碼的可維護性和可擴展性？（）A.分層架構B.微服務架構C.插件架構D.事件驅動架構。假設機器人的功能不斷增加和更新，需要一種靈活的架構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，上述哪種設計模式能夠更好地滿足這一需求，并闡述其在ROS中的應用和優(yōu)點15、假設要在ROS中實現(xiàn)機器人與外部設備（如機械臂）的無縫集成和協(xié)同工作，以下哪個步驟是至關重要的？（）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.忽略設備差異請詳細說明每個選項對于實現(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)點可以在不同的編程語言中實現(xiàn)，并且能夠相互通信，這是因為（）（）A.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、當在ROS中進行機器人路徑規(guī)劃時，以下哪種算法常用于在復雜環(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。假設機器人需要在充滿障礙物的室內環(huán)境中快速找到一條從起始點到目標點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，并闡述其特點和適用場景18、在機器人操作系統(tǒng)（ROS）中，當需要實現(xiàn)多個機器人之間的通信和協(xié)作時，以下哪種通信機制通常被廣泛應用？（）A.基于消息隊列的通信B.共享內存通信C.網絡套接字通信D.藍牙通信請詳細說明每個選項在多機器人通信場景中的優(yōu)缺點和適用情況19、機器人操作系統(tǒng)中的容錯機制對于系統(tǒng)的可靠性至關重要。假設機器人在關鍵任務中出現(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器人在部分組件失效的情況下繼續(xù)完成任務，或者采取安全的應對措施？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.故障檢測與診斷D.以上方法綜合運用20、在ROS中，要實現(xiàn)機器人的分布式計算和控制，以下哪種技術能夠有效地管理節(jié)點之間的通信和資源分配？（）A.ROSMasterB.DockerC.KubernetesD.MPI。假設一個大規(guī)模的機器人系統(tǒng)由多個計算節(jié)點組成，需要高效地協(xié)調各個節(jié)點的工作，合理分配計算資源，上述哪種技術能夠提供更強大的分布式支持，并說明其在ROS中的應用和優(yōu)勢21、在機器人的視覺檢測任務中，需要對物體的特征進行提取和識別。假設要檢測一批具有相似外觀但細微差異的零件。以下哪種特征提取方法能夠有效地捕捉這些差異，并實現(xiàn)準確的識別？（）A.形狀特征B.紋理特征C.顏色特征D.深度特征22、當在ROS中開發(fā)一個復雜的機器人應用時，需要對多個節(jié)點進行管理和調度。假設這個應用包含了感知、決策和執(zhí)行等多個功能模塊，每個模塊由不同的節(jié)點實現(xiàn)。為了確保各個節(jié)點能夠高效協(xié)同工作，并且在出現(xiàn)故障時能夠進行有效的錯誤處理和恢復，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)調節(jié)點B.使用ROS的內置工具和機制，如參數(shù)服務器和消息隊列C.依賴第三方的調度框架D.不進行特別的管理，讓節(jié)點自行運行23、ROS中的插件機制使得系統(tǒng)具有很高的靈活性。假設需要為一個視覺處理節(jié)點添加新的功能，通過插件的方式實現(xiàn)，以下關于插件的描述，正確的是？（）A.插件需要在編譯時與主程序鏈接，不能在運行時動態(tài)加載B.插件可以獨立開發(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)點使用，不能被多個節(jié)點共享D.插件的更新會導致整個ROS系統(tǒng)重新編譯24、ROS中的動作目標（ActionGoal）通常包含以下哪些信息？（）（）A.目標狀態(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的機器人視覺應用時，需要從攝像頭獲取圖像數(shù)據(jù)并進行處理，以實現(xiàn)目標檢測和跟蹤等功能。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)的實時性、帶寬占用和處理效率。A.直接在節(jié)點中處理原始圖像數(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）機制D.把圖像數(shù)據(jù)存儲到本地文件再進行處理二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述ROS中的軍事機器人中的應用前景。2、（本題5分）簡述ROS與硬件設備進行通信的方法。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中的水產養(yǎng)殖智能控制機器人中的控制智能化實現(xiàn)。三、設計題（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機器人的粉塵防護與搬運系統(tǒng)。2、（本題5分）基于ROS構建一個機器人的自主目標跟蹤和角度調整系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS框架下，為煤礦開采機器人設計一個瓦斯?jié)舛葯z測和預警系統(tǒng)。4、（本題5分）在ROS中設計一個機器人的環(huán)境聲音識別和響應系統(tǒng)。5、（本題5分）基于ROS構建一個機器人的自主環(huán)境濕度檢測和應對系統(tǒng)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）ROS在機器人的食品加工應