學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁贛東學院《機器學習與大數據》2024-2025學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、在使用ROS進行機器人視覺處理時，需要對圖像進行特征提取。假設要在不同光照和視角條件下準確識別物體，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算復雜度高B.HOG特征，對行人檢測效果好但對旋轉敏感C.ORB特征，計算速度快但魯棒性稍差D.以上特征提取方法效果相同，取決于圖像質量2、在基于ROS的機器人自主決策系統中，如果決策算法的魯棒性不足，可能會在什么情況下出現問題？（）A.面對復雜或異常情況時決策失誤B.決策速度加快C.決策更準確D.系統自動優(yōu)化決策算法3、在ROS中，進行機器人的定位和建圖時，需要處理傳感器的噪聲和誤差。假設一個機器人使用輪式里程計和激光雷達進行定位和建圖。以下關于ROS定位建圖的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用粒子濾波等算法來處理里程計的累積誤差B.激光雷達的數據可以用于糾正里程計的偏差C.定位和建圖的結果不受傳感器噪聲和誤差的影響D.可以通過回環(huán)檢測來消除建圖過程中的累積誤差4、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5、假設在ROS中開發(fā)一個用于工業(yè)生產的機器人手臂，需要實現高精度的軌跡跟蹤和力控制。為了達到這個要求，以下哪種控制方法和技術可能會被應用？（）A.基于模型的預測控制和力反饋B.先進的運動規(guī)劃算法和觸覺傳感器C.實時優(yōu)化控制和力/位混合控制D.以上都有可能6、在ROS框架下，對于機器人的運動規(guī)劃算法評估，以下哪個指標通常被用來衡量規(guī)劃結果的優(yōu)劣？（）A.路徑長度B.規(guī)劃時間C.碰撞次數D.以上都是。假設需要比較不同運動規(guī)劃算法在各種場景下的性能，上述哪些指標能夠全面地反映算法的效率和安全性，并說明如何根據這些指標進行算法的選擇和優(yōu)化7、機器人操作系統中的服務請求（ServiceRequest）通常包含哪些信息？（）（）A.輸入參數B.輸出參數C.任務描述D.以上都不是8、ROS中的參數服務器（ParameterServer）用于存儲和共享全局參數。當多個節(jié)點同時嘗試修改同一個參數時，以下哪種處理方式是正確的？（）A.最后修改的節(jié)點生效B.第一個修改的節(jié)點生效C.隨機選擇一個節(jié)點的修改生效D.所有修改都被拒絕，保持參數不變9、在使用ROS開發(fā)機器人的過程中，需要對機器人的模型進行參數校準和優(yōu)化。以下哪種方法能夠基于實際測量數據準確地調整模型參數？（）A.手動試錯法B.基于遺傳算法的優(yōu)化C.隨機設置參數D.不進行參數校準，使用默認值10、當在ROS中開發(fā)一個具有機械臂的機器人時，需要對機械臂的逆運動學求解進行優(yōu)化，以提高控制精度和速度。以下哪種方法能夠更有效地解決逆運動學問題？（）A.數值求解方法，如迭代法B.解析求解方法，基于數學模型C.隨機猜測關節(jié)角度D.不進行逆運動學求解，直接控制關節(jié)11、當使用ROS控制一個具有多個自由度的機器人關節(jié)時，需要進行復雜的運動學和動力學解算。以下哪種方法和工具可能會被用于關節(jié)控制？（）A.正逆運動學求解器和動力學庫B.智能優(yōu)化算法和模型預測控制C.自適應控制和反饋線性化D.以上都有可能12、在ROS中，為了實現機器人的自主導航，需要結合地圖構建和定位技術。假設有一個室內環(huán)境，機器人需要在其中自主移動。以下關于地圖構建和定位的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法同時進行地圖構建和機器人定位B.基于粒子濾波的定位方法可以處理機器人位置的不確定性C.構建的地圖可以是二維柵格地圖或三維點云地圖，根據需求選擇D.一旦地圖構建完成，機器人的定位就不再需要實時更新，因為地圖是固定不變的13、ROS中的感知功能對于機器人與環(huán)境的交互至關重要。假設機器人需要識別不同形狀和顏色的物體，以下哪種感知技術在ROS中可能被應用？（）A.語音識別B.機器視覺C.紅外感知D.超聲波感知14、ROS中的導航棧（NavigationStack）通常包括以下哪些部分？（）（）A.全局規(guī)劃器B.局部規(guī)劃器C.控制器D.以上都是15、ROS中的動作服務器（ActionServer）需要實現以下哪些回調函數？（）（）A.goal回調函數B.cancel回調函數C.feedback回調函數D.以上都是二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述ROS中的強化學習訓練框架集成。2、（本題5分）說明ROS中的故障診斷和恢復機制。3、（本題5分）解釋ROS中的系統集成測試方法。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在服務機器人領域，如酒店服務、餐廳送餐等場景，機器人操作系統需要具備與人交互和適應復雜環(huán)境的能力。請綜合分析其在實現友好的人機交互、路徑規(guī)劃、障礙物避讓等方面的技術實現，研究服務機器人在實際應用中的用戶體驗和商業(yè)價值，以及可能面臨的社會接受度和法律責任問題。2、（本題5分）在農業(yè)領域，機器人用于播種、施肥、采摘等作業(yè)。詳細分析機器人操作系統如何結合農業(yè)環(huán)境特點，如地形、作物生長狀態(tài)等，實現精準作業(yè)和高效資源利用，以及面臨的技術挑戰(zhàn)和解決方案。3、（本題5分）在玻璃制造行業(yè)，機器人操作系統可用于玻璃搬運、切割和成型等工序。請深入綜合分析其在高溫環(huán)境適應、易碎物品處理、工藝精度控制等方面的技術實現，研究玻璃制造機器人在提高生產效率和產品質量方面的應用價值，以及在實際生產中面臨的技術改進和安全保障問題。4、（本題5分）考慮一個基于ROS的玻璃幕墻清潔機器人系統，能夠在高層建筑外墻上工作。綜合分析ROS在高空安全保障、幕墻污垢識別、清潔工具控制以及復雜建筑外形適應方面的要點和問題。5、（本題5分）在造紙工廠中，機器人參與紙漿攪拌、紙張成型和質量檢測等環(huán)節(jié)。綜合分析機器人操作系統在紙漿濃度控制、成型模具調整、質量缺陷識別和生產流程協調方面的技術要點，探討操作系統如何提升造紙生產