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3頁浙江體育職業技術學院

《機器學習基礎》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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中的機器人模型校準是確保機器人準確運動的重要步驟。假設需要校準機器人的關節角度傳感器，以下哪種方法可能被采用？（）A.手動測量關節角度，然后在代碼中進行修正B.使用標準物體進行對比校準C.運行特定的校準程序，自動采集數據并計算校準參數D.不需要校準，傳感器的出廠參數足夠準確2、在ROS中，為了實現機器人的自主導航功能，需要使用多種算法和技術。假設一個室內移動機器人需要在未知環境中進行地圖構建和路徑規劃。以下關于ROS中自主導航的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法來構建環境地圖B.路徑規劃算法可以根據地圖和目標位置生成最優的運動路徑C.自主導航過程中，機器人不需要考慮障礙物的動態變化D.可以使用傳感器融合技術來提高導航的準確性和魯棒性3、機器人操作系統的安全性是至關重要的。假設機器人在與人密切合作的工作環境中運行。以下哪種安全機制能夠有效地檢測和避免機器人與人或其他物體的碰撞？（）A.基于激光雷達的碰撞檢測B.基于視覺的碰撞檢測C.基于力傳感器的碰撞檢測D.以上方法結合使用4、在機器人的路徑規劃中，需要考慮動態障礙物的運動。假設一個機器人在移動過程中，周圍有其他移動的物體。以下哪種路徑規劃算法能夠實時更新路徑，以避開動態障礙物？（）A.動態窗口算法B.快速擴展隨機樹算法C.實時A*算法D.以上算法均可5、當在ROS中開發一個具有人機交互功能的機器人時，需要選擇一種合適的用戶界面（UI）框架來實現與用戶的通信和控制指令輸入。假設要考慮界面的美觀性、易用性和與ROS系統的集成性，以下哪個UI框架是較好的選擇？（）A.QtB.TkinterC.GTK+D.wxWidgets6、當在ROS中構建機器人的感知系統時，以下哪種深度學習框架常用于處理圖像和點云數據？（）A.TensorFlowB.PyTorchC.Caffe2D.MXNet。假設需要讓機器人從復雜的環境數據中學習和識別物體、場景等信息，對模型的訓練效率和推理速度有較高要求，上述哪個深度學習框架在與ROS的結合中能夠提供更出色的性能，并說明其特點和在機器人感知中的應用實例7、在機器人操作系統中，用于啟動機器人模擬環境的工具除了Gazebo還有哪些？（）（）A.V-REPB.WebotsC.MuJoCoD.以上都是8、在ROS中，當需要對機器人的行為進行決策時，通常會使用有限狀態機（FiniteStateMachine）。假設機器人在巡邏任務中有巡邏、發現異常和返回基地等狀態，以下關于有限狀態機的描述，正確的是？（）A.狀態之間的轉換是隨機的，不受任何條件約束B.有限狀態機只能處理簡單的任務，不適合復雜的決策邏輯C.可以通過定義狀態轉換條件和動作來實現機器人的行為決策D.有限狀態機的性能會隨著狀態數量的增加而顯著下降9、機器人的自主學習能力對于適應新環境和任務非常重要。假設一個機器人需要在不同的房間內自主探索并學習環境的布局。以下哪種學習方法能夠幫助機器人快速建立環境模型，并不斷優化？（）A.監督學習B.無監督學習C.強化學習D.遷移學習10、在基于ROS的機器人應用中，需要對機器人的故障進行診斷和容錯處理。假設機器人在運行過程中出現了傳感器故障或通信中斷等問題，以下哪種故障診斷和容錯方法能夠最大程度地減少對任務的影響并保證機器人的安全？（）A.基于模型的故障診斷和備份系統切換B.基于規則的故障診斷和手動恢復C.不進行故障診斷，等待故障自行恢復D.忽略故障，繼續運行11、當在ROS中使用視覺傳感器進行距離測量時，如果測量范圍受限，會對機器人的避障能力產生什么影響？（）A.無法檢測到遠距離障礙物，增加碰撞風險B.避障能力增強C.系統自動擴展測量范圍D.對避障沒有影響12、以下哪個是機器人操作系統中用于處理激光雷達數據的消息類型？（）（）A.sensor_msgs/LaserScanB.geometry_msgs/TwistC.std_msgs/Float32D.以上都不是13、ROS（RobotOperatingSystem）中的節點（Node）之間通過（）進行通信。A.消息隊列B.共享內存C.網絡套接字D.以上都是14、ROS支持多種機器人編程語言的接口。假設需要在一個項目中同時使用C++和Python編寫節點，以下關于語言接口的描述，正確的是？（）A.C++和Python節點之間不能直接通信，需要通過中間件轉換B.可以在C++節點中調用Python函數，反之亦然C.不同語言編寫的節點在性能上會有很大的差異D.混合使用多種語言會導致代碼可讀性和可維護性下降15、ROS中的機器人軟件測試是保證系統可靠性的重要環節。以下哪種測試方法能夠更全面地檢測軟件的功能和性能？（）A.單元測試B.集成測試C.系統測試D.以上都需要請分別說明每個測試方法的重點和在機器人軟件測試中的作用16、在ROS中，要實現機器人的智能路徑規劃和避障，以下哪種機器學習算法能夠根據歷史數據進行學習和優化？（）A.監督學習B.無監督學習C.強化學習D.遷移學習。假設機器人需要通過不斷的實踐和學習來改進其路徑規劃和避障策略，以適應不同的環境和任務，上述哪種機器學習算法能夠提供更有效的學習機制，并說明其在ROS中的應用和訓練過程17、在ROS中，當需要對機器人的感知數據進行融合，例如將激光雷達數據、攝像頭圖像和慣性測量單元（IMU）數據進行綜合處理，以獲得更準確的環境模型，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.簡單地將數據疊加B.使用卡爾曼濾波算法C.隨機選擇一種數據作為主要依據D.不進行數據融合，單獨處理每種數據18、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于一次性啟動多個節點和配置參數。當啟動文件中的某個節點出現故障時，以下哪種處理方式是合適的？（）A.停止整個啟動過程B.忽略故障節點，繼續啟動其他節點C.嘗試重新啟動故障節點D.以上方式都可以，根據具體情況選擇19、ROS支持機器人的遠程控制和監控。假設需要在遠程位置對機器人進行實時操作和狀態查看。以下哪種遠程控制和監控的實現方式在安全性和穩定性方面最為可靠？（）A.通過VPN建立安全連接B.使用公共網絡直接連接C.依賴第三方的遠程控制平臺D.不進行遠程控制和監控20、以下哪個是機器人操作系統中用于處理機器人路徑規劃信息的消息類型？（）（）A.nav_msgs/PathB.geometry_msgs/PoseStampedC.std_msgs/StringD.以上都不是二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明如何在ROS中創建一個新的節點。2、（本題5分）如何在ROS中組織和管理不同功能的包？3、（本題5分）解釋ROS中的礦山安全監測預警響應機器人中的預警響應策略。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS構建一個茶樹菇養殖場茶樹菇澆水與采摘機器人的精準澆水與采摘系統。2、（本題5分）使用ROS為地鐵隧道清洗機器人設計一個隧道壁清洗和污水回收系統。3、（本題5分）在ROS框架下，為清潔機器人開發一個智能清掃路徑規劃系統。4、（本題5分）創建一個在ROS中的舞臺燈光調整機器人的燈光布局與效果控制系統。5、（本題5分）基于ROS設計一個機器人的步態規劃系統，使其能夠適應不同地形行走。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）在物流配送的最后一公里，機器人承擔著送貨上門的任務。仔細分析機器人操作系