浙江體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁浙江體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、ROS中的機(jī)器人模型校準(zhǔn)是確保機(jī)器人準(zhǔn)確運(yùn)動的重要步驟。假設(shè)需要校準(zhǔn)機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度傳感器，以下哪種方法可能被采用？（）A.手動測量關(guān)節(jié)角度，然后在代碼中進(jìn)行修正B.使用標(biāo)準(zhǔn)物體進(jìn)行對比校準(zhǔn)C.運(yùn)行特定的校準(zhǔn)程序，自動采集數(shù)據(jù)并計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)D.不需要校準(zhǔn)，傳感器的出廠參數(shù)足夠準(zhǔn)確2、在ROS中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能，需要使用多種算法和技術(shù)。假設(shè)一個室內(nèi)移動機(jī)器人需要在未知環(huán)境中進(jìn)行地圖構(gòu)建和路徑規(guī)劃。以下關(guān)于ROS中自主導(dǎo)航的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法來構(gòu)建環(huán)境地圖B.路徑規(guī)劃算法可以根據(jù)地圖和目標(biāo)位置生成最優(yōu)的運(yùn)動路徑C.自主導(dǎo)航過程中，機(jī)器人不需要考慮障礙物的動態(tài)變化D.可以使用傳感器融合技術(shù)來提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和魯棒性3、機(jī)器人操作系統(tǒng)的安全性是至關(guān)重要的。假設(shè)機(jī)器人在與人密切合作的工作環(huán)境中運(yùn)行。以下哪種安全機(jī)制能夠有效地檢測和避免機(jī)器人與人或其他物體的碰撞？（）A.基于激光雷達(dá)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(jié)合使用4、在機(jī)器人的路徑規(guī)劃中，需要考慮動態(tài)障礙物的運(yùn)動。假設(shè)一個機(jī)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(guī)劃算法能夠?qū)崟r(shí)更新路徑，以避開動態(tài)障礙物？（）A.動態(tài)窗口算法B.快速擴(kuò)展隨機(jī)樹算法C.實(shí)時(shí)A*算法D.以上算法均可5、當(dāng)在ROS中開發(fā)一個具有人機(jī)交互功能的機(jī)器人時(shí)，需要選擇一種合適的用戶界面（UI）框架來實(shí)現(xiàn)與用戶的通信和控制指令輸入。假設(shè)要考慮界面的美觀性、易用性和與ROS系統(tǒng)的集成性，以下哪個UI框架是較好的選擇？（）A.QtB.TkinterC.GTK+D.wxWidgets6、當(dāng)在ROS中構(gòu)建機(jī)器人的感知系統(tǒng)時(shí)，以下哪種深度學(xué)習(xí)框架常用于處理圖像和點(diǎn)云數(shù)據(jù)？（）A.TensorFlowB.PyTorchC.Caffe2D.MXNet。假設(shè)需要讓機(jī)器人從復(fù)雜的環(huán)境數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)和識別物體、場景等信息，對模型的訓(xùn)練效率和推理速度有較高要求，上述哪個深度學(xué)習(xí)框架在與ROS的結(jié)合中能夠提供更出色的性能，并說明其特點(diǎn)和在機(jī)器人感知中的應(yīng)用實(shí)例7、在機(jī)器人操作系統(tǒng)中，用于啟動機(jī)器人模擬環(huán)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(dāng)需要對機(jī)器人的行為進(jìn)行決策時(shí)，通常會使用有限狀態(tài)機(jī)（FiniteStateMachine）。假設(shè)機(jī)器人在巡邏任務(wù)中有巡邏、發(fā)現(xiàn)異常和返回基地等狀態(tài)，以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，正確的是？（）A.狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是隨機(jī)的，不受任何條件約束B.有限狀態(tài)機(jī)只能處理簡單的任務(wù)，不適合復(fù)雜的決策邏輯C.可以通過定義狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件和動作來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行為決策D.有限狀態(tài)機(jī)的性能會隨著狀態(tài)數(shù)量的增加而顯著下降9、機(jī)器人的自主學(xué)習(xí)能力對于適應(yīng)新環(huán)境和任務(wù)非常重要。假設(shè)一個機(jī)器人需要在不同的房間內(nèi)自主探索并學(xué)習(xí)環(huán)境的布局。以下哪種學(xué)習(xí)方法能夠幫助機(jī)器人快速建立環(huán)境模型，并不斷優(yōu)化？（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.無監(jiān)督學(xué)習(xí)C.強(qiáng)化學(xué)習(xí)D.遷移學(xué)習(xí)10、在基于ROS的機(jī)器人應(yīng)用中，需要對機(jī)器人的故障進(jìn)行診斷和容錯處理。假設(shè)機(jī)器人在運(yùn)行過程中出現(xiàn)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(wù)的影響并保證機(jī)器人的安全？（）A.基于模型的故障診斷和備份系統(tǒng)切換B.基于規(guī)則的故障診斷和手動恢復(fù)C.不進(jìn)行故障診斷，等待故障自行恢復(fù)D.忽略故障，繼續(xù)運(yùn)行11、當(dāng)在ROS中使用視覺傳感器進(jìn)行距離測量時(shí)，如果測量范圍受限，會對機(jī)器人的避障能力產(chǎn)生什么影響？（）A.無法檢測到遠(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)自動擴(kuò)展測量范圍D.對避障沒有影響12、以下哪個是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理激光雷達(dá)數(shù)據(jù)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(jié)點(diǎn)（Node）之間通過（）進(jìn)行通信。A.消息隊(duì)列B.共享內(nèi)存C.網(wǎng)絡(luò)套接字D.以上都是14、ROS支持多種機(jī)器人編程語言的接口。假設(shè)需要在一個項(xiàng)目中同時(shí)使用C++和Python編寫節(jié)點(diǎn)，以下關(guān)于語言接口的描述，正確的是？（）A.C++和Python節(jié)點(diǎn)之間不能直接通信，需要通過中間件轉(zhuǎn)換B.可以在C++節(jié)點(diǎn)中調(diào)用Python函數(shù)，反之亦然C.不同語言編寫的節(jié)點(diǎn)在性能上會有很大的差異D.混合使用多種語言會導(dǎo)致代碼可讀性和可維護(hù)性下降15、ROS中的機(jī)器人軟件測試是保證系統(tǒng)可靠性的重要環(huán)節(jié)。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(tǒng)測試D.以上都需要請分別說明每個測試方法的重點(diǎn)和在機(jī)器人軟件測試中的作用16、在ROS中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能路徑規(guī)劃和避障，以下哪種機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和優(yōu)化？（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.無監(jiān)督學(xué)習(xí)C.強(qiáng)化學(xué)習(xí)D.遷移學(xué)習(xí)。假設(shè)機(jī)器人需要通過不斷的實(shí)踐和學(xué)習(xí)來改進(jìn)其路徑規(guī)劃和避障策略，以適應(yīng)不同的環(huán)境和任務(wù)，上述哪種機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠提供更有效的學(xué)習(xí)機(jī)制，并說明其在ROS中的應(yīng)用和訓(xùn)練過程17、在ROS中，當(dāng)需要對機(jī)器人的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，例如將激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、攝像頭圖像和慣性測量單元（IMU）數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以獲得更準(zhǔn)確的環(huán)境模型，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.簡單地將數(shù)據(jù)疊加B.使用卡爾曼濾波算法C.隨機(jī)選擇一種數(shù)據(jù)作為主要依據(jù)D.不進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，單獨(dú)處理每種數(shù)據(jù)18、ROS中的啟動文件（LaunchFile）用于一次性啟動多個節(jié)點(diǎn)和配置參數(shù)。當(dāng)啟動文件中的某個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，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(jié)點(diǎn)，繼續(xù)啟動其他節(jié)點(diǎn)C.嘗試重新啟動故障節(jié)點(diǎn)D.以上方式都可以，根據(jù)具體情況選擇19、ROS支持機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。假設(shè)需要在遠(yuǎn)程位置對機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)操作和狀態(tài)查看。以下哪種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)方式在安全性和穩(wěn)定性方面最為可靠？（）A.通過VPN建立安全連接B.使用公共網(wǎng)絡(luò)直接連接C.依賴第三方的遠(yuǎn)程控制平臺D.不進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控20、以下哪個是機(jī)器人操作系統(tǒng)中用于處理機(jī)器人路徑規(guī)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(chuàng)建一個新的節(jié)點(diǎn)。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(jiān)測預(yù)警響應(yīng)機(jī)器人中的預(yù)警響應(yīng)策略。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS構(gòu)建一個茶樹菇養(yǎng)殖場茶樹菇澆水與采摘機(jī)器人的精準(zhǔn)澆水與采摘系統(tǒng)。2、（本題5分）使用ROS為地鐵隧道清洗機(jī)器人設(shè)計(jì)一個隧道壁清洗和污水回收系統(tǒng)。3、（本題5分）在ROS框架下，為清潔機(jī)器人開發(fā)一個智能清掃路徑規(guī)劃系統(tǒng)。4、（本題5分）創(chuàng)建一個在ROS中的舞臺燈光調(diào)整機(jī)器人的燈光布局與效果控制系統(tǒng)。5、（本題5分）基于ROS設(shè)計(jì)一個機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)，使其能夠適應(yīng)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(jī)器人承擔(dān)著送貨上門的任務(wù)。仔細(xì)分析機(jī)器人操作系