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頁華南農業大學珠江學院

《機器學習技術及應用》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、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2、ROS支持多種編程語言來開發節點。假設在一個項目中，同時使用了C++和Python編寫節點，以下關于跨語言通信和集成的描述，哪一項是不正確的？（）A.ROS提供了統一的接口和機制，使得不同語言編寫的節點可以無障礙通信B.在跨語言通信中，數據類型的轉換由ROS自動處理，無需開發者關心C.C++和Python節點可以共享相同的話題和服務，協同工作D.由于語言特性的差異，跨語言開發可能會導致性能下降和兼容性問題3、機器人操作系統中的動作反饋（ActionFeedback）主要用于提供什么信息？（）（）A.任務進度信息B.錯誤信息C.狀態信息D.以上都不是4、ROS中的機器人安全機制至關重要，特別是在與人類密切接觸或在危險環境中工作的機器人。假設機器人需要避免對人類造成傷害或對環境造成破壞。以下哪種安全策略和防護措施的實施最為重要？（）A.速度和力量限制、碰撞檢測和緊急停止功能B.安裝防護欄和警示標志C.不考慮安全問題，只關注功能實現D.依靠人類操作人員的警惕性5、當在ROS中開發一個機器人的語音交互模塊時，需要進行語音識別和合成。假設要實現高準確率的語音識別和自然流暢的語音合成，以下哪種技術組合可能最合適？（）A.使用傳統的隱馬爾可夫模型（HMM）進行語音識別，文語轉換（TTS）技術進行語音合成B.采用深度學習的卷積神經網絡（CNN）進行語音識別，基于神經網絡的語音合成模型C.依賴開源的語音識別和合成庫，不進行定制優化D.以上技術組合都不合適，需要自行研發全新的技術6、在ROS控制的機器人視覺跟蹤任務中，如果目標物體被短暫遮擋，以下哪種處理方式較為合理？（）A.依據之前的運動軌跡進行預測跟蹤B.停止跟蹤，等待目標重新出現C.隨機選擇新的目標進行跟蹤D.切換到其他跟蹤算法7、ROS中的參數（Parameter）可以用于配置節點的運行參數。假設一個機器人節點的運行速度、采樣頻率等參數需要在運行時動態調整，以下關于參數的使用，哪一項是不準確的？（）A.可以通過ROS的參數服務器來存儲和獲取參數值B.參數的值可以在節點啟動時指定，也可以在運行過程中通過命令行或其他節點進行修改C.參數的類型只能是整數、浮點數和字符串，不能是復雜的數據結構D.可以為參數設置默認值，以防止未設置時出現錯誤8、在機器人的自主決策中，需要根據環境信息和任務目標做出合理的選擇。假設機器人在遇到多個可行的行動方案時，需要考慮不確定性和風險。以下哪種決策方法能夠有效地處理這種情況，并做出最優決策？（）A.基于規則的決策B.基于概率的決策C.基于模糊邏輯的決策D.基于深度學習的決策9、在開發基于ROS的機器人視覺應用時，需要對圖像進行處理和分析。假設要從攝像頭獲取的圖像中識別特定的物體，并計算其位置和姿態。以下哪種計算機視覺技術和ROS工具的組合最能有效地實現這一目標？（）A.使用傳統的圖像處理算法和OpenCV庫B.基于深度學習的目標檢測模型和相關的ROS接口C.依賴硬件加速的視覺處理模塊D.不使用任何專門的視覺技術，僅通過人工觀察圖像10、ROS中的消息（Message）定義了節點之間通信的數據格式。當需要在不同的ROS系統之間進行通信，而兩個系統中使用的消息格式略有不同時，以下哪種方法可以解決這個問題？（）A.在發送端和接收端分別進行消息格式的轉換B.重新定義一個統一的消息格式，并在兩個系統中使用C.使用中間件來進行消息格式的適配D.以上方法都可以11、在基于ROS的機器人系統中，需要對機器人的感知數據進行濾波和降噪處理，以提高數據的質量和可靠性。假設傳感器數據存在大量噪聲，以下哪種濾波方法是常用且有效的？（）A.均值濾波B.中值濾波C.高斯濾波D.不進行濾波處理12、在ROS中，話題（Topic）是一種常見的通信方式。假設一個機器人的速度控制節點發布了一個關于機器人速度的話題，而多個其他節點需要訂閱這個話題以獲取速度信息。以下關于ROS話題通信的描述，哪一項是錯誤的？（）A.多個訂閱者可以同時訂閱同一個話題，并接收到相同的數據B.發布者發布的數據類型必須與訂閱者期望的數據類型完全匹配C.話題通信是一種雙向的、實時的交互方式，訂閱者可以向發布者發送反饋D.當發布者停止發布數據時，訂閱者會收到通知并采取相應的處理措施13、在機器人操作系統中，用于發布機器人狀態信息的主題通常以什么命名？（）（）A./robot_statusB./robot_infoC./status/robotD./info/robot14、ROS中的日志（Logging）功能對于調試和故障診斷非常重要。假設在機器人運行過程中出現異常，以下關于日志使用的描述，正確的是：（）A.只記錄關鍵信息，避免日志文件過大B.詳細記錄所有信息，便于全面分析問題C.不使用日志功能，通過打印輸出進行調試D.日志的記錄級別和內容對故障診斷沒有幫助15、假設在一個ROS控制的機器人協作場景中，多個機器人需要共同完成一個復雜的任務。為了實現高效的協作和任務分配，以下哪種方法能夠更好地協調機器人之間的工作？（）A.每個機器人獨立決策，隨機協作B.由一個中央控制器統一指揮和分配任務C.基于分布式的協商機制，自主協作D.不進行協作，各自完成獨立任務16、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17、ROS中的Gazebo是一個常用的機器人仿真環境。假設需要在Gazebo中模擬一個具有復雜物理特性的機器人和環境，以下關于Gazebo仿真的描述，正確的是？（）A.Gazebo只能模擬簡單的機器人運動，無法處理復雜的物理交互B.在Gazebo中進行仿真時，不需要考慮機器人的動力學模型C.Gazebo可以與ROS節點進行集成，實現仿真與實際控制的交互D.Gazebo的仿真結果與實際機器人的行為完全一致，無需進一步驗證18、ROS中的可視化工具（rqt）對于開發和調試非常有用。假設在調試一個機器人的視覺感知模塊時，需要實時查看圖像數據和處理結果。以下哪種rqt插件最適合用于此目的？（）A.rqt_graphB.rqt_image_viewC.rqt_plotD.rqt_console19、在一個ROS系統中，需要實現機器人的自主學習和適應能力，例如根據環境的變化調整其行為策略。以下哪種機器學習方法和在線學習算法可能會被應用？（）A.強化學習B.在線監督學習C.無監督學習D.以上都有可能20、ROS中的服務（Service）通常用于實現節點之間的請求-響應通信模式?？紤]一個機器人導航系統，其中一個節點提供路徑規劃服務，另一個節點請求路徑規劃。如果服務響應時間過長，以下哪種情況最有可能發生？（）A.機器人停止運動，等待響應B.機器人自行選擇隨機路徑前進C.系統自動切換到備用的路徑規劃算法D.機器人按照之前的路徑繼續前進二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋ROS中的行為決策模型。2、（本題5分）ROS中的視覺伺服控制是怎樣的？3、（本題5分）解釋ROS中的多模態感知融合。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于ROS構建一個機器人的自主檢修系統，能夠檢測自身故障并進行簡單修復。2、（本題5分）在ROS框架下，為舞臺表演機器人設計一個動作編排和燈光控制集成系統。3、（本題5分）在ROS框架下，為救援機器人開發一個生命探測和救援物資投放系統。4、（本題5分）使用ROS為玻璃清潔機器人設計一個窗戶邊框檢測和清潔路徑規劃系統。5、（本題5分）設計一個基于機器人操作系統（ROS）的移動機器人路徑規劃算