機(jī)器人智能導(dǎo)航與路徑規(guī)劃考核試卷

機(jī)器人智能導(dǎo)航與路徑規(guī)劃考核試卷考生姓名：__________答題日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20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.下列哪種算法不屬于機(jī)器人路徑規(guī)劃的經(jīng)典算法？（）

A.A*算法

B.Dijkstra算法

C.BFS算法

D.DFS算法

2.下列哪個不是機(jī)器人智能導(dǎo)航中常用的傳感器？（）

A.激光雷達(dá)

B.攝像頭

C.超聲波傳感器

D.電阻傳感器

3.在機(jī)器人路徑規(guī)劃中，哪種方法通常用于避免碰撞？（）

A.避障算法

B.A*算法

C.PID控制

D.人工勢場法

4.以下哪種路徑規(guī)劃方法適用于全局路徑規(guī)劃？（）

A.動態(tài)窗口法

B.Dijkstra算法

C.RRT算法

D.ProMP算法

5.以下哪種路徑規(guī)劃方法適用于局部路徑規(guī)劃？（）

A.A*算法

B.Dijkstra算法

C.RRT算法

D.VFH算法

6.下列哪個不是RRT（快速隨機(jī)樹）算法的特點(diǎn)？（）

A.適用于高維空間

B.節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展速度快

C.路徑質(zhì)量較差

D.容易陷入局部最優(yōu)解

7.在機(jī)器人導(dǎo)航中，哪種方法主要用于提高路徑平滑度？（）

A.貝塞爾曲線

B.PID控制

C.人工勢場法

D.動態(tài)窗口法

8.下列哪個不屬于機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)中的坐標(biāo)變換？（）

A.世界坐標(biāo)系

B.機(jī)器人坐標(biāo)系

C.相機(jī)坐標(biāo)系

D.速度坐標(biāo)系

9.在機(jī)器人路徑規(guī)劃中，哪種方法可以解決動態(tài)環(huán)境下的路徑規(guī)劃問題？（）

A.避障算法

B.A*算法

C.D*算法

D.RRT算法

10.以下哪個不是D*算法的特點(diǎn)？（）

A.實(shí)時性較好

B.適用于動態(tài)環(huán)境

C.路徑質(zhì)量較差

D.計(jì)算復(fù)雜度較低

11.在機(jī)器人導(dǎo)航中，以下哪個傳感器主要用于測距？（）

A.激光雷達(dá)

B.攝像頭

C.超聲波傳感器

D.加速度傳感器

12.以下哪個不是ProMP（概率運(yùn)動規(guī)劃）算法的優(yōu)點(diǎn)？（）

A.適用于復(fù)雜環(huán)境

B.路徑質(zhì)量高

C.實(shí)時性較差

D.計(jì)算復(fù)雜度低

13.在機(jī)器人路徑規(guī)劃中，哪種方法可以解決非完整約束問題？（）

A.A*算法

B.Dijkstra算法

C.RRT算法

D.動態(tài)窗口法

14.以下哪個不是動態(tài)窗口法的特點(diǎn)？（）

A.實(shí)時性較好

B.適用于非完整約束

C.路徑質(zhì)量較差

D.計(jì)算復(fù)雜度較高

15.在機(jī)器人導(dǎo)航中，以下哪個坐標(biāo)系主要用于描述機(jī)器人的運(yùn)動？（）

A.世界坐標(biāo)系

B.機(jī)器人坐標(biāo)系

C.相機(jī)坐標(biāo)系

D.速度坐標(biāo)系

16.以下哪個不是VFH（可視性圖）算法的優(yōu)點(diǎn)？（）

A.實(shí)時性較好

B.適用于局部路徑規(guī)劃

C.路徑質(zhì)量較差

D.計(jì)算復(fù)雜度較低

17.在機(jī)器人智能導(dǎo)航中，以下哪個環(huán)節(jié)主要用于識別環(huán)境中的障礙物？（）

A.傳感器數(shù)據(jù)預(yù)處理

B.地圖構(gòu)建

C.路徑規(guī)劃

D.軌跡跟蹤

18.以下哪個不是機(jī)器視覺在機(jī)器人導(dǎo)航中的應(yīng)用？（）

A.障礙物檢測

B.地面檢測

C.路徑規(guī)劃

D.機(jī)器人定位

19.以下哪個不是SLAM（同時定位與地圖構(gòu)建）技術(shù)的主要任務(wù)？（）

A.定位

B.地圖構(gòu)建

C.路徑規(guī)劃

D.障礙物檢測

20.以下哪個不是激光雷達(dá)在機(jī)器人導(dǎo)航中的應(yīng)用？（）

A.障礙物檢測

B.地圖構(gòu)建

C.路徑規(guī)劃

D.軌跡跟蹤

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.以下哪些是機(jī)器人路徑規(guī)劃中常用的啟發(fā)式函數(shù)？（）

A.曼哈頓距離

B.歐幾里得距離

C.對角線距離

D.旅行商問題的解

2.機(jī)器人導(dǎo)航中，哪些傳感器可以用于地形檢測？（）

A.激光雷達(dá)

B.攝像頭

C.超聲波傳感器

D.觸覺傳感器

3.以下哪些算法可以用于全局路徑規(guī)劃？（）

A.A*算法

B.Dijkstra算法

C.BFS算法

D.RRT算法

4.以下哪些算法可以用于局部路徑規(guī)劃？（）

A.VFH算法

B.RRT算法

C.D*算法

D.動態(tài)窗口法

5.以下哪些是RRT算法的優(yōu)點(diǎn)？（）

A.適用于高維空間

B.節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展速度快

C.可以找到較優(yōu)路徑

D.對初始狀態(tài)敏感

6.以下哪些方法可以用于改善路徑平滑度？（）

A.貝塞爾曲線

B.B樣條曲線

C.人工勢場法

D.動態(tài)窗口法

7.在機(jī)器人導(dǎo)航中，坐標(biāo)變換包括哪些類型？（）

A.世界坐標(biāo)系到機(jī)器人坐標(biāo)系的變換

B.機(jī)器人坐標(biāo)系到速度坐標(biāo)系的變換

C.相機(jī)坐標(biāo)系到世界坐標(biāo)系的變換

D.速度坐標(biāo)系到機(jī)器人坐標(biāo)系的變換

8.以下哪些是動態(tài)環(huán)境路徑規(guī)劃的特點(diǎn)？（）

A.環(huán)境變化快

B.需要實(shí)時更新路徑

C.對算法實(shí)時性要求高

D.通常使用靜態(tài)路徑規(guī)劃算法

9.以下哪些技術(shù)可以用于機(jī)器人定位？（）

A.SLAM

B.GPS

C.視覺里程計(jì)

D.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

10.以下哪些是ProMP算法的特點(diǎn)？（）

A.適用于復(fù)雜環(huán)境

B.路徑質(zhì)量高

C.實(shí)時性較差

D.計(jì)算復(fù)雜度低

11.以下哪些傳感器數(shù)據(jù)可以用于地圖構(gòu)建？（）

A.激光雷達(dá)

B.攝像頭

C.超聲波傳感器

D.IMU（慣性測量單元）

12.以下哪些方法可以用于避障？（）

A.人工勢場法

B.VFH算法

C.動態(tài)窗口法

D.A*算法

13.以下哪些是機(jī)器視覺在機(jī)器人導(dǎo)航中的應(yīng)用？（）

A.障礙物檢測

B.地面檢測

C.路徑規(guī)劃

D.機(jī)器人定位

14.以下哪些是SLAM技術(shù)的挑戰(zhàn)？（）

A.數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

B.傳感器噪聲

C.計(jì)算資源限制

D.實(shí)時性要求

15.以下哪些是激光雷達(dá)的優(yōu)勢？（）

A.精確的測距能力

B.較大的感知范圍

C.對光照條件不敏感

D.成本較低

16.以下哪些因素會影響路徑規(guī)劃算法的性能？（）

A.算法的計(jì)算復(fù)雜度

B.環(huán)境的復(fù)雜度

C.傳感器的精度

D.機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)約束

17.以下哪些是自主移動機(jī)器人導(dǎo)航的基本組成部分？（）

A.定位

B.地圖構(gòu)建

C.路徑規(guī)劃

D.控制系統(tǒng)

18.以下哪些技術(shù)可以用于路徑跟蹤？（）

A.PID控制

B.LQR（線性二次調(diào)節(jié)器）

C.模型預(yù)測控制

D.人工勢場法

19.以下哪些是路徑規(guī)劃中的優(yōu)化目標(biāo)？（）

A.路徑長度

B.路徑平滑度

C.避障能力

D.計(jì)算效率

20.以下哪些是機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)中的主要挑戰(zhàn)？（）

A.實(shí)時性

B.精確性

C.可靠性

D.算法的通用性

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請將正確答案填到題目空白處）

1.在機(jī)器人路徑規(guī)劃中，A*算法是一種____啟發(fā)式搜索算法。（）

2.機(jī)器人的____是指機(jī)器人在環(huán)境中的位置和方向。（）

3.SLAM的全稱是____。（）

4.在RRT算法中，____節(jié)點(diǎn)是通過隨機(jī)采樣生成的。（）

5.機(jī)器人導(dǎo)航中，____傳感器通常用于檢測機(jī)器人與地面之間的距離。（）

6.動態(tài)窗口法主要適用于解決機(jī)器人的____約束問題。（）

7.在路徑規(guī)劃中，____是指機(jī)器人從一個位置移動到另一個位置而不會碰到障礙物的路徑。（）

8.機(jī)器人控制系統(tǒng)中的PID控制器包括____、____和____三個部分。（）

9.在機(jī)器人導(dǎo)航中，____是指機(jī)器人能夠識別和理解其周圍環(huán)境的能力。（）

10.機(jī)器人路徑規(guī)劃的目標(biāo)之一是找到一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的____路徑。（）

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請?jiān)诖痤}括號中畫√，錯誤的畫×）

1.機(jī)器人的路徑規(guī)劃只需要考慮全局規(guī)劃，不需要考慮局部規(guī)劃。（）

2.A*算法一定會找到最短路徑。（）

3.SLAM技術(shù)可以同時完成地圖構(gòu)建和定位。（）

4.RRT算法在所有情況下都能找到最優(yōu)解。（）

5.激光雷達(dá)在光照條件差的環(huán)境下也能正常工作。（）

6.人工勢場法主要用于全局路徑規(guī)劃。（）

7.VFH算法可以實(shí)時地處理動態(tài)環(huán)境中的路徑規(guī)劃問題。（）

8.機(jī)器人的控制系統(tǒng)不需要考慮動力學(xué)模型。（）

9.ProMP算法的計(jì)算復(fù)雜度一定高于RRT算法。（）

10.在機(jī)器人導(dǎo)航中，路徑跟蹤和路徑規(guī)劃是完全獨(dú)立的過程。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.請簡述機(jī)器人路徑規(guī)劃中全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃的主要區(qū)別，并給出各自適用的場景。

2.描述SLAM技術(shù)的基本原理，并說明其在機(jī)器人導(dǎo)航中的作用。

3.詳細(xì)說明RRT算法的基本步驟，并分析其在路徑規(guī)劃中的優(yōu)勢與局限性。

4.論述動態(tài)窗口法在機(jī)器人局部路徑規(guī)劃中的應(yīng)用，以及它如何解決非完整約束問題。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.D

2.D

3.A

4.B

5.D

6.D

7.A

8.D

9.C

10.C

11.A

12.C

13.D

14.D

15.B

16.C

17.A

18.D

19.C

20.D

二、多選題

1.ABC

2.AB

3.AB

4.AD

5.AB

6.AB

7.ABC

8.ABC

9.ABCD

10.ABC

11.ABCD

12.ABC

13.ABCD

14.ABC

15.ABC

16.ABCD

17.ABCD

18.ABC

19.ABC

20.ABCD

三、填空題

1.啟發(fā)式

2.定位

3.同時定位與地圖構(gòu)建

4.隨機(jī)

5.超聲波傳感器

6.非完整

7.安全路徑

8.PID

9.環(huán)境感知

10.最短

四、判斷題

1.×

2.×

3.√

4.×

5.√

6.×

7.×

8.×

9.√

10.×

五、主觀題（參考）

1.全局路徑規(guī)劃是在已知環(huán)境中尋找從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)路徑，適用于環(huán)境變化不大的情