機器人智能導航與路徑規(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中，只有一項是符合題目要求的）

1.下列哪種算法不屬于機器人路徑規(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.下列哪個不是機器人智能導航中常用的傳感器？（）

A.激光雷達

B.攝像頭

C.超聲波傳感器

D.電阻傳感器

3.在機器人路徑規(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（快速隨機樹）算法的特點？（）

A.適用于高維空間

B.節(jié)點擴展速度快

C.路徑質(zhì)量較差

D.容易陷入局部最優(yōu)解

7.在機器人導航中，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.下列哪個不屬于機器人導航系統(tǒng)中的坐標變換？（）

A.世界坐標系

B.機器人坐標系

C.相機坐標系

D.速度坐標系

9.在機器人路徑規(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？（）

A.實時性較好

B.適用于動態(tài)環(huán)境

C.路徑質(zhì)量較差

D.計算復雜度較低

11.在機器人導航中，以下哪個傳感器主要用于測距？（）

A.激光雷達

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（概率運動規(guī)劃）算法的優(yōu)點？（）

A.適用于復雜環(huán)境

B.路徑質(zhì)量高

C.實時性較差

D.計算復雜度低

13.在機器人路徑規(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？（）

A.實時性較好

B.適用于非完整約束

C.路徑質(zhì)量較差

D.計算復雜度較高

15.在機器人導航中，以下哪個坐標系主要用于描述機器人的運動？（）

A.世界坐標系

B.機器人坐標系

C.相機坐標系

D.速度坐標系

16.以下哪個不是VFH（可視性圖）算法的優(yōu)點？（）

A.實時性較好

B.適用于局部路徑規(guī)劃

C.路徑質(zhì)量較差

D.計算復雜度較低

17.在機器人智能導航中，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)預處理

B.地圖構建

C.路徑規(guī)劃

D.軌跡跟蹤

18.以下哪個不是機器視覺在機器人導航中的應用？（）

A.障礙物檢測

B.地面檢測

C.路徑規(guī)劃

D.機器人定位

19.以下哪個不是SLAM（同時定位與地圖構建）技術的主要任務？（）

A.定位

B.地圖構建

C.路徑規(guī)劃

D.障礙物檢測

20.以下哪個不是激光雷達在機器人導航中的應用？（）

A.障礙物檢測

B.地圖構建

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中，至少有一項是符合題目要求的）

1.以下哪些是機器人路徑規(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.機器人導航中，哪些傳感器可以用于地形檢測？（）

A.激光雷達

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？（）

A.適用于高維空間

B.節(jié)點擴展速度快

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.在機器人導航中，坐標變換包括哪些類型？（）

A.世界坐標系到機器人坐標系的變換

B.機器人坐標系到速度坐標系的變換

C.相機坐標系到世界坐標系的變換

D.速度坐標系到機器人坐標系的變換

8.以下哪些是動態(tài)環(huán)境路徑規(guī)劃的特點？（）

A.環(huán)境變化快

B.需要實時更新路徑

C.對算法實時性要求高

D.通常使用靜態(tài)路徑規(guī)劃算法

9.以下哪些技術可以用于機器人定位？（）

A.SLAM

B.GPS

C.視覺里程計

D.慣性導航系統(tǒng)

10.以下哪些是ProMP算法的特點？（）

A.適用于復雜環(huán)境

B.路徑質(zhì)量高

C.實時性較差

D.計算復雜度低

11.以下哪些傳感器數(shù)據(jù)可以用于地圖構建？（）

A.激光雷達

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.以下哪些是機器視覺在機器人導航中的應用？（）

A.障礙物檢測

B.地面檢測

C.路徑規(guī)劃

D.機器人定位

14.以下哪些是SLAM技術的挑戰(zhàn)？（）

A.數(shù)據(jù)關聯(lián)

B.傳感器噪聲

C.計算資源限制

D.實時性要求

15.以下哪些是激光雷達的優(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.算法的計算復雜度

B.環(huán)境的復雜度

C.傳感器的精度

D.機器人的運動學約束

17.以下哪些是自主移動機器人導航的基本組成部分？（）

A.定位

B.地圖構建

C.路徑規(guī)劃

D.控制系統(tǒng)

18.以下哪些技術可以用于路徑跟蹤？（）

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？（）

A.路徑長度

B.路徑平滑度

C.避障能力

D.計算效率

20.以下哪些是機器人導航系統(tǒng)中的主要挑戰(zhàn)？（）

A.實時性

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

2.機器人的____是指機器人在環(huán)境中的位置和方向。（）

3.SLAM的全稱是____。（）

4.在RRT算法中，____節(jié)點是通過隨機采樣生成的。（）

5.機器人導航中，____傳感器通常用于檢測機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器人的____約束問題。（）

7.在路徑規(guī)劃中，____是指機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.機器人控制系統(tǒng)中的PID控制器包括____、____和____三個部分。（）

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

10.機器人路徑規(guī)劃的目標之一是找到一條從起點到終點的____路徑。（）

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請在答題括號中畫√，錯誤的畫×）

1.機器人的路徑規(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技術可以同時完成地圖構建和定位。（）

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

8.機器人的控制系統(tǒng)不需要考慮動力學模型。（）

9.ProMP算法的計算復雜度一定高于RRT算法。（）

10.在機器人導航中，路徑跟蹤和路徑規(guī)劃是完全獨立的過程。（）

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技術的基本原理，并說明其在機器人導航中的作用。

3.詳細說明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)窗口法在機器人局部路徑規(guī)劃中的應用，以及它如何解決非完整約束問題。

標準答案

一、單項選擇題

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.同時定位與地圖構建

4.隨機

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)境中尋找從起點到終點的最優(yōu)路徑，適用于環(huán)境變化不大的情