2025年高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)（機(jī)器人路徑規(guī)劃）技能測試卷

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.機(jī)器人路徑規(guī)劃中，全局路徑規(guī)劃主要是確定（）。A.機(jī)器人從起點(diǎn)到終點(diǎn)的大致路線B.機(jī)器人在局部環(huán)境中的具體動作C.機(jī)器人避開障礙物的策略D.機(jī)器人的速度控制2.以下哪種算法常用于全局路徑規(guī)劃（）。A.A算法B.PID算法C.模糊控制算法D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法3.局部路徑規(guī)劃的目的是（）。A.找到全局最優(yōu)路徑B.在動態(tài)環(huán)境中實(shí)時調(diào)整路徑C.確定機(jī)器人的初始位置D.規(guī)劃機(jī)器人的工作任務(wù)4.機(jī)器人路徑規(guī)劃時，若環(huán)境中存在多個靜態(tài)障礙物，采用（）算法能較好地避開。A.Dijkstra算法B.人工勢場法C.遺傳算法D.蟻群算法5.路徑平滑處理的作用是（）。A.使路徑更美觀B.減少機(jī)器人運(yùn)動時的振動C.提高路徑規(guī)劃的效率D.增加路徑的復(fù)雜度6.對于復(fù)雜環(huán)境下的機(jī)器人路徑規(guī)劃，（）方法更具優(yōu)勢。A.基于模型的方法B.基于傳感器的方法C.基于搜索的方法D.基于學(xué)習(xí)的方法7.機(jī)器人路徑規(guī)劃中，路徑的可行性評估主要考慮（）。A.路徑長度B.機(jī)器人的負(fù)載能力C.環(huán)境的穩(wěn)定性D.以上都是8.當(dāng)機(jī)器人路徑規(guī)劃遇到動態(tài)障礙物時，（）策略能快速響應(yīng)。A.預(yù)測障礙物運(yùn)動軌跡B.立即停止運(yùn)動C.隨機(jī)改變路徑D.等待障礙物消失9.以下不屬于路徑規(guī)劃性能指標(biāo)的是（）。A.路徑長度B.規(guī)劃時間C.機(jī)器人成本D.成功率10.機(jī)器人路徑規(guī)劃中，若起點(diǎn)和終點(diǎn)位置固定，環(huán)境變化不大，（）算法可以提高規(guī)劃效率。A.預(yù)計(jì)算法B.模擬退火算法C.粒子群算法D.禁忌搜索算法二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.機(jī)器人路徑規(guī)劃的主要影響因素包括（）。A.環(huán)境因素B.機(jī)器人自身性能C.任務(wù)要求D.操作人員經(jīng)驗(yàn)2.全局路徑規(guī)劃算法的特點(diǎn)有（）。A.計(jì)算量較大B.適用于大規(guī)模環(huán)境C.實(shí)時性要求高D.能找到全局最優(yōu)解3.局部路徑規(guī)劃中常用的傳感器有（）。A.激光雷達(dá)B.攝像頭C.超聲波傳感器D.編碼器4.路徑規(guī)劃中，優(yōu)化路徑的方法有（）。A.減少路徑中的拐點(diǎn)B.降低路徑與障礙物的距離C.調(diào)整路徑的方向D.增加路徑的分支5.機(jī)器人路徑規(guī)劃在以下哪些領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用（）。A.工業(yè)生產(chǎn)B.物流配送C.醫(yī)療手術(shù)D.智能家居三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷對錯，在括號內(nèi)打“√”或“×”）1.機(jī)器人路徑規(guī)劃只需要考慮起點(diǎn)和終點(diǎn)，不需要考慮中間過程。（）2.全局路徑規(guī)劃算法在簡單環(huán)境下效率更高。（）3.局部路徑規(guī)劃可以不依賴全局路徑規(guī)劃單獨(dú)進(jìn)行。（）4.人工勢場法容易陷入局部最優(yōu)。（）5.路徑規(guī)劃中，路徑長度越短越好。（）6.機(jī)器人路徑規(guī)劃的結(jié)果與環(huán)境模型的準(zhǔn)確性無關(guān)。（）7.基于學(xué)習(xí)的路徑規(guī)劃方法需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。（）8.路徑規(guī)劃時，機(jī)器人的速度可以隨意設(shè)定。（）9.動態(tài)環(huán)境下的路徑規(guī)劃比靜態(tài)環(huán)境下更復(fù)雜。（）10.路徑規(guī)劃算法的選擇只取決于環(huán)境的復(fù)雜度。（）四、簡答題（總共3題，每題10分，請簡要回答問題）1.簡述全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃的區(qū)別與聯(lián)系。2.舉例說明一種常用的局部路徑規(guī)劃算法及其原理。3.機(jī)器人路徑規(guī)劃中，如何評估路徑的安全性？五、綜合分析題（總共2題，每題20分，請結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行分析解答）1.假設(shè)一個工業(yè)場景中，機(jī)器人需要在一個有多個靜態(tài)障礙物的車間內(nèi)搬運(yùn)貨物，起點(diǎn)和終點(diǎn)固定。請?jiān)O(shè)計(jì)一個路徑規(guī)劃方案，包括選擇合適的算法，并說明理由。2.當(dāng)機(jī)器人路徑規(guī)劃應(yīng)用于物流配送場景時，會遇到哪些特殊的挑戰(zhàn)？如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)？答案：一、單項(xiàng)選擇題1.A2.A3.B4.B5.B6.D7.D8.A9.C10.A二、多項(xiàng)選擇題1.ABC2.ABD3.ABC4.AC5.ABCD三、判斷題1.×2.×3.×4.√5.×6.×7.√8.×9.√10.×四、簡答題1.區(qū)別：全局路徑規(guī)劃是在已知環(huán)境地圖的基礎(chǔ)上，尋找從起點(diǎn)到終點(diǎn)的全局最優(yōu)路徑，不考慮實(shí)時動態(tài)變化；局部路徑規(guī)劃是在機(jī)器人運(yùn)動過程中，根據(jù)傳感器實(shí)時獲取的環(huán)境信息，對全局路徑進(jìn)行調(diào)整，以避開障礙物等動態(tài)情況。聯(lián)系：局部路徑規(guī)劃是在全局路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，全局路徑為局部路徑規(guī)劃提供了一個初始的參考框架。2.例如人工勢場法。原理：將機(jī)器人在環(huán)境中的位置視為粒子，環(huán)境中的障礙物和目標(biāo)點(diǎn)產(chǎn)生虛擬的引力和斥力場。引力使機(jī)器人趨向目標(biāo)點(diǎn)，斥力使機(jī)器人避開障礙物，通過計(jì)算粒子在這兩種力場作用下的合力，來確定機(jī)器人的運(yùn)動方向，從而實(shí)現(xiàn)局部路徑規(guī)劃。3.評估路徑安全性可從以下方面：檢查路徑與障礙物的距離是否足夠，避免碰撞；考慮機(jī)器人運(yùn)動過程中的穩(wěn)定性，防止因路徑不合理導(dǎo)致摔倒等；評估路徑是否符合機(jī)器人自身的性能限制，如速度、負(fù)載等；分析路徑是否避開了環(huán)境中的危險區(qū)域，如高溫、高壓等。五、綜合分析題1.可選用A算法進(jìn)行全局路徑規(guī)劃。理由：A算法能在復(fù)雜環(huán)境中較快地找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的較優(yōu)路徑，對于有多個靜態(tài)障礙物的車間環(huán)境，它可以根據(jù)環(huán)境地圖進(jìn)行高效搜索。然后結(jié)合人工勢場法進(jìn)行局部路徑規(guī)劃，當(dāng)機(jī)器人在執(zhí)行全局路徑過程中遇到新出現(xiàn)的障礙物或其他動態(tài)情況時，人工勢場法能實(shí)時調(diào)整路徑，避開障礙物，保證機(jī)器人順利搬運(yùn)貨物到達(dá)終點(diǎn)。2.物流配送場景的特殊挑戰(zhàn)：配送區(qū)域大且復(fù)雜，存在大量動態(tài)障礙物如行人、車輛等；配送任務(wù)具有時效性要求，需要快速規(guī)劃路徑；貨物的多樣