2025年中職自主移動機器人（路徑規(guī)劃基礎(chǔ)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）（總共6題，每題5分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.自主移動機器人路徑規(guī)劃的核心目標是（）A.快速移動B.準確到達目標位置C.避開障礙物D.節(jié)省能量2.以下哪種算法不屬于傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法（）A.A算法B.Dijkstra算法C.遺傳算法D.貪心算法3.局部路徑規(guī)劃主要解決的問題是（）A.從起點到終點的全局最優(yōu)路徑B.在復(fù)雜環(huán)境中避開障礙物C.路徑的平滑處理D.多目標路徑規(guī)劃4.地圖在自主移動機器人路徑規(guī)劃中起到的作用是（）A.美觀展示B.記錄機器人的運動軌跡C.提供環(huán)境信息D.計算能量消耗5.路徑規(guī)劃中，評估函數(shù)的作用是（）A..計算路徑長度B.評估路徑的優(yōu)劣C.確定機器人的速度D.檢測障礙物6.當機器人在路徑規(guī)劃中遇到動態(tài)障礙物時，通常采用的策略是（）A.直接碰撞B.忽略障礙物C.重新規(guī)劃路徑D.減速慢行第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共20分）（總共5空，每空4分，請將答案填寫在橫線上）1.自主移動機器人路徑規(guī)劃的基本要素包括起點、終點、______和______。2.全局路徑規(guī)劃算法主要有______、______等。3.路徑規(guī)劃中的搜索空間包括______和______。三、簡答題（共20分）（總共2題，每題10分，請簡要回答問題）1.簡述A算法的基本原理。2.說明局部路徑規(guī)劃和全局路徑規(guī)劃的區(qū)別與聯(lián)系。四、材料分析題（共15分）（總共1題，每題15分，請閱讀材料后回答問題）材料：在一個室內(nèi)環(huán)境中，自主移動機器人需要從A點移動到B點。環(huán)境中存在一些固定障礙物，如桌椅等。機器人采用了一種路徑規(guī)劃算法，在規(guī)劃過程中，首先對整個室內(nèi)環(huán)境進行了建模，得到了地圖。然后通過全局路徑規(guī)劃算法找到了一條從A到B的大致路徑。在機器人沿著這條路徑移動過程中，遇到了一個突然出現(xiàn)的人員（動態(tài)障礙物）。問題：請分析機器人應(yīng)如何應(yīng)對這種情況，從路徑規(guī)劃的角度說明理由。五、設(shè)計題（共15分）（總共1題，每題15分，請根據(jù)要求設(shè)計路徑規(guī)劃方案）設(shè)計一個適用于簡單室外環(huán)境的自主移動機器人路徑規(guī)劃方案，要求考慮到可能存在的靜態(tài)障礙物（如樹木、路燈等）和動態(tài)障礙物（如行人、車輛等），并說明你所采用的主要算法和策略。答案：一、1.B2.C3.B4.C5.B6.C二、1.障礙物、地圖;2.Dijkstra算法、A算法;3.狀態(tài)空間、搜索空間三、1.A算法是一種啟發(fā)式搜索算法，它結(jié)合了當前節(jié)點到起點的距離（g值）和當前節(jié)點到目標節(jié)點的估計距離（h值）作為評估函數(shù)f(n)=g(n)+h(n)。通過不斷擴展f值最小的節(jié)點，逐步找到從起點到終點的最優(yōu)路徑。2.區(qū)別：全局路徑規(guī)劃是在已知的全局環(huán)境地圖上尋找從起點到終點的最優(yōu)路徑，考慮整個環(huán)境的布局；局部路徑規(guī)劃是在機器人運動過程中，根據(jù)當前局部環(huán)境信息實時調(diào)整路徑，避開即時出現(xiàn)的障礙物。聯(lián)系：全局路徑規(guī)劃為局部路徑規(guī)劃提供初始路徑框架，局部路徑規(guī)劃對全局路徑進行細化和修正，兩者相互配合，使機器人能在復(fù)雜環(huán)境中有效移動。四、機器人應(yīng)立即停止當前路徑移動，重新進行局部路徑規(guī)劃。因為遇到動態(tài)障礙物時，原全局路徑已不再安全。通過傳感器實時感知動態(tài)障礙物位置和運動狀態(tài)，利用局部路徑規(guī)劃算法，如基于傳感器數(shù)據(jù)的避障算法，圍繞障礙物找到新的安全路徑片段，再結(jié)合全局路徑規(guī)劃的大致方向，重新規(guī)劃出一條繞過動態(tài)障礙物且能繼續(xù)前往目標點的路徑。五、采用A算法作為全局路徑規(guī)劃算法，對室外環(huán)境進行建模得到地圖后，根據(jù)起點和終點計算出全局最優(yōu)路徑。對于局部路徑規(guī)劃，使用基于激光雷達的動態(tài)窗口算法。