2025年中職自主移動(dòng)機(jī)器人（路徑規(guī)劃基礎(chǔ)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.自主移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的核心任務(wù)是（）A.確定機(jī)器人的初始位置B.找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)路徑C.計(jì)算機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度D.檢測(cè)機(jī)器人周圍的障礙物2.以下哪種算法常用于全局路徑規(guī)劃（）A.A算法B.PID控制算法C.卡爾曼濾波算法D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法3.在路徑規(guī)劃中，地圖的表示方式不包括（）A.柵格地圖B.矢量地圖C.拓?fù)涞貓DD.顏色地圖4.局部路徑規(guī)劃主要考慮的是（）A.全局環(huán)境的變化B.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型C.實(shí)時(shí)的障礙物信息D.目標(biāo)點(diǎn)的位置5.當(dāng)機(jī)器人在路徑中遇到動(dòng)態(tài)障礙物時(shí)，通常采用的策略是（）A.立即停止運(yùn)動(dòng)B.重新規(guī)劃全局路徑C.調(diào)整速度和方向避開D.忽略障礙物繼續(xù)前進(jìn)6.路徑規(guī)劃中的啟發(fā)函數(shù)是為了（）A.加快搜索速度B.提高路徑的準(zhǔn)確性C.減少計(jì)算量D.優(yōu)化機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)7.下列關(guān)于Dijkstra算法的說法正確的是（）A.適用于有向圖B.不適用于存在負(fù)權(quán)邊的圖C.是一種啟發(fā)式搜索算法D.計(jì)算速度比A算法快8.機(jī)器人路徑規(guī)劃中，路徑平滑的目的是（）A.使路徑更美觀B.減少機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)時(shí)間C.降低機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量消耗D.提高路徑的安全性9.對(duì)于復(fù)雜環(huán)境下的路徑規(guī)劃，通常需要結(jié)合（）A.多種傳感器信息B.單一傳感器信息C.人工手動(dòng)規(guī)劃D.隨機(jī)搜索算法10.路徑規(guī)劃中，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)約束不包括（）A.速度限制B.轉(zhuǎn)彎半徑限制C.顏色限制D.關(guān)節(jié)角度限制第II卷（非選擇題，共70分）11.（10分）簡(jiǎn)述自主移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的基本流程。12.（15分）比較A算法和Dijkstra算法的優(yōu)缺點(diǎn)。13.（15分）在路徑規(guī)劃中，如何利用傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境感知？14.（15分）材料：某自主移動(dòng)機(jī)器人在一個(gè)室內(nèi)環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，其地圖為柵格地圖。機(jī)器人當(dāng)前位于地圖的(10,10)位置，目標(biāo)點(diǎn)位于(50,50)位置。已知該環(huán)境中存在一些固定障礙物。請(qǐng)描述一種可能的全局路徑規(guī)劃方法，并說明其步驟。15.（15分）材料：機(jī)器人在路徑規(guī)劃過程中，通過激光雷達(dá)檢測(cè)到前方突然出現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)障礙物。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)局部路徑規(guī)劃策略，使機(jī)器人能夠安全避開該障礙物并繼續(xù)朝著目標(biāo)前進(jìn)。答案：1.B2.A3.D4.C5.C6.A7.B8.C9.A10.C11.基本流程：首先進(jìn)行環(huán)境建模，獲取機(jī)器人所處環(huán)境的地圖信息；然后根據(jù)地圖和目標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)行全局路徑規(guī)劃，找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的大致路徑；接著在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中，實(shí)時(shí)進(jìn)行局部路徑規(guī)劃，根據(jù)傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)障礙物信息等，動(dòng)態(tài)調(diào)整路徑；最后機(jī)器人按照規(guī)劃好的路徑運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。12.A算法優(yōu)點(diǎn)：結(jié)合了啟發(fā)函數(shù)，搜索速度快，能較快找到較優(yōu)路徑。缺點(diǎn)：?jiǎn)l(fā)函數(shù)設(shè)計(jì)不好可能找不到最優(yōu)解。Dijkstra算法優(yōu)點(diǎn)：能找到全局最優(yōu)路徑。缺點(diǎn)：計(jì)算量較大，搜索速度慢。13.利用激光雷達(dá)獲取環(huán)境中障礙物的距離信息，確定障礙物的位置和形狀；利用攝像頭識(shí)別環(huán)境中的物體、標(biāo)識(shí)等特征信息，輔助判斷環(huán)境狀況；利用超聲波傳感器檢測(cè)近距離障礙物，補(bǔ)充激光雷達(dá)在近距離檢測(cè)的不足，綜合這些傳感器數(shù)據(jù)來全面感知環(huán)境。14.可以采用A算法。步驟：首先將起點(diǎn)(10,10)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)放入open列表，將終點(diǎn)(50,50)作為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。然后從open列表中取出當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，計(jì)算其到各個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的代價(jià)（包括G值和H值，G值為從起點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的實(shí)際代價(jià)，H值為從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)的估計(jì)代價(jià)），將鄰居節(jié)點(diǎn)放入open列表并更新其G值和父節(jié)點(diǎn)。重復(fù)此過程，直到open列表為空或找到終點(diǎn)。若找到終點(diǎn)，則從終點(diǎn)回溯到起點(diǎn)得到路徑。15.當(dāng)檢測(cè)到動(dòng)態(tài)障礙物時(shí)，首先降低機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度。然后根據(jù)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)確定障礙物的運(yùn)動(dòng)方向和速度。以機(jī)器人當(dāng)前位置為圓心，以安全距離為半徑