2025年大學(xué)無人機(jī)應(yīng)用（無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)）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40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2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。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)中，能夠?qū)崟r獲取無人機(jī)位置信息的傳感器是（）A.加速度計(jì)B.陀螺儀C.GPS接收機(jī)D.磁力計(jì)2.以下哪種導(dǎo)航技術(shù)基于對周圍環(huán)境特征的識別與匹配（）A.慣性導(dǎo)航B.視覺導(dǎo)航C.衛(wèi)星導(dǎo)航D.地磁導(dǎo)航3.無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時，要保持穩(wěn)定的飛行姿態(tài)，主要依靠（）A.導(dǎo)航算法B.傳感器數(shù)據(jù)C.地面控制指令D.動力系統(tǒng)4.用于測量無人機(jī)飛行速度的傳感器是（）A.氣壓計(jì)B.超聲波傳感器C.空速傳感器D.激光雷達(dá)5.以下關(guān)于慣性導(dǎo)航的說法，錯誤的是（）A.自主性強(qiáng)B.誤差隨時間積累C.不受外界干擾D.可提供姿態(tài)信息6.無人機(jī)視覺導(dǎo)航中，常用的特征提取方法不包括（）A.Harris角點(diǎn)檢測B.SIFT特征C.卡爾曼濾波D.ORB特征7.當(dāng)無人機(jī)處于室內(nèi)環(huán)境且GPS信號不佳時，可采用的導(dǎo)航方式是（）A.視覺導(dǎo)航B.衛(wèi)星導(dǎo)航C.地磁導(dǎo)航D.慣性導(dǎo)航8.無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)中，用于補(bǔ)償陀螺儀漂移誤差的算法是（）A.卡爾曼濾波B.粒子濾波C.最小二乘法D.梯度下降法9.以下哪種傳感器可用于測量無人機(jī)的高度（）A.加速度計(jì)B.氣壓計(jì)C.磁力計(jì)D.攝像頭10.無人機(jī)在復(fù)雜地形環(huán)境下飛行時所需的導(dǎo)航技術(shù)更傾向于（）A.單一導(dǎo)航技術(shù)B.組合導(dǎo)航技術(shù)C.傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)D.新興導(dǎo)航技術(shù)11.衛(wèi)星導(dǎo)航信號容易受到以下哪種干擾（）A.云層遮擋B.電磁干擾C.地形起伏D.以上都是12.無人機(jī)視覺導(dǎo)航中，圖像預(yù)處理的步驟不包括（）A.圖像增強(qiáng)B.圖像濾波C.特征匹配運(yùn)算D.圖像二值化13.基于地磁導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)是（）A.精度高B.不受環(huán)境影響C.成本低D.自主性強(qiáng)14.無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)中，用于計(jì)算無人機(jī)姿態(tài)角的傳感器組合是（）A.加速度計(jì)和陀螺儀B.氣壓計(jì)和GPS接收機(jī)C.磁力計(jì)和攝像頭D.超聲波傳感器和激光雷達(dá)15.以下哪種導(dǎo)航技術(shù)適用于長航時、遠(yuǎn)距離飛行的無人機(jī)（）A.慣性導(dǎo)航B.衛(wèi)星導(dǎo)航C.視覺導(dǎo)航D.地磁導(dǎo)航16.無人機(jī)在飛行過程中，為了提高導(dǎo)航精度，常采用的方法是（）A.增加傳感器數(shù)量B.優(yōu)化導(dǎo)航算法C.提高飛行速度D.降低飛行高度17.視覺導(dǎo)航中，用于判斷無人機(jī)與目標(biāo)物體距離的方法是（）A.特征點(diǎn)匹配B.圖像灰度值分析C.三角測量原理D.以上都是18.無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)融合的目的不包括（）A.提高導(dǎo)航精度B.增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性C.降低傳感器成本D.擴(kuò)展系統(tǒng)功能19.當(dāng)無人機(jī)穿越隧道等信號遮擋區(qū)域時，會影響哪種導(dǎo)航技術(shù)（）A.衛(wèi)星導(dǎo)航B.慣性導(dǎo)航C.視覺導(dǎo)航D.地磁導(dǎo)航20.以下關(guān)于無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展趨勢的說法，正確的是（）A.單一導(dǎo)航技術(shù)將占據(jù)主導(dǎo)B.組合導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用將減少C.更加注重導(dǎo)航的可靠性和智能化D.導(dǎo)航精度將不再是重點(diǎn)第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請將答案填寫在橫線上。1.無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)主要由傳感器、______和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。2.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過測量無人機(jī)的加速度和角速度，利用______算法解算出姿態(tài)、速度和位置信息。3.視覺導(dǎo)航中的圖像特征點(diǎn)提取是為了獲取圖像中的______信息。4.GPS導(dǎo)航定位的基本原理是通過接收衛(wèi)星發(fā)射的______信號來確定無人機(jī)的位置。5.地磁導(dǎo)航利用地球磁場的______特性來確定無人機(jī)的航向。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述慣性導(dǎo)航的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。2.無人機(jī)視覺導(dǎo)航有哪些優(yōu)勢和局限性？3.說明衛(wèi)星導(dǎo)航在無人機(jī)應(yīng)用中的作用及面臨的挑戰(zhàn)。4.簡述組合導(dǎo)航技術(shù)的概念及常用的組合方式。（三）分析題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。請根據(jù)所給材料進(jìn)行分析。材料：在一次無人機(jī)飛行任務(wù)中，無人機(jī)采用了慣性導(dǎo)航與衛(wèi)星導(dǎo)航組合的方式。飛行過程中，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航信號突然中斷，無人機(jī)姿態(tài)出現(xiàn)一定偏差，但仍能繼續(xù)飛行一段時間。之后，隨著飛行時間增加，無人機(jī)姿態(tài)偏差逐漸增大。請分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因，并說明慣性導(dǎo)航在這種情況下的表現(xiàn)及應(yīng)對措施。（四）設(shè)計(jì)題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。設(shè)計(jì)一個適用于城市環(huán)境下的小型無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)方案，要求考慮多種導(dǎo)航技術(shù)的結(jié)合，提高導(dǎo)航的可靠性和精度。請簡要描述方案中采用的導(dǎo)航技術(shù)、傳感器配置以及數(shù)據(jù)融合方法。（五）論述題（共20分）答題要求：本大題共1小題，20分。論述無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)在未來智能交通、物流配送等領(lǐng)域的發(fā)展前景及可能面臨的問題。答案：1.C2.B3.B4.C5.C6.C7.A8.A9.B10.B11.D12.C13.C14.A15.B16.B17.D18.C19.A20.C填空題答案：1.導(dǎo)航算法2.積分3.特征4.測距碼和載波5.方向簡答題答案：1.工作原理：通過測量物體的加速度，利用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)方程，經(jīng)過積分運(yùn)算得到速度和位置信息。優(yōu)點(diǎn)：自主性強(qiáng)，不依賴外界信號，能實(shí)時提供姿態(tài)、速度和位置信息。缺點(diǎn)：誤差隨時間積累，長時間使用后精度下降。2.優(yōu)勢：能利用豐富的視覺信息，自主性較好，可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境變化。局限性：受光照、遮擋等影響大，計(jì)算量較大，對硬件要求高，在低紋理環(huán)境下效果不佳。3.作用：可實(shí)現(xiàn)高精度定位導(dǎo)航，確定無人機(jī)的精確位置和航線。挑戰(zhàn)：信號易受遮擋、干擾，在室內(nèi)或復(fù)雜地形環(huán)境下信號不佳甚至中斷。4.概念：將兩種或多種導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢，提高導(dǎo)航性能。常用組合方式：慣性導(dǎo)航與衛(wèi)星導(dǎo)航組合、視覺導(dǎo)航與其他導(dǎo)航技術(shù)組合等。分析題答案：衛(wèi)星導(dǎo)航信號中斷后，無人機(jī)失去了高精度的位置參考，僅依靠慣性導(dǎo)航。慣性導(dǎo)航誤差隨時間積累，導(dǎo)致姿態(tài)偏差逐漸增大。慣性導(dǎo)航自主性強(qiáng)，但精度會下降。應(yīng)對措施：可增加其他輔助導(dǎo)航手段，如視覺導(dǎo)航，在衛(wèi)星導(dǎo)航信號恢復(fù)前輔助保持姿態(tài)；或采用更先進(jìn)的慣性導(dǎo)航算法和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，減少誤差積累。設(shè)計(jì)題答案：采用視覺導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航和地磁導(dǎo)航結(jié)合。傳感器配置：攝像頭用于視覺導(dǎo)航，加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)用于慣性和地磁導(dǎo)航。數(shù)據(jù)融合方法：利用卡爾曼濾波等算法，將視覺獲取的環(huán)境信息、慣性導(dǎo)航的姿態(tài)速度信