2025年大學(xué)三年級(jí)（機(jī)器人工程）機(jī)器人視覺技術(shù)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）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.機(jī)器人視覺技術(shù)中，用于獲取圖像的關(guān)鍵部件是（）A.處理器B.傳感器C.算法庫D.機(jī)械臂2.以下哪種圖像濾波方法可以有效去除高斯噪聲？（）A.均值濾波B.中值濾波C.高斯濾波D.雙邊濾波3.在圖像邊緣檢測(cè)中，常用的算子是（）A.Sobel算子B.Harris算子C.SIFT算子D.SURF算子4.機(jī)器人視覺系統(tǒng)中，用于特征提取的算法主要基于（）A.顏色特征B.形狀特征C.紋理特征D.以上都是5.立體視覺中，計(jì)算深度信息的基礎(chǔ)是（）A.圖像匹配B.相機(jī)標(biāo)定C.光照處理D.圖像增強(qiáng)6.機(jī)器人視覺技術(shù)在工業(yè)制造中的主要應(yīng)用不包括（）A.產(chǎn)品檢測(cè)B.裝配作業(yè)C.路徑規(guī)劃D.數(shù)據(jù)加密第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。請(qǐng)將答案填在題中橫線上。1.機(jī)器人視覺系統(tǒng)一般由圖像采集、圖像處理、______和機(jī)器人控制等部分組成。2.圖像的灰度化處理是將彩色圖像轉(zhuǎn)換為______圖像的過程。3.常用的圖像分割方法有基于閾值的分割、基于區(qū)域的分割和基于______的分割。4.特征點(diǎn)匹配算法中，______算法對(duì)圖像旋轉(zhuǎn)、縮放和光照變化具有較好的適應(yīng)性。5.機(jī)器人視覺技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)包括智能化、______和微型化。三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每題5分。簡(jiǎn)要回答問題。1.簡(jiǎn)述機(jī)器人視覺技術(shù)的基本原理。2.圖像濾波的作用是什么？常見的濾波方法有哪些？3.說明特征提取在機(jī)器人視覺中的重要性。4.立體視覺系統(tǒng)中相機(jī)標(biāo)定的目的是什么？四、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在某汽車制造工廠的生產(chǎn)線中，引入了機(jī)器人視覺技術(shù)用于汽車零部件的檢測(cè)。機(jī)器人視覺系統(tǒng)首先對(duì)零部件的圖像進(jìn)行采集，然后通過一系列圖像處理算法對(duì)圖像進(jìn)行分析。例如，利用邊緣檢測(cè)算法確定零部件的輪廓，通過顏色識(shí)別算法判斷零部件表面的顏色是否符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)利用尺寸測(cè)量算法獲取零部件的關(guān)鍵尺寸數(shù)據(jù)。若檢測(cè)到不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況，機(jī)器人將發(fā)出警報(bào)并停止生產(chǎn)線。1.請(qǐng)分析機(jī)器人視覺技術(shù)在該汽車制造工廠生產(chǎn)線中的具體應(yīng)用環(huán)節(jié)。（5分）2.若在檢測(cè)過程中，圖像出現(xiàn)模糊不清的情況，可能會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生哪些影響？（5分）3.如何進(jìn)一步提高機(jī)器人視覺技術(shù)在該生產(chǎn)線中檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率？（5分）五、綜合應(yīng)用題（共15分）答題要求：結(jié)合所學(xué)知識(shí)，回答以下問題。假設(shè)你要設(shè)計(jì)一個(gè)基于機(jī)器人視覺技術(shù)的智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)分揀。請(qǐng)描述該系統(tǒng)的工作流程，并說明關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。答案：第I卷答案1.B2.C3.A4.D5.A6.D第II卷答案二、填空題答案1.圖像分析2.灰度3.邊緣4.SIFT5.集成化三、簡(jiǎn)答題答案1.機(jī)器人視覺技術(shù)基本原理是通過相機(jī)等傳感器獲取圖像，然后對(duì)圖像進(jìn)行一系列處理，如圖像增強(qiáng)、濾波、分割、特征提取等，提取出感興趣的信息，再根據(jù)這些信息進(jìn)行分析、識(shí)別和決策，從而引導(dǎo)機(jī)器人完成相應(yīng)任務(wù)。2.圖像濾波作用是去除圖像中的噪聲干擾，改善圖像質(zhì)量。常見濾波方法有均值濾波、中值濾波、高斯濾波、雙邊濾波等。均值濾波簡(jiǎn)單平均像素值；中值濾波取鄰域像素中值；高斯濾波基于高斯函數(shù)加權(quán)；雙邊濾波結(jié)合了高斯濾波和均值濾波優(yōu)點(diǎn)。3.特征提取在機(jī)器人視覺中很重要，它能將圖像中關(guān)鍵信息提取出來，簡(jiǎn)化后續(xù)處理，提高處理效率。如形狀、紋理等特征可用于目標(biāo)識(shí)別、定位和跟蹤等，幫助機(jī)器人準(zhǔn)確理解環(huán)境，做出合理決策。4.相機(jī)標(biāo)定目的是確定相機(jī)內(nèi)部參數(shù)（如焦距、主點(diǎn)等）和外部參數(shù)（如相機(jī)姿態(tài)），使相機(jī)成像符合真實(shí)物理模型，為后續(xù)立體視覺中計(jì)算深度信息、圖像匹配等提供準(zhǔn)確基礎(chǔ)，確保視覺系統(tǒng)對(duì)環(huán)境準(zhǔn)確感知和測(cè)量。四、材料分析題答案1.應(yīng)用環(huán)節(jié)包括圖像采集獲取零部件圖像，利用邊緣檢測(cè)算法確定輪廓，顏色識(shí)別算法判斷顏色，尺寸測(cè)量算法獲取尺寸數(shù)據(jù)，最后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果控制機(jī)器人動(dòng)作，不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)發(fā)出警報(bào)停止生產(chǎn)線。2.圖像模糊不清會(huì)使邊緣檢測(cè)不準(zhǔn)確，導(dǎo)致輪廓判斷失誤；顏色識(shí)別可能出現(xiàn)偏差，無法準(zhǔn)確判斷顏色是否符合標(biāo)準(zhǔn)；尺寸測(cè)量也會(huì)因圖像模糊而產(chǎn)生較大誤差，最終影響整個(gè)檢測(cè)結(jié)果，可能使不合格產(chǎn)品漏檢或誤判合格產(chǎn)品為不合格。3.提高準(zhǔn)確性方面，可優(yōu)化圖像處理算法，如采用更先進(jìn)的濾波算法減少圖像噪聲，改進(jìn)邊緣檢測(cè)算法使其更精準(zhǔn)。提高效率上，可并行處理圖像的不同分析任務(wù)，采用高速硬件設(shè)備采集和處理圖像，還可通過訓(xùn)練提高算法對(duì)常見缺陷的識(shí)別速度。五、綜合應(yīng)用題答案工作流程：貨物進(jìn)入倉儲(chǔ)區(qū)域，相機(jī)采集貨物圖像，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、增強(qiáng)等。然后進(jìn)行特征提取，如形狀、顏色等特征。利用這些特征與預(yù)先設(shè)定的貨物模板進(jìn)行匹配，確定貨物類型和位置。最后根據(jù)分揀任務(wù)要求，