工業(yè)機(jī)器人路徑規(guī)劃工程師崗位招聘考試試卷及答案試題部分一、填空題（每題1分，共10分）1.工業(yè)機(jī)器人常用的基礎(chǔ)坐標(biāo)系是______。2.路徑規(guī)劃的核心目標(biāo)之一是找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的______路徑。3.A算法的核心是利用______函數(shù)引導(dǎo)搜索方向。4.關(guān)節(jié)空間路徑規(guī)劃的輸入是______，輸出是關(guān)節(jié)角度序列。5.DH參數(shù)用于描述______之間的相對(duì)位置和姿態(tài)關(guān)系。6.工業(yè)機(jī)器人避障分為靜態(tài)避障和______避障兩類。7.運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解是已知末端笛卡爾坐標(biāo)和姿態(tài)，求解______的過(guò)程。8.機(jī)器人末端能到達(dá)的所有空間范圍稱為______。9.路徑平滑常用的曲線擬合方法有______（舉1例即可）。10.常用的工業(yè)機(jī)器人離線編程軟件有______（舉1例即可）。二、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下屬于啟發(fā)式路徑規(guī)劃算法的是（）A.Dijkstra算法B.A算法C.RRT算法D.以上都是2.關(guān)節(jié)空間路徑規(guī)劃的主要優(yōu)勢(shì)是（）A.保證末端笛卡爾軌跡精確B.計(jì)算量小C.易處理復(fù)雜幾何約束D.實(shí)時(shí)性差3.運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解存在的前提是雅可比矩陣（）A.奇異B.非奇異C.滿秩D.B和C4.以下用于環(huán)境表示的是（）A.柵格地圖B.點(diǎn)云C.網(wǎng)格模型D.以上都是5.以下不屬于路徑規(guī)劃算法的是（）A.PID控制B.AC.RRTD.DWA6.笛卡爾空間路徑規(guī)劃的輸出是（）A.關(guān)節(jié)角度序列B.笛卡爾坐標(biāo)序列C.工具坐標(biāo)系數(shù)據(jù)D.運(yùn)動(dòng)速度7.六軸工業(yè)機(jī)器人的逆解個(gè)數(shù)一般為（）A.4個(gè)B.6個(gè)C.8個(gè)D.12個(gè)8.路徑平滑中，用于擬合軌跡的常用曲線是（）A.直線B.正弦曲線C.B樣條曲線D.拋物線9.離線編程的主要優(yōu)勢(shì)是（）A.無(wú)需實(shí)際機(jī)器人即可規(guī)劃路徑B.精度更高C.實(shí)時(shí)性更好D.成本更低10.工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位精度的常用單位是（）A.mmB.cmC.μmD.m三、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.路徑規(guī)劃的核心要求包括（）A.避障B.路徑最短C.軌跡平滑D.實(shí)時(shí)性E.動(dòng)力學(xué)約束2.關(guān)節(jié)空間路徑規(guī)劃的步驟包括（）A.笛卡爾軌跡點(diǎn)生成B.關(guān)節(jié)插值C.運(yùn)動(dòng)學(xué)正解驗(yàn)證D.路徑平滑E.速度規(guī)劃3.常用的全局路徑規(guī)劃算法有（）A.AB.DijkstraC.RRTD.DWAE.APF4.局部路徑規(guī)劃算法包括（）A.DWAB.APFC.RRTD.AE.人工勢(shì)場(chǎng)法5.DH參數(shù)的組成部分包括（）A.連桿長(zhǎng)度aB.連桿扭轉(zhuǎn)角αC.關(guān)節(jié)角θD.連桿偏移dE.關(guān)節(jié)速度6.工業(yè)機(jī)器人避障的關(guān)鍵步驟包括（）A.環(huán)境感知B.障礙物建模C.路徑重規(guī)劃D.運(yùn)動(dòng)控制E.精度校準(zhǔn)7.運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的應(yīng)用場(chǎng)景有（）A.末端軌跡跟蹤B.關(guān)節(jié)角度控制C.離線編程D.動(dòng)力學(xué)仿真E.故障診斷8.離線編程的流程包括（）A.機(jī)器人建模B.環(huán)境建模C.路徑規(guī)劃D.仿真驗(yàn)證E.代碼生成9.路徑規(guī)劃的約束條件包括（）A.關(guān)節(jié)極限B.速度極限C.加速度極限D(zhuǎn).末端姿態(tài)約束E.障礙物約束10.工業(yè)機(jī)器人常用的坐標(biāo)系有（）A.基坐標(biāo)系B.工具坐標(biāo)系C.工件坐標(biāo)系D.關(guān)節(jié)坐標(biāo)系E.世界坐標(biāo)系四、判斷題（每題2分，共20分）1.A算法是Dijkstra算法的改進(jìn)，引入了啟發(fā)函數(shù)（）2.關(guān)節(jié)空間路徑規(guī)劃比笛卡爾空間路徑規(guī)劃計(jì)算量更?。ǎ?.所有機(jī)器人位置下運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解都存在（）4.RRT算法是概率完備的路徑規(guī)劃算法（）5.離線編程需要連接實(shí)際機(jī)器人才能進(jìn)行路徑規(guī)劃（）6.機(jī)器人工作空間是末端執(zhí)行器能到達(dá)的所有空間范圍（）7.路徑規(guī)劃只需考慮幾何約束，無(wú)需考慮動(dòng)力學(xué)約束（）8.人工勢(shì)場(chǎng)法（APF）容易陷入局部極小值（）9.六軸工業(yè)機(jī)器人具有6個(gè)獨(dú)立自由度（）10.DH參數(shù)用于描述相鄰連桿的相對(duì)位姿關(guān)系（）五、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述關(guān)節(jié)空間路徑規(guī)劃與笛卡爾空間路徑規(guī)劃的區(qū)別。2.簡(jiǎn)述A算法的基本原理及核心優(yōu)勢(shì)。3.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人避障的基本流程。4.簡(jiǎn)述離線編程在工業(yè)機(jī)器人路徑規(guī)劃中的作用。六、討論題（每題5分，共10分）1.動(dòng)態(tài)環(huán)境下工業(yè)機(jī)器人路徑規(guī)劃面臨哪些挑戰(zhàn)？可采取哪些解決措施？2.如何平衡工業(yè)機(jī)器人路徑規(guī)劃的實(shí)時(shí)性與路徑質(zhì)量（如最短、平滑）？答案部分一、填空題答案1.基坐標(biāo)系（或世界坐標(biāo)系）2.最短（或最優(yōu)）3.啟發(fā)（或估價(jià)）4.關(guān)節(jié)角度（或起點(diǎn)、終點(diǎn)關(guān)節(jié)值）5.相鄰連桿（或連桿i與連桿i+1）6.動(dòng)態(tài)7.關(guān)節(jié)角度（或關(guān)節(jié)變量）8.工作空間9.B樣條曲線（或貝塞爾曲線、多項(xiàng)式曲線）10.RobotStudio（或RobotArt、KUKASimPro）二、單項(xiàng)選擇題答案1.B2.B3.D4.D5.A6.B7.C8.C9.A10.A三、多項(xiàng)選擇題答案1.ABCDE2.BCDE3.ABC4.ABCE5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABCDE9.ABCDE10.ABCDE四、判斷題答案1.√2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.√9.√10.√五、簡(jiǎn)答題答案1.關(guān)節(jié)空間規(guī)劃：輸入關(guān)節(jié)角度，輸出關(guān)節(jié)序列；無(wú)笛卡爾約束，計(jì)算快，易滿足關(guān)節(jié)極限，但末端軌跡不精確；適用于簡(jiǎn)單軌跡。笛卡爾空間規(guī)劃：輸入末端笛卡爾位姿，輸出笛卡爾序列；需逆解，計(jì)算量大，末端軌跡精確，易處理復(fù)雜幾何約束，但易超關(guān)節(jié)極限；適用于高精度軌跡。2.原理：通過(guò)估價(jià)函數(shù)f(n)=g(n)+h(n)引導(dǎo)搜索，g(n)為起點(diǎn)到當(dāng)前點(diǎn)成本，h(n)為當(dāng)前點(diǎn)到終點(diǎn)啟發(fā)成本，優(yōu)先擴(kuò)展f(n)最小的節(jié)點(diǎn)。優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)l(fā)函數(shù)減少搜索空間，比Dijkstra更快；h(n)≤實(shí)際成本時(shí)保證最優(yōu)路徑；適用于靜態(tài)環(huán)境全局規(guī)劃。3.①環(huán)境感知：激光雷達(dá)、視覺(jué)等傳感器獲取障礙物信息；②障礙物建模：轉(zhuǎn)化為柵格/點(diǎn)云模型；③路徑規(guī)劃：全局規(guī)劃初步路徑，局部規(guī)劃實(shí)時(shí)避障；④路徑驗(yàn)證：檢查碰撞；⑤運(yùn)動(dòng)控制：輸出避障軌跡到機(jī)器人。4.①無(wú)需占用實(shí)際機(jī)器人，提高生產(chǎn)效率；②虛擬環(huán)境測(cè)試復(fù)雜路徑，避免實(shí)際碰撞；③優(yōu)化路徑（最短、平滑），提升精度；④支持多機(jī)器人協(xié)作規(guī)劃；⑤自動(dòng)生成代碼，減少人工工作量。六、討論題答案1.挑戰(zhàn)：動(dòng)態(tài)障礙物實(shí)時(shí)移動(dòng)、環(huán)境變化快、實(shí)時(shí)性要求高、局部極小值問(wèn)題。措施：①局部規(guī)劃算法（DWA、RRT）實(shí)時(shí)更新路徑；②多傳感器融合感知?jiǎng)討B(tài)障礙物；③卡爾曼濾波預(yù)測(cè)障礙物運(yùn)動(dòng)；④全局-局部分層規(guī)劃（全局低頻更新，局部高頻調(diào)整）；⑤改進(jìn)APF