机器人智能导航与路径规划考核试卷

机器人智能导航与路径规划考核试卷考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.下列哪种算法不属于机器人路径规划的经典算法？（）

A.A*算法

B.Dijkstra算法

C.BFS算法

D.DFS算法

2.下列哪个不是机器人智能导航中常用的传感器？（）

A.激光雷达

B.摄像头

C.超声波传感器

D.电阻传感器

3.在机器人路径规划中，哪种方法通常用于避免碰撞？（）

A.避障算法

B.A*算法

C.PID控制

D.人工势场法

4.以下哪种路径规划方法适用于全局路径规划？（）

A.动态窗口法

B.Dijkstra算法

C.RRT算法

D.ProMP算法

5.以下哪种路径规划方法适用于局部路径规划？（）

A.A*算法

B.Dijkstra算法

C.RRT算法

D.VFH算法

6.下列哪个不是RRT（快速随机树）算法的特点？（）

A.适用于高维空间

B.节点扩展速度快

C.路径质量较差

D.容易陷入局部最优解

7.在机器人导航中，哪种方法主要用于提高路径平滑度？（）

A.贝塞尔曲线

B.PID控制

C.人工势场法

D.动态窗口法

8.下列哪个不属于机器人导航系统中的坐标变换？（）

A.世界坐标系

B.机器人坐标系

C.相机坐标系

D.速度坐标系

9.在机器人路径规划中，哪种方法可以解决动态环境下的路径规划问题？（）

A.避障算法

B.A*算法

C.D*算法

D.RRT算法

10.以下哪个不是D*算法的特点？（）

A.实时性较好

B.适用于动态环境

C.路径质量较差

D.计算复杂度较低

11.在机器人导航中，以下哪个传感器主要用于测距？（）

A.激光雷达

B.摄像头

C.超声波传感器

D.加速度传感器

12.以下哪个不是ProMP（概率运动规划）算法的优点？（）

A.适用于复杂环境

B.路径质量高

C.实时性较差

D.计算复杂度低

13.在机器人路径规划中，哪种方法可以解决非完整约束问题？（）

A.A*算法

B.Dijkstra算法

C.RRT算法

D.动态窗口法

14.以下哪个不是动态窗口法的特点？（）

A.实时性较好

B.适用于非完整约束

C.路径质量较差

D.计算复杂度较高

15.在机器人导航中，以下哪个坐标系主要用于描述机器人的运动？（）

A.世界坐标系

B.机器人坐标系

C.相机坐标系

D.速度坐标系

16.以下哪个不是VFH（可视性图）算法的优点？（）

A.实时性较好

B.适用于局部路径规划

C.路径质量较差

D.计算复杂度较低

17.在机器人智能导航中，以下哪个环节主要用于识别环境中的障碍物？（）

A.传感器数据预处理

B.地图构建

C.路径规划

D.轨迹跟踪

18.以下哪个不是机器视觉在机器人导航中的应用？（）

A.障碍物检测

B.地面检测

C.路径规划

D.机器人定位

19.以下哪个不是SLAM（同时定位与地图构建）技术的主要任务？（）

A.定位

B.地图构建

C.路径规划

D.障碍物检测

20.以下哪个不是激光雷达在机器人导航中的应用？（）

A.障碍物检测

B.地图构建

C.路径规划

D.轨迹跟踪

二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.以下哪些是机器人路径规划中常用的启发式函数？（）

A.曼哈顿距离

B.欧几里得距离

C.对角线距离

D.旅行商问题的解

2.机器人导航中，哪些传感器可以用于地形检测？（）

A.激光雷达

B.摄像头

C.超声波传感器

D.触觉传感器

3.以下哪些算法可以用于全局路径规划？（）

A.A*算法

B.Dijkstra算法

C.BFS算法

D.RRT算法

4.以下哪些算法可以用于局部路径规划？（）

A.VFH算法

B.RRT算法

C.D*算法

D.动态窗口法

5.以下哪些是RRT算法的优点？（）

A.适用于高维空间

B.节点扩展速度快

C.可以找到较优路径

D.对初始状态敏感

6.以下哪些方法可以用于改善路径平滑度？（）

A.贝塞尔曲线

B.B样条曲线

C.人工势场法

D.动态窗口法

7.在机器人导航中，坐标变换包括哪些类型？（）

A.世界坐标系到机器人坐标系的变换

B.机器人坐标系到速度坐标系的变换

C.相机坐标系到世界坐标系的变换

D.速度坐标系到机器人坐标系的变换

8.以下哪些是动态环境路径规划的特点？（）

A.环境变化快

B.需要实时更新路径

C.对算法实时性要求高

D.通常使用静态路径规划算法

9.以下哪些技术可以用于机器人定位？（）

A.SLAM

B.GPS

C.视觉里程计

D.惯性导航系统

10.以下哪些是ProMP算法的特点？（）

A.适用于复杂环境

B.路径质量高

C.实时性较差

D.计算复杂度低

11.以下哪些传感器数据可以用于地图构建？（）

A.激光雷达

B.摄像头

C.超声波传感器

D.IMU（惯性测量单元）

12.以下哪些方法可以用于避障？（）

A.人工势场法

B.VFH算法

C.动态窗口法

D.A*算法

13.以下哪些是机器视觉在机器人导航中的应用？（）

A.障碍物检测

B.地面检测

C.路径规划

D.机器人定位

14.以下哪些是SLAM技术的挑战？（）

A.数据关联

B.传感器噪声

C.计算资源限制

D.实时性要求

15.以下哪些是激光雷达的优势？（）

A.精确的测距能力

B.较大的感知范围

C.对光照条件不敏感

D.成本较低

16.以下哪些因素会影响路径规划算法的性能？（）

A.算法的计算复杂度

B.环境的复杂度

C.传感器的精度

D.机器人的运动学约束

17.以下哪些是自主移动机器人导航的基本组成部分？（）

A.定位

B.地图构建

C.路径规划

D.控制系统

18.以下哪些技术可以用于路径跟踪？（）

A.PID控制

B.LQR（线性二次调节器）

C.模型预测控制

D.人工势场法

19.以下哪些是路径规划中的优化目标？（）

A.路径长度

B.路径平滑度

C.避障能力

D.计算效率

20.以下哪些是机器人导航系统中的主要挑战？（）

A.实时性

B.精确性

C.可靠性

D.算法的通用性

三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）

1.在机器人路径规划中，A*算法是一种____启发式搜索算法。（）

2.机器人的____是指机器人在环境中的位置和方向。（）

3.SLAM的全称是____。（）

4.在RRT算法中，____节点是通过随机采样生成的。（）

5.机器人导航中，____传感器通常用于检测机器人与地面之间的距离。（）

6.动态窗口法主要适用于解决机器人的____约束问题。（）

7.在路径规划中，____是指机器人从一个位置移动到另一个位置而不会碰到障碍物的路径。（）

8.机器人控制系统中的PID控制器包括____、____和____三个部分。（）

9.在机器人导航中，____是指机器人能够识别和理解其周围环境的能力。（）

10.机器人路径规划的目标之一是找到一条从起点到终点的____路径。（）

四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.机器人的路径规划只需要考虑全局规划，不需要考虑局部规划。（）

2.A*算法一定会找到最短路径。（）

3.SLAM技术可以同时完成地图构建和定位。（）

4.RRT算法在所有情况下都能找到最优解。（）

5.激光雷达在光照条件差的环境下也能正常工作。（）

6.人工势场法主要用于全局路径规划。（）

7.VFH算法可以实时地处理动态环境中的路径规划问题。（）

8.机器人的控制系统不需要考虑动力学模型。（）

9.ProMP算法的计算复杂度一定高于RRT算法。（）

10.在机器人导航中，路径跟踪和路径规划是完全独立的过程。（）

五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）

1.请简述机器人路径规划中全局路径规划和局部路径规划的主要区别，并给出各自适用的场景。

2.描述SLAM技术的基本原理，并说明其在机器人导航中的作用。

3.详细说明RRT算法的基本步骤，并分析其在路径规划中的优势与局限性。

4.论述动态窗口法在机器人局部路径规划中的应用，以及它如何解决非完整约束问题。

标准答案

一、单项选择题

1.D

2.D

3.A

4.B

5.D

6.D

7.A

8.D

9.C

10.C

11.A

12.C

13.D

14.D

15.B

16.C

17.A

18.D

19.C

20.D

二、多选题

1.ABC

2.AB

3.AB

4.AD

5.AB

6.AB

7.ABC

8.ABC

9.ABCD

10.ABC

11.ABCD

12.ABC

13.ABCD

14.ABC

15.ABC

16.ABCD

17.ABCD

18.ABC

19.ABC

20.ABCD

三、填空题

1.启发式

2.定位

3.同时定位与地图构建

4.随机

5.超声波传感器

6.非完整

7.安全路径

8.PID

9.环境感知

10.最短

四、判断题

1.×

2.×

3.√

4.×

5.√

6.×

7.×

8.×

9.√

10.×

五、主观题（参考）

1.全局路径规划是在已知环境中寻找从起点到终点的最优路径，适用于环境变化不大的情