2025 年高职工业机器人技术（机器人路径规划）技能测试卷

2025年高职工业机器人技术（机器人路径规划）技能测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.机器人路径规划中，全局路径规划主要是确定（）。A.机器人从起点到终点的大致路线B.机器人在局部环境中的具体动作C.机器人避开障碍物的策略D.机器人的速度控制2.以下哪种算法常用于全局路径规划（）。A.A算法B.PID算法C.模糊控制算法D.神经网络算法3.局部路径规划的目的是（）。A.找到全局最优路径B.在动态环境中实时调整路径C.确定机器人的初始位置D.规划机器人的工作任务4.机器人路径规划时，若环境中存在多个静态障碍物，采用（）算法能较好地避开。A.Dijkstra算法B.人工势场法C.遗传算法D.蚁群算法5.路径平滑处理的作用是（）。A.使路径更美观B.减少机器人运动时的振动C.提高路径规划的效率D.增加路径的复杂度6.对于复杂环境下的机器人路径规划，（）方法更具优势。A.基于模型的方法B.基于传感器的方法C.基于搜索的方法D.基于学习的方法7.机器人路径规划中，路径的可行性评估主要考虑（）。A.路径长度B.机器人的负载能力C.环境的稳定性D.以上都是8.当机器人路径规划遇到动态障碍物时，（）策略能快速响应。A.预测障碍物运动轨迹B.立即停止运动C.随机改变路径D.等待障碍物消失9.以下不属于路径规划性能指标的是（）。A.路径长度B.规划时间C.机器人成本D.成功率10.机器人路径规划中，若起点和终点位置固定，环境变化不大，（）算法可以提高规划效率。A.预计算法B.模拟退火算法C.粒子群算法D.禁忌搜索算法二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内）1.机器人路径规划的主要影响因素包括（）。A.环境因素B.机器人自身性能C.任务要求D.操作人员经验2.全局路径规划算法的特点有（）。A.计算量较大B.适用于大规模环境C.实时性要求高D.能找到全局最优解3.局部路径规划中常用的传感器有（）。A.激光雷达B.摄像头C.超声波传感器D.编码器4.路径规划中，优化路径的方法有（）。A.减少路径中的拐点B.降低路径与障碍物的距离C.调整路径的方向D.增加路径的分支5.机器人路径规划在以下哪些领域有广泛应用（）。A.工业生产B.物流配送C.医疗手术D.智能家居三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，在括号内打“√”或“×”）1.机器人路径规划只需要考虑起点和终点，不需要考虑中间过程。（）2.全局路径规划算法在简单环境下效率更高。（）3.局部路径规划可以不依赖全局路径规划单独进行。（）4.人工势场法容易陷入局部最优。（）5.路径规划中，路径长度越短越好。（）6.机器人路径规划的结果与环境模型的准确性无关。（）7.基于学习的路径规划方法需要大量的训练数据。（）8.路径规划时，机器人的速度可以随意设定。（）9.动态环境下的路径规划比静态环境下更复杂。（）10.路径规划算法的选择只取决于环境的复杂度。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答问题）1.简述全局路径规划和局部路径规划的区别与联系。2.举例说明一种常用的局部路径规划算法及其原理。3.机器人路径规划中，如何评估路径的安全性？五、综合分析题（总共2题，每题20分，请结合所学知识进行分析解答）1.假设一个工业场景中，机器人需要在一个有多个静态障碍物的车间内搬运货物，起点和终点固定。请设计一个路径规划方案，包括选择合适的算法，并说明理由。2.当机器人路径规划应用于物流配送场景时，会遇到哪些特殊的挑战？如何应对这些挑战？答案：一、单项选择题1.A2.A3.B4.B5.B6.D7.D8.A9.C10.A二、多项选择题1.ABC2.ABD3.ABC4.AC5.ABCD三、判断题1.×2.×3.×4.√5.×6.×7.√8.×9.√10.×四、简答题1.区别：全局路径规划是在已知环境地图的基础上，寻找从起点到终点的全局最优路径，不考虑实时动态变化；局部路径规划是在机器人运动过程中，根据传感器实时获取的环境信息，对全局路径进行调整，以避开障碍物等动态情况。联系：局部路径规划是在全局路径规划的基础上进行的，全局路径为局部路径规划提供了一个初始的参考框架。2.例如人工势场法。原理：将机器人在环境中的位置视为粒子，环境中的障碍物和目标点产生虚拟的引力和斥力场。引力使机器人趋向目标点，斥力使机器人避开障碍物，通过计算粒子在这两种力场作用下的合力，来确定机器人的运动方向，从而实现局部路径规划。3.评估路径安全性可从以下方面：检查路径与障碍物的距离是否足够，避免碰撞；考虑机器人运动过程中的稳定性，防止因路径不合理导致摔倒等；评估路径是否符合机器人自身的性能限制，如速度、负载等；分析路径是否避开了环境中的危险区域，如高温、高压等。五、综合分析题1.可选用A算法进行全局路径规划。理由：A算法能在复杂环境中较快地找到从起点到终点的较优路径，对于有多个静态障碍物的车间环境，它可以根据环境地图进行高效搜索。然后结合人工势场法进行局部路径规划，当机器人在执行全局路径过程中遇到新出现的障碍物或其他动态情况时，人工势场法能实时调整路径，避开障碍物，保证机器人顺利搬运货物到达终点。2.物流配送场景的特殊挑战：配送区域大且复杂，存在大量动态障碍物如行人、车辆等；配送任务具有时效性要求，需要快速规划路径；货物的多样