机器人工程师岗位面试题及编程含答案

2026年机器人工程师岗位面试题及编程含答案一、选择题（共5题，每题2分，合计10分）1.在机器人运动控制中，以下哪种算法常用于路径规划？A.深度优先搜索（DFS）B.A算法C.贪心算法D.快速傅里叶变换（FFT）2.以下哪种传感器常用于检测机器人的姿态？A.温度传感器B.压力传感器C.IMU（惯性测量单元）D.超声波传感器3.在ROS（机器人操作系统）中，用于发布消息的节点称为？A.SubscriberB.PublisherC.ServiceD.Action4.以下哪种编程语言在工业机器人编程中应用最广泛？A.PythonB.C++C.JavaD.Scratch5.在协作机器人（Cobot）设计中，以下哪项安全标准最为重要？A.ISO10218B.ISO13849C.IEC61508D.ANSI/RIAR15.06二、填空题（共5题，每题2分，合计10分）1.机器人的运动学分为__运动学__和__运动学__。2.在机器人控制中，PID控制器由__比例__、__积分__和__微分__三个部分组成。3.ROS中，用于服务通信的节点类型是__Service__。4.机器人的传感器主要包括__视觉__、__力__和__触觉__传感器。5.工业机器人常用的编程语言有__RAPID__和__KRL__。三、简答题（共5题，每题4分，合计20分）1.简述机器人逆运动学问题的求解方法及其应用场景。2.解释什么是机器人协作（Cobot）？其与传统工业机器人的主要区别是什么？3.ROS中的话题（Topic）通信机制如何工作？请简述其优缺点。4.在机器人控制中，什么是前馈控制？其作用是什么？5.简述机器视觉在机器人应用中的主要作用及常见挑战。四、编程题（共3题，合计60分）题目1：机器人运动学逆解计算（20分）假设一个平面2自由度（2-DOF）机械臂的DH参数如下：-d1=0,a1=1,α1=0-d2=0,a2=0.5,α2=-π/2请编写Python代码，计算当末端执行器的目标位姿为（x=1.5,y=0.5,θ=π/4）时，关节角度θ1和θ2的值。题目2：ROS消息发布与订阅（20分）在ROS中，请完成以下任务：1.编写一个Python节点，发布名为`robot_status`的话题，消息类型为`std_msgs/String`，每秒发布一次“机器人运行正常”。2.编写另一个Python节点，订阅`robot_status`话题，并在收到消息时打印消息内容。题目3：PID控制器实现（20分）编写C++代码实现一个简单的PID控制器，输入为机器人末端执行器的实际位置`pos`，目标位置`target`，输出为控制电压`voltage`。参数如下：-Kp=1.0,Ki=0.1,Kd=0.05-采样时间=0.1秒要求：1.计算误差`error=target-pos`。2.累积误差`integral+=errordt`。3.微分误差`derivative=(error-last_error)/dt`。4.输出控制电压`voltage=Kperror+Kiintegral+Kdderivative`。答案及解析一、选择题答案1.B(A算法常用于路径规划，结合启发式搜索提高效率。)2.C(IMU用于测量加速度和角速度，通过积分计算姿态。)3.B(Publisher在ROS中负责发布消息。)4.B(C++在工业机器人中性能更优，常用。)5.A(ISO10218是工业机器人安全标准的核心。)二、填空题答案1.正运动学，逆运动学2.比例，积分，微分3.Service4.视觉，力，触觉5.RAPID，KRL三、简答题答案1.逆运动学求解方法及应用：-求解方法：通常通过解析法（公式推导）或数值法（如牛顿法）实现。-应用场景：用于控制机器人到达指定位置，如装配、抓取任务。2.机器人协作与区别：-协作机器人（Cobot）可安全与人近距离交互，无需安全围栏。-区别：传统机器人需隔离，Cobot需满足ISO10218-2安全标准。3.ROS话题通信机制：-工作原理：发布者（Publisher）向话题发送消息，订阅者（Subscriber）接收消息。-优点：松耦合，可扩展性强。缺点：消息延迟不可控。4.前馈控制：-定义：基于系统模型预测输入，补偿系统滞后。-作用：提高控制精度，减少超调。5.机器视觉作用及挑战：-作用：目标识别、定位、缺陷检测。-挑战：光照变化、复杂背景干扰。四、编程题答案题目1：机器人运动学逆解（Python）pythonimportnumpyasnpdefinverse_kinematics(x,y,theta):a1,a2=1.0,0.5alpha1,alpha2=0,-np.pi/2DH参数转换为旋转和平移矩阵T1=np.array([[np.cos(theta1),-np.sin(theta1),0,a1],[np.sin(theta1),np.cos(theta1),0,0],[0,0,1,0],[0,0,0,1]])T2=np.array([[np.cos(theta2),-np.sin(theta2),0,a2],[np.sin(theta2),np.cos(theta2),0,0],[0,0,1,0],[0,0,0,1]])T=T1@T2pos=T[:3,3]解方程theta1=np.arctan2(y,x)r=np.sqrt(x2+y2)theta2=np.arccos((r2-a12-a22)/(2a1a2))returntheta1,theta2x,y,theta=1.5,0.5,np.pi/4print(f"theta1:{theta1:.2f},theta2:{theta2:.2f}")题目2：ROS消息发布与订阅（Python）python!/usr/bin/envpython3importrospyfromstd_msgs.msgimportStringdeftalker():pub=rospy.Publisher('robot_status',String,queue_size=10)rospy.init_node('robot_status_publisher',anonymous=True)rate=rospy.Rate(1)#1Hzwhilenotrospy.is_shutdown():hello_str="机器人运行正常"rospy.loginfo(hello_str)pub.publish(hello_str)rate.sleep()deflistener():rospy.init_node('robot_status_listener',anonymous=True)sub=rospy.Subscriber('robot_status',String,callback)rospy.spin()defcallback(data):rospy.loginfo(f"收到消息:{data.data}")if__name__=='__main__':try:talker()exceptrospy.ROSInterruptException:pass题目3：PID控制器（C++）cppinclude<iostream>include<chrono>classPIDController{public:PIDController(doublekp,doubleki,doublekd,doubledt):kp(kp),ki(ki),kd(kd),dt(dt),integral(0.0),last_error(0.0){}doublecompute(doubletarget,doublepos){doubleerror=target-pos;integral+=errordt;doublederivative=(error-last_error)/dt;last_error=error;returnkperror+kiintegral+kdderivative;}private:doublekp,ki,kd,dt;doubleintegral,last_error;};intmain(){PIDControllerpid(1.0,0.1,0.05,0.1);doubletarget=1.0,