工业机器人视觉系统运维技师（中级）考试试卷及答案

工业机器人视觉系统运维技师（中级）考试试卷及答案一、填空题（每题1分，共10分）1.工业机器人视觉系统中，常用的面阵相机感光元件类型主要有CCD和______。（答案：CMOS）2.视觉标定的核心目的是建立______与图像坐标系之间的映射关系。（答案：世界坐标系）3.工业视觉系统中，用于消除镜头畸变的方法通常是______标定。（答案：畸变）4.视觉系统与机器人控制器常用的通信协议有Profinet、EtherNet/IP和______。（答案：ModbusTCP）5.图像处理的基本步骤包括图像采集、预处理、特征提取和______。（答案：决策/识别）6.标定板常用的图案是______棋盘格。（答案：黑白）7.工业视觉中，测量精度主要取决于相机分辨率、镜头焦距和______。（答案：工作距离）8.视觉系统的光源类型中，______光源常用于消除表面反光。（答案：环形）9.机器人视觉引导中，需将视觉检测到的目标坐标转换为______坐标系下的坐标。（答案：机器人基）10.视觉系统故障排查中，若图像模糊，首先检查______是否正确。（答案：焦距）二、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种相机适合高速运动目标检测？A.全局快门相机B.卷帘快门相机C.CMOS相机D.CCD相机（答案：A）2.视觉标定中，棋盘格的角点检测算法不包括？A.Harris算法B.SUSAN算法C.Canny算法D.亚像素算法（答案：C）3.工业视觉系统中，光源控制器的主要作用是？A.调节光源亮度B.转换通信协议C.存储图像数据D.处理图像算法（答案：A）4.机器人视觉引导的核心是？A.图像采集B.坐标转换C.特征匹配D.光源控制（答案：B）5.以下哪种畸变属于镜头径向畸变？A.桶形畸变B.透视畸变C.倾斜畸变D.运动畸变（答案：A）6.视觉系统中，若图像出现拖影，最可能的原因是？A.光源亮度不足B.快门速度太慢C.镜头焦距不对D.标定错误（答案：B）7.工业视觉常用的特征匹配方法不包括？A.模板匹配B.特征点匹配C.深度学习匹配D.颜色匹配（答案：D）8.视觉系统与PLC通信时，数据传输的单位通常是？A.像素B.字节C.坐标值D.图像帧（答案：B）9.标定板的尺寸精度要求应______视觉系统的测量精度。A.高于B.等于C.低于D.无关（答案：A）10.以下哪种故障属于视觉系统硬件故障？A.算法识别错误B.通信超时C.镜头损坏D.标定参数错误（答案：C）三、多项选择题（每题2分，共20分）1.工业视觉系统的主要组成部分包括？A.相机B.镜头C.光源D.图像处理器E.标定板（答案：ABCD）2.视觉标定的类型包括？A.相机内参标定B.外参标定C.手眼标定D.畸变标定E.颜色标定（答案：ABCD）3.图像处理预处理方法包括？A.滤波B.二值化C.边缘检测D.特征提取E.图像增强（答案：ABE）4.工业视觉常用的光源类型有？A.环形光源B.条形光源C.面光源D.点光源E.紫外光源（答案：ABCD）5.机器人视觉引导的应用场景包括？A.零件定位B.焊缝跟踪C.物料分拣D.缺陷检测E.路径规划（答案：ABCDE）6.视觉系统故障排查的步骤包括？A.现象观察B.硬件检查C.软件测试D.标定验证E.通信检查（答案：ABCDE）7.手眼标定的类型包括？A.Eye-in-HandB.Eye-to-HandC.固定标定D.动态标定E.静态标定（答案：AB）8.影响视觉系统测量精度的因素有？A.相机分辨率B.镜头畸变C.工作距离D.光源稳定性E.标定精度（答案：ABCDE）9.工业视觉中常用的图像格式有？A.BMPB.JPEGC.PNGD.RAWE.TIFF（答案：ABCD）10.视觉系统与机器人控制器的连接方式包括？A.以太网B.串口C.现场总线D.无线WiFiE.蓝牙（答案：ABCD）四、判断题（每题2分，共20分）1.卷帘快门相机在高速运动时不会出现拖影。（答案：×）2.手眼标定中，Eye-in-Hand是相机安装在机器人末端。（答案：√）3.图像二值化是将图像转换为只有黑白两种颜色的图像。（答案：√）4.镜头的焦距越长，视野范围越大。（答案：×）5.视觉系统的光源亮度越高，图像质量越好。（答案：×）6.畸变标定只能消除径向畸变，不能消除切向畸变。（答案：×）7.模板匹配适合目标有明显形状特征的场景。（答案：√）8.视觉系统的标定精度与标定板的摆放次数无关。（答案：×）9.工业视觉系统可以检测零件的尺寸缺陷和外观缺陷。（答案：√）10.通信超时故障一定是视觉系统硬件问题导致的。（答案：×）五、简答题（每题5分，共20分）1.简述工业机器人视觉系统手眼标定的两种主要类型及应用场景。（答案：手眼标定主要分为Eye-in-Hand（相机在机器人末端）和Eye-to-Hand（相机固定）两种。Eye-in-Hand：相机随机器人末端运动，能近距离、多角度检测目标，适合小范围高精度定位（如精密装配），需标定机器人末端与相机的相对位置。Eye-to-Hand：相机固定在外部，可覆盖大区域，适合流水线物料分拣、焊缝跟踪，标定相机与机器人基坐标系的相对位置，无需相机随动，稳定性高。两种类型需根据应用场景的精度、范围需求选择。）2.视觉系统图像模糊的常见原因及排查步骤？（答案：常见原因包括：1.镜头焦距未调准；2.相机与目标工作距离不在镜头景深内；3.光源亮度不足或角度不对导致对比度低；4.相机快门速度太慢（运动模糊）；5.镜头或相机感光元件有灰尘。排查步骤：①观察模糊类型（静态/运动），若运动模糊则调快快门；②检查镜头焦距，重新对焦；③调整光源亮度/角度，提高对比度；④清洁镜头/感光元件；⑤若仍模糊，验证标定是否正确（如畸变标定）。）3.简述工业视觉图像处理中“特征提取”的定义及常用特征类型。（答案：特征提取是从预处理后的图像中提取能代表目标本质的信息，用于后续识别/测量。常用特征包括：①几何特征：如目标的面积、周长、长宽比、圆心、角点；②纹理特征：如灰度共生矩阵（GLCM）描述的纹理粗糙度、方向性；③颜色特征：如目标的RGB均值、HSV色域分布；④形状特征：如傅里叶描述子、矩不变量（不受旋转缩放影响）。特征提取需根据目标特点选择，如零件定位用几何特征，缺陷检测用纹理/形状特征。）4.视觉系统与机器人控制器通信异常的常见原因及解决方法？（答案：常见原因：1.网络连接松动（以太网/现场总线）；2.通信协议配置错误（如ProfinetIP不匹配）；3.控制器或视觉系统端口未开启；4.数据格式不兼容（如机器人接收数据类型与视觉输出不符）；5.干扰（现场电磁干扰）。解决方法：①检查物理连接，重新插拔网线/总线；②核对双方协议参数（IP、端口、数据长度）；③确认端口开启（如防火墙设置）；④统一数据格式（如转换为机器人支持的浮点型）；⑤增加屏蔽层减少电磁干扰，更换抗干扰线缆。）六、讨论题（每题5分，共10分）1.如何在工业现场提高机器人视觉系统的稳定性？（答案：提高视觉系统稳定性需从硬件、软件、环境三方面入手。硬件：选择工业级相机/镜头（抗震动、宽温），使用稳定光源（如LED环形光源，避免频闪），采用抗干扰通信线缆（屏蔽线）；软件：定期备份标定参数，优化算法（如增加鲁棒性模板匹配），设置通信超时重连机制；环境：控制现场光照（避免直射光、反光），保持相机/镜头清洁（定期除尘），减少振动（安装减震支架），稳定工作距离（固定安装位置）。此外，定期维护（如检查光源寿命、校准标定板）可预防故障，保障长期稳定运行。）2.对比分析Eye-in-Hand和Eye-to-Hand两种手眼标定方案的优缺点。（答案：Eye-in-Hand优点：近距离检测精度高，可灵活调整视角（随机器人末端运动），适合小零件精密装配；缺点：相机随动增加机器人负载，易受振动影响，标定复杂（需考虑末端运动误差）。Eye-to-Hand优点