工业机器人路径规划工程师岗位招聘考试试卷及答案

工业机器人路径规划工程师岗位招聘考试试卷及答案试题部分一、填空题（每题1分，共10分）1.工业机器人常用的基础坐标系是______。2.路径规划的核心目标之一是找到从起点到终点的______路径。3.A算法的核心是利用______函数引导搜索方向。4.关节空间路径规划的输入是______，输出是关节角度序列。5.DH参数用于描述______之间的相对位置和姿态关系。6.工业机器人避障分为静态避障和______避障两类。7.运动学逆解是已知末端笛卡尔坐标和姿态，求解______的过程。8.机器人末端能到达的所有空间范围称为______。9.路径平滑常用的曲线拟合方法有______（举1例即可）。10.常用的工业机器人离线编程软件有______（举1例即可）。二、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下属于启发式路径规划算法的是（）A.Dijkstra算法B.A算法C.RRT算法D.以上都是2.关节空间路径规划的主要优势是（）A.保证末端笛卡尔轨迹精确B.计算量小C.易处理复杂几何约束D.实时性差3.运动学逆解存在的前提是雅可比矩阵（）A.奇异B.非奇异C.满秩D.B和C4.以下用于环境表示的是（）A.栅格地图B.点云C.网格模型D.以上都是5.以下不属于路径规划算法的是（）A.PID控制B.AC.RRTD.DWA6.笛卡尔空间路径规划的输出是（）A.关节角度序列B.笛卡尔坐标序列C.工具坐标系数据D.运动速度7.六轴工业机器人的逆解个数一般为（）A.4个B.6个C.8个D.12个8.路径平滑中，用于拟合轨迹的常用曲线是（）A.直线B.正弦曲线C.B样条曲线D.抛物线9.离线编程的主要优势是（）A.无需实际机器人即可规划路径B.精度更高C.实时性更好D.成本更低10.工业机器人重复定位精度的常用单位是（）A.mmB.cmC.μmD.m三、多项选择题（每题2分，共20分）1.路径规划的核心要求包括（）A.避障B.路径最短C.轨迹平滑D.实时性E.动力学约束2.关节空间路径规划的步骤包括（）A.笛卡尔轨迹点生成B.关节插值C.运动学正解验证D.路径平滑E.速度规划3.常用的全局路径规划算法有（）A.AB.DijkstraC.RRTD.DWAE.APF4.局部路径规划算法包括（）A.DWAB.APFC.RRTD.AE.人工势场法5.DH参数的组成部分包括（）A.连杆长度aB.连杆扭转角αC.关节角θD.连杆偏移dE.关节速度6.工业机器人避障的关键步骤包括（）A.环境感知B.障碍物建模C.路径重规划D.运动控制E.精度校准7.运动学逆解的应用场景有（）A.末端轨迹跟踪B.关节角度控制C.离线编程D.动力学仿真E.故障诊断8.离线编程的流程包括（）A.机器人建模B.环境建模C.路径规划D.仿真验证E.代码生成9.路径规划的约束条件包括（）A.关节极限B.速度极限C.加速度极限D.末端姿态约束E.障碍物约束10.工业机器人常用的坐标系有（）A.基坐标系B.工具坐标系C.工件坐标系D.关节坐标系E.世界坐标系四、判断题（每题2分，共20分）1.A算法是Dijkstra算法的改进，引入了启发函数（）2.关节空间路径规划比笛卡尔空间路径规划计算量更小（）3.所有机器人位置下运动学逆解都存在（）4.RRT算法是概率完备的路径规划算法（）5.离线编程需要连接实际机器人才能进行路径规划（）6.机器人工作空间是末端执行器能到达的所有空间范围（）7.路径规划只需考虑几何约束，无需考虑动力学约束（）8.人工势场法（APF）容易陷入局部极小值（）9.六轴工业机器人具有6个独立自由度（）10.DH参数用于描述相邻连杆的相对位姿关系（）五、简答题（每题5分，共20分）1.简述关节空间路径规划与笛卡尔空间路径规划的区别。2.简述A算法的基本原理及核心优势。3.简述工业机器人避障的基本流程。4.简述离线编程在工业机器人路径规划中的作用。六、讨论题（每题5分，共10分）1.动态环境下工业机器人路径规划面临哪些挑战？可采取哪些解决措施？2.如何平衡工业机器人路径规划的实时性与路径质量（如最短、平滑）？答案部分一、填空题答案1.基坐标系（或世界坐标系）2.最短（或最优）3.启发（或估价）4.关节角度（或起点、终点关节值）5.相邻连杆（或连杆i与连杆i+1）6.动态7.关节角度（或关节变量）8.工作空间9.B样条曲线（或贝塞尔曲线、多项式曲线）10.RobotStudio（或RobotArt、KUKASimPro）二、单项选择题答案1.B2.B3.D4.D5.A6.B7.C8.C9.A10.A三、多项选择题答案1.ABCDE2.BCDE3.ABC4.ABCE5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABCDE9.ABCDE10.ABCDE四、判断题答案1.√2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.√9.√10.√五、简答题答案1.关节空间规划：输入关节角度，输出关节序列；无笛卡尔约束，计算快，易满足关节极限，但末端轨迹不精确；适用于简单轨迹。笛卡尔空间规划：输入末端笛卡尔位姿，输出笛卡尔序列；需逆解，计算量大，末端轨迹精确，易处理复杂几何约束，但易超关节极限；适用于高精度轨迹。2.原理：通过估价函数f(n)=g(n)+h(n)引导搜索，g(n)为起点到当前点成本，h(n)为当前点到终点启发成本，优先扩展f(n)最小的节点。优势：启发函数减少搜索空间，比Dijkstra更快；h(n)≤实际成本时保证最优路径；适用于静态环境全局规划。3.①环境感知：激光雷达、视觉等传感器获取障碍物信息；②障碍物建模：转化为栅格/点云模型；③路径规划：全局规划初步路径，局部规划实时避障；④路径验证：检查碰撞；⑤运动控制：输出避障轨迹到机器人。4.①无需占用实际机器人，提高生产效率；②虚拟环境测试复杂路径，避免实际碰撞；③优化路径（最短、平滑），提升精度；④支持多机器人协作规划；⑤自动生成代码，减少人工工作量。六、讨论题答案1.挑战：动态障碍物实时移动、环境变化快、实时性要求高、局部极小值问题。措施：①局部规划算法（DWA、RRT）实时更新路径；②多传感器融合感知动态障碍物；③卡尔曼滤波预测障碍物运动；④全局-局部分层规划（全局低频更新，局部高频调整）；⑤改进APF