2026年博二机器人工程测试试卷

2026年博二机器人工程测试试卷考试时长：120分钟满分：100分一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.下列哪种传感器常用于检测机器人关节的旋转角度？A.温度传感器B.光纤传感器C.编码器D.压力传感器2.在机器人运动学中，正向运动学主要解决的问题是？A.根据关节角度计算末端执行器位置B.根据末端执行器位置反推关节角度C.优化机器人路径规划D.提高机器人控制精度3.以下哪种算法不属于机器人路径规划的经典方法？A.A算法B.Dijkstra算法C.RRT算法D.K-means聚类算法4.机器人控制系统中的PID控制器，其“P”代表什么？A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.滤波控制5.以下哪种传感器不适合用于机器人避障？A.超声波传感器B.毫米波雷达C.温度传感器D.红外传感器6.机器人操作臂的“刚度”是指？A.机器人运动的快速性B.机器人抵抗外力的能力C.机器人关节的精度D.机器人重复定位精度7.在ROS（机器人操作系统）中，用于发布话题消息的节点称为？A.SubscriberB.PublisherC.ServiceD.Action8.以下哪种机器人运动学模型属于开链模型？A.闭链运动学B.空间运动学C.串联运动学D.并联运动学9.机器人视觉系统中，用于校正图像畸变的算法是？A.SIFT算法B.ORB算法C.相机标定D.光流法10.以下哪种技术不属于软体机器人研究范畴？A.形态记忆合金B.仿生机械结构C.传统电机驱动D.柔性传感器二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.机器人控制系统中的“前馈控制”主要用于补偿______。2.机器人操作臂的“工作空间”是指______。3.ROS中，用于处理服务请求的节点称为______。4.机器人运动学中，雅可比矩阵主要用于______。5.机器人的“逆运动学”问题是指______。6.机器人避障中，______算法通过概率方法快速生成可行路径。7.机器人控制中的“零点”是指______。8.机器人视觉中的“特征点检测”算法如SIFT、SURF等属于______。9.机器人的“动力学”研究的是______。10.软体机器人常用的驱动材料包括______和______。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.机器人的“正向运动学”和“逆运动学”是互逆问题。（）2.机器人的“工作空间”和“可达空间”是同一个概念。（）3.PID控制器中的“D”项主要用于抑制系统振荡。（）4.机器人的“刚度”越高，其运动越灵活。（）5.ROS中的“话题”和“服务”是同一概念。（）6.机器人的“闭环控制”是指仅依赖反馈信号的控制方式。（）7.机器人的“运动学”和“动力学”是同一概念。（）8.机器人的“避障算法”中，Dijkstra算法比A算法更高效。（）9.机器人的“视觉系统”只能用于识别物体，不能用于测量距离。（）10.软体机器人比传统刚性机器人更容易实现人机协作。（）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述机器人运动学中正向运动学和逆运动学的区别。2.解释机器人控制系统中“前馈控制”的作用。3.列举三种常见的机器人传感器类型，并简述其应用场景。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.假设一个2自由度平面机器人操作臂的关节参数如下：-关节1：长度1m，角度θ1-关节2：长度0.8m，角度θ2请写出其正向运动学方程，并计算当θ1=30°，θ2=45°时末端执行器的笛卡尔坐标。2.设计一个简单的机器人避障策略，要求：-描述避障算法的基本流程。-列举至少两种传感器在避障中的应用方式。-说明如何通过传感器数据调整机器人运动方向。【标准答案及解析】一、单选题答案1.C2.A3.D4.A5.C6.B7.B8.C9.C10.C解析：1.C编码器是测量旋转角度的常用传感器。2.A正向运动学计算末端位置，逆运动学反推关节角度。3.DK-means聚类算法用于数据分组，非路径规划。4.APID中的P代表比例控制。5.C温度传感器不用于避障。6.B刚度指抵抗外力变形的能力。7.BPublisher发布消息，Subscriber订阅消息。8.C串联运动学属于开链模型。9.C相机标定用于校正畸变。10.C传统电机驱动不属于软体机器人技术。二、填空题答案1.干扰力2.机器人末端可达的最大空间区域3.ServiceServer4.运动学映射5.根据末端位置反推关节角度6.RRT（快速随机树）7.控制输入使系统输出为零的点8.特征提取9.机器人运动与力的关系10.形态记忆合金、介电弹性体三、判断题答案1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.×8.×9.×10.√解析：2.×工作空间是可达空间，但可达空间更广泛。5.×话题用于消息传递，服务用于请求-响应。6.×闭环控制依赖反馈和前馈。7.×运动学研究位置关系，动力学研究力与运动。8.×A算法更优，考虑启发式。9.×视觉系统可测距离（如立体视觉）。四、简答题答案1.正向运动学根据关节角度计算末端位置，逆运动学根据末端位置反推关节角度。2.前馈控制用于补偿系统可预测的干扰，提高控制精度。3.常见传感器：-超声波传感器：测距（避障）。-力矩传感器：测量交互力（抓取）。-温度传感器：监控关节过热（安全）。五、应用题答案1.正向运动学方程：x=l1·cosθ1+l2·cos(θ1+θ2)y=l1·sinθ1+l2·sin(θ1+θ2)计算结果：x≈1.28m，y≈0.94m2.避障策略：流程：①检测传感器数据（如超声波）。②判断障碍物距离和方向。③调整关节角度避开障碍。传感器应用：-超声波测距，红外检测存在。运动调整：减小朝向障碍的关节角，增大反向关节角。【评分标准】