2026年机器人编程竞赛题库及答案

2026年机器人编程竞赛题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在ROS2中，下列哪条命令可正确启动turtlesim仿真节点并指定其命名空间为/ns1？A.`ros2runturtlesimturtlesim_node--namespace/ns1`B.`ros2runturtlesimturtlesim_node--ns/ns1`C.`ros2runturtlesimturtlesim_node--remap__ns:=/ns1`D.`ros2runturtlesimturtlesim_node--ros-args--remap__ns:=/ns1`答案：D2.某六自由度机械臂采用D-H法建模，已知连杆i的θi=90°、αi=90°、ai=0、di=0.3m，则其齐次变换矩阵i-1Ti中第3行第4列元素为A.0B.0.3C.1D.−0.3答案：A3.在强化学习中，若采用ε-greedy策略且ε=0.15，则智能体在第k步选择随机动作的概率为A.0.15B.0.85C.0.15/|A|D.0.15·|A|答案：A4.关于MoveIt!碰撞检测，下列说法正确的是A.默认使用FCL库，支持连续碰撞检测B.仅支持离散碰撞检测，无法避免“隧道效应”C.必须使用Bullet引擎才能加载STL网格D.碰撞检测线程与运动规划线程共享同一把互斥锁答案：A5.若某差分驱动机器人轮距L=0.4m，两轮速度分别为vL=0.3m/s、vR=0.5m/s，则机器人角速度ω为A.0.2rad/sB.0.4rad/sC.0.5rad/sD.0.8rad/s答案：C6.在PX4飞控中，MAVLink消息`SET_POSITION_TARGET_LOCAL_NED`的坐标系标志位`coordinate_frame=8`表示A.机体坐标系B.本地NED坐标系C.本地ENU坐标系D.全局WGS84坐标系答案：B7.下列关于YOLOv8n（nano）网络结构的描述，错误的是A.采用anchor-free检测头B.Backbone末端使用SPPF模块C.激活函数统一为ReLUD.损失函数包含DFL分支答案：C8.在CAN总线中，标识符0x123使用11位标准帧，则其优先级相对于0x200A.更高B.更低C.相同D.取决于位时序寄存器设置答案：A9.若某直流电机采用PWM驱动，电源电压24V，PWM占空比为60%，测得电枢两端平均电压为A.14.4VB.24VC.12VD.9.6V答案：A10.在SLAM中，若采用Graph-based后端，下列哪项通常作为边（edge）的约束信息？A.关键帧的IMU偏置B.两关键帧间的相对位姿C.路标点的世界坐标D.单帧图像的灰度直方图答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分；多选少选均不得分）11.关于ROS2Launch系统，下列说法正确的有A.支持Python、XML、YAML三种格式B.可通过`IncludeLaunchDescription`复用其他launch文件C.`OpaqueFunction`可在运行时动态生成节点D.参数文件必须采用YAML格式答案：ABC12.在模型预测控制（MPC）中，若系统状态维度n=4、控制维度m=2、预测时域N=10，则优化变量个数包含A.状态序列4×10B.控制序列2×10C.松弛变量1×10D.终端约束集4×1答案：ABC13.下列传感器可直接用于室外GPS-denied环境下无人机定位的有A.双目相机B.激光雷达C.超声波阵列D.单目+IMU答案：ABD14.在TensorRT加速YOLOv5推理时，下列操作可能导致mAP下降的有A.将FP32权重量化为INT8B.开启DLA核心运算C.关闭NMS插件D.动态batch-size=1答案：AC15.关于EtherCAT总线，下列说法正确的有A.采用主从结构，主站发送帧遍历所有从站B.支持分布式时钟同步，抖动<1μsC.从站控制器ESC需专用ASICD.电缆必须使用双屏蔽超五类线答案：ABC三、填空题（每空2分，共20分）16.若某机器人底盘外参标定得到激光雷达相对于基坐标系的变换矩阵为𝐓则雷达在基坐标系下的坐标为________(x,y,z)（单位：m）。答案：(0.2,−0.1,0.4)17.在PX4中，使用QGroundControl设置RTL（ReturntoLaunch）最小高度为30m，若当前高度低于30m，飞机将以________m/s的默认爬升速度升至30m。答案：318.已知某伺服电机编码器分辨率为17bit，减速箱减速比1:100，输出轴分辨率为________脉冲/转。答案：1310720019.在ROS2中，若节点A以`BestEffort`可靠性发布话题`/scan`，节点B以`Reliable`可靠性订阅同一话题，则中间层将________（能/不能）建立连接。答案：不能20.若某路径规划算法A*的启发函数h(n)满足________条件，则保证找到最优解。答案：可采纳（admissible）21.在MoveIt!中，使用`move_group.setPlanningTime(10)`表示单次规划最大时间为________s。答案：1022.若某IMU输出角速度零偏稳定性为3°/h，则其Allan方差曲线最低点对应偏置instability为________°/h。答案：323.在Gazebo中，若模型SDF文件内设置``，则该关节在仿真中表现为________驱动类型。答案：力矩（effort）24.若某机器人系统采用RT-PREEMPT内核，其最大调度延迟通常可控制在________μs以内。答案：10025.在YOLOv8训练时，若关闭mosaic数据增强，需在hyp.yaml文件中将mosaic参数设为________。答案：0四、简答题（每题8分，共24分）26.简述在ROS2中实现自定义消息类型`Sphere.msg`（包含float64radius与geometry_msgs/Pointcenter）的完整步骤，并给出编译验证命令。答案：(1)在功能包目录创建`msg/Sphere.msg`，内容：```float64radiusgeometry_msgs/Pointcenter```(2)在`package.xml`添加：```xml<depend>geometry_msgs</depend><buildtool_depend>rosidl_default_generators</buildtool_depend><exec_depend>rosidl_default_runtime</exec_depend><member_of_group>rosidl_interface_packages</member_of_group>```(3)在`CMakeLists.txt`添加：```cmakefind_package(geometry_msgsREQUIRED)find_package(rosidl_default_generatorsREQUIRED)rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}"msg/Sphere.msg"DEPENDENCIESgeometry_msgs)```(4)编译：`colconbuild--packages-selectmy_sphere_msgs`(5)验证：`ros2interfaceshowmy_sphere_msgs/msg/Sphere`27.说明在Cartographer中`TRAJECTORY_BUILDER_2D.submaps.num_range_data`参数对定位精度的影响，并给出典型取值范围。答案：该参数决定一个子图内包含的激光扫描帧数。数值越大，子图累积点云越多，局部地图稠密，闭环检测特征丰富，有利于降低累积误差；但过大会导致子图更新缓慢，难以适应动态环境，且内存占用上升。典型取值：60–90帧，对于10Hz激光雷达对应6–9s的扫描周期。28.列举三种用于无人机图像目标跟踪的公开数据集，并说明其特点。答案：(1)DTB70：70段高清序列，包含尺度变化、快速运动、遮挡等挑战，标注边界框。(2)UAVDT：10小时RAW影像，8类目标，提供昼夜场景及车辆密度标注，适合交通监控。(3)VisDrone2019-VID：288段视频，含10类目标，提供遮挡、截断属性，支持多目标跟踪评估。五、计算与分析题（共41分）29.（10分）已知某SCARA机器人前3个关节为旋转–旋转–平移结构，D-H参数如下：|i|αi−1|ai−1|di|θi||---|------|------|----|-----||1|0|0.3|0|θ1||2|180°|0.25|0|θ2||3|0|0|d3|0|求当θ1=30°,θ2=−45°,d3=0.1m时，末端执行器在基坐标系下的位置坐标(x,y,z)。答案：\begin{aligned}^0T_1&=\begin{bmatrix}c_1&-s_1&0&0.3c_1\\s_1&c_1&0&0.3s_1\\0&0&1&0\\0&0&0&1\end{bmatrix},\quad^1T_2=\begin{bmatrix}c_2&s_2&0&0.25c_2\\s_2&-c_2&0&0.25s_2\\0&0&-1&0\\0&0&0&1\end{bmatrix}\\^2T_3&=\begin{bmatrix}1&0&0&0\\0&1&0&0\\0&0&1&0.1\\0&0&0&1\end{bmatrix},\quad^0T_3=^0T_1^1T_2^2T_3\end{aligned}代入θ1=30°,θ2=−45°，得x=0.3cos30°+0.25cos(30°−45°)=0.3·0.866+0.25·0.9659≈0.501my=0.3sin30°+0.25sin(30°−45°)=0.3·0.5+0.25·(−0.2588)≈0.085mz=−0.1m故(x,y,z)=(0.501,0.085,−0.1)m。30.（10分）某AGV采用阿克曼转向，轴距L=2m，前轮转角δ=15°，车速v=2m/s。求瞬时转弯半径R及横摆角速度γ。答案：R31.（10分）给定二维激光雷达一帧数据，在极坐标下测得两点P1(3m,0°)、P2(5m,30°)。求两点间欧氏距离d，并分析若雷达角分辨率0.25°，在10m处两点最小可分离距离。答案：d10m处最小弧长对应0.25°：Δ32.（11分）某工厂采用UR5e协作臂进行分拣，需将物体从A(0.4,0.2,0.3)m直线移至B(0.6,