mooc机器人技术_3答案(慕课2023完整答案)

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第一周 移动机器人概述及轮式移动运动学建模

移动机器人概述及轮式移动运动学建模单元测试

1、机器机器人的人技基本功能类型有
A、工业机器人、术答农业机器人、案慕案医疗机器人、课完军事机器人
B、整答操作机器人、机器移动机器人
C、人技轮式机器人、术答履带式机器人、案慕案腿足式机器人、课完躯干式机器人
D、整答陆地机器人、机器水下机器人、人技空中机器人、术答空间机器人

2、按工作空间分，移动机器人可分为
A、工业机器人、农业机器人、医疗机器人、军事机器人
B、操作机器人和移动机器人
C、轮式机器人、履带式机器人、腿足式机器人、躯干式机器人
D、陆地机器人、水下机器人、空中机器人、空间机器人

3、轮式移动机器人与地面接触方式是：
A、离散点接触
B、连续点接触
C、线接触
D、面接触

4、自主移动机器人研究内容中“自定位”所解决问题是
A、在哪里
B、到哪里
C、怎么去
D、感知

5、自主移动机器人研究内容中“导航规划”所解决问题是
A、在哪里
B、到哪里
C、怎么去
D、运动规划

6、固定标准轮有多少个自由度
A、0个
B、1个
C、2个
D、3个

7、转向标准轮有多少个自由度
A、0个
B、1个
C、2个
D、3个

8、脚轮有多少个自由度
A、0个
B、1个
C、2个
D、3个

9、Swedish轮有多少个自由度
A、0个
B、1个
C、2个
D、3个

10、轮式移动机器人由四个45度Swedish轮对称排布构成，其中前面两个轴对准并行排布，后面两个轴对准并行排布，请问这个机器人的可移动度是多少？
A、1
B、2
C、3
D、4

11、一个轮式移动机器人由三个轮子构成，前方为一个随动球轮、后方为两个主动驱动的固定标准轮，请问这个轮式移动机器人的可移动度是多少？
A、1
B、2
C、3
D、4

12、一个轮式移动机器人由三个轮子组成，前方是一个可进行方向控制和转速控制的转向标准轮，后方是两个随动固定标准轮，请问该轮式移动机器人的可移动度是多少？
A、1
B、2
C、3
D、4

13、一个轮式移动机器人采用四驱汽车底盘结构，前方是两个可进行方向控制和转速控制的转向标准轮，后方是两个进行转速控制的固定标准轮，请问该轮式移动机器人的可移动度是多少？
A、1
B、2
C、3
D、4

14、一个轮式移动机器人采用四驱汽车底盘结构，前方是两个可进行方向控制和转速控制的转向标准轮，后方是两个进行转速控制的固定标准轮，请问该轮式移动机器人的机动度是多少？
A、1
B、2
C、3
D、4

15、真正的全方向轮是
A、固定标准轮
B、转向标准轮
C、脚轮
D、Swedish轮
E、球轮

16、移动机器人移动方式包括
A、轮式
B、履带式
C、腿足式
D、躯干式

17、轮式移动机器人主要结构包括
A、车体
B、车轮
C、支撑机构
D、驱动机构

18、轮式移动方式中支撑机构的主要作用是
A、连接车体与车轮
B、把车体重量分布到各个轮子，包括主动轮和随动轮
C、减轻地面不平整造成的车体震动
D、确保所有轮子着地

19、腿足式机器人适合于地面类型有
A、松软地面
B、平整地面
C、崎岖地面
D、沟壑地形

20、存在滚动约束的轮子有
A、标准轮
B、脚轮
C、Swedish轮
D、球轮

21、存在无侧滑约束的轮子有
A、固定标准轮
B、转向标准轮
C、脚轮
D、Swedish轮
E、球轮

22、在轮式移动机构中，适合作为随动轮的轮子有
A、固定标准轮
B、转向标准轮
C、脚轮
D、Swedish轮
E、球轮

23、影响轮式运动学建模的主要因素是
A、轮子的个数
B、轮子的类型
C、轮子的排布
D、轮子的驱动
E、轮子的支撑机构

24、机器人自主移动要解决在哪里、到哪里、怎么去以及环境地图构建问题。

25、机器人自主移动时串行执行感知、信息处理、自定位、导航规划、运动控制、驱动执行各个模块。

26、轮式移动机器人运动学建模是建立机器人参考点速度(v,w)与每个轮子驱动控制之间的数学模型。

27、标准轮的垂直旋转轴不通过地面接触点。

28、脚轮可以无偏的完成轮平面方向调整。

29、标准轮可以无偏的完成轮平面方向调整。

30、采用一个标准轮构建独轮车，可以实现动态稳定但静态不稳定。

31、采用两个标准轮轴对准并行放置构建两轮车，可以实现静态稳定和动态稳定。

32、采用四个主动驱动的Swedish轮构建轮式移动机器人比采用三个主动驱动的Swedish轮具有更高的机动度。

33、前向运动学建模得到的运动学模型比基于约束得到的运动学模型简单。

34、差分驱动机器人是完整机器人。

35、自行车存在非完整运动学约束，是非完整机器人。

36、汽车由于可以控制前轮方向，因此是完整机器人。

第二讲轮式移动运动学建模单元作业

1、什么是可移动度、可操纵度、机动度和完整性？

第二周 导航规划基础、路径规划及避障规划

导航规划基础及路径规划

1、机器人自主移动导航方式为有标识导引的无轨路径导航时，可以选择的标识有
A、磁钉
B、磁条
C、磁感应线
D、激光反射板
E、二维码

2、路径规划是在以下哪个空间中展开
A、工作空间
B、作业空间
C、位形空间
D、无障碍空间
E、自由空间
F、自由位形空间

3、在二维平面中进行路径规划时，近似单元分解可以采用哪种表示法节约空间需求
A、工作空间
B、位形空间
C、栅格表示
D、四叉树

4、以下哪种路径规划连通图构建方法和环境中障碍物的复杂性无关：
A、可视图法
B、Voronoi图法
C、精确单元分解法
D、近似单元分解法

5、A*算法中OpenList存储的是
A、连通图中待搜索结点
B、下一步搜索候选节点
C、预估总成本较小节点
D、当前搜索节点邻节点

6、PRM对自由位形空间连通性表达的完整性取决于
A、空间复杂性
B、空间大小
C、采样充分性
D、算法通用性
E、机器人可执行性

7、RRT算法中导致生成路径曲折的主要原因是
A、机器人存在非完整约束
B、环境中障碍物复杂
C、搜索树节点到新采样节点必须无碰
D、随机采样状态来引导搜索树扩张
E、节点扩张偏向状态空间未探测部分

8、以下哪种方法可以应用于PRM和RRT中快速寻找最近邻点
A、K-Means
B、K近邻
C、KD Tree
D、A*

9、机器人自主移动导航方式可以选择：
A、有标识导引的固定路径导航
B、有标识导引的无固定路径导航
C、无标识导引的固定路径导航
D、无标识导引的自然无轨导航

10、机器人自主移动导航方式为有标识导引的固定路径导航时，可以选择的标识有
A、磁钉
B、磁条
C、磁感应线
D、激光反射板
E、二维码

11、无轨导航规划的主要研究内容包括
A、路径规划
B、避障规划
C、轨迹规划
D、自主定位
E、地图构建

12、位形空间的特点包括
A、机器人体积缩小称为空间中的一个点
B、障碍物体积按机器人尺寸膨胀
C、机器人是完整机器人
D、机器人是非完整机器人

13、以下哪些方法属于分辨率完备路径规划方法
A、行车图法
B、单元分解法
C、人工势场法
D、A*
E、PRM
F、RRT

14、以下哪些方法属于概率完备路径规划方法
A、行车图法
B、单元分解法
C、人工势场法
D、PRM
E、RRT
F、A*
G、Dijkstra

15、以下哪些方法需要先构建连通图，然后采用A*等搜索算法进行最优路径搜索
A、行车图法
B、单元分解法
C、人工势场法
D、PRM
E、RRT

16、下面对行车图法的描述哪些是正确的
A、行车图法是用连通图表示自由位形空间的连通性。
B、行车图法是根据障碍物形状对自由位形空间进行离散化。
C、可视图法是计算自由位形空间中每个点到障碍物的最小距离并取峰值点构建连通图。
D、可视图法是根据障碍物形状把自由位形空间分解成若干区域，建立区域之间的连接。
E、相比可视图法，Voronoi图法计算效率高且安全性高。

17、下面关于工人势场法的描述哪些是不正确的
A、人工势场法是建立自由位形空间中每个位置点的力控制描述。
B、人工势场法根据目标点构建吸引力场，根据障碍物构建排斥力场，根据合力形成的力场求偏导数获得势场，即为控制律。
C、人工势场法中求偏导数是为了找到势场下降最快方向，作为控制方向。
D、人工势场法中机器人根据每一点的控制律方向即可避开障碍物达到目标点。
E、人工势场法只能实现全局路径规划。
F、人工势场法中求偏导数方式导致存在局部最优，容易形成震荡和死锁。

18、以下关于路径搜索算法描述正确的是
A、Dijkstra算法可以得到精确最优解。
B、A*算法是一种准启发式搜索算法，通过综合考虑已经发生的实际成本和预估发生成本评估选择下一个搜索结点。
C、A*算法是构建一棵搜索树，在所有叶结点中选择总成本最小的节点进行搜索树扩张，直到扩张到目标位置。
D、由于A*算法对未来成本是预估而非准确计算，因此得到的解差于Dijkstra算法。
E、行车图法、单元分解法和人工势场法在完成连通图构建后都可以采用A*算法搜索最优路径。

19、影响RRT计算效率的主要因素有
A、随机状态的采样
B、最近节点搜索
C、碰撞检测
D、计算设备

20、室外场景下机器人自主移动导航只能采用无标识导引的固定路径导航。

21、有标识导引的固定路径导航已经在工业AGV中应用了近60年，完全能够满足生产制造应用需求。

22、路径规划只考虑工作空间的几何约束，不考虑机器人运动学模型和约束。

23、轨迹规划是对路径点进行插值，形成以时间为变量的空间位置序列。

24、路径规划方法只适用于在静态环境中进行全局路径规划，为避免与环境中动态障碍物碰撞，必须考虑避障规划。

25、路径规划、避障规划、轨迹规划三者关系是互补的，导航规划时须包含这三个部分。

26、路径规划方法通过对空间解析离散化或者随机采样来确保完备性。

27、路径规划方法分为分辨率完备和概率完备两类，主要区别在于对空间离散化的方式。

28、分辨率完备方法和概率分辨率完备方法在表达自由位形空间连通性上是等效的。

29、对于高维度空间路径规划问题，概率分辨率完备方法比分辨率完备方法更适用。

30、PRM和行车图法本质是相同的，都是在自由位形空间中构建连通图。

31、PRM总是能够构建得到充分表达自由位形空间连通性的连通图。

32、RRT是一种可以考虑机器人运动学和动力学约束的路径规划方法。

33、PRM是一种可以考虑机器人运动学和动力学约束的路径规划方法。

第二周作业

1、图中给出了5种轮式移动结构方式，第一个由三个主动驱动Swedish轮构成；第二个前方为一个随动球轮、后方为两个主动驱动的固定标准轮；第三个前方是一个可进行方向控制和转速控制的转向标准轮，后方是两个随动球轮；第四个前方是一个可进行方向控制和转速控制的转向标准轮，后方是两个随动固定标准轮；第五个前方是一个随动球轮，后方是两个可进行方向控制和转速控制的转向标准轮。请写出每个移动结构的可移动度、可操纵度、机动度。

第三周 轨迹规划II和导航优化

避障规划、轨迹规划和融合导航单元测试

1、轨迹规划是建立机器人参考点控制量关于（ ）的函数。
A、位置
B、速度
C、加速度
D、时间

2、采用一阶多项式表示轨迹时，该轨迹
A、速度为零
B、速度恒定
C、加速度恒定
D、加加速度恒定

3、采用二阶多项式表示轨迹时，该轨迹
A、速度为零
B、速度恒定
C、加速度恒定
D、加加速度恒定

4、对于一维多项式轨迹规划，假设起始时间t0=1，终止时间t1=10，起始时刻q0=10,v0=0，终止时刻q1=50,v1=0, t=3时刻v=10，多项式阶次应为
A、3
B、4
C、5
D、6

5、移动机器人轨迹规划中所用图形搜索法是对（ ）进行控制
A、位置
B、速度
C、加速度
D、时间

6、移动机器人轨迹规划中所用参数优化法是对（ ）进行控制
A、位置
B、速度
C、加速度
D、时间

7、移动机器人轨迹规划中反馈控制法是对（ ）进行控制
A、位置
B、速度
C、加速度
D、时间

8、移动机器人在不平整地面上移动，下列哪种轨迹规划方式可以对地面运动建模
A、图形搜索法
B、参数优化法
C、反馈控制法
D、没有

9、下列哪种轨迹规划方式无法在规划过程中进行障碍物碰撞检测以确保所规划轨迹安全无碰，只能在规划完成后进行碰撞检测
A、图形搜索法
B、参数优化法
C、反馈控制法
D、没有

10、混合A*的主要思想是
A、在路径规划中考虑机器人的运动学约束
B、在避障规划中考虑机器人的运动学约束
C、在轨迹规划中考虑机器人的运动学约束
D、实现路径规划、避障规划和轨迹规划的有效融合

11、橡皮筋算法中气泡表示
A、位形空间子集
B、可行位形空间子集
C、不可行位形空间子集
D、机器人所占位形空间子集

12、以下哪个或者哪些量可以作为轨迹规划中机器人参考点控制量
A、位置
B、速度
C、加速度
D、时间

13、轨迹规划时需要考虑的约束有
A、路径约束
B、运动学约束
C、连续性约束
D、光滑性约束

14、采用多个三阶多项式构建过多点轨迹时，轨迹具有以下特性
A、位置连续
B、速度连续
C、加速度连续
D、加加速度连续

15、采用多个五阶多项式构建过多点轨迹时，轨迹具有以下特性
A、位置连续
B、速度连续
C、加速度连续
D、加加速度连续

16、构建过多点轨迹时，为避免加速度不连续导致机器人震动，一维多项式轨迹规划可选择
A、三阶多项式
B、五阶多项式
C、七阶多项式
D、梯形曲线
E、双S曲线

17、梯形速度曲线可以做到
A、位置连续
B、速度连续
C、加速度连续
D、加加速度连续

18、与单一多项式轨迹规划相比，采用多个多项式构建复合轨迹的优点在于
A、降低多项式阶次
B、减少待求解多项式参数
C、优化轨迹时间
D、缩短轨迹距离
E、避免和障碍物碰撞

19、关于轨迹规划描述正确的是
A、轨迹规划是建立机器人参考点在工作空间中的位置、速度或者加速度控制序列。
B、轨迹规划需要以路径为基础，考虑机器人的运动学和动力学约束。
C、地面移动机器人轨迹规划是多维轨迹规划，需要规划位置和方向三个维度。
D、由于路径规划和避障规划已经考虑避碰问题，因此轨迹规划不需要考虑碰撞问题。

20、将导航规划分解为路径规划、避障规划、轨迹规划可以简化问题，但存在问题是：
A、不利于实现几何空间全局最优
B、不利于适应环境动态变化
C、不利于考虑机器人运动学动力学约束
D、不能保证路径可实现
E、偏离路径时没有到达目标的全局信息

21、对混合A*基本思想描述正确的是
A、采用栅格中心点作为机器人位置
B、根据运动基元进行节点扩展搜索
C、在路径规划时考虑机器人的运动能力
D、运动基元形成的路径距离要确保离开当前栅格

22、橡皮筋算法中对路径点施加的力包括
A、路径点之间的收缩力
B、目标点的吸引力
C、障碍物的排斥力
D、橡皮筋的张力

23、有效融合路径规划、避障规划和轨迹规划的导航算法应具备哪些能力：
A、能够几何空间近似最优
B、能够确保安全无碰
C、能够适应环境动态变化
D、能够考虑机器人运动能力

24、差分驱动机器人可以原地转身，因此对其最短路径进行时间插值就可得最优轨迹。

25、图形搜索法得到的轨迹可以保证位置和速度连续，不能保证加速度连续。

26、参数优化法中只有前向求解和机器人机械结构有关，其他部分都没有关系。

27、参数优化法中采用梯度下降法进行参数迭代校正，能够确保找到最优参数。

28、参数优化法中速度必须采用梯形表示，角速度必须采用三阶多项式表示。

29、反馈控制法的思想是通过对机器人参考点速度和角速度控制缩小当前状态和目标状态之间的差异。

30、图形搜索法、参数优化法和反馈控制法都充分考虑了机器人的运动学和动力学约束。

31、轨迹规划考虑了机器人运动学和动力学约束，从而可确保机器人实现所规划路径。

32、混合A*算法有效融合了路径规划、避障规划和轨迹规划，所规划得到的路径即为轨迹。

33、橡皮筋算法有效融合了路径规划、避障规划和轨迹规划，所规划得到的路径即为轨迹。

第四周 地图表示与环境感知

地图表示与环境感知

1、二维占用栅格地图中每个栅格的值表示
A、该栅格是否被障碍物占用
B、该栅格被障碍物占用的可能性
C、该栅格中障碍物高度
D、该栅格中障碍物体积

2、高度占用栅格地图中通常把每个栅格的高度值表示为
A、该栅格被障碍物占用的概率值
B、该栅格中障碍物的最大高度值
C、该栅格中障碍物的平均高度值
D、该栅格中障碍物高度的均值和方差

3、为降低二维占用栅格地图所需存储空间，可以将采用以下结构进行地图表示
A、二维数组
B、KD树
C、四叉树
D、八叉树

4、采用总最小二乘TLS法进行线段拟合时，是假设误差发生在
A、x方向
B、y方向
C、点到线距离
D、线段角度

5、给定测量得到的环境激光数据，采用总最小二乘TLS法进行平面拟合，会存在的问题是
A、没有合适模型描述
B、存在过拟合问题
C、存在欠拟合问题
D、噪声点参与模型拟合

6、与总最小二乘TLS法进行模型拟合相比，RANSAC方法主要解决的问题是
A、没有合适模型描述
B、存在过拟合问题
C、存在欠拟合问题
D、噪声点参与模型拟合

7、采用RANSAC方法对激光数据点进行线段特征拟合，一次随机采样数取多少能做到最快收敛？
A、1
B、2
C、3
D、5

8、采用RANSAC方法对激光数据点进行平面特征拟合，一次随机采样数取多少能做到最快收敛？
A、1
B、2
C、3
D、5

9、采用RANSAC方法对激光数据点进行线段特征拟合，假设内点比例为70%，要求在K次实验后得到好样本的概率是99.9%，问K值至少大于多少？
A、5
B、10
C、15
D、50

10、采用RANSAC方法对激光数据点进行平面特征拟合，假设内点比例为70%，要求在K次实验后得到好样本的概率是99.9%，问K值至少大于多少？
A、5
B、10
C、15
D、50

11、Hough变换法是根据拟合模型和数据样本对（ ）进行投票
A、p.p1 { margin: 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; text-align: justify; font: 12.0px '.PingFang SC'} 拟合模型
B、数据样本
C、模型参数
D、样本和模型对应关系

12、Hough变换中Hough空间坐标轴为
A、机器人工作空间参数
B、机器人位形空间参数
C、样本描述参数
D、样本拟合模型参数

13、适合于进行定位的地图表示方法是
A、点云地图
B、栅格地图
C、特征地图
D、拓扑地图

14、适合于进行导航的地图表示方法是
A、点云地图
B、栅格地图
C、特征地图
D、拓扑地图

15、基于哪些传感器可以构建点云地图
A、二维激光传感器
B、三维激光传感器
C、RGBD传感器
D、视觉传感器

16、下列哪些表示法可用于构建特征地图
A、激光测量点
B、激光测量密度聚类中心点
C、单目视觉特征点
D、双目视觉特征点
E、陆标
F、线段
G、平面

17、已知一组激光点能够拟合得到一条线段，为求该线段参数可以采用的方法是
A、总最小二乘法TLS
B、RANSAC
C、Incremental line fitting
D、哈夫变换法
E、Split and Merge

18、已知一组激光点，需要确定该组激光点包含多少线段，可以采用的方法是
A、总最小二乘法TLS
B、RANSAC
C、Incremental line fitting
D、哈夫变换法
E、Split and Merge

19、根据激光测距仪数据构建栅格地图可以描述为测量数据条件下的地图各栅格被占联合概率分布。

20、采用RGBD传感器可以构建带有颜色信息的点云地图。

21、采用激光测距仪构建得到的点云地图可以直接应用于机器人定位导航。

22、同样大小环境下，三维点云地图比三维栅格地图更耗费内存。

23、扩展高度地图主要是为了解决高度地图只能表示单层高度信息的问题。

24、采用总最小二乘TLS方法进行平面拟合时，最优化目标是所有样本点到拟合平面的距离平方和最小。

25、RANSAC方法中一致集是指到目前为止和随机采样样本所拟合模型误差最小的样本集合。

26、RANSAC方法中一次随机抽取多少个样本是根据经验确定的。

27、采用RANSAC方法进行模型拟合时，内点比例越高，所需要随机采样的次数越少。

28、Hough变换法的主要问题是受噪声影响，难以拟合得到准确模型。

29、Hough变换法的主要问题是Hough空间网格尺寸会影响模型拟合的准确性，因此Hough空间网格尺寸应尽量小。

地图表示与环境感知作业

1、主要的地图表示方法有哪些？

2、导航规划时适用什么类型地图？定位时适合采用哪种地图？

中国大学机器人技术

机器人技术是当今世界上最具前沿性和引领未来的领域之一。随着科技的不断进步，机器人的应用范围越来越广泛，同时也引起了越来越多的人的关注。中国的大学在机器人技术领域也有着不小的进展。

中国大学机器人技术的发展概况

近年来，中国大学在机器人技术领域的发展迅猛。各大高校都纷纷设立了机器人相关专业，开设了机器人相关课程，并且建立了相应的实验室和研究中心。除此之外，各大高校还参与了多项国家级和地方级机器人研究项目，积极探索机器人技术在各个领域中的应用。

中国大学机器人技术领域的研究重点

中国大学机器人技术领域的研究重点主要集中在以下几个方面：

• 机器人控制系统：机器人的控制系统是机器人的核心，也是机器人技术领域中的重要研究内容。
• 机器人感知系统：机器人的感知系统是机器人能够与环境交互的重要手段。
• 机器人运动控制技术：机器人运动控制技术是机器人能够在复杂环境中完成任务的核心技术。
• 机器人智能控制技术：机器人智能控制技术是机器人能够自主完成任务的重要手段。

中国大学机器人技术的应用领域

中国大学机器人技术的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：

• 工业生产：机器人在工业生产中可以替代人工完成重复性、危险性和精密度高的工作。
• 医疗保健：机器人在医疗保健领域中可以替代医生完成一些手术操作和疾病治疗。
• 军事领域：机器人在军事领域中可以替代人类完成一些危险任务和侦察任务。
• 家庭服务：机器人可以在家庭中替代人类完成一些家务操作和照顾老人、儿童等工作。

中国大学机器人竞赛

机器人竞赛是培养大学生机器人技术应用能力和创新能力的重要途径，也是机器人领域中的世界盛会。中国大学机器人竞赛已经成为中国大学生机器人领域中的一项重要赛事，参赛人数不断增长，参赛项目也越来越多样化。

结语

中国大学机器人技术的发展前景非常广阔。随着机器人技术的不断发展和应用，机器人将越来越多地进入人们的生活，并且发挥着越来越大的作用。相信未来中国大学机器人技术的研究将会取得更加显著的成果。