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2025年中职自主移动机器人（路径规划基础）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
（总共6题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）
1. 自主移动机器人路径规划的核心目标是（ ）
A. 快速移动 B. 准确到达目标位置 C. 避开障碍物 D. 节省能量
2. 以下哪种算法不属于传统的路径规划算法（ ）
A. A算法 B. Dijkstra算法 C. 遗传算法 D. 贪心算法
3. 局部路径规划主要解决的问题是（ ）
A. 从起点到终点的全局最优路径 B. 在复杂环境中避开障碍物 C. 路径的平滑处理 D. 多目标路径规划
4. 地图在自主移动机器人路径规划中起到的作用是（ ）
A. 美观展示 B. 记录机器人的运动轨迹 C. 提供环境信息 D. 计算能量消耗
5. 路径规划中，评估函数的作用是（ ）
A.. 计算路径长度 B. 评估路径的优劣 C. 确定机器人的速度 D. 检测障碍物
6. 当机器人在路径规划中遇到动态障碍物时，通常采用的策略是（ ）
A. 直接碰撞 B. 忽略障碍物 C. 重新规划路径 D. 减速慢行

第II卷（非选择题，共70分）
二、填空题（共20分）
（总共5空，每空4分，请将答案填写在横线上）
1. 自主移动机器人路径规划的基本要素包括起点、终点、______和______。
2. 全局路径规划算法主要有______、______等。
3. 路径规划中的搜索空间包括______和______。

三、简答题（共20分）
（总共2题，每题10分，请简要回答问题）
1. 简述A算法的基本原理。
2. 说明局部路径规划和全局路径规划的区别与联系。

四、材料分析题（共15分）
（总共1题，每题15分，请阅读材料后回答问题）
材料：在一个室内环境中，自主移动机器人需要从A点移动到B点。环境中存在一些固定障碍物，如桌椅等。机器人采用了一种路径规划算法，在规划过程中，首先对整个室内环境进行了建模，得到了地图。然后通过全局路径规划算法找到了一条从A到B的大致路径。在机器人沿着这条路径移动过程中，遇到了一个突然出现的人员（动态障碍物）。
问题：请分析机器人应如何应对这种情况，从路径规划的角度说明理由。

五、设计题（共15分）
（总共1题，每题15分，请根据要求设计路径规划方案）
设计一个适用于简单室外环境的自主移动机器人路径规划方案，要求考虑到可能存在的静态障碍物（如树木、路灯等）和动态障碍物（如行人、车辆等），并说明你所采用的主要算法和策略。

答案：
一、1. B 2. C 3. B 4. C 5. B 6. C
二、1. 障碍物、地图 ; 2. Dijkstra算法、A算法 ; 3. 状态空间、搜索空间
三、1. A算法是一种启发式搜索算法，它结合了当前节点到起点的距离（g值）和当前节点到目标节点的估计距离（h值）作为评估函数f(n)=g(n)+h(n)。通过不断扩展f值最小的节点，逐步找到从起点到终点的最优路径。
2. 区别：全局路径规划是在已知的全局环境地图上寻找从起点到终点的最优路径，考虑整个环境的布局；局部路径规划是在机器人运动过程中，根据当前局部环境信息实时调整路径，避开即时出现的障碍物。联系：全局路径规划为局部路径规划提供初始路径框架，局部路径规划对全局路径进行细化和修正，两者相互配合，使机器人能在复杂环境中有效移动。
四、机器人应立即停止当前路径移动，重新进行局部路径规划。因为遇到动态障碍物时，原全局路径已不再安全。通过传感器实时感知动态障碍物位置和运动状态，利用局部路径规划算法，如基于传感器数据的避障算法，围绕障碍物找到新的安全路径片段，再结合全局路径规划的大致方向，重新规划出一条绕过动态障碍物且能继续前往目标点的路径。
五、采用A算法作为全局路径规划算法，对室外环境进行建模得到地图后，根据起点和终点计算出全局最优路径。对于局部路径规划，使用基于激光雷达的动态窗口算法。当检测到静态障碍物时，在全局路径基础上避开；遇到动态障碍物，实时调整窗口大小和速度，重新规划局部路径。同时，设置安全距离和速度限制，确保机器人在复杂室外环境中安全、高效移动。