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2025年大学机器人系统集成（机器人应用开发）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）
答题要求：本卷共6题，每题5分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
w1. 以下哪种传感器常用于机器人对物体位置的精确检测？（ ）
A. 温度传感器
B. 激光位移传感器
C. 声音传感器
D. 气味传感器
w2. 机器人运动控制中，常用于实现平滑轨迹运动的算法是（ ）
A. PID控制算法
B. Dijkstra算法
C. A算法
D. 样条插值算法
w3. 机器人应用开发中，用于与外部设备进行通信的常见接口是（ ）
A. USB接口
B. PCI接口
C. AGP接口
D. VGA接口
w4. 以下关于机器人编程语言的说法，正确的是（ ）
A. 工业机器人常用的编程语言是Python
B. 教学机器人常用的编程语言是C++
C. 服务机器人常用的编程语言是ROS
D. 所有机器人编程语言都大同小异
w5. 机器人视觉系统中，用于图像预处理以增强图像质量的操作是（ ）
A. 边缘检测
B. 图像滤波
C. 特征提取
D. 目标识别
w6. 当机器人在复杂环境中导航时，为了避免碰撞，通常采用的技术是（ ）
A. 路径规划
B. 传感器融合
C. 运动学建模
D. 动力学分析

第II卷（非选择题 共70分）
w7. （10分）简述机器人应用开发中常用的三种传感器类型及其作用。
w8. （15分）在机器人运动控制中，简述PID控制算法的原理及各参数的作用。
w9. （15分）材料：在某工厂自动化生产线中，需要一台机器人将不同形状和重量的零件从传送带上抓取并放置到指定位置。
问题：请设计一个机器人应用方案，包括机器人选型、末端执行器设计、控制系统设计等方面的考虑要点。
w10. （20分）材料：随着智能家居市场的发展，服务机器人在家庭场景中的应用越来越广泛。
问题：请阐述服务机器人在家庭场景中可能涉及的功能模块，并说明如何实现这些功能模块之间的协同工作。
w11. （20分）材料：在机器人视觉应用中，经常需要对图像中的目标物体进行识别和定位。
问题：请描述一种基于深度学习的目标物体识别和定位方法，并说明其在机器人视觉应用中的优势和局限性。

答案如下：w1.B；w2.D；w3.A；w4.C；w5.B；w6.B。w7.常用传感器类型及作用：视觉传感器，用于获取环境图像信息，识别物体形状、位置等；力传感器，检测机器人与物体接触时的力，实现精确操作；超声波传感器，测量距离，用于避障和物体位置检测。w8.PID控制算法原理：根据给定值与实际输出值的偏差，利用比例、积分和微分三个环节进行控制。比例环节快速响应偏差，积分环节消除稳态误差，微分环节预测偏差变化趋势。w9.机器人选型考虑负载、工作半径等；末端执行器根据零件形状设计夹爪；控制系统采用PLC或工控机，结合传感器反馈实现精确控制。w10.功能模块有清洁、安防、陪伴等。通过构建统一的通信协议和数据交互平台，实现各模块数据共享和协同调度，如安防模块检测到异常时通知清洁模块暂停工作并前往安全区域。w11.基于深度学习的方法如卷积神经网络。优势是能自动提取特征，准确率高；局限性是对数据要求高，计算量大，训练时间长，且可能存在过拟合等问题。