机器人学导论(克雷格)第二章作业答案
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西安高学考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题:1.自由度:2.机器人工作载荷:3.柔性手:4.制动器失效抱闸:5.机器人运动学:6.机器人动力学:7.虚功原理:8.PWM驱动:9.电机无自转:10.直流伺服电机的调节特性:11.直流伺服电机的调速精度:12.PID控制:13.压电元件:14.图像锐化:15.隶属函数:16.BP网络:17.脱机编程:18.AUV:二、简答题:1.机器人学主要包含哪些研究内容?2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些?3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义?4.机器人控制系统的基本单元有哪些?5.直流电机的额定值有哪些?6.常见的机器人外部传感器有哪些?7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。
8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成?9.为什么要做图像的预处理?机器视觉常用的预处理步骤有哪些?10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。
11.从描述操作命令的角度看,机器人编程语言可分为哪几类?12.仿人机器人的关键技术有哪些?三、论述题:1.试论述机器人技术的发展趋势。
2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。
3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。
4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。
5.机器人单关节伺服控制中,位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的?6.试论述工业机器人的应用准则。
四、计算题:(需写出计算步骤,无计算步骤不能得分):1.已知点u的坐标为[7,3,2]T,对点u依次进行如下的变换:(1)绕z轴旋转90°得到点v;(2)绕y轴旋转90°得到点w;(3)沿x轴平移4个单位,再沿y轴平移-3个单位,最后沿z轴平移7个单位得到点t。
求u, v, w, t各点的齐次坐标。
xyzOuvwt2.如图所示为具有三个旋转关节的3R 机械手,求末端机械手在基坐标系{x 0,y 0}下的运动学方程。
人工智能导论第二章答案

人工智能导论第二章答案1、单选题:下列关于智能说法错误的是()选项:A:细菌不具有智能B:任何生命都拥有智能C:从生命的角度看,智能是生命适应自然界的基本能力D:目前,人类智能是自然只能的最高层次答案: 【细菌不具有智能】2、判断题:目前,智能的定义已经明确,其定义为:智能是个体能够主动适应环境或针对问题,获取信息并提炼和运用知识,理解和认识世界事物,采取合理可行的(意向性)策略和行动,解决问题并达到目标的综合能力。
()选项:A:错B:对答案: 【错】3、判断题:传统人工智能领域将人工智能划分为强人工智能与弱人工智能两大类。
所谓强人工智能指的就是达到人类智能水平的技术或机器,否则都属于弱人工智能技术。
()选项:A:错B:对答案: 【对】4、判断题:人类历史上第一个人工神经元模型为MP模型,由赫布提出。
()选项:A:对B:错答案: 【错】5、单选题:下列关于数据说法错误的是()选项:A:数据可以分为模拟数据和数字数据两类B:数据就是描述事物的符号记录,是可定义为有意义的实体C:我们通常所说的数据即能够直接作为计算机输入的数据是模拟数据D:在当今社会,数据的本质是生产资料和资产答案: 【我们通常所说的数据即能够直接作为计算机输入的数据是模拟数据】6、多选题:下列关于大数据的说法中正确的有()选项:A:大数据具有多样、高速的特征B:“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产C:大数据带来的思维变革中,更多是指更多的随机样本D:“大数据时代”已经来临答案: 【大数据具有多样、高速的特征;“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产;“大数据时代”已经来临】7、判断题:大数据在政府公共服务、医疗服务、零售业、制造业、以及涉及个人位置服务等领域都将带来可观的价值。
()选项:A:对B:错答案: 【对】8、多选题:人工智能在各个方面都有广泛应用,其研究方向也众多,下面属于人工智能研究方向的有()选项:A:知识图谱B:模式识别C:语音识别D:机器学习答案: 【知识图谱;模式识别;语音识别;机器学习】9、判断题:机器人发展经历了程序控制机器人(第一代)、自适应机器人(第二代)、智能机器人(现代)三代发展历程。
ProbabilisticRobotics概率机器人课后习题

ProbabilisticRobotics概率机器人课后习题修正了原文的一些错误第二章习题1.机器人使用一个可以测量 0~3m 距离的传感器。
为了简化,假定真实的距离在这个范围中均匀分布。
很不幸的是,传感器会坏掉。
当传感器故障时,不管传感器的锥形测量范围内实际测距结果应该是多少,其输出测距值均小于 1m 已知对于传感器故障的先验概率是 p= 0. 01设想机器人查询了 N 次传感器,每次测量值都小于 1m。
对于N=1, 2, …, 10 的传感器故障的后验概率是多少?用公式表示相关的概率模型。
答:传感器故障状态为X(良好 0 , 故障 1 )P(X=0) = 0.99P(X=1) = 0.01测量值为ZP(Z<1,X=1)=1; P(Z<1,X=0)=\frac{1}{3};传感器故障的后验概率为:P(X=1,Z<1) = \frac{P(Z<1,X=1) P(X=1) }{P(Z<1)} =\frac{P(Z<1,X=1)P(X=1) }{P(Z<1,X=0) P(X=0)+ P(Z<1,X=1) P(X=1)}传感器在每多接受一次小于1的测量值时,都更有可能故障了,需要更新传感器故障的后验概率,而不再是恒定的先验概率。
N=1时,P(X_1=1,Z<1) = \frac{P(Z<1,X_0=1) P(X_0=1) }{P(Z<1)} =\frac{P(Z<1,X_0=1) P(X_0=1) }{P(Z<1,X_0=0) P(X_0=0)+ P(Z<1,X_0=1) P(X_0=1)}更新传感器故障的概率P(X=0) = \frac{33}{34}, P(X=1) = \frac{1}{34}N=2时,P(X_2=1,Z<1) = \frac{P(Z<1,X_1=1) P(X_1=1) }{P(Z<1)} =\frac{P(Z<1,X_1=1) P(X_1=1) }{P(Z<1,X_1=0) P(X_1=0)+ P(Z<1,X_1=1) P(X_1=1)}更新传感器故障的概率P(X=0) = \frac{11}{12}, P(X=1) = \frac{1}{12}...P(X_N=1,Z<1) = \frac{P(Z<1,X_{N-1}=1) P(X_{N-1}=1) }{P(Z<1)} =\frac{P(Z<1,X_{N-1}=1) P(X_{N-1}=1) }{P(Z<1,X_{N-1}=0) P(X_{N-1}=0)+ P(Z<1,X_{N-1}=1) P(X_{N-1}=1)}2.设想住在一个白天天气为晴、多云或者雨的地方。
机器人学导论复习题及参考 答案

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题:1.自由度:2.机器人工作载荷:3.柔性手:4.制动器失效抱闸:5.机器人运动学:6.机器人动力学:7.虚功原理:8.PWM驱动:9.电机无自转:10.直流伺服电机的调节特性:11.直流伺服电机的调速精度:12.PID控制:13.压电元件:14.图像锐化:15.隶属函数:16.BP网络:17.脱机编程:18.AUV:二、简答题:1.机器人学主要包含哪些研究内容?2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些?3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义?4.机器人控制系统的基本单元有哪些?5.直流电机的额定值有哪些?6.常见的机器人外部传感器有哪些?7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。
8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成?9.为什么要做图像的预处理?机器视觉常用的预处理步骤有哪些?10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。
11.从描述操作命令的角度看,机器人编程语言可分为哪几类?12.仿人机器人的关键技术有哪些?三、论述题:1.试论述机器人技术的发展趋势。
2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。
3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。
4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。
5.机器人单关节伺服控制中,位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的?6.试论述工业机器人的应用准则。
四、计算题:(需写出计算步骤,无计算步骤不能得分):1.已知点u的坐标为[7,3,2]T,对点u依次进行如下的变换:(1)绕z轴旋转90°得到点v;(2)绕y轴旋转90°得到点w;(3)沿x轴平移4个单位,再沿y轴平移-3个单位,最后沿z轴平移7个单位得到点t。
求u, v, w, t各点的齐次坐标。
xyzOuvwt2.如图所示为具有三个旋转关节的3R 机械手,求末端机械手在基坐标系{x 0,y 0}下的运动学方程。
机器人学导论第2章1

§2.5.1 纯平移变换的表示
大家来看这样一幅图 如果一坐标系(它也 可能表示一个物体) 在空间以不变的姿态 运动,那么该变换就 是纯平移。在这种情 况下,它的方向单位 向量保持同一个方向 不变。所有的改变只 是坐标系原点相对于 参考坐标系的变换。
相对于固定参考坐标系的新的坐标系的位置可以 用原来坐标系的原点位置向量加上表示位移的向量 求得。若用矩阵形式,新坐标系的表示可以通过坐 标系左乘变换矩阵得到。由于在纯平移中方向向量 不改变,变换矩阵T可以简单地表示为: T= 1 0 0 dx 0 1 0 dy 其中dx , dy和dz是纯平 移向量d相对于参考坐标 系x , y和z轴的三个分量。 可以看到,矩阵的前三列 表示没有旋转运动(等同 于单位阵),而最后一列 表示平移运动。
大家再来看这样两幅图
我们比较一下这两幅图,有谁能说出二者最本质 的区别?
§2.3 机器人运动学的矩阵表示
矩阵表示的范围:点,向量,坐标系,平移,旋 转以及变换,还可以表示坐标系中的物体和其他运 动元件。
§2.3.1 空间点的表示
大家看下面这幅图,该用什么方法表示点P呢?
§2.3.2 空间向量的表示
让我们再来看下面这幅图,图中的向量P该 怎样表示呢?
§2.3.3 坐标系在固定参考坐标系原点的表示
在上一节中我们得知,每一个向量都可由它们所 在参考坐标系中的三个分量表示,我们不妨用三个 相互垂直的单位向量来表示一个中心位于参考坐标 系原点的坐标系,分别为n,o,a,依次表示法线 (normal),指向(oritentation),和接近(approach)。 这样,坐标系就可以由三个向量以矩阵的形式表示 为
2.2 机器人机构
大家先来看右边这幅图
从这幅图我们可以看到, 当曲柄转角设定为120°时, 连杆与摇杆的角度也就确 定了。这是典型的单自由 度闭环结构,当变量设定 为特定值时,机器人的机 构就完全确定了,所有其 他变量也就随之确定。
机器人学导论复习题及参考答案

《机器人学导论》课程复习资料一、名词解释:1.自由度2.机器人工作载荷3.柔性手4.制动器失效抱闸5.机器人运动学6.机器人动力学7.虚功原理8.PWM驱动9.电机无自转10.直流伺服电机的调节特性11.直流伺服电机的调速精度12.PID控制13.压电元件14.图像锐化15.隶属函数16.BP网络17.脱机编程18.AUV二、简答题:1.机器人学主要包含哪些研究内容?2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些?3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义?4.机器人控制系统的基本单元有哪些?5.直流电机的额定值有哪些?6.常见的机器人外部传感器有哪些?7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。
8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成?9.为什么要做图像的预处理?机器视觉常用的预处理步骤有哪些?10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。
11.从描述操作命令的角度看,机器人编程语言可分为哪几类?12.仿人机器人的关键技术有哪些?三、论述题:1.试论述机器人技术的发展趋势。
2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。
3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。
4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。
5.机器人单关节伺服控制中,位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的?6.试论述工业机器人的应用准则。
四、计算题:(需写出计算步骤,无计算步骤不能得分):1.已知点u的坐标为[7,3,2]T,对点u依次进行如下的变换:(1)绕z轴旋转90°得到点v;(2)绕y轴旋转90°得到点w;(3)沿x轴平移4个单位,再沿y轴平移-3个单位,最后沿z轴平移7个单位得到点t。
求u, v, w, t各点的齐次坐标。
2.如图所示为具有三个旋转关节的3R 机械手,求末端机械手在基坐标系{x 0,y 0}下的运动学方程。
3.如图所示为平面内的两旋转关节机械手,已知机器人末端的坐标值{x ,y },试求其关节旋转变量θ1和θ2.P4.如图所示两自由度机械手在如图位置时(θ1= 0 , θ2=π/2),生成手爪力 F A = [ f x 0 ]T 或F B = [ 0 f y ]T 。
人工智能课后习题第2章 参考答案

第2章知识表示方法参考答案2.8设有如下语句,请用相应的谓词公式分别把他们表示出来:(1)有的人喜欢梅花,有的人喜欢菊花,有的人既喜欢梅花又喜欢菊花。
解:定义谓词P(x):x是人L(x,y):x喜欢y其中,y的个体域是{梅花,菊花}。
将知识用谓词表示为:(∃x )(P(x)→L(x, 梅花)∨L(x, 菊花)∨L(x, 梅花)∧L(x, 菊花))(2) 有人每天下午都去打篮球。
解:定义谓词P(x):x是人B(x):x打篮球A(y):y是下午将知识用谓词表示为:(∃x )(∀y) (A(y)→B(x)∧P(x))(3)新型计算机速度又快,存储容量又大。
解:定义谓词NC(x):x是新型计算机F(x):x速度快B(x):x容量大将知识用谓词表示为:(∀x) (NC(x)→F(x)∧B(x))(4) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。
解:定义谓词S(x):x是计算机系学生L(x, pragramming):x喜欢编程序U(x,computer):x使用计算机将知识用谓词表示为:¬(∀x) (S(x)→L(x, pragramming)∧U(x,computer))(5)凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。
解:定义谓词P(x):x是人L(x, y):x喜欢y将知识用谓词表示为:(∀x) (P(x)∧L(x,pragramming)→L(x, computer))2.9用谓词表示法求解机器人摞积木问题。
设机器人有一只机械手,要处理的世界有一张桌子,桌上可堆放若干相同的方积木块。
机械手有4个操作积木的典型动作:从桌上拣起一块积木;将手中的积木放到桌之上;在积木上再摞上一块积木;从积木上面拣起一块积木。
积木世界的布局如下图所示。
图机器人摞积木问题解:(1) 先定义描述状态的谓词CLEAR(x):积木x上面是空的。
ON(x, y):积木x在积木y的上面。
ONTABLE(x):积木x在桌子上。
HOLDING(x):机械手抓住x。
机器人学导论作业答案

机器人学导论作业答案作业一一、问答题1.答:机器人的主要应用场合有:(1) 恶劣的工作环境和危险工作;(2) 在特殊作业场合进行极限作业;(3) 自动化生产领域;(4) 农业生产;(5) 军事应用。
2.答:工业机器人(英语:industrial robot。
简称IR)是广泛适用的能够自主动作,且多轴联动的机械设备。
它们在必要情况下配备有传感器,其动作步骤包括灵活的转动都是可编程控制的(即在工作过程中,无需任何外力的干预)。
它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的的加工工具,以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。
数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。
该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作并加工零件。
3.答:科幻作家阿西莫夫机器人三原则:(1) 不伤害人类;(2) 在原则下服从人给出的命令;(3) 在与上两个原则不矛盾的前提下保护自身。
我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。
4.答:机器人研究的基础内容有以下几方面:(1) 空间机构学;(2) 机器人运动学;(3) 机器人静力学;(4) 机器人动力学;(5) 机器人控制技术;(6) 机器人传感器;(7) 机器人语言。
5.答:按几何结构分:(1) 直角坐标式机器人;(2) 圆柱坐标式机器人;(3) 球面坐标式机器人;(4) 关节式球面坐标机器人。
6.答:通常由四个相互作用的部分组成:执行机构、驱动单元、控制系统、智能系统。
7.答:一共需要5个:定位3个,放平稳2个。
8.答:机器人的主要特点有通用性、适应性。
决定通用性有两方面因素:机器人自由度;末端执行器的结构和操作能力。
9.答:工业机器人的手部是用来握持工件或工具的部件。
大部分的手部结构都是根据特定的工件要求而专门设计的。
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2、1
solution:
According to the equation of pure transition transformation,the new point after transition is as follows:
2、3
solution:
According to the constraint equations:
Thus,the matrix should be like this:
2、4
Solution:
= 2、7 Solution:
According to the equation of pure rotation transformation , the new coordinates are as follows: 2、9 Solution:
Acording to the equations for the bined transformations ,the new coordinates are as follows:
010051
05110
0030010310(,90)(5,3,6)(,90)001060
1004900
0110
00111A B
P Rot z Trans Rot x P -⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢
⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥
=⨯⨯⨯==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢
⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦o o
A
B
Transformations relative to the reference frame
Transformations relative to the current frame
2、10
P=Trans(5,3,6)Rot(x,90)Rot(a,90) P
1 0 0 5 1 0 0 0 0 -1 0 0
2 = 0 1 0
3 0 0 -1 0 1 0 0 0 3
0 0 1 6 0 1 0 0 0 0 1 0 5 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 2 = -2 8 1 2、12
0、369 -0、766 -0、601
0、819 0 -2、947 0、439 0、643 -5、38 0 0 0 1 0 -0、39 -3、82
1 0 -6 0 0、9
2 -3、79 0 0 0 1 2、14
a) For spherical coordinates we have (for posihon )
1)r·cos γ·sin β = 3、1375
2)r·sin γ·sin β = 2、195
3)r·cos β = 3、214
I) Assuming sin β is posihve, from a and b →γ=35°
from b and c →β=50°
units
from c → r=5
II) If sin β were negative、Then
units
γ=35°β=50°r=5
Since orientation is not specified, no more information is available to check the results、
b) For case I, substifate corresponding values of sinβ, cosβ, sinγ, cosγ
and r in sperical coordinates to get:
0、5265 -0、5735 0、6275 3、1375
Tsph(r,β,γ)=Tsph(35,50,5)= 0、3687 0、819 0、439 2、195
-0、766 0 0、6428 3、
214
0 0 0 1 2、16
Solution:
According to the equations given in the text book, we can get the Euler angles as follows:
①
Which lead to :
②
③
2、18
Solution:
①Since the hand will be placed on the object, we can obtain this: Thus:
②No,it can’t、
If so,the element at the position of the third row and the second column
should be 0、However, it isn’t、
x=5,y=1,z=0
According to the equations of the euler angles:
2、21
(a)
(b)
# θ d a α0-1 0 0 1-2 0 180 2-H 0 0 (c)
= =
= =
(d)
2、22
(a)
(b)
(c)
= =
= = = (d)
2、23
(a)
(b)
# θ d a α
1 0 0 90
2 0 4 0 1 -90
4 0 90
5 0 0 -90
6 5 0 0
(c)
= = = = = = (d)
=。