规控面试常见问题

目录

一、项目中遇到的困难或者挑战是什么?

二、A*算法原理(伪代码)

三、在决策规划中常用的非线性数值优化算法

四、针对A*算法中,机器人旋转和大曲率移动代价较高,如何改进?

五、采样和优化算法有什么区别?

六、TEB算法原理

七、A*算法有什么缺点?如何改善

八、A*和Dijkstria算法本质有什么区别?

九、全局路径规划与局部路径规划本质区别是什么?

十、Hybrid A*的原理是什么?和A*相比做了哪些改进或者优化?

十一、蚁群算法和常见的搜索算法有什么不同?

十二、A*算法中openlist和closelist的作用,节点如何更新?

十三、轨迹优化是否需要初始解?作用是什么?

十四、Theta*算法原理?碰撞检测算法原理?

十五、代码题:一个机器人位于一个 m*n网格的左上角,机器人每次只能向下或者向右移动一步,机器人试图到达网格的右下角,请问有多少种不同的路径?

十六、启发式路径规划搜索算法中,启发式函数有哪些构建方法?如何设计对应的代价函数?

十七、讲一下Lattice planner 和EM planner

十八、lattice planner的代价函数的作用是什么?

十九、讲一下LQR和MPC

二十、写一个角度归一化的函数,归一化到[-PI,PI]。

二十一、讲一讲自动驾驶中的一些坐标系以及转换关系?

二十二、QP问题一定是凸优化问题吗?

二十三、车辆是如何进行执行横向或者纵向控制的,如何匹配使得车辆跟踪上目标点?

二十四、车辆动力学模型

二十五、机器人常用的决策方法?决策树、状态机、行为树?

二十六、常用的控制方法有哪些?比如PID?

二十七、协方差的定义是什么?有什么作用?

二十八、简述MPC开发过程。

二十九、讲一下Hybrid A*算法。

三十、常用的局部路径规划算法有哪些?DWA?

三十一、轨迹优化方法有哪些?

三十二、轨迹插值的中间点如何保证可行?

三十三、介绍一下优化算法的目标函数,为什么要 min jerk?

三十四、lattice planner 如何实现动态避障?

三十五、对于实际道路上动态障碍物较多的场景,可以采用什么算法进行路径规划?

三十六、TX2和机载 NX有什么应用场景,有什么区别?

三十七、最小二乘法在实际应用中会有什么问题?

三十八、想从事什么方面的岗位?讲一讲优化的一些知识,优化器等。

一、项目中遇到的困难或者挑战是什么?

二、A*算法原理(伪代码)

输入:

### ROS2 中 C++ 划与制的相关面试知识点 #### 1. **ROS2 的基本概念** ROS2 是新一代的机器人操作系统,相较于 ROS1 提供了更强的实时性和分布式能力。其核心架构基于 DDS (Data Distribution Service),能够支持多节点间的高效通信[^2]。 #### 2. **C++ 编程基础在 ROS2 中的应用** 在 ROS2 中,C++ 被广泛用于开发高性能的节点和服务。以下是几个重要的 C++ 技术点及其在 ROS2 中的作用: - **智能指针** ROS2 使用 `std::shared_ptr` 和 `std::unique_ptr` 来管理对象生命周期。例如,在创建节点时会返回一个 `std::shared_ptr<rclcpp::Node>` 对象[^4]。 - **回调函数的设计模式** 在 ROS2 中,消息处理通常通过回调函数实现。这些回调可以绑定到成员函数上,利用 C++ 的 lambda 表达式简化代码逻辑。 - **线程安全设计** ROS2 支持多线程执行模型(如 SingleThreadedExecutor 和 MultiThreadedExecutor),开发者需要熟悉如何在多线程环境下保护共享资源。 #### 3. **算法的基础知识** 路径划是机器人制系统中的重要部分,常见的划方法包括 A*、Dijkstra 和 RRT 等。在 ROS2 中,可以通过以下方式实现路径划: - **导航堆栈 Nav2** Nav2 是 ROS2 官方推荐的导航框架,提供了全局和局部路径划的功能。它依赖于代价地图(Costmap)来表示环境,并使用插件化的方式加载不同的划器。 - **自定义划器** 如果项目需求超出 Nav2 的范围,则可能需要自行实现划器。这涉及计算几何学的知识以及对优化算法的理解。 #### 4. **制器设计** 制器负责将划的结果转化为具体的运动指令。常用的制策略有 PID 制、LQR 制等。在 ROS2 中实现制器需要注意以下几个方面: - **话题发布机制** 制命令一般通过 ROS2 主题发送给底层硬件接口。例如,速度命令可以用 Twist 类型的消息传递。 ```cpp #include "geometry_msgs/msg/twist.hpp" #include "rclcpp/rclcpp.hpp" void publishVelocity() { auto node = rclcpp::Node::make_shared("velocity_publisher"); auto publisher = node->create_publisher<geometry_msgs::msg::Twist>("cmd_vel", 10); geometry_msgs::msg::Twist msg; msg.linear.x = 0.5; // 设置前进速度 msg.angular.z = 0.2; // 设置旋转角速度 publisher->publish(msg); // 发布消息 } ``` - **服务调用** 某些复杂的操作可通过服务请求完成,比如启动或停止某个动作序列。 ```cpp #include "example_interfaces/srv/add_two_ints.hpp" #include "rclcpp/rclcpp.hpp" bool callService(int a, int b) { auto client = rclcpp::Node::make_shared("service_client")->create_client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>("add_two_ints"); while (!client->wait_for_service(std::chrono::seconds(1))) {} auto request = std::make_shared<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request>(); request->a = a; request->b = b; auto future_result = client->async_send_request(request); if(rclcpp::spin_until_future_complete(node_, future_result) == rclcpp::FutureReturnCode::SUCCESS){ return true; } return false; } ``` #### 5. **传感器数据处理** IMU 数据的采集与解析是一个典型场景。下面展示了一个简单的 IMU 数据读取示例[^3]: ```cpp #include "sensor_msgs/msg/imu.hpp" #include "rclcpp/rclcpp.hpp" class ImuSubscriber : public rclcpp::Node { public: explicit ImuSubscriber(const std::string& topic_name): Node("imu_subscriber") { subscription_ = this->create_subscription<sensor_msgs::msg::Imu>( topic_name, 10, std::bind(&ImuSubscriber::callback, this, _1)); } private: void callback(const sensor_msgs::msg::Imu::SharedPtr msg) const { RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Received IMU data: Orientation X=%.2f Y=%.2f Z=%.2f W=%.2f", msg->orientation.x, msg->orientation.y, msg->orientation.z, msg->orientation.w); } rclcpp::Subscription<sensor_msgs::msg::Imu>::SharedPtr subscription_; }; int main(int argc, char *argv[]) { rclcpp::init(argc, argv); rclcpp::spin(std::make_shared<ImuSubscriber>("/imu/data")); rclcpp::shutdown(); return 0; } ``` --- ###
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