slam技術面試問題(二)

2021-08-30 09:00:16 字數 2714 閱讀 6321

14.特徵匹配(稀疏)和稠密匹配區別

1)稀疏匹配可以快速地求解相機的位姿;

2)稠密匹配可以建立完整地圖,但是速度慢、效率低,並且畫素梯度不明顯的地方對運動估計沒有什麼貢獻。

15.ekf與ba的區別

1)ekf只估計當前時刻的機械人位姿,無法糾正歷史的機械人位姿;然而ba更加傾向於使用所有的歷史資料,因此它利用了更多的資訊;

2)ekf在工作點附近用一階泰勒展開近似整個函式,但是在工作點較遠處不一定成立;然而非線性優化每迭代一次,狀態發生改變後,重新對新的估計點做泰勒展開,因此在狀態變化較大時也能適用;

3)ekf的可擴充套件性和魯棒性更強。(多感測器融合)

16.單目、雙目、深度相機的對比

1)單目相機具有尺度不確定性;

2)基線距離越大,測量距離越遠,可以用於室內和室外;

3)測量範圍窄,雜訊大,易受日光干擾,主要用於室內。

17.常用的邊緣檢測運算元和優缺點

邊緣檢測一般分為三步,分別是濾波、增強、檢測。基本原理都是用高斯濾波器進行去噪,之後在用卷積核心尋找畫素梯度。常用有三種運算元:canny運算元,sobel運算元,laplacian運算元。

1)sobel運算元是一階導數運算元,對雜訊具有平滑作用,抗雜訊能力強,計算量較大,但定位精度不高,得到的邊緣比較粗,適用於精度要求不高的場合。

2)canny運算元抗噪能力強,它使用兩種不同的閾值分別檢測強邊緣和弱邊緣。優點是能夠檢測到真正的弱邊緣。

3)laplacian運算元是二階微分運算元,容易受雜訊干擾,不能檢測邊緣的方向,一般用於判斷明暗變化。

18.為什麼slam中常用lm優化?

g-n中的h矩陣可能為奇異矩陣或者病態矩陣,導致演算法不收斂,而且當步長較大時,也無法保證收斂性。所以採用lm求解增量方程,但是它的收斂速度可能較慢。

19.介紹ransac演算法

ransac演算法的優點是能魯棒的估計模型引數。例如,他能從包含大量局外點的資料集中估計出高精度的引數。缺點是它計算引數的迭代次數沒有上限,如果設定迭代次數的上限,得到的結果可能不是最優的結果,甚至可能得到錯誤的結果。ransac只有一定的概率得到的可信的模型,概率與迭代次數成正比。

20.歐式變換、相似變換、仿射變換、射影變換的區別

a.歐式變換:矩陣的形式是[r t;0 1],有6個自由度,在變換前後,保持不變的性質是長度、夾角、體積;

b.相似變換:矩陣的形式是[sr t;0 1],有7個自由度,在變換前後,保持不變的性質是體積比;

c.仿射變換:矩陣的形式是[a t;0 1],有12個自由度,在變換前後,保持不變的性質是平行性、體積比;

d.射影變換:矩陣的形式是[a t;a^t v],有15個自由度,在變換前後,保持不變的性質是接觸平面的相交和相切。

21.icp推導

22.slam的常用概率解法有哪幾類?分別有什麼優缺點?

主要有卡爾曼濾波、擴充套件卡爾曼濾波、無跡卡爾曼濾波、粒子濾波等。

1)卡爾曼濾波計算簡單,但是只能用於求解線性高斯系統;

2)擴充套件卡爾曼濾波可以近似非線性問題,但是雅克比矩陣計算量大並且受到高斯雜訊約束;

3)無跡卡爾曼濾波計算精度高,並且不需要計算雅克比矩陣,缺點是受到高斯雜訊約束;

4)粒子濾波可以表示比高斯分布更廣泛的分布空間,但是計算量大並且有粒子耗散現象。

23.推導一下kf、ekf

24.描述一下粒子濾波演算法

粒子濾波是一種貝葉斯估計器的具體實現,它能夠處理非線性以及多峰分布的情況,它使用粒子的分布來近似機械人位姿的後驗概率。

粒子濾波的過程為:

1)對每個粒子進行狀態傳播;

2)使用觀測模型評估每個粒子的權重,越符合觀測值的粒子其權重越大;

3)根據權重對粒子進行重取樣,以權重的概率接受每個粒子,並將重取樣後每個粒子的權重重新賦值為1/n。

25.特徵點提取與匹配(sift、orb)

1)sift

首先對影象進行降取樣,得到具有不同解析度的影象金字塔,再對每一層影象用不同尺度的高斯核進行卷積,從而得到log影象金字塔;

然後對log影象金字塔的每一層的相鄰兩幅影象進行差分計算,從而得到dog影象金字塔;

在dog影象金字塔中,將每個畫素與其同層的8個畫素以及上一層的9個畫素和下一層的9個畫素進行比較,如果該畫素的值小於或者大於其周圍的27個畫素值,則該畫素就是要找的極值點;

由於是在高斯差分下得到的極值點,因此需要用二次曲線進行插值得到真正的極值點;

然後通過統計特徵點附近8*8的鄰域內每個畫素的梯度方向,從而得到8個方向中每個方向所對應的畫素數量,數量最多的方向即是該特徵點的主方向;

最後通過將特徵點附近16*16的區域劃分為4*4的子區域,統計每個子區域中的畫素屬於8個方向的數量,從而得到4*4*8=128維的二進位制描述子向量。

2)orb

對影象中的某個畫素,假定其亮度為ip,設定乙個閾值t;

取該畫素周圍的半徑為3的圓上的16個畫素點,如果該圓上有連續n個畫素的亮度大於ip+t或者小於ip+t,則認為該畫素為角點,如果n等於12,則可以通過判斷是否第1、5、9、13個畫素中連續三個畫素的亮度大於ip+t或者小於ip+t,如果不是則該畫素一定不是角點,從而加速角點檢測過程;

為了防止角點扎堆現象,可以用非極大值抑制來選取角點;

由於一張影象中特徵點數量是固定的,所以可以選取m個harris響應最大的角點;

通過影象金字塔可以解決尺度不變問題,通過灰度質心法可以計算角點的方向;

orb的描述子是乙個二進位制向量,按照某種該概率分布在角點附近選取兩個畫素點p、q,如果p>q,則為1,如果p

slam技術面試問題(三)

27.orbslam工作原理及其優缺點,如何改進 28.svo中的深度濾波器原理 深度濾波器認為畫素點的深度誤差滿足高斯分布。在每乙個關鍵幀上提取若干特徵點,這些特徵點的深度未收斂,稱為seed。根據當前幀與上一關鍵幀的座標變換,計算seed在當前幀上的極線,在極線上尋找與上一關鍵幀的匹配點,三角化...

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