大疆算法工程师笔试

人疆创新2015年校园招聘笔试题目试徐类酗律法喪港试匕号I笔试时长X 60分钟:驚坯 所有X法设H相X；问的耐脾集均为忱方案. 说叨N 所有稈宇设计相关闷fl的期瑯存拿均不内包含钏,巧说r.说明久 水套试跪共511蘿5 ”同的方海剳廉和1|堆.玄. 题即可（如能力及时间允许.也可以选择更隅X（灿分）中值滤波（median filter）图像处理中广泛蚀用的-种鴻波器.其炼理是对图鮒中的口 个像素（i,【=1,2,HJ = 1Z- M，用它的方形 域 Qtj = （）lli-ri r.lj-/I 门中的所仃像素的中位数来替换它的像素僅.其中被称旳 该邻域的半径。对一维国像，方形邻域退化为个闭区间：必=卩-匚叫1.（20分）试给出对8比特一维灰度图像f（）i = 1.2,H进行中值流波的C/C*疑浓.并分析算法的时间复杂度，注意该图像只有一列像素算法输入：8比特一维灰度图像f，咼为乩算法输出：滤波后的8比特一维灰度图像厂高为乩，函数声明；void medianFilterlD（uchar* f, uchar* & int H）；3（20分）（艦噪声去除）楸盐噪声也廉鵬郴声,是图像中经常赃啲欄芮 它是-椎机册的触或者黑总在8比特灰度图中像素值分别为255和0.如1 1所示。试给出-个去徐或飆灰度图像中瓣噪声,同肱量保齟像细节緻彌法（写岀仿码即可）,并分刪间躱度。理想去噪效果孵2.图1:蚀盐噪附馳1/918加权中值波(weighted艺的原理是.粮崑*域!tlU与目是相導的这会导数濾波后的国俾迟失一些细节针对这卜问 median filter)提出。现在考虑一维的加权中值濾液.回 w(ij)6(/a)= q)q e 2255b标像素i的像素值差异对邻域像議，进行加权.然话再计诵郛域内中伍 令像的邻域内像素值q的加权分布为h(q) = L 其中/(/)为像素/的像索值(X)为真值国数爪为孔时i= UH.按公式(2)定义的权值进行加权中值滤波的算法(写出伪码即可)，并分析时间复朵度。l)Jl Innovations一、计算机视觉（100分）异学分）（摯征点匹配）给定两幅图像SB,要囂:?几进行匹配。特征点的结构为3坐标,豐聶曲二 囂芽皿528.假设两幅图中所有持征点己经找出，并按照从圧到右、从 匕到卜严扫描顺净排序；一对特征点丸町的差异曲距离函数F（九昭定I如栗 尸（几竝）S F（rx；Jy E则比与x；称为是一对特征点匹配对，记作（x严以），。试写出特征点匹配的算法（写出伪码即可），并分析时间复朵度（不考虑函数F的开销九算法输入：按扫描顺序排序的特征点序列利i = ,m和x,j=，,n.算法输出：所有特征点匹配对（石点）=1乙“仇数据结构定义（不可更改人typedef struct .feature DJI nZ1将图A矫正成图B皿心 11, r 1 111 I2（20分）（图像桥正试看设计一种簣法可 同.宽高都为w./i.其中A图中的AXtA2tA3fA的坐怀二 14且对应B图中的四卜角.并分析诗法的优缺点A.B图的人小相.分别为人=（七,yj，i二As3.A（40分）（立体视觉）考虑一个典型的立体视觉系牛，个相机的中心,称为光心;仇分别为光心C在斤_. 丄i 1 !.（ t t u l iii : 一z. yi i、丄 i wB如下图所示其中C.U分别为个相机中的投影称为对扱点If 41 of Yr WlWMi 称As AB“ 3.（40分）（立体视觉）考虑-个典型的立体视觉系统，如下图所示。g中分刖为两个相机的中心，称为光心；已$分別为光心G,C在刃一个相机中的投影;称弓对极严 *为三维空间中的一个点，其在两个相机的投影分别畑/ r为的产线 f为 点乂对应的极线：连线cc称为基线。显然，上面提到的所仃点都共面，这个平血称为 极平面。_用齐次坐标表示法来表示点和线（即在真实坐标后面加上一驴匚例如二维坐戶 （兀,刃的齐次坐标表示是（X,1J,三维坐标（x,y,z）的齐次坐週表示是（3厶1）九三维 点X投彫到图像上的二维点可以由公式PX = xlPfXx,表示，其中PF称为投影矩 阵（3x4）。投影矩阵是不可逆的，因为所有射线CX上的点、都投影到图像占的相同点 曲但可以求岀它的伪逆P+，并表达出射线CX：伦）=卩+天+兀伪逆满足ppg /.点尢在直线2上可以表示为% 1 = xr/ = 0.两点Xp兀2所在的直线I可以由它们的叉乘 表示：l=X1XX2= Xi）x2其中良为反对称运算符：0 一3 X2 1Mx = X3 0xi o ID分）试证明点加满足：皿=o0響的表达j，并说當J囂;2）（25分）假设已知两幅视图中的谗匹配点对H 八试设说明?1最小为多少才能求得-个有效的F4（20分）情描述你认为最重要的3个图像或视觉技术在消费类小型无人机领域的应Ifh井请简要说明原因以及你所能够想到的可能解决方案。bjl |iinovitnv*1!三.导航(100分)九(20分)(静态路径观划)丐虑一个.细卡面静态路径规划问题。以网格形式足一弓全 局地图,用mxn的矩阵M表示，其中mqj)= 1表示(ij)网格仃障碍物M(i,j) = O：fe示该 网格为自由空间。机器人被捕象为-个质点，只HJ前向运动、转弯，不能侧移、后退、可U 在网格中的任意一格向其8个相邻网格运动八不能超出边界。考虑机器人转向时的代价。假设机器人不转向行驶一个网格消耗能量为1，转向45度 消耗能量为0.25 (如果转向45度再行驶-个网格消耗能量则为1.25),转向90度的能棗为 0.5.以此类推。定义网格左下角为坐标原点。试写出AS = (0.0)位置到平面中任一位置E = (p,q)的址优路径规划C/C卄算法，给出 必要说明注释，并分析时间复杂度。_算法输入:矩阵M,起始点S = (0,0),终点E = (q)，初始运动方向为水平向右。 算法输出:S到E的最短路径。数据结构(可根据算法需要进行更改，包括增加或减少成员变量、成员函数况 typedef struct _Rect/网格float ang; /父到冰丫点的运动万向。弧度 0为了|int x;iH f indPat h(Rect S, Rect E. bool* Mw Red* pa【h. int nu int n);240升八动佥路社规戈a巧点:int y;2.（40分）（动态路径规划考虑封闭2D平面空间内移动机器人寻路讨题“己知地图丫标明了起点与口标点，但没有包含障碍物信息.机器人需鉴依靠伎感器（包括摄耳、头、”超声 波雷达、激光雷达、惯导单元、陀螺仪等）进行环境感知，且感知范围有限、不足以覆盖整 个空间.只能边走边看S冋时机器人的自身定位需要借助传感器信息进行推算血传感単 信息足基亍机器人体坐标系（body,用上标*表示），要考虑全局坐标（汰山乩用上标G表示） 体坐杯系的转换。I） （15）某时刻机器人在全局地图中姿态为得到一组激光雷达检测到的障碍 物坐标数据心小）叽転力）宀，（珀儿严,求这组障碍物在全局地图中的坐标（25）设计一个动态路径规划算法，可以根据实时感知信息调整路径。给出算法流程和I .LI 囂;囂鳥丫坐标Eg之间的转换关系式（根示；仃心巧标计笑而菲;求:為X讐而心高肚地球是南北极校扁的椭球恢要用椭珠坐.习二己知萊点GPS坐标（Lo，Bo,Ho）以该点为原点建立东北天坐标疾（站心直佩塑 初、E：通过坐标原点口扭向天顶的法线为北轴（指向天顶为正、.以予午绞万向为沖皿 二化为正），x轴指向东，且与y、z轴廉宜（向东为正九血|出东北氏坐标系示危吐 标咧方 向，并推导岀另外GPS 点（S比，对应东北夭出标（y.x.z）的虽达式，给出拣导过卷. （提示：先将GPS坐标转换到直角坐标系，再糕换到东北天坐标）4、（20分从下面一段文字提炼机器人的工作逻辑，总结出其对应的系统模型、UML理、 状态机或者任何可以帮助机器人编程开发的框图机器人在空间中移动，寻找矿藏。如果它发现了可能的矿床,就会联络指挥中心， 传回图片到指挥中心分析矿床。指挥中心将分析结果反馈给机器人，如杲是有伉值的矿产， 就插一面黄旗在矿床旁边，否则就插一面红旗。如果机器人在矿床旁边三次尝试都没法联络 到指挥中心，就插下一面白族。机器人可以重新返回一个捕有白旗的位置，重新尝试联络 机器人活动的过程中不能把之前插下的旗子碰倒机器人在移动的过程中如果发现静止的障碍，就会尝试从无障碍的方向绕过。如果发现務动的障碍，则会直接后退。z -宀补机器人可以通过GPS知道自己的位置，还可以通过避障系统知道障碍与自己的相对连接通畅时，任何时候指挥中心发出紧急控制指令都可以中断机器人的自主行动。 紧急控制指令也可以取消，让机器人回复自主行动。匹四.控制（100分）考虑卩U旋翼姿态与高度拧制的动力学方程如下:rlb , Q 2e =亍（“ _乙）+ 丁 （呛_如）必lb22、& _ Uz -長）+厂（扇_城） =于 _切）+ f （厨+湄_蜃一3?）舟 COS 0 COS4（3孑 + 3孑 + ）； -4-曲）一 9其中m &勿为四旋翼e行器在世界坐标系中的姿态角弧度值（俯仰0、偏航w和滚转en/l为飞行器的高度。符号上一点代表一阶导数，两点代表二阶导数。!x 0 0飞行器的转动惯量矩阵为】=o ry 0，质量为m。5叫叫叫分别代表四个螺00 Iz 旋桨的转速,而b是拉力系数,o）f代表了每个螺旋桨产生的拉力。I表示电机到飞彳亍 器重心的距离,c为扭矩系数,9为重力加速度。（30分）如果单独控制高度通道（可以考虑其动力学特性也可以不考虑），限定采用P2扌空制:仪诘写岀你的PQ控制率C/C卄代码。L 5 w 切旋桨的转速.而片 是拉力系数，bsf代表了毎个螺旋桨产生的拉力。I农示电机到飞行器重心的距离.c为in矩系数.g为垂力加速度。1-30分）如果单独控制商度通道（可以考虑具动力学特性也可以不考虑：），限定采用PID控制率请写岀你的PID控制率C/CX代鸥算法输入：当前观测的窩度height_present,当前目标高度height_desired, Pj, D壇益 Pgain, Lgainz D_gain.算法输岀;：卩q个电机的总拉力force_total.函数声明:int height_control （ini height present, int. height desired, i.nt P .gain, int I_gain, int D_gain）;2（20分）简述PFD控制中P,I,D三个单元的定义、作用如何在实际系统屮调节这三个 单元：简要说明对具体问题如何选择PID控制器（即何时选P控制，PD控制，PI控制, PID控制）。3.（20分）针对四旋翼飞行器的控制动力学模型，尝试设计完整的姿态和高度控制方案并对丁设计思路进行简要描述（请至少包扌舌用到的传感器、观测器设计（如有）、控制律的 选择以及选择原因、系统框图等）。4（30分）请在四旋瑕姿态和高度控制的基础上建立飞行器室外三维位置控制方案并对你的方案进行简要描述（请至少包括用到的传感器、观测器设计（如有）、控制律的选择以及选择原因、系统框图等）。innovation五、通信（100分）2，（25分）简述如下两种星座图有何问题产生的原的能是什么？估计一下下輕 图的等效信噪比大约是多少，I “I电 h mI门一 -4- 4* ”： ：:/ , T*| 均* a 八 - 1 . 么 I 一亠亠3 ：亠刍/一 . 4， - - 3（25分）.给出16QAM信4（25分）一个频率为左右的正荻波单音信号,信噪比超过20dBU 50MHI采样車 得到20000个采样点如何据这些采样点估计该信号的频偏，请粗略估计这种方法的误差范围