近年来,伴(bàn)随移动机器人在各行各业(yè)的广泛应用,SLAM这(zhè)个“名字”逐渐被更(gèng)多的人所熟悉,但(dàn)是(shì)SLAM具体是什么、SLAM有哪些应用领(lǐng)域、激光SLAM和视觉(jiào)SLAM哪种(zhǒng)方式更有优势等等这些问题却总是模糊(hú)不清。今天,小编就(jiù)带(dài)大家来详细(xì)了(le)解一(yī)下~
什么(me)是SLAM ?
SLAM英(yīng)文全称是 Simultaneous Localization and Mapping,意为(wéi)即时定位(wèi)与地图(tú)构建。SLAM最早由Smith、Self和(hé)Cheeseman于1988年提出(chū),至今已(yǐ)有30余年的发展历史。
SLAM它试图解决(jué)这样的问题(tí):一个(gè)机(jī)器人在未知的环境中运动,如(rú)何通过对环境的观测确定自身(shēn)的运(yùn)动轨迹,同时构(gòu)建出环境的地图。SLAM技术正是(shì)为(wéi)了实现这个目标涉及到的(de)诸多技术(shù)的总和。由于其重要的理(lǐ)论与应用价值,被很多学者认(rèn)为是实现(xiàn)真正(zhèng)全自主移动(dòng)机(jī)器人(rén)的关键。
相较于深度学习、神经网络、大数据等(děng)热门词汇(huì),听过SLAM的人少之又少,是因(yīn)为国内从事相关(guān)研(yán)究的机构更是屈指可数。直至2015年左右,SLAM才逐渐成(chéng)为国内机器人和计算机视觉领(lǐng)域(yù)的热(rè)门研究方向,在当前较为热门的领域(yù)崭露头角。
SLAM应用于哪些(xiē)领(lǐng)域?
机器人定位(wèi)导航:SLAM 可用于生成移动机器人所处环(huán)境的地图(tú)。基于这个(gè)地图,机器人执行路径规划、自主定位(wèi)、导(dǎo)航等任务。
无人驾(jià)驶领域:SLAM 技术可以提供(gòng)视觉(jiào)里程计功能,然(rán)后(hòu)与GPS等其他定(dìng)位方(fāng)式相融(róng)合。
无(wú)人(rén)机(jī)领(lǐng)域:SLAM可以构建(jiàn)局部地图,辅助无人机进行自(zì)主避(bì)障、规(guī)划路径。
VR/AR 方面:根据 SLAM 得到地(dì)图和当前视角对叠加虚拟(nǐ)物(wù)体做相应渲(xuàn)染,这样做可以使(shǐ)得叠加的虚拟物体看起来比较真实,没(méi)有违和(hé)感。
激光SLAM与视觉SLAM
按(àn)照(zhào)传感器类型来划分,SLAM分为激光SLAM和视觉SLAM。
激光SLAM
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激光SLAM脱胎于(yú)早(zǎo)期的基于测距的定位(wèi)方法(如超(chāo)声和红外单点(diǎn)测(cè)距)。激光(guāng)SLAM的原理(lǐ)是通过激光雷达采集周围环(huán)境(jìng)物(wù)体信息呈(chéng)现出的一系(xì)列分散的、具有准(zhǔn)确角度和距离信息的(de)点,被称为点云。通常(cháng)激(jī)光(guāng)SLAM系统通过对不同时刻两片点云的(de)匹配与比对,计算激光雷(léi)达相对运(yùn)动(dòng)的距离和姿态的改变(biàn),从而完(wán)成对机(jī)器(qì)人自(zì)身的定位。
视觉SLAM
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视(shì)觉SLAM又称为V-SLAM,主要通过摄像头来实现。摄像头品类繁多,主要(yào)分为单目(mù)、双目、单目结构光、双目结(jié)构光、ToF几大类。基于深度摄像机的 V-SLAM,跟激光 SLAM 类似,通过收集到的点云(yún)数据,能直接计算障碍物(wù)距(jù)离;基于(yú)单目、鱼眼相机(jī)的 V-SLAM 方案,则(zé)利用多(duō)帧图像来估(gū)计自身(shēn)的位姿(zī)变化,再通(tōng)过(guò)累计位姿变化(huà)来计算距(jù)离(lí)物体的距(jù)离,并进行定位与地图构建。
激光SLAM与视(shì)觉SLAM比(bǐ)较
一直以来,业内对激光(guāng)SLAM与视(shì)觉SLAM到底谁更胜一筹(chóu),谁是未来主流趋势都有自己(jǐ)的(de)看法。下面从以下几(jǐ)个角度进行简单对比(bǐ):
· 技术发展
早在 2005 年的(de)时候,激光 SLAM 就已经被研究的比较透彻,框架也已初步确定,激光 SLAM是(shì)目前最稳定(dìng)、最主流的定位导航方(fāng)法;视觉SLAM 目前尚(shàng)处于进一步(bù)研发和应(yīng)用场景拓展、产(chǎn)品逐渐落地阶段。
· 使(shǐ)用环境
激(jī)光(guāng)SLAM主要应用于室内;视觉SLAM在室(shì)内外均能开展工(gōng)作,但是(shì)对光的依赖度高,在暗处或者一些无纹理区域无(wú)法(fǎ)进行工作。
· 地图精度
两者相(xiàng)较,激光 SLAM 构(gòu)建的地图精度高,不存在(zài)累计误差,且能直接用于定位导航。
当然,激光SLAM也有(yǒu)一定的局限性(xìng)。比(bǐ)如在又长(zhǎng)又直、两侧是墙壁的长廊或是动态变化大的环境中,单纯依靠激光SLAM容易发生定位丢失(shī)的情(qíng)况。
不(bú)过,针对(duì)这(zhè)样的问题目前已有(yǒu)成熟的解(jiě)决(jué)方案(àn)。如仙知机(jī)器人(rén)推(tuī)出了(le)激光导航移动机器人产品,支持多种导航方式任意切换,在长廊、高动态环境中(zhōng)可自由切换至激光(guāng)反光(guāng)板导航或二维码导(dǎo)航;同时可配合3D相机检测地面上的坑洞(dòng)及立体障碍(ài)物,让移(yí)动机器人安(ān)全高效的运(yùn)行(háng)。
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从中可(kě)以发(fā)现,要想让移动机器人应对各种(zhǒng)复杂的使用场景,激光SLAM与视(shì)觉SLAM必(bì)将(jiāng)在相互竞争(zhēng)和融合中发展,多传感器融合(hé)导航(háng)必然是未来发展(zhǎn)方向。伴随移动机器人核心技术的解(jiě)决,将替代(dài)人工完(wán)成简单(dān)、重(chóng)复、劳动量大(dà)的繁杂(zá)工作,真正为人类服务。
有关仙(xiān)知
上海仙知机器人科技有限公司(sī),是一家以移动机器人控制与调度为核心的高新技术企业。作为(wéi)一站式(shì)移动机(jī)器(qì)人方案专家,仙知机器人掌握了具有自主知识(shí)产权的移动机器人核心技术,并在工业(yè)自(zì)动化领(lǐng)域内拥有丰富的项(xiàng)目经验。仙知机器(qì)人致力于服务各行业集成商,并为其提供包括移动机器人控(kòng)制、调度(dù)与信息管理在内的一站(zhàn)式移动机器人(rén)解决方案(àn)。
目(mù)前,仙知机(jī)器人的产品、技术(shù)及解决方(fāng)案已在汽车制(zhì)造、家电制造、3C电子制造、半导体制(zhì)造、食品烟草、电商仓储、安防巡检、商(shāng)用服务、医疗教育等领域广泛(fàn)应用。
仙知机器(qì)人积极践(jiàn)行企业使命—“让智能创(chuàng)造价值”,不(bú)断(duàn)坚(jiān)持技术创新,并以开(kāi)放包(bāo)容、合作共赢的姿态(tài)携手合作伙伴,最大程度地满足(zú)客(kè)户对产品、技术(shù)与解决方案(àn)的高品质(zhì)追(zhuī)求(qiú),力争(zhēng)“成为机器人产业的创(chuàng)新者(zhě)与引领者!”