SLAM,英文是Simultaneous Localization and Mapping,意思是即时定位与建图。通俗理解,SLAM的主要功能就是让机器人一边计算自身位置,一边构建环境地图,这两个过程相辅相成。可以说,SLAM技术是机器人后续自主行动和实现交互的基础,SLAM也被认为是实现自动驾驶和全自主移动机器人的关键技术。
SLAM要实现定位和建图,第一步就是采集数据。而采集数据的关键是传感器。根据目前主流的应用,传感器主要是激光雷达和摄像头两大类,根据传感器选择不同,基于激光雷达和视觉的SLAM技术分别称为激光SLAM和视觉VSLAM。
而激光SLAM又因为传感器应用有单线(2D)和多线(3D)激光雷达两种,所以,激光SLAM又有2D SLAM和3D SLAM之分。2D SLAM用单线激光雷达探测二维平面环境信息,在一个平面数据上进行定位,二维成像没有高度信息。3D SLAM用多线激光雷达获取环境三维数据,通过三维数据的特征点匹配进行定位,三维动态成像可以知道物体形状大小,环境信息还原度高。
无论是激光2D SLAM、激光3D SLAM还是VSLAM,他们都是建图定位技术。激光雷达3D SLAM就是基于多线激光雷达探测的建图定位技术。
从技术成熟度看。早在2005年,激光SLAM已经被研究比较透彻,是最为成熟的定位导航方案。而激光雷达3D SLAM技术近年来迅猛发展,愈来愈成为未来的发展趋势。VSLAM目前由于受限于计算复杂度及光线对视觉干扰等问题,工程应用案例不多。
从适用环境看。2D SLAM无法适用动态场景变化大的室内场景,更无法应用到复杂的室外环境,VSLAM对光的依赖程度高,在暗处无法适用,激光雷达3D SLAM则室内外通用,且不受光线环境影响。
综上可知,激光雷达3D SLAM技术具备测量精度高、环境适应能力强、部署便捷等优势。
随着国产多线激光雷达的量产和性能提升,3D激光雷达逐渐走向低成本、低功耗和高可靠性的应用,基于3D激光雷达的SLAM算法得到了迅猛的发展。近几年多线激光雷达3D SLAM自然导航定位技术在无人驾驶、机器人等智能设备上大量落地应用,直接验证了激光雷达3D SLAM技术的可靠性。
多线激光雷达3D SLAM自然导航定位技术,完美解决了反光板、二维码、2D SLAM等传统导航方案的:场外不能使用、场景应用局限大,成本投入高以及部署繁杂、易烂尾等三大痛点,正在成为全球SLAM技术的重要发展趋势。