为什么激光SLAM能够成为现下主流？它又是如何实现快速发展？

近年來，在家庭、餐廳、商場等服務(wù)場所，移動服務(wù)機(jī)器人已屢見不鮮，他們能做到自主清掃房間、送餐送物、智能引導(dǎo)等功能，自主定位導(dǎo)航作為移動服務(wù)機(jī)器人的核心技術(shù)之一，也是其完成復(fù)雜高級任務(wù)的基礎(chǔ)，必然引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。

一直以來，實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人在未知環(huán)境中的自主導(dǎo)航能力，是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一大核心課題，SLAM技術(shù)的出現(xiàn)徹底解決了機(jī)器人在未知環(huán)境中的自主移動問題。根據(jù)傳感器的不同，目前SLAM技術(shù)主要包括了視覺SLAM與激光SLAM兩大類，基于視覺的SLAM方案主要有兩種實(shí)現(xiàn)路徑，一種基于RGBD的深度攝像機(jī)，比如Kinect；還有一種是基于單目、雙目或者魚眼攝像頭的。但目前視覺SLAM仍處于進(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用場景拓展、產(chǎn)品逐漸落地階段。反觀激光SLAM，由于起步較早，在理論、技術(shù)和產(chǎn)品落地上都較為成熟，憑借穩(wěn)定、可靠、高性能等技術(shù)優(yōu)勢，激光SLAM已成為現(xiàn)下主流，并在機(jī)器人、無人駕駛領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。

激光SLAM脫胎于早期的基于測距的定位方法（如超聲和紅外單點(diǎn)測距），激光雷達(dá)的出現(xiàn)和普及使得測量更快更準(zhǔn)，信息也更為豐富。其采集到的物體信息呈現(xiàn)出一系列分散的、具有準(zhǔn)確角度和距離信息的點(diǎn)，也被稱為點(diǎn)云。通常，激光SLAM系統(tǒng)通過對不同時刻兩片點(diǎn)云的匹配與比對，計(jì)算激光雷達(dá)相對運(yùn)動的距離和姿態(tài)的改變，也就完成了對機(jī)器人自身的定位。

思嵐科技是全球最早從事機(jī)器人自主定位導(dǎo)航技術(shù)的企業(yè)之一，目前，業(yè)務(wù)已輻射亞歐美洲20多個國家和地區(qū)，服務(wù)超過2000家企業(yè)和10萬個人用戶，旗下產(chǎn)品已成熟的應(yīng)用于微軟、殼牌、優(yōu)必選、科大訊飛、軟銀等企業(yè)的服務(wù)機(jī)器人項(xiàng)目。

據(jù)了解，思嵐科技主要利用自主研發(fā)的激光雷達(dá)作為核心傳感器，通過SLAMWARE內(nèi)置的先進(jìn)算法驅(qū)動，可在未知環(huán)境中實(shí)時提供定位，并構(gòu)建最高達(dá)5cm分辨率的環(huán)境地圖。在實(shí)現(xiàn)定位與建圖外，同時采用D*動態(tài)即時路徑規(guī)劃算法，可自動搜索前往目標(biāo)的最短路徑并控制機(jī)器人行動。

目前，思嵐科技的自主定位導(dǎo)航方案已成為服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域性價比最高、穩(wěn)定性更強(qiáng)的落地應(yīng)用方案，經(jīng)過多年的技術(shù)迭代與創(chuàng)新，思嵐科技的SLAM技術(shù)已升級至3.0版本，相比傳統(tǒng)SLAM技術(shù)，思嵐科技的變革式SLAM 3.0采用了圖優(yōu)化的方式進(jìn)行構(gòu)圖，能實(shí)現(xiàn)百萬平米級別的實(shí)時地圖構(gòu)建能力，同時，擁有主動式回環(huán)閉合糾正能力，能很好的消除長時間運(yùn)行導(dǎo)致的里程累計(jì)誤差。

SLAM 3.0 采用SharpEdge精細(xì)化構(gòu)圖技術(shù)，可構(gòu)建高精度、厘米級別的地圖。同時，構(gòu)建的地圖規(guī)則、精細(xì)，進(jìn)一步提升了定位的精確性。無需二次優(yōu)化修飾，直接滿足用戶預(yù)期。相比較粒子濾波每次直接將傳感器數(shù)據(jù)更新進(jìn)入柵格地圖進(jìn)行增量式構(gòu)建的做法，基于圖優(yōu)化的SLAM 3.0 摒棄固定的柵格地圖，存儲地圖構(gòu)建過程中調(diào)整了圖結(jié)構(gòu)中每個節(jié)點(diǎn)的pose和對應(yīng)的傳感器信息以及所有關(guān)鍵點(diǎn)構(gòu)建的位姿關(guān)系圖，利用全部的機(jī)器人位姿信息和對應(yīng)傳感器數(shù)據(jù)生成環(huán)境地圖。

當(dāng)機(jī)器人運(yùn)動到已經(jīng)探索過的原環(huán)境時，SLAM 3.0可依賴內(nèi)部的拓?fù)鋱D進(jìn)行主動式的閉環(huán)檢測。當(dāng)發(fā)現(xiàn)了新的閉環(huán)信息后，SLAM 3.0使用Bundle Adjuestment(BA)等算法對原先的位姿拓?fù)涞貓D進(jìn)行修正（即進(jìn)行圖優(yōu)化），從而能有效的進(jìn)行閉環(huán)后地圖的修正，實(shí)現(xiàn)更加可靠的環(huán)境建圖。即使當(dāng)時地圖上看誤差較大，SLAM 3.0也可靈活對已產(chǎn)生的地圖進(jìn)行調(diào)整。如今，思嵐科技的自主定位導(dǎo)航套裝及相應(yīng)的機(jī)器人開發(fā)平臺中，均采用了SLAM 3.0圖優(yōu)化，即使面對各類復(fù)雜的商用環(huán)境，機(jī)器人也能輕松應(yīng)對。