【原】【博眾機(jī)器人·解讀】國內(nèi)SLAM 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀大解析

移動機(jī)器人聯(lián)盟 2021-05-25

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文/新戰(zhàn)略機(jī)器人全媒體彭晴

被很多學(xué)者認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)真正全自主移動機(jī)器人關(guān)鍵的SLAM技術(shù)，已經(jīng)開始逐步走入人們的視野，過去幾年掃地機(jī)器人的盛行讓它名聲大燥，而AGV、無人機(jī)等行業(yè)的興起則讓其找到了更加廣闊的市場。今天，我們就來聊一聊現(xiàn)下大熱的SLAM技術(shù)。

SLAM，英文全稱是simultaneouslocalization and mapping，即時定位與地圖構(gòu)建，因?yàn)橛迷?/span>SLAM上的傳感器主要分兩大類：激光雷達(dá)和攝像頭。據(jù)此，業(yè)內(nèi)也將SLAM分為激光SLAM和視覺SLAM兩大類別。SLAM最早由Smith、Self和Cheeseman于1988年提出，至今已有30年的歷史。但國內(nèi)關(guān)于SLAM的研究并沒有那么早，最近幾年才開始逐漸興起并應(yīng)用，那目前在又國內(nèi)發(fā)展得如何呢？

多領(lǐng)域應(yīng)用

SLAM應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，按其應(yīng)用行業(yè)也可分為兩大類，即工業(yè)領(lǐng)域和商業(yè)領(lǐng)域。

商業(yè)用途方面，目前應(yīng)用最為成熟的應(yīng)該是掃地機(jī)行業(yè)，而掃地機(jī)也算機(jī)器人里最早用到SLAM技術(shù)這一批了，國內(nèi)的科沃斯、塔米掃地機(jī)通過用SLAM算法結(jié)合激光雷達(dá)或者攝像頭的方法，讓掃地機(jī)可以高效繪制室內(nèi)陸圖，智能分析和規(guī)劃掃地環(huán)境，成功讓自己步入了智能導(dǎo)航的陣列。除了掃地機(jī)之外，SLAM技術(shù)在無人機(jī)、自動駕駛等都有應(yīng)用，大疆有位工程師甚至說過“所有關(guān)于無人機(jī)的夢想都建立在SLAM之上”，可見SLAM技術(shù)的關(guān)鍵性。

工業(yè)用途主要是集中在AGV領(lǐng)域，隨著制造業(yè)以及電商倉儲領(lǐng)域?qū)θ嵝曰徇\(yùn)的需求不斷上升，SLAM導(dǎo)航迎來了廣闊的市場。將SLAM運(yùn)用在AGV物流小車上，可以不用預(yù)先鋪設(shè)任何軌道，方便工廠生產(chǎn)線的升級改造和導(dǎo)航路線的變更，實(shí)時避障，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，同時能夠更好地實(shí)現(xiàn)多AGV小車的協(xié)調(diào)控制。當(dāng)下國內(nèi)有一些AGV企業(yè)都已開始將SLAM技術(shù)應(yīng)用到AGV上，借此實(shí)現(xiàn)真正的自然導(dǎo)航。

多企業(yè)開發(fā)

隨著SLAM技術(shù)重要性的凸顯以及應(yīng)用市場的擴(kuò)大，一些企業(yè)開始紛紛投入到SLAM技術(shù)研發(fā)中，這其中也可分為兩大類，一是專門提供導(dǎo)航定位模塊的企業(yè)，另一類則是移動機(jī)器人廠商，其開發(fā)SLAM多為自用。

企業(yè)	基本情況	技術(shù)特點(diǎn)
思嵐科技	2013年成立，主營激光雷達(dá)即模塊化自主定位導(dǎo)航解決方案	其SLAMWARE是一種單模塊化的機(jī)器人自主定位導(dǎo)航系統(tǒng)，集成了基于激光雷達(dá)的同步定位與建圖(SLAM)及配套的路徑規(guī)劃功能。
速感科技	2014年成立，機(jī)器視覺解決方案提供商	VSLAM算法可以融合多種傳感器（激光雷達(dá)、慣性測量單元、里程計、超聲波等）數(shù)據(jù)獲得穩(wěn)定且準(zhǔn)確位置姿態(tài)信息的同時，幫助機(jī)器人等智能設(shè)備獲取三維空間環(huán)境信息，使其具備自主移動、路徑規(guī)劃、場景理解等能力。
布科思	2014年成立，主營機(jī)器人、傳感器以及定位導(dǎo)航解決方案	主要使用激光雷達(dá)，結(jié)合UWB（超寬帶技術(shù)）、超聲以及紅外實(shí)現(xiàn)定位，用多傳感器信息融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航與路徑規(guī)劃。
米克力美	2009年成立，專注研發(fā)制造自主移動機(jī)器人。	采用激光SLAM方案
高仙	2013年成立，為用戶提供移動機(jī)器人無軌導(dǎo)航控制模塊	高仙SLAM2.0技術(shù)方案提高了SLAM多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，且將導(dǎo)航環(huán)節(jié)涵蓋了進(jìn)來，為用戶提供了一套完整的機(jī)器人自主定位、建圖、導(dǎo)航應(yīng)用系統(tǒng)。
遠(yuǎn)形時空	成立于2016年，專注于視覺SLAM的研發(fā)和產(chǎn)品化	2017年完成研發(fā)了高定位精度和高穩(wěn)定性的單目視覺導(dǎo)航模組。
靈喵	2015年成立，提供室內(nèi)外通用的模塊化激光SLAM自主定位導(dǎo)航系統(tǒng)解決方案。	主打產(chǎn)品NAVI-BOX（自主導(dǎo)航盒子），應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了幾乎所有類型的移動機(jī)器人場景：工業(yè)場景、家用場景及戶外場景。
斯坦德	2016年成立，移動機(jī)器人及物流解決方案供應(yīng)商	SLAM算法融合多種傳感器（激光雷達(dá)、里程計、慣性測量單元、攝像頭等）數(shù)據(jù)，幫助機(jī)器人獲得場景地圖信息，從而使其具備自主移動、路徑規(guī)劃、場景理解等能力。
極智嘉	倉儲物流自動化解決方案	激光SLAM導(dǎo)航
?？?/span>	移動機(jī)器人、機(jī)器視覺產(chǎn)品和算法平臺的研發(fā)和提供商	激光SLAM導(dǎo)航
凌鳥智能	AGV解決方案	激光SLAM導(dǎo)航

國內(nèi)SLAM技術(shù)代表企業(yè)一覽表

多傳感器融合是趨勢

上表中可以看出，大部分的AGV企業(yè)還是以激光SLAM為主，畢竟當(dāng)下激光SLAM是當(dāng)下最穩(wěn)定、最主流的定位導(dǎo)航方法。視覺 SLAM則是未來研究的一個主流方向。不過激光和視覺都有其各自局限性。

優(yōu)/劣勢	激光SLAM	視覺SLAM
優(yōu)勢	可靠性高，技術(shù)成熟	結(jié)構(gòu)簡單、安裝的方式多元化
	建圖直觀、精度高、不存在累計誤差	無傳感器探測距離限制、成本低
	地圖可用于路徑規(guī)劃	可提取語義信息
劣勢	受Lidar探測范圍限制	環(huán)境光影響大，暗處（無紋理區(qū)域）無法工作
	安裝有結(jié)構(gòu)要求	運(yùn)算負(fù)荷大，構(gòu)建的地圖本身難以直接用于路徑規(guī)劃與導(dǎo)航
	地圖缺乏語義信息	傳感器動態(tài)性還需提高，地圖構(gòu)建時會存在累計誤差