什么是SLAM技术?对自动驾驶来说的用处有哪些?

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近期,Kudan公司宣布其自主研发的先进SLAM(Simultaneous Localization and Mapping,即同时定位与地图构建)地图技术取得了突破性进展,成功构建了一张包含逾十亿个节点的超精密地图。本文特选用了来自YouTube视频的示意图,以直观展现这一技术创新。

自动驾驶的核心在于集成SLAM技术与地图构建能力,其中,自定位是自动驾驶车辆的必备功能,而精准地图的生成则能极大地提升其导航的精确度。

SLAM技术作为关键支撑,具备同时进行自我定位和地图构建的独特能力,通过采用不同于传统GPS的定位机制,大幅提升了自动驾驶的定位准确性。本文基于2022年10月前的资料,旨在概览SLAM技术,并通过实例予以阐述。

SLAM技术概览

SLAM,即“Simultaneous Localization and Mapping”的简称,意指“同时定位与地图构建”。这项技术允许移动设备在行进中实时识别其所在位置并绘制周围环境的地图。

借助装备的传感器,如车辆,通过设定参照点并据此计算移动距离,或利用惯性测量单元(IMU)计算位移,实现相对定位。与GPS提供的地球坐标不同,SLAM技术可在用户创建的地图上精确定位自身位置,犹如探险者依据所见地标绘制地图的同时,计算自身在地图上的位置。

SLAM技术有效融合了自我定位与地图构建功能,对自动驾驶至关重要。其独特之处在于,无需依赖GPS信息,能在包括室内停车场、山区、隧道在内的各种环境中提供可靠的相对位置信息。

SLAM技术的三大类型:摄像头、LiDAR与ToF


SLAM技术广泛采用了摄像头、LiDAR以及ToF(飞行时间)传感器。其中,“LiDAR SLAM”利用LiDAR生成的点云数据,“Visual SLAM”则通过摄像头捕获的视频信息进行定位,“Depth SLAM”则是基于ToF传感器生成的深度图像数据。

LiDAR与ToF传感器通过激光测量到物体的距离,拥有高精度的三维建模能力,并能适应夜间环境。而摄像头凭借丰富的信息捕捉能力和强大的物体识别能力,通过立体摄像头计算距离。

尽管LiDAR成本较高且数据量大,其激光照射范围有限,可能在环境较为空旷时导致点云密度较低。相比之下,摄像头虽性价比较高,但在距离测量与夜间表现方面不及激光雷达。

通过综合使用LiDAR与摄像头,或依据具体应用需求选择合适的传感器配置,SLAM技术得以在定位与映射方面实现高效融合。

SLAM技术面临的挑战与应用前景

尽管SLAM技术面临数据处理时间、局部定位精度、地图一致性、动态物体处理等特定挑战,但通过传感器融合与高性能计算的不断优化,SLAM技术已在自动驾驶、机器人、AR与VR等多个领域展现出广阔的应用潜力。

Kudan公司的SLAM解决方案


专注于人工智能感知(AP)技术研发的Kudan公司,通过研发具备空间识别能力的AP算法,引领了自动驾驶、机器人、AR与VR等领域的技术创新。Kudan推出的商业级软件“GRAND SLAM”特别采用了摄像头与LiDAR作为主传感器,兼容ToF、IMU、GNSS与车轮里程计等多种传感器数据,为SLAM技术的应用注入了新的活力。

本文来源: 无人机网 文章作者: 马俐
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