什么是SLAM（即時(shí)定位與地圖構(gòu)建技術(shù)）？最近，地平線機(jī)器人（horizon robotics）的高翔博士，用漫畫的方式向我們解釋了這一技術(shù)。

　　用語言描述就是，科學(xué)家預(yù)想了這樣一種情況，機(jī)器人在未知環(huán)境中，要實(shí)現(xiàn)智能化需要完成三個(gè)任務(wù)，第一個(gè)是定位（Localization)，第二個(gè)是建圖(Mapping)，第三個(gè)則是隨后的路徑規(guī)劃(Navigation)。

　　簡(jiǎn)單的說就是，“小蘿卜”通過自身的傳感器獲得周圍信息，來創(chuàng)建周圍環(huán)境地圖，再利用創(chuàng)建的地圖進(jìn)行自主定位。這似乎是一個(gè)“雞生蛋，蛋生雞”的過程。對(duì)于有地圖的定位和有定位的地圖對(duì)于“小蘿卜”進(jìn)行路徑規(guī)劃就簡(jiǎn)單得多。但問題是，機(jī)器需要面對(duì)一個(gè)完全陌生的環(huán)境，機(jī)器內(nèi)部傳感器(包括里程儀、羅盤、加速度計(jì)等)在長時(shí)間的行走后誤差的積累會(huì)比較大，實(shí)用性較差，所以就需要用到各種外部傳感器。目前，SLAM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑主要包括VSLAM、Wifi-SLAM與Lidar SLAM。

　　VSLAM

　　VSLAM是指用攝像機(jī)、Kinect等深度相機(jī)來做導(dǎo)航和探索，作為外部傳感器來感知環(huán)境。其工作原理簡(jiǎn)單來說就是對(duì)機(jī)器人周邊的環(huán)境進(jìn)行光學(xué)處理，先用攝像頭進(jìn)行圖像信息采集，將采集的信息進(jìn)行壓縮，然后將它反饋到一個(gè)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法構(gòu)成的學(xué)習(xí)子系統(tǒng)，再由學(xué)習(xí)子系統(tǒng)將采集到的圖像信息和機(jī)器人的實(shí)際位置聯(lián)系起來，完成機(jī)器人的自主導(dǎo)航定位功能。

　　室內(nèi)的VSLAM仍處于研究階段，遠(yuǎn)未到實(shí)際應(yīng)用的程度。一方面，計(jì)算量太大，對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的性能要求較高；另一方面，VSLAM生成的地圖（多數(shù)是點(diǎn)云）還不能用來做機(jī)器人的路徑規(guī)劃，需要進(jìn)一步探索和研究。

　　Wifi-SLAM

　　Wifi-SLAM指利用智能手機(jī)中的多種傳感設(shè)備進(jìn)行定位，包括Wifi、GPS、陀螺儀、加速計(jì)和磁力計(jì)，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別等算法將獲得的數(shù)據(jù)繪制出準(zhǔn)確的室內(nèi)地圖。該技術(shù)已經(jīng)被蘋果公司收購，或許某一天你的iPhone可以變成一個(gè)小的繪圖機(jī)器人。

　　Lidar SLAM

　　Lidar SLAM是指利用激光雷達(dá)作為外部傳感器，獲取地圖數(shù)據(jù)，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)同步定位與地圖構(gòu)建。雖然成本高昂，但目前為止是最穩(wěn)定、最可靠、高性能的SLAM方式。Google無人駕駛汽車正是利用了這種技術(shù)。

　　SLAM技術(shù)是室內(nèi)定位和無人駕駛的重要突破口，可以預(yù)見，隨著SLAM的發(fā)展，越來越多的機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)自由行走。（整理|3sNews 張瑜奕）