電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）SLAM，simultaneous localization and mapping，稱為即時定位與地圖構(gòu)建，主要的作用是自動駕駛車輛或機器人從未知環(huán)境的未知地點出發(fā)，在運動過程中通過重復觀測到的地圖特征定位自身位置和姿態(tài)，再根據(jù)自身位置增量式的構(gòu)建地圖，從而達到同時定位和地圖構(gòu)建的目的。SLAM重要的理論與應用價值被認為是實現(xiàn)自動駕駛和全自主移動機器人的關鍵技術。

無人設備的迅速普及加速了SLAM行業(yè)發(fā)展，為了利用這些機會，技術供應商正在整合SLAM先進3D技術進行行業(yè)布局。作為國內(nèi)激光雷達頭部企業(yè)，鐳神智能在SLAM技術和產(chǎn)品上布局已久。鐳神智能受邀接受電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪，就SLAM技術相關問題交流分享了他們在SLAM技術和產(chǎn)品上的布局以及對SLAM行業(yè)的展望。

從3D激光雷達切入市場，革新2D激光雷達SLAM

粗略來說，實現(xiàn) SLAM 需要兩類技術。一類技術是傳感器信號處理（包括前端處理），這類技術在很大程度上取決于所用的傳感器。另一類技術是位姿圖優(yōu)化（包括后端處理），這類技術與傳感器無關。所以說SLAM雖然是一項算法技術，但是應用SLAM的基礎是性能優(yōu)異的傳感器（激光雷達或圖像傳感器）。根據(jù)傳感器選擇不同，目前有兩個技術流派：視覺V-SLAM與激光雷達SLAM。

LX-3D SLAM盒子，鐳神智能

激光雷達SLAM技術目前有2D激光SLAM和3D激光SLAM技術兩種，2D激光SLAM受限于傳感器性能，只能識別二維平面，不能適用于復雜的三維環(huán)境。基于多線激光雷達的3D SLAM定位技術，是目前全球最領先的3D SLAM定位導航技術，鐳神智能布局的就是3D激光雷達SLAM。據(jù)鐳神智能介紹，鐳神智能多線激光雷達3D SLAM定位技術是以 3D 激光雷達為主傳感器，通過對激光雷達、IMU、里程計、GPS等各類傳感器進行數(shù)據(jù)融合處理，配置高性能處理器實現(xiàn)對無人車環(huán)境的建圖以及匹配定位功能。

3D激光雷達SLAM結(jié)合配套的以太網(wǎng)通信開發(fā)接口，可以使各種應用場景類的低速無人車、機器人、無人叉車、AGV等低速智能移動載體在復雜的三維環(huán)境中達到精確定位需求。

軟硬件相結(jié)合，凸顯SLAM技術優(yōu)勢

相較于大部分廠商只能從激光SLAM算法上切入市場，傳感器廠商自己做SLAM優(yōu)勢往往會更大一些，這樣不僅能提供導航算法還有與之匹配的高性能硬件。目前很多視覺傳感器廠商、激光雷達廠商都自研SLAM，集合傳感器向中游廠商提供整體方案，做差異化競爭。軟硬件兩手抓的廠商在SLAM技術上會更具優(yōu)勢。

SLAM技術最直觀地體現(xiàn)在點云建圖上，一般來說，首先通過點云匹配來連續(xù)估計移動。然后，使用計算得出的移動數(shù)據(jù)（移動距離）進行車輛定位。對于激光點云匹配，會使用迭代最近點和正態(tài)分布變換等配準算法。二維或三維點云地圖可以用柵格地圖或體素地圖表示。多線激光雷達3D SLAM技術理論上可以構(gòu)建百萬平米的超大場景3D點云地圖，且感知的環(huán)境信息特征豐富，定位匹配穩(wěn)定，適用于絕大部分場景。為什么說是理論上呢，因為前提是傳感器性能足夠好能夠生成密集點云。

根據(jù)鐳神智能給出的傳感器配置，16線3D激光雷達，采用了領先的核心信號處理ASIC芯片和先進的多次回波檢測技術、數(shù)據(jù)校準技術，點云輸出能到32萬點/秒，這是目前整個行業(yè)內(nèi)領先的點云性能。這種級別的構(gòu)圖在算法加持下室外測量精度能到±3cm，室內(nèi)測量精度到±2cm。

3D SLAM算法加融合定位，鐳神智能

從傳感器角度來說，就密度而言激光點云是不如圖像精細的，不能保證足夠的特征用于匹配，這也是為什么會額外搭載IMU、里程計、GPS等各類傳感器進行數(shù)據(jù)融合處理。

鐳神智能也分析了終端用戶在SLAM上的投入產(chǎn)出比，“搭載鐳神智能多線激光雷達3D SLAM技術的整套無人叉車系統(tǒng)，其中3D激光雷達傳感器套件+3D SLAM算法系統(tǒng)僅需2.8萬元，整套3D SLAM無人叉車成本僅需十幾萬”。成本問題一直是困擾激光雷達SLAM大規(guī)模應用的阻礙，這也是很多激光雷達廠商自研SLAM的原因之一。

主控芯片從FPGA、MCU逐漸轉(zhuǎn)向激光雷達廠商自研SoC，以SoC＋SLAM算法整體打包給下游廠商，這會讓廠商在成本控制上更有優(yōu)勢。而且像鐳神智能這樣的激光雷達廠商已具備激光雷達專用芯片、激光雷達光纖激光器及核心關鍵器件自研自產(chǎn)能力，并掌握了半導體封裝技術，更有助于激光雷達整機價格下探。

激光雷達SLAM VS V-SLAM

有關激光雷達SLAM和V-SLAM兩種流派的爭論已經(jīng)持續(xù)了很多年，每個技術路線的擁躉都認為各自堅持的技術路線有不可替代的優(yōu)勢。但目前不可否認的事實是V-SLAM盡管話題度很熱，但事實上真正落地應用的視覺方案，并沒有激光SLAM落地的數(shù)量多。以機器人公司為例，大多數(shù)公司采取的是多種類型的混合導航技術，例如視覺傳感搭配激光SLAM進行工作，以此進行優(yōu)勢互補，但混合導航中的視覺SLAM的實際作用難以考證。

從軟件算法和硬件層面來看，目前激光雷達3D SLAM都比V-SLAM更成熟，激光雷達3D SLAM對于環(huán)境適應性更強，不受光線影響，室內(nèi)室外均可使用，具備規(guī)模化應用基礎。而V-SLAM要依托于攝像頭，受限于視覺傳感器對環(huán)境光線干擾大，白天光線太強或者晚上黑暗環(huán)境都無法使用，也很難提取環(huán)境特征，對算法要求高，處理器資源難以滿足，探測距離相比之下更短。

鐳神智能認為“激光雷達3D SLAM技術必然是未來的發(fā)展趨勢，大部分場景下多線激光slam 融合RTk IMU里程計已經(jīng)足夠，加視覺反而累贅。此前會有V-SLAM的技術方向是因為攝像頭成本低，但是隨著激光雷達成本的優(yōu)化和價格逐步下探，以及算法和應用更成熟，V-SLAM成本優(yōu)勢也不會再那么明顯”。

寫在最后

無人設備的迅速普及推動了SLAM市場的快速增長，3D SLAM的崛起也成了全球SLAM技術的重要發(fā)展趨勢，成本不斷下探的3D激光雷達SLAM正迅速成為定位導航的主流方向。隨著計算機處理速度的顯著提高，以及更低成本傳感器的應用，這項技術正被廣泛應用于從AR到機器人到自動駕駛各個領域，并更新2D SLAM技術相關應用。