机器人定位导航技术 激光SLAM与视觉SLAM谁更胜一筹?
定位技术是机器人实现自主定位导航的最基本环节,是机器人在二维工作环境中相对于全局坐标的位置及其本身的姿态。目前SLAM (Simultaneous Localization and Mapping即时定位与地图构建)是业内主流的定位技术,有激光SLAM和视觉SLAM之分。
什么是激光SLAM?
激光SLAM脱胎于早期的基于测距的定位方法(如超声和红外单点测距)。激光雷达(Light Detection And Ranging)的出现和普及使得测量更快更准,信息更丰富。激光雷达采集到的物体信息呈现出一系列分散的、具有准确角度和距离信息的点,被称为点云。通常,激光SLAM系统通过对不同时刻两片点云的匹配与比对,计算激光雷达相对运动的距离和姿态的改变,也就完成了对机器人自身的定位。
激光雷达距离测量比较准确,误差模型简单,在强光直射以外的环境中运行稳定,点云的处理也比较容易。同时,点云信息本身包含直接的几何关系,使得机器人的路径规划和导航变得直观。激光SLAM理论研究也相对成熟,落地产品更丰富。
什么是视觉SLAM?
眼睛是人类获取外界信息的主要来源,视觉SLAM也具有类似特点,它可以从环境中获取海量的、富于冗余的纹理信息,拥有超强的场景辨识能力。早期的视觉SLAM基于滤波理论,其非线性的误差模型和巨大的计算量成为了它实用落地的障碍。近年来,随着具有稀疏性的非线性优化理论(Bundle Adjustment)以及相机技术、计算性能的进步,实时运行的视觉SLAM已经不再是梦想。
通常,一个视觉SLAM系统由前端和后端组成。前端负责通过视觉增量式计算机器人的位姿,速度较快。后端,主要负责两个功能:
一是在出现回环(即判定机器人回到了之前访问过的地点附近)时,发现回环并修正两次访问中间各处的位置与姿态;
二是当前端跟踪丢失时,根据视觉的纹理信息对机器人进行重新定位。简单说,前端负责快速定位,后端负责较慢的地图维护。
视觉SLAM的优点是它所利用的丰富纹理信息。例如两块尺寸相同内容却不同的广告牌,基于点云的激光SLAM算法无法区别他们,而视觉则可以轻易分辨。这带来了重定位、场景分类上无可比拟的巨大优势。同时,视觉信息可以较为容易的被用来跟踪和预测场景中的动态目标,如行人、车辆等,对于在复杂动态场景中的应用这是至关重要的。第三,视觉的投影模型理论上可以让无限远处的物体都进入视觉画面中,在合理的配置下(如长基线的双目相机)可以进行很大尺度场景的定位与地图构建。
一直以来,业内对激光SLAM与视觉SLAM到底谁更胜一筹,谁是未来主流趋势都有自己的看法,以下将简单从几个方面进行对比。
应用场景
从应用场景来说,视觉SLAM 的应用场景要丰富很多。视觉SLAM 在室内外环境下均能开展工作,但是对光的依赖程度高,在暗处或者一些无纹理区域是无法进行工作的。而激光 SLAM 目前主要被应用在室内,用来进行地图构建和导航工作。
定位和地图构建精度
在静态且简单的环境中,激光SLAM定位总体来讲优于视觉SLAM,但在较大尺度且动态的环境中,视觉SLAM因为其具有的纹理信息,表现出更好的效果。在地图构建上,激光 SLAM精度较高,国内思岚科技的 RPLIDAR 系列构建的地图精度可达到 2cm 左右。而视觉SLAM,比如大家常见的,也用的非常多的深度摄像机 Kinect,(测距范围在 3-12m 之间),地图构建精度约 3cm;所以激光 SLAM 构建的地图精度一般来说比 视觉SLAM 高,且能直接用于定位导航。
易用性
激光 SLAM 和基于深度相机的 视觉SLAM 均是通过直接获取环境中的点云数据,根据生成的点云数据,测算哪里有障碍物以及障碍物的距离。但是基于单目、双目、鱼眼摄像机的 视觉SLAM 方案,则不能直接获得环境中的点云,而是形成灰色或彩色图像,需要通过不断移动自身的位置,通过提取、匹配特征点,利用三角测距的方法测算出障碍物的距离。
除了上面几点之外,在探测范围、运算强度、实时数据生成、地图累计误差等方面,激光 SLAM 和视觉 SLAM 也会存在一定的差距。
注:左为 Lidar SLAM,右为 视觉SLAM,数据来源:KITTI
可以明显看出,对于同一个场景,视觉SLAM 在后半程中出现了偏差,这是因为累积误差所引起的,所以 视觉SLAM 要进行回环检验。
总体来说,激光 SLAM 是目前比较成熟的机器人定位导航技术,而视觉 SLAM是未来研究的主流方向。未来,多传感器的融合是一种必然的趋势。取长补短,优势结合,为市场打造出真正好用的、易用的 SLAM 方案。
本文来来源于:http://www.slamtec.com/cn/New...
机器人定位导航技术 激光SLAM与视觉SLAM谁更胜一筹?相关推荐
- 精华文稿 | 工业场景中机器人定位导航技术
本文总结于俞毓锋博士2021年10月20日在深蓝学院"大咖面对面"直播活动中的分享.俞毓锋博士毕业于北京大学,有十年SLAM领域研究经验,深入SLAM算法和工程化落地,目前担任极智 ...
- 【室内定位】常用的机器人定位导航技术及优缺点
自主定位导航是机器人实现智能化的前提之一,是赋予机器人感知和行动能力的关键因素.如果说机器人不会自主定位导航,不能对周围环境进行分析.判断和选择,规划路径,那么,这个机器人离智能还有一大截的差距.那么 ...
- 激光slam_机器人主流定位技术,激光SLAM与视觉SLAM谁更胜一筹
定位技术是机器人实现自主定位导航的最基本环节,是机器人在二维工作环境中相对于全局坐标的位置及其本身的姿态.目前SLAM (Simultaneous Localization and Mapping,即 ...
- 浅谈机器人的定位技术 激光SLAM VS 视觉SLAM
定位技术是机器人实现自主定位导航的最基本环节,是机器人在二维工作环境中相对于全局坐标的位置及其本身的姿态.目前SLAM (Simultaneous Localization and Mapping即时 ...
- 机器人定位技术 激光SLAM与视觉SLAM谁更胜一筹?
定位技术是机器人实现自主定位导航的最基本环节,是机器人在二维工作环境中相对于全局坐标的位置及其本身的姿态.目前SLAM (Simultaneous Localization and Mapping即时 ...
- 浅析服务机器人自主定位导航技术(一)
智能服务机器人正成为行业的风口浪尖,从清扫机器人开始,家庭陪伴机器人.送餐机器人等陆续进入公众视线. 在讨论这类机器人是否能解决实际问题时,自主定位导航技术作为机器人智能化的第一步正不断引起行业内的重 ...
- 思岚科技受邀CES Asia 展示机器人定位导航领先技术
6月11-13日,2019年亚洲消费电子展(CES Asia)将在上海国际展览中心盛大开启,作为世界顶尖展会之一,第五届CES Asia相较于去年规模更大,总展览面积预计超过65000平方米,将吸引全 ...
- 解析|一文读懂AGV的关键技术——激光SLAM与视觉SLAM的区别
来源:新机器视觉 移动机器人(AGV)是工业机器人的一种.它由计算机控制,具有移动.自动导航.多传感器控制.网络交互等功能,在实际生产中最主要的用途是搬运,可以说只要有搬运需求的地方,就有移动机器人的 ...
- 服务机器人常用的定位导航技术及优缺点分析
http://www.rosclub.cn/thread-37.html# 服务机器人常用的定位导航技术及优缺点分析 自主定位导航是机器人实现智能化的前提之一,是赋予机器人感知和行动能力的关键因素.如 ...
最新文章
- Sublime_正则查找替换
- Robots.txt - 禁止爬虫(转)
- 介绍下重绘和回流(Repaint Reflow),以及如何进行优化
- 01、python数据分析与机器学习实战——Python数据可视化库-Matplotlib
- 常见多媒体文件格式及视音频编解码总结
- netty系列之:Event、Handler和Pipeline
- 分步表单如何实现 html_HTML表格入门的分步指南
- 科目三电子路考细节部分
- 作者:王亮(1975-),男,中国科学院自动化研究所研究员,博士生导师
- 不会SQL注入,连漫画都看不懂了
- Codeforces 1032F Vasya and Maximum Matching dp
- 沧小海基于xilinx srio核的学习笔记之第四章 Xilinx SRIO的示例分析(一)
- 《A Tale of Two Worlds (CCS‘19)》笔记
- Servlet生命周期详解
- JavaScript数组常用方法解析和深层次js数组扁平化
- 双系统linux哪种好,双系统安装实战,这个Linux系统超级简单
- Web应用程序测试工具Top20
- System Power Tools Suite
- 2022百度之星程序设计大赛 - 复赛 1001 子序列
- 禅卡塔罗;追随它的指引,你会得到更多
热门文章
- config.class.php,The EventConfig class - PHP 7 中文文档
- 【项目调研+论文阅读】基于医学文献的实体抽取(NER)方法研究 day5
- ROS中阶笔记(七):机器人SLAM与自主导航—SLAM功能包的使用
- 计算机三级考试监控回放,09年计算机三级辅导:禁用Vista下的硬盘监控警告
- linux vim 添加注释_vim基础教程
- HTML渐变背景不重复,如何停止重复自身的背景颜色渐变? (css)
- 机器人编程软件semia_机器人10大流行编程语言对比 你掌握了哪种?
- Linux3种进程,linux内核获取进程的全路径3种方法
- 红外倒车雷达原理图_自动驾驶汽车传感器技术解析—毫米波雷达
- 最小的JAVA WEB SERVER源程序 可正常運行