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激光SLAM與視覺SLAM的區別

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目前,SLAM技術被廣泛運用於機器人、無人機、無人駕駛、AR、VR等領域,依靠傳感器可實現機器的自主定位、建圖、路徑規劃等功能。由於傳感器不同,SLAM的實現方式也有所不同,按傳感器來分,SLAM主要包括激光SLAM和視覺SLAM兩大類。

其中,激光SLAM比視覺SLAM起步早,在理論、技術和產品落地上都相對成熟。基於視覺的SLAM方案目前主要有兩種實現路徑,一種是基於RGBD的深度攝像機,比如Kinect;還有一種就是基於單目、雙目或者魚眼攝像頭的。視覺SLAM目前尚處於進一步研發和應用場景拓展、產品逐漸落地階段。

激光SLAM

早在2005年的時候,激光SLAM就已經被研究的比較透徹,框架也已初步確定。激光SLAM,是目前最穩定、最主流的定位導航方法。

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激光SLAM地圖構建

視覺SLAM(基於視覺的定位與建圖)

隨著計算機視覺的迅速發展,視覺SLAM因為信息量大,適用範圍廣等優點受到廣泛關註。

(1)基於深度攝像機的視覺SLAM,跟激光SLAM類似,通過收集到的點雲數據,能直接計算障礙物距離;

(2)基於單目、魚眼相機的視覺SLAM方案,利用多幀圖像來估計自身的位姿變化,再通過累計位姿變化來計算距離物體的距離,並進行定位與地圖構建;

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視覺SLAM地圖構建

一直以來,不管是產業界還是學術界,對激光SLAM和視覺SLAM到底誰更勝一籌,誰是未來的主流趨勢這一問題,都有自己的看法和見解。下面就簡單從幾個方面對比了一下激光SLAM和視覺SLAM。

成本

不管是Sick,北洋,還是Velodyne,價格從幾萬到幾十萬不等,成本相對來說比較高,但目前國內也有低成本激光雷達(RPLIDAR)解決方案。視覺SLAM主要是通過攝像頭來采集數據信息,跟激光雷達一對比,攝像頭的成本顯然要低很多。但激光雷達能更高精度的測出障礙點的角度和距離,方便定位導航。

應用場景

從應用場景來說,視覺SLAM的應用場景要豐富很多。視覺SLAM在室內外環境下均能開展工作,但是對光的依賴程度高,在暗處或者一些無紋理區域是無法進行工作的。而激光SLAM目前主要被應用在室內,用來進行地圖構建和導航工作。

地圖精度

激光SLAM在構建地圖的時候,精度較高,思嵐科技的RPLIDAR系列構建的地圖精度可達到2cm左右;視覺SLAM,比如常見的,大家也用的非常多的深度攝像機Kinect,(測距範圍在3-12m之間),地圖構建精度約3cm;所以激光SLAM構建的地圖精度一般來說比視覺SLAM高,且能直接用於定位導航。

易用性

激光SLAM和基於深度相機的視覺SLAM均是通過直接獲取環境中的點雲數據,根據生成的點雲數據,測算哪裏有障礙物以及障礙物的距離。但是基於單目、雙目、魚眼攝像機的視覺SLAM方案,則不能直接獲得環境中的點雲,而是形成灰色或彩×××像,需要通過不斷移動自身的位置,通過提取、匹配特征點,利用三角測距的方法測算出障礙物的距離。

安裝方式

雷達最先開始應用於軍事行業,後來逐漸民用。被大家廣泛知曉最先應該是從谷歌的無人車上所知道的。當時Velodyne雷達體積、重量都較大,應用到一些實際場景中顯然不適合。比如無人機、AR、VR這種,本身體積就很小,再搭載大體積的激光雷達的話,根本無法使用,也影響美感和性能。所以視覺SLAM的出現,利用攝像頭測距,彌補了激光雷達的這一缺點,安裝方式可以隨著場景的不同實現多元化。

其他

除了上面幾點之外,在探測範圍、運算強度、實時數據生成、地圖累計誤差等方面,激光SLAM和視覺SLAM也會存在一定的差距。
比如:
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?註:左為Lidar SLAM,右為視覺SLAM
數據來源:KITTI

可以明顯看出,對於同一個場景,視覺SLAM在後半程中出現了偏差,這是因為累積誤差所引起的,所以視覺SLAM要進行回環檢驗。

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激光SLAM是目前比較成熟的定位導航方案,視覺SLAM是未來研究的一個主流方向。所以,未來,多傳感器的融合是一種必然的趨勢。取長補短,優勢結合,為市場打造出真正好用的、易用的SLAM方案。SLAMTEC—思嵐科技也會努力在自己的領域裏,把激光SLAM定位導航方案進一步優化、升級,結合市場上的優質技術,努力做到為市場提供好用的定位導航解決方案。

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激光SLAM與視覺SLAM的區別