雷鋒網(wǎng)按：本文作者科技剪刀手，思嵐科技技術(shù)顧問，雷鋒網(wǎng)獨(dú)家首發(fā)。

SLAM（同步定位與地圖構(gòu)建），是指運(yùn)動(dòng)物體根據(jù)傳感器的信息，一邊計(jì)算自身位置，一邊構(gòu)建環(huán)境地圖的過程，解決機(jī)器人等在未知環(huán)境下運(yùn)動(dòng)時(shí)的定位與地圖構(gòu)建問題。目前，SLAM的主要應(yīng)用于機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、無(wú)人駕駛、AR、VR等領(lǐng)域。其用途包括傳感器自身的定位，以及后續(xù)的路徑規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)性能、場(chǎng)景理解。 

由于傳感器種類和安裝方式的不同，SLAM的實(shí)現(xiàn)方式和難度會(huì)有一定的差異。按傳感器來(lái)分，SLAM主要分為激光SLAM和VSLAM兩大類。其中，激光SLAM比VSLAM起步早，在理論、技術(shù)和產(chǎn)品落地上都相對(duì)成熟。基于視覺的SLAM方案目前主要有兩種實(shí)現(xiàn)路徑，一種是基于RGBD的深度攝像機(jī)，比如Kinect；還有一種就是基于單目、雙目或者魚眼攝像頭的。VSLAM目前尚處于進(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用場(chǎng)景拓展、產(chǎn)品逐漸落地階段。

激光SLAM：早在2005年的時(shí)候，激光SLAM就已經(jīng)被研究的比較透徹，框架也已初步確定。激光SLAM，是目前最穩(wěn)定、最主流的定位導(dǎo)航方法。

激光SLAM地圖構(gòu)建

VSLAM（基于視覺的定位與建圖）：隨著計(jì)算機(jī)視覺的迅速發(fā)展，視覺SLAM因?yàn)樾畔⒘看?，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。

（1）基于深度攝像機(jī)的Vslam，跟激光SLAM類似，通過收集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，能直接計(jì)算障礙物距離；

（2）基于單目、魚眼相機(jī)的VSLAM方案，利用多幀圖像來(lái)估計(jì)自身的位姿變化，再通過累計(jì)位姿變化來(lái)計(jì)算距離物體的距離，并進(jìn)行定位與地圖構(gòu)建；

視覺SLAM地圖構(gòu)建

圖片來(lái)源：百度AI一直以來(lái)，不管是產(chǎn)業(yè)界還是學(xué)術(shù)界，對(duì)激光SLAM和VSLAM到底誰(shuí)更勝一籌，誰(shuí)是未來(lái)的主流趨勢(shì)這一問題，都有自己的看法和見解。下面就簡(jiǎn)單從幾個(gè)方面對(duì)比了一下激光SLAM和VSLAM。

成本

不管是Sick，北洋，還是Velodyne，價(jià)格從幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)不等，成本相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，但目前國(guó)內(nèi)也有低成本激光雷達(dá)（RPLIDAR）解決方案。VSLAM主要是通過攝像頭來(lái)采集數(shù)據(jù)信息，跟激光雷達(dá)一對(duì)比，攝像頭的成本顯然要低很多。但激光雷達(dá)能更高精度的測(cè)出障礙點(diǎn)的角度和距離，方便定位導(dǎo)航。

應(yīng)用場(chǎng)景

從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，VSLAM的應(yīng)用場(chǎng)景要豐富很多。VSLAM在室內(nèi)外環(huán)境下均能開展工作，但是對(duì)光的依賴程度高，在暗處或者一些無(wú)紋理區(qū)域是無(wú)法進(jìn)行工作的。而激光SLAM目前主要被應(yīng)用在室內(nèi)，用來(lái)進(jìn)行地圖構(gòu)建和導(dǎo)航工作。

地圖精度

激光SLAM在構(gòu)建地圖的時(shí)候，精度較高，思嵐科技的RPLIDAR系列構(gòu)建的地圖精度可達(dá)到2cm左右；VSLAM，比如常見的，大家也用的非常多的深度攝像機(jī)Kinect，（測(cè)距范圍在3-12m之間），地圖構(gòu)建精度約3cm；所以激光SLAM構(gòu)建的地圖精度一般來(lái)說(shuō)比VSLAM高，且能直接用于定位導(dǎo)航。

易用性

激光SLAM和基于深度相機(jī)的VSLAM均是通過直接獲取環(huán)境中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，測(cè)算哪里有障礙物以及障礙物的距離。但是基于單目、雙目、魚眼攝像機(jī)的VSLAM方案，則不能直接獲得環(huán)境中的點(diǎn)云，而是形成灰色或彩色圖像，需要通過不斷移動(dòng)自身的位置，通過提取、匹配特征點(diǎn)，利用三角測(cè)距的方法測(cè)算出障礙物的距離。

安裝方式

雷達(dá)最先開始應(yīng)用于軍事行業(yè)，后來(lái)逐漸民用。被大家廣泛知曉最先應(yīng)該是從谷歌的無(wú)人車上所知道的。當(dāng)時(shí)Velodyne雷達(dá)體積、重量都較大，應(yīng)用到一些實(shí)際場(chǎng)景中顯然不適合。比如無(wú)人機(jī)、AR、VR這種，本身體積就很小，再搭載大體積的激光雷達(dá)的話，根本無(wú)法使用，也影響美感和性能。所以VSLAM的出現(xiàn)，利用攝像頭測(cè)距，彌補(bǔ)了激光雷達(dá)的這一缺點(diǎn)，安裝方式可以隨著場(chǎng)景的不同實(shí)現(xiàn)多元化。

其他

除了上面幾點(diǎn)之外，在探測(cè)范圍、運(yùn)算強(qiáng)度、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)生成、地圖累計(jì)誤差等方面，激光SLAM和視覺SLAM也會(huì)存在一定的差距。

比如：

左為L(zhǎng)idar SLAM，右為VSLAM

數(shù)據(jù)來(lái)源：KITTI

可以明顯看出，對(duì)于同一個(gè)場(chǎng)景，VSLAM在后半程中出現(xiàn)了偏差，這是因?yàn)槔鄯e誤差所引起的，所以VSLAM要進(jìn)行回環(huán)檢驗(yàn)。

激光SLAM是目前比較成熟的定位導(dǎo)航方案，視覺SLAM是未來(lái)研究的一個(gè)主流方向。所以，未來(lái)，多傳感器的融合是一種必然的趨勢(shì)。取長(zhǎng)補(bǔ)短，優(yōu)勢(shì)結(jié)合，為市場(chǎng)打造出真正好用的、易用的SLAM方案。

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