SLAM: jak robot buduje mapę i odnajduje się na niej

SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) to algorytmy, które pozwalają robotowi lub urządzeniu jednocześnie budować mapę nieznanej przestrzeni i ustalać swoje położenie na tej mapie na podstawie danych z kamer, lidarów i czujników ruchu.

Prostymi słowami

Wyobraź sobie, że z zawiązanymi oczami zaprowadzono cię do obcego mieszkania, zdjęto opaskę i dano tylko notes. Chodzisz, rysujesz plan pokoi i stawiasz krzyżyk tam, gdzie stoisz. Im więcej chodzisz, tym dokładniejszy plan i tym lepiej wiesz, gdzie jesteś. To właśnie SLAM - tylko robot robi to setki razy na sekundę.

Jak to działa

1. Czujniki (lidar, kamera, ToF) widzą ściany, narożniki, meble - „punkty orientacyjne”.
2. Enkodery kół i IMU mówią, o ile robot się przesunął.
3. Algorytm dodaje nowe punkty orientacyjne do mapy i doprecyzowuje, gdzie robot jest względem nich.
4. Wracając w znane miejsce, robot „domyka pętlę” i poprawia nagromadzone błędy.
5. Gotową mapę się zapisuje, żeby następnym razem nie budować jej od zera.

Gdzie to zobaczysz

Roboty sprzątające z lidarem (LDS) lub kamerą (vSLAM), roboty magazynowe, drony latające w pomieszczeniach, gogle AR i VR, rozszerzona rzeczywistość w smartfonach, łaziki marsjańskie, samochody z autopilotem.

Czy to ważne przy wyborze

W robocie sprzątającym - tak, to główna różnica między sprzątaniem „chaotycznym” a „inteligentnym”. Modele ze SLAM sprzątają rzędami, nie pomijają pokoi i pozwalają ustawić strefy zakazane w aplikacji. Nie kupiłbym odkurzacza bez mapy, jeśli masz więcej niż jeden pokój.

Mity

• Mit: SLAM wymaga internetu albo GPS. W rzeczywistości: Nie, działa lokalnie na danych z własnych czujników - właśnie w miejscach, gdzie GPS nie ma.
• Mit: Mapa powstaje raz na zawsze. W rzeczywistości: Jeśli przestawisz meble, robot zaktualizuje mapę.

Częste pytania

Czym SLAM z lidarem różni się od wizualnego?

Lidarowy jest dokładniejszy w ciemności, wizualny (vSLAM) tańszy, ale zależy od oświetlenia.

Dlaczego robot czasem się „gubi”?

Przeniesiono go w inne miejsce, zmieniły się meble albo czujnik się zabrudził.

Czy mój telefon używa SLAM?

Tak, w aplikacjach rozszerzonej rzeczywistości: telefon rozumie, gdzie jest stół, a gdzie podłoga.

Powiązane pojęcia

Lidar, Nawigacja autonomiczna, Nawigacja robota sprzątającego, Fuzja sensorów, Moduł inercyjny (IMU)