激光SLAM Vs 视觉SLAM

简介:

SLAM(同步定位与地图构建),是指运动物体根据传感器的信息,一边计算自身位置,一边构建环境地图的过程,解决机器人等在未知环境下运动时的定位与地图构建问题。目前,SLAM的主要应用于机器人、无人机、无人驾驶、AR、VR等领域。其用途包括传感器自身的定位,以及后续的路径规划、运动性能、场景理解。 

由于传感器种类和安装方式的不同,SLAM的实现方式和难度会有一定的差异。按传感器来分,SLAM主要分为激光SLAM和VSLAM两大类。其中,激光SLAM比VSLAM起步早,在理论、技术和产品落地上都相对成熟。基于视觉的SLAM方案目前主要有两种实现路径,一种是基于RGBD的深度摄像机,比如Kinect;还有一种就是基于单目、双目或者鱼眼摄像头的。VSLAM目前尚处于进一步研发和应用场景拓展、产品逐渐落地阶段。

激光SLAM:早在2005年的时候,激光SLAM就已经被研究的比较透彻,框架也已初步确定。激光SLAM,是目前最稳定、最主流的定位导航方法。

分享|激光SLAM Vs 视觉SLAM

激光SLAM地图构建

VSLAM(基于视觉的定位与建图):随着计算机视觉的迅速发展,视觉SLAM因为信息量大,适用范围广等优点受到广泛关注。

(1)基于深度摄像机的Vslam,跟激光SLAM类似,通过收集到的点云数据,能直接计算障碍物距离;

(2)基于单目、鱼眼相机的VSLAM方案,利用多帧图像来估计自身的位姿变化,再通过累计位姿变化来计算距离物体的距离,并进行定位与地图构建;

分享|激光SLAM Vs 视觉SLAM

视觉SLAM地图构建

图片来源:百度AI一直以来,不管是产业界还是学术界,对激光SLAM和VSLAM到底谁更胜一筹,谁是未来的主流趋势这一问题,都有自己的看法和见解。下面就简单从几个方面对比了一下激光SLAM和VSLAM。

成本

不管是Sick,北洋,还是Velodyne,价格从几万到几十万不等,成本相对来说比较高,但目前国内也有低成本激光雷达(RPLIDAR)解决方案。VSLAM主要是通过摄像头来采集数据信息,跟激光雷达一对比,摄像头的成本显然要低很多。但激光雷达能更高精度的测出障碍点的角度和距离,方便定位导航。

应用场景

从应用场景来说,VSLAM的应用场景要丰富很多。VSLAM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。

地图精度

激光SLAM在构建地图的时候,精度较高,思岚科技的RPLIDAR系列构建的地图精度可达到2cm左右;VSLAM,比如常见的,大家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VSLAM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VSLAM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VSLAM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。

安装方式

雷达最先开始应用于军事行业,后来逐渐民用。被大家广泛知晓最先应该是从谷歌的无人车上所知道的。当时Velodyne雷达体积、重量都较大,应用到一些实际场景中显然不适合。比如无人机、AR、VR这种,本身体积就很小,再搭载大体积的激光雷达的话,根本无法使用,也影响美感和性能。所以VSLAM的出现,利用摄像头测距,弥补了激光雷达的这一缺点,安装方式可以随着场景的不同实现多元化。

分享|激光SLAM Vs 视觉SLAM

其他

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。

比如:

分享|激光SLAM Vs 视觉SLAM

左为Lidar SLAM,右为VSLAM

数据来源:KITTI

可以明显看出,对于同一个场景,VSLAM在后半程中出现了偏差,这是因为累积误差所引起的,所以VSLAM要进行回环检验。

分享|激光SLAM Vs 视觉SLAM

激光SLAM是目前比较成熟的定位导航方案,视觉SLAM是未来研究的一个主流方向。所以,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。



本文作者:科技剪刀手
本文转自雷锋网禁止二次转载, 原文链接
目录
相关文章
|
2月前
|
机器学习/深度学习 编解码 算法
计算机视觉实战项目2(单目测距+图像处理+路径规划+车牌识别)
计算机视觉实战项目2(单目测距+图像处理+路径规划+车牌识别)
34 2
|
4月前
|
机器人
[贴装专题] 基于多目视觉的手眼标定
[贴装专题] 基于多目视觉的手眼标定
27 0
|
7月前
|
机器学习/深度学习 传感器 算法
【红外图像】利用红外图像处理技术对不同制冷剂充装的制冷系统进行性能评估(Matlab代码实现)
【红外图像】利用红外图像处理技术对不同制冷剂充装的制冷系统进行性能评估(Matlab代码实现)
|
定位技术 异构计算
|
机器学习/深度学习 编解码 人工智能
一文尽览 | 计算机视觉中的鱼眼相机模型及环视感知任务汇总!(下)
环视鱼眼摄像机通常用于自动驾驶中的近距离感知,车辆四面的四个鱼眼摄像头足以覆盖车辆周围的360°范围,捕捉整个近距离区域。一些应用场景包括自动泊车、交通拥堵辅助等
一文尽览 | 计算机视觉中的鱼眼相机模型及环视感知任务汇总!(下)
|
传感器 人工智能 自动驾驶
一文尽览 | 计算机视觉中的鱼眼相机模型及环视感知任务汇总!(上)
环视鱼眼摄像机通常用于自动驾驶中的近距离感知,车辆四面的四个鱼眼摄像头足以覆盖车辆周围的360°范围,捕捉整个近距离区域。一些应用场景包括自动泊车、交通拥堵辅助等
一文尽览 | 计算机视觉中的鱼眼相机模型及环视感知任务汇总!(上)
|
机器学习/深度学习 传感器 存储
最新综述!分析用于实时车载激光雷达感知的点云深度学习表示(空间结构/光栅化/坐标系)
随着帧速率、点云大小和传感器分辨率的增加,这些点云的实时处理仍必须从车辆环境的这张日益精确的图片中提取语义。在这些点云上运行的深度神经网络性能和准确性的一个决定因素是底层数据表示及其计算方式。本文调查了神经网络中使用的计算表示与其性能特征之间的关系,提出了现代深度神经网络中用于3D点云处理的LiDAR点云表示的新计算分类法。使用这种分类法,对不同的方法家族进行结构化分析,论文揭示了在计算效率、内存需求和表示能力方面的共同优势和局限性,这些都是通过语义分割性能来衡量的。最后,论文为基于神经网络的点云处理方法的未来发展提供了一些见解和指导。
最新综述!分析用于实时车载激光雷达感知的点云深度学习表示(空间结构/光栅化/坐标系)
|
机器学习/深度学习 传感器 存储
2022最新!视觉SLAM综述(多传感器/姿态估计/动态环境/视觉里程计)(下)
论文调查的主要目的是介绍VSLAM系统的最新进展,并讨论现有的挑战和未来趋势。论文对在VSLAM领域发表的45篇有影响力的论文进行了深入的调查,并根据不同的特点对这些方法进行了分类,包括novelty domain、目标、采用的算法和语义水平。最后论文讨论了当前的趋势和未来的方向,有助于研究人员进行研究。
2022最新!视觉SLAM综述(多传感器/姿态估计/动态环境/视觉里程计)(下)
|
传感器 机器学习/深度学习 数据采集
2022最新!视觉SLAM综述(多传感器/姿态估计/动态环境/视觉里程计)(上)
论文调查的主要目的是介绍VSLAM系统的最新进展,并讨论现有的挑战和未来趋势。论文对在VSLAM领域发表的45篇有影响力的论文进行了深入的调查,并根据不同的特点对这些方法进行了分类,包括novelty domain、目标、采用的算法和语义水平。最后论文讨论了当前的趋势和未来的方向,有助于研究人员进行研究。
2022最新!视觉SLAM综述(多传感器/姿态估计/动态环境/视觉里程计)(上)
|
传感器 机器学习/深度学习 算法
【目标跟踪】基于卡尔曼滤波实现SLAM地图目标跟踪附matlab代码
【目标跟踪】基于卡尔曼滤波实现SLAM地图目标跟踪附matlab代码