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尊龙凯时人生就是博|女神漫画登录页面入口环球|SLAM在自动驾驶中起到什么作用?

尊龙凯时人生就是博✿✿,尊龙凯时人生就是博·(中国)官网✿✿,尊龙凯时人生就是搏✿✿,[首发于智驾最前沿微信公众号]在谈及自动驾驶时✿✿,经常会听SLAM这项技术尊龙凯时人生就是博✿✿。SLAM✿✿,即“Simultaneous Localization And Mapping”的缩写✿✿,中文称为“同时定位与建图”✿✿。SLAM可以解决一个非常关键的问题✿✿,那就是让一个移动设备在未知环境中✿✿,一边构建周围的地图✿✿,一边确定自己在该地图中的位置✿✿。这个过程好比一边行走✿✿、一边描绘地图✿✿,同时实时标注自己的位置✿✿。
在自动驾驶领域✿✿,SLAM不是某一个特定算法✿✿,而是一套完整的技术框架与工程体系✿✿,其中涵盖传感器✿✿、状态估计女神漫画登录页面入口环球✿✿、特征提取✿✿、数据关联✿✿、后端优化等多个环节✿✿。其通常会结合里程计✿✿、惯性测量单元(IMU)✿✿、摄像头或激光雷达等传感器✿✿,并借助图优化或滤波方法尊龙凯时人生就是博✿✿,持续优化定位结果与地图信息✿✿。
SLAM可以完成的两大核心任务就是定位与建图✿✿。定位负责估计设备在空间中的位置与姿态✿✿,建图则将感知到的环境信息组织为可用于导航的地图形式✿✿。虽然两者可分头进行✿✿,但SLAM则可以让它们的同步与互动✿✿,即通过已有地图提升定位精度✿✿,又通过新观测持续更新地图✿✿,从而形成一个自我增强的闭环系统✿✿。
对于自动驾驶系统来说✿✿,SLAM可以在缺乏先验地图或环境未知的场景中✿✿,提供实时定位与环境建模能力✿✿,使车辆具备一定的自主运行能力✿✿;还可以在已有高精度地图与实际情况出现偏差时✿✿,实现在线修正✿✿,避免因自动驾驶汽车完全依赖离线地图所带来的潜在风险✿✿。
不同驾驶场景对SLAM的需求其实是不同的✿✿。像是在低速城市道路或封闭园区中✿✿,视觉或激光SLAM能够构建精细的局部地图✿✿,辅助车辆识别车道线✿✿、静态障碍物等细节结构✿✿;但在高速场景中✿✿,SLAM更多用于与惯性导航系统互补✿✿,提供短时✿✿、高频的位置补偿✿✿,提升系统的连续性与鲁棒性✿✿。
此外✿✿,SLAM也可以在感知与定位模块之间建立起关键连接✿✿。感知模块识别物体✿✿、判断可行驶区域✿✿,而SLAM负责将这些信息置于统一的时空坐标系中✿✿,形成稳定✿✿、可复用的环境表达✿✿。规划与控制模块依赖准确的位姿与地图信息来做出决策✿✿,若没有SLAM的支持✿✿,在GPS信号不佳的区域✿✿,车辆就容易出现定位漂移女神漫画登录页面入口环球✿✿,影响行驶安全✿✿。
SLAM还增强了自动驾驶系统的冗余与容错能力✿✿。自动驾驶系统通常会融合GNSS✿✿、IMU尊龙凯时人生就是博✿✿、轮速里程计以及视觉或激光SLAM来进行定位✿✿,如果在某一类传感器出现故障或信号丢失时✿✿,其他传感器能够接替工作✿✿,降低因单一组件失效导致整体定位失败的风险✿✿。因此✿✿,SLAM不应被简单视作一个独立算法✿✿,而是定位系统中不可或缺的关键组成部分✿✿。
实现SLAM的技术路径多样✿✿,需要考虑具体场景✿✿、成本✿✿、计算资源与精度要求等✿✿。从传感器类型出发✿✿,主流方案包括视觉SLAM✿✿、激光SLAM✿✿、雷达SLAM✿✿,以及多传感器融合SLAM✿✿。
视觉SLAM主要依赖摄像头✿✿,优势在于成本低✿✿、信息丰富✿✿,能够捕捉颜色与纹理✿✿,适合语义理解与细节识别✿✿,但对光照变化✿✿、天气条件较为敏感✿✿。激光SLAM基于激光雷达点云数据✿✿,不易受光照影响✿✿,几何结构清晰且具备准确测距能力✿✿,常用于构建高精度三维地图✿✿,不过硬件成本与计算开销较高✿✿。毫米波雷达在恶劣天气中表现稳定✿✿,并能检测高速移动物体✿✿,通常作为辅助传感器✿✿,较少单独用于建图✿✿。
从后端算法来看✿✿,SLAM可以分为基于滤波和基于图优化这两大类✿✿。像是扩展卡尔曼滤波(EKF)这类基于滤波的方法✿✿,适合在线实时估计✿✿,计算效率高✿✿,但跑的时间一长✿✿,误差容易累积起来✿✿。而基于图优化的方法✿✿,则是把各种观测数据和回环约束都建成一张“图”女神漫画登录页面入口环球✿✿,然后通过整体优化来保证全局一致性✿✿。它最拿手的就是通过回环检测来修正长期漂移✿✿,但缺点是比较耗费计算和存储资源✿✿。现阶段✿✿,很多技术方案中会把两者结合起来✿✿,取长补短✿✿,让前端滤波器保证实时输出✿✿,同时让后端图优化去默默处理关键帧和回环校正女神漫画登录页面入口环球✿✿。
多传感器融合是提升SLAM性能与鲁棒性的关键✿✿。IMU可提供高频姿态变化✿✿,在视觉或激光数据短暂缺失时维持运动预测✿✿;轮速里程计提供相对位移估计✿✿;GNSS则提供绝对位置参考✿✿。将这些信息在时间同步与误差建模的基础上进行融合✿✿,能显著增强系统在复杂环境中的适应能力✿✿。近年来✿✿,语义信息在自动驾驶系统中的引入也日益受到重视✿✿,通过识别如路灯✿✿、建筑转角等稳定要素✿✿,SLAM能将临时动态物体纳入地图✿✿,从而提升地图的语义质量与长期可用性✿✿。
想把SLAM技术应用到实车环境中✿✿,其实要考虑非常多的问题✿✿。首当其冲的是动态环境带来的干扰✿✿,传统SLAM默认周围是静止的✿✿,但真实路况中车辆✿✿、行人不断移动✿✿,很容易污染地图✿✿、带偏定位✿✿。对此可以对动态目标进行检测和剔除✿✿,或者把它们单独建模✿✿,不让这些“临时特征”影响静态地图的构建✿✿。
除了动态物体✿✿,环境条件的变化也会直接影响传感器女神漫画登录页面入口环球✿✿,视觉系统在强光✿✿、阴影或夜晚容易失效✿✿,激光雷达则在雨雪中点云质量下降尊龙凯时人生就是博✿✿。这就要求自动驾驶系统具备多传感器自适应能力✿✿,能根据实时数据质量动态调整各传感器的权重✿✿,实现平稳降级和功能互补✿✿。
还有一个绕不开的问题就是尺度不确定与漂移累积✿✿。单目视觉SLAM本身无法确定真实尺度女神漫画登录页面入口环球✿✿,需要借助IMU或里程计来校正✿✿;而在长时间运行中✿✿,即便很小的误差也会逐渐积累✿✿,造成定位明显偏离✿✿。这时候要依赖回环检测来修正漂移✿✿,但回环本身又受制于场景识别与匹配的准确性✿✿。因此✿✿,通常结合视觉与激光的回环信息✿✿,并配合关键帧选择与地图管理机制✿✿,在精度和计算负载之间取得平衡✿✿。
实时性与计算资源更是硬约束尊龙凯时人生就是博✿✿。自动驾驶对定位频率和延迟要求极高✿✿,SLAM系统必须在有限算力下完成所有处理✿✿。为了保障关键任务能够实时响应女神漫画登录页面入口环球✿✿,系统常采用诸如特征点稀疏化✿✿、局部地图优化与异步后端处理等加速方式✿✿。
传感器之间的时间同步与外参标定也是常见故障来源✿✿。微小的时间偏移或坐标转换误差✿✿,都可能导致观测数据“对不上”女神漫画登录页面入口环球✿✿。因此系统必须支持在线标定与健康监测✿✿,一旦发现参数异常✿✿,就要及时触发重新标定或切换至安全模式✿✿。
SLAM并不是在所有自动驾驶系统中都作为核心定位手段✿✿。在GPS信号良好✿✿、且具备高精度先验地图的高速公路等场景✿✿,车辆可以主要依赖GNSS✿✿、IMU与地标匹配进行定位✿✿,而将SLAM作为备用或局部增强手段✿✿。而在隧道✿✿、地下车库✿✿、城市峡谷等卫星信号受限的区域✿✿,SLAM则是维持定位连续性的关键保障✿✿。

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