SLAM
SLAM (Simultaneous Localization and Mapping, одновременная локализация и построение карты) — это метод, при котором дрон строит карту окружающей среды по данным камеры или лидара и одновременно определяет своё положение в этой карте. Visual SLAM работает по камерам, LiDAR SLAM — по лазерному сканеру.
Для инвентаризации склада, осмотра резервуара изнутри или обследования моста снизу SLAM — способ не только пройти маршрут без спутников, но и вернуться в уже известные места без накопленной ошибки, а заодно получить модель помещения или конструкции.
Как работает SLAM
Алгоритм выделяет ориентиры — характерные точки на изображении или геометрию в облаке точек, — отслеживает их между измерениями, оценивает движение и добавляет ориентиры в карту. Когда дрон возвращается в известное место, срабатывает замыкание петли: накопленная ошибка распределяется по траектории, и карта с положением уточняются.
- Первый этап: выделение и сопоставление ориентиров, оценка движения
- Второй этап: оптимизация траектории и карты, замыкание петель
- Карта: разреженные точки, плотное облако или сетка занятости
- Выход: положение дрона в карте и сама карта
SLAM и одометрия: в чём разница
Одометрия отвечает «на сколько я сместился» и накапливает ошибку; SLAM добавляет карту и замыкание петель, убирая дрейф. Цена — вычисления и память на бортовом компьютере. На практике VIO работает непрерывно, а SLAM корректирует её там, где карта есть.
Visual SLAM и LiDAR SLAM
Камеры дёшевы и дают текстуру, но зависят от освещения и теряются на однородных стенах; лидар работает в темноте и даёт точную геометрию, но тяжелее и дороже и слепнет в пыли. Внутри резервуаров и складов часто комбинируют оба с радаром как страховкой.
Где применяется
Инвентаризация складов, инспекция резервуаров и цехов, обследование мостов и тоннелей, полёты внутри недостроенных зданий, навигация у подстанций и опор с искажённым GNSS, построение моделей помещений для цифровых двойников.
AI Captain использует SLAM по камере и лидару вместе с визуально-инерциальной одометрией, оптическим потоком, барометром и радаром для полёта без GPS внутри объектов и у конструкций, а в расширенном пакете формирует 3D-карты обследованного пространства, которые накапливаются в Командном центре.
Продукты: AI Captain
Частые вопросы
Нужен ли лидар для SLAM на дроне?
Нет, Visual SLAM работает по камерам; лидар нужен в темноте, на однородных поверхностях и для точной геометрии.
Можно ли использовать SLAM на улице?
Да, у конструкций и в застройке, где GNSS искажён; на открытых площадях проще и точнее спутники с RTK.
SLAM — одновременное построение карты среды и определение положения дрона в ней по камере или лидару. Позволяет летать внутри объектов и у конструкций без GPS и, в отличие от одометрии, убирает накопленную ошибку при возвращении в известные места.
Связанные термины: NoGPS — полёт без GPS, Визуальная одометрия (VO и VIO), Лидар, Облако точек, Indoor-навигация, Полёт в замкнутом пространстве