同步定位和绘图(SLAM)不是一个特定的软件应用程序，甚至也不是一个单一的算法。SLAM是上世纪80年代发展起来的一种技术过程的广义术语，该技术使机器人能够在没有地图的情况下在新环境中自主导航。
第一部分：什么是大满贯？
它是如何工作的，什么意思移动3D映射？
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同步定位和绘图(SLAM)不是一个特定的软件应用程序，甚至也不是一个单一的算法。SLAM是上世纪80年代发展起来的一种技术过程的广义术语，该技术使机器人能够在没有地图的情况下在新环境中自主导航。
自主导航要求在环境中定位机器，同时生成该环境的地图。这很难实现，因为机器需要一张环境地图来估计自己的位置。但要生成地图，它需要知道自己的位置。
由于这种无休止的依赖循环，SLAM有时被称为“鸡或蛋”问题。
SLAM是如何工作的?
有很多方法可以实现大满贯。幸运的是，我们仍然可以做一些概括来证明基本思想。
这里是一个非常简单的解释：当机器人启动后，SLAM技术从机器人的机载传感器融合数据，然后利用计算机视觉算法来“识别”周边环境特点对其进行处理。这使得SLAM建立一个粗略的地图，以及使机器人的位置的初始估计。
当机器人移动时，SLAM进行初始位置估计，从系统的车载传感器收集新数据，并做出新的（改进的）位置估计。一旦知道新的位置估计值，地图将依次更新，从而完成循环。
通过不断重复这些步骤，SLAM跟踪机器人在资产中移动的路径。同时，它构建了一个详细的地图。
SLAM的演变
由于20世纪80年代以来计算能力的快速增长——更不用说谷歌等公司提供的免费下载代码了——SLAM现在被广泛应用于各种各样的应用程序中。事实上，你会在几乎每一个应用程序中看到它，其中一台机器需要其周围环境的实时3D地图才能运行。188asia备用网址
以下是一些依赖SLAM技术的应用程序：
- 自主消费机器人（如无人机或吸尘器）
- 自动驾驶汽车
- 智能手机增强现实应用
- 移动三维地图系统
SLAM与移动地图
现在我们可以谈论SLAM的应用对我们最重要的是：移动测绘系统。你可以把这些工具作为激光扫描仪，旨在提供最好的建筑文档工作流程。
移动测绘系统使用高度校准的传感器和SLAM技术用于映射优化的组合。这些工具使您可以捕捉三维点云和全景图像，你走。他们提供快速，对于大型资产和复杂的环境中，如工厂的工作场所和办公室全面的文档。
您可能还会看到这些设备被称为：
- 室内移动地图系统（IMMS）
- 漫游移动地图系统
- 激光扫描器
但它们本质上都是一样的。
不过，不要把这些设备与另一种移动地图系统混淆，后者安装在车辆顶部，用于大型户外捕捉项目。
了解更多关于移动地图绘制器的组成，包括形状因素和使其成为可能的广泛传感器的信息。
什么是SLAM在移动地图吗？
SLAM是一种“秘方”，它使系统能够在没有三脚架的情况下工作。
SLAM技术融合来自移动地图系统上传感器的数据，当你穿过资产时跟踪你的位置。你可以把这个轨迹上的每个位置想象成一个“虚拟三脚架”，软件在处理阶段使用它来确保点云中的每个点都在正确的位置。
在这里，你可以找到SLAM更技术性的解释，以及它如何在有关工程，以移动地图。
为什么你应该关心
通过使移动测绘技术的发展，SLAM帮助我们走在建设文档技术的合乎逻辑的下一步。
在很长一段时间里，建立文档的工作都是手工完成的，使用经纬仪或卷尺等设备。20世纪80年代出现了第一个全站仪，它能更快地捕捉点，而且精度极高。21世纪初，地面激光扫描仪(TLS)出现了，通过捕获数以百万计的点而不是一次只捕获一个点，将文档工作流程提升到了一个新的水平。
2015年，第一个使用SLAM的移动地图系统出现了。它们又向前迈进了一步——它们可以在运营商移动时捕获数百万点，因此它们不再像TLS那样局限于一个专门的位置。作为一个主要的奖励，他们还包括RGB相机捕捉360°摄影没有额外的努力。
快速捕获
TLS工作流可能需要为单个项目设置几十次扫描仪（如果资产特别大，可能需要数百次）。移动映射消除了这一步骤，大大加快了工作流程。在典型项目中，我们已经看到速度提高了10倍或更多。
快注册
由于TLS在同一时间仅捕获面积小，你需要连接的扫描，以产生最终的点云。您可以通过重叠的扫描，这会降低你的，因为它限制了你可以移动TLS到下一个站的距离实现这一目标。或者，你可以使用调查对象，这是复杂的，并且增加在网站上花费的时间。
在你需要开始另一次扫描之前，移动设备可以连续扫描——在某些情况下，可以捕获3000平方米的空间。这意味着更少的工作来确保全面覆盖。
全面的数据
由于任何激光扫描仪可以只捕捉什么在其视线，一个TLS需要你，如果你要扫描过去的障碍，并避免在您的数据空白点的设备移动到新的设置。移动设备使您能够走动的障碍物，填写您的采集，并用自己的方式。
直观、逼真的文档
最好的移动地图绘制者使用激光雷达和RGB相机的组合来捕捉建筑物的浓密彩色照片级真实感3D数据集。这些演练可以直观地导航、探索和测量，即使对于完全不熟悉点云的涉众也是如此。
实时反馈
领先的带有平板电脑显示屏的移动地图绘制者将在您工作时向您展示捕获的质量，并提供扫描的实时反馈。错过一个位置？屏幕将显示您，因此您可以立即进行更正。
了解更多关于这些好处，加上一些硬数字显示什么这可能意味着你的项目效率。
第2部分：移动地图与地面激光扫描-比较工作流及其如何满足项目要求
为了说明SLAM和移动映射系统的好处，让我们看看它与TLS相比在记录典型办公环境时的性能。
下面，您将看到使用TLS和基于目标的注册捕获此复杂空间所需的设置说明。在每个门框中添加额外设置以进行云到云注册（除非您想花时间设置目标）。如果有家具妨碍了扫描仪的查看，请添加额外的设置；如果希望捕捉窗框等功能的细节，请添加更多设置。
以最快的速度，你可以用TLS在20分钟内扫描这个空间，但是考虑到我们上面列出的额外因素，你可以看到它可能需要更长的时间。
使用移动测绘工作流程，你可以沟三脚架，只是通过太空行走所必需的捕获。您可以快速移动，但仍然确保你已经捕捉到了你需要的一切。
它能为您的业务做些什么
通过实现上述快速灵活的工作流，SLAM和移动地图系统可以对您的业务产生深远的影响。向工具集中添加移动映射器可以帮助您保留现有客户并获得新客户，所有这些都有助于您的业务增长。
提高效率
以更低的成本完成更大的项目，并利用现有的劳动力承担更多的项目。
减少服务对象DISRUPTION
更快地进出。减少扫描所需的停机时间，并在医疗保健、制造等敏感行业赢得新客户。
扩大服务和产品
开始提供完全沉浸360°演练您的移动扫描仪产生的。让您的服务清单比你的竞争对手的产品更加引人注目。
提高灵活性
以低成本生产高质量的数据集，满足价格敏感客户的需求。
SHARPEN竞争优势
通过提高效率、灵活性和服务，以及减少对客户的干扰，您将使您的业务从竞争对手中脱颖而出。
第三部分:常见问题
现在，您已经了解了SLAM和移动地图系统的基础知识，可能会有一些深入的技术问题。我们将回答以下最常见的问题。
要理解移动地图，我需要知道哪些技术术语？
我们整理了一份简短词汇，你可以读这里，它解释了简单的英语所有的技术术语。
移动地图系统有多精确?
答案很简单:最好的系统能够可靠地生成数据，而不仅仅是满足已构建文档的需求。在一个案例研究中，我们测试了我们自己的NavVis VLX，在一个停车场进行了一次扫描。通过应用闭环进行误差校正，该团队验证了数据在8mm绝对精度到1 σ。通过闭环和控制点优化，绝对精度提高到6mm。
这意味着您可以放心地将数据用于LOD 300 BIM或比例高达1:50的平面布置图等项目。
更复杂的答案是：移动地图的绝对精度很难用一个数字来定义。这是因为他们使用SLAM技术处理最终点云，而SLAM性能取决于许多现实因素，如您正在扫描的环境的几何体。（这就是为什么您经常看到规格表上列出的绝对精度数字的范围，例如6-15mm。）
在供应商对任何给定移动映射器的准确性做出概括陈述之前，他们必须在各种场景中执行广泛的测试，并查看系统在实际场景中的工作情况。
为了提供一些关于移动扫描准确性的有意义的答案，NavVis开发了一种严格的方法来验证准确性，并开放给独立审查和审查。
NavVis VLX点云楼梯
为什么有些SLAM系统比其他系统性能更好？
如果将三个具有相同形状系数和传感器有效载荷的系统排列在一起，则仍然可以期望这些系统返回的结果在质量上存在显著差异。为什么会这样？
这取决于SLAM实现的质量。以下是将一个SLAM系统与另一个区别开来的两个主要因素。
健壮性
在现实世界中，SLAM系统会发现某些环境比其他环境更具挑战性。这里有一个很好的例子:一个只有最小门道的长走廊缺乏SLAM追踪你位置所需的功能。这可能会导致由SLAM生成的轨迹数据出现误差，并降低最终点云的精度。
更强大的SLAM可以处理更多此类情况，并且处理得更好。它们会产生更好的轨迹，进而产生更精确的终点云。
纠错
环境并不是唯一能在移动数据集中产生错误的因素。错误也来自传感器本身。所有传感器都会产生一定量的噪声，这些噪声会使SLAM估计值产生微小偏差。随着时间的推移，这会累积成一个称为漂移的问题。
这就是为什么市场上几乎每台扫描仪都提供纠正错误和提高最终数据集准确性的功能。
然而，并不是所有的SLAM系统创建在这方面的平等。他们中的大多数提供环路闭合，当你回到你已经扫描的点其纠正错误。但是，并非所有的环闭合技术将产生相同的结果。并且，一些系统提供控制点功能的轨迹数据锁定被调查的控制点，但大多数没有。
总之，一些SLAM系统被设计来处理现实世界的扫描的复杂性比别人做得更好。这种差异清楚地显示结果。
为什么有些SLAM系统处理数据的速度比其他系统快？
这取决于计算能力。
如上所述，SLAM测绘系统融合来自各种传感器的数据，生成点云。该列表包括跟踪设备方向的imu，捕捉大型彩色图像的高清相机，以及每秒记录30万个(或更多)点的多个激光雷达单元。
这里的挑战是，传感器有效载荷产生了大量的数据——太多了，移动设备中的计算机很难轻松处理。
其结果是，每个制造商需要挑选自己的优先级进行数据处理。一些设计他们的设备实时生成和质量上的妥协点云。其他选择更缓慢地处理数据，但产生更高质量的结果。另一组为您提供了选择实时处理或者更高质量的处理，根据项目的需要选择。
NavVis选择了另一种方法。当你扫描数据时，该公司的地图绘制器会在你的平板电脑上显示实时的视觉反馈。然后，他们在办公室使用更强大的电脑来确定数据，并生成最高质量的点云。
SLAM系统如何生成比指定传感器更精确的点云?
因为移动扫描仪在你行走的过程中不断捕捉。
地面扫描仪在扫描过程中捕获每个测量点一次，而SLAM系统在您通过资产时会从多个角度多次自动捕获每个测量值。
这使得后处理软件，每个点的大组可能的x，y和z值的。它在这些值执行复杂的分析，从而使其能够降低或甚至消除不确定性，从像传感器噪声的物理现象产生。
结果？它可以产生一个点云比所述传感器是用于指定更准确。
移动地图技术正在快速变化。我怎么知道我的设备不会过时，一旦我买了它?
甲SLAM装置是很多比其硬件的更多;它在很大程度上依赖于软件来产生最终的点云。通过更新和调整软件，制造商可以升级你的设备，你所做的初次购买后不久。
一些供应商继续开发他们的软件，以改进SLAM处理、实时可视化和后期处理的质量。他们以软件更新的形式发布这些改进，所以你可以简单地下载并安装到你的设备或电脑上进行升级。瞧，你现在有了最新的技术。
移动地图系统中的软件提供了一个非常重要的好处：用户可以期望他们的工具在初次购买后很长时间内继续发展。
什么是后处理使用计算机或基于云的软件，我的点云，而不是使用计算机上的我的移动映射器的好处是什么？
当您使用计算机或基于云的软件进行后处理时，您将获得显著提高计算能力的优势。这意味着该工具可以花费更多的时间，执行更密集的处理，并产生更好的结果。
例如，NavVis的后处理软件应用了复杂的过滤器和处理，以实现更逼真的着色和纹理化、更有效的降噪和更好的表面重建。
它还利用这种额外的计算能力和时间实现了另一个优势：它提供了独特的处理功能，如删除动态对象的“重影”、清理可能影响边缘的边缘点，等等。
所有这些更密集的处理的结果是一个清晰、低噪音和更主观的“美丽”的点云。即使是粗略的检查，质量上的差异也应该是明显的。