機器人建圖

機器人建圖，是機器人一邊行進、一邊把感測器捕捉到的一切縫合起來，從而建立一份關於周圍環境長什麼樣的記錄。想像一位測量員走遍一片地，把每道籬笆、每棵樹、每條溝渠的位置都記下來，直到這些零散的筆記湊成一張能用的地圖。機器人做的是同一件事，只不過它的筆記是一連串的感測器讀數——雷射測到的距離、攝影機拍到的圖像、聲納返回的回聲——而完成的地圖，則是一份它日後能儲存、復用、並據以推理的、關於這處空間的數字模型。

讓建圖成為一項獨立技藝的關鍵之處在於：單單一次感測器掃描，只能告訴你某一瞬間、從某一個位置看出去時機器人四周的樣子。要建起一整張地圖，你必須從許多個位置取得讀數，再把它們融合成一幅前後一致的畫面；而要做到這一點，你就得知道每一次讀數時機器人站在哪裡。建圖在它最純粹的形式下，預設那些位置已經已知且可信——比方說，機器人被沿著一條精確測量過的軌道帶著走，或者它的位置由某個外部系統釘死。一旦有了可信的位置，要做的工作就是把每一次掃描都變換到一個共同的參考系裡，再把它們一層層疊上去，讓牆與牆對齊、讓整幅畫面嚴絲合縫。

得出的結果可以有不同的形態，取決於機器人需要什麼。它可能是一張佔據柵格地圖，把空間被擋住或空閒的地方塗出來；可能是一張地標地圖，只記錄角落、立柱這樣寥寥幾個醒目的特徵；也可能是一份更豐富的三維模型。當然，在實際中，機器人很少能事先完美地知道自己的各個位置，而這恰恰就是為什麼純粹的建圖，常常要和定位捆在一起，合成 SLAM 這個聯合問題。