激光雷达 SLAM

激光雷达 SLAM 是机器人用一种叫激光雷达（LiDAR）的激光传感器，来给一个地方画地图、同时弄清自己在这张地图里位于何处的方法。激光雷达每秒朝许多方向发出成千上万个激光脉冲，并测量每个脉冲反弹回来所花的时间，从而算出到撞到的东西的距离。把所有这些距离汇在一起，就得到一张周围墙壁、家具和障碍物的清晰快照——好比给房间画了一幅激光草图。SLAM 是“同步定位与建图”的缩写，指的是一边画地图、一边追踪自己位置的本领；可要把其中一件做好，似乎又得先知道另一件，这正是它的巧妙之处。

机器人是一帧一帧地工作的。每一刻它都拍下一张新的激光草图，然后把它平移、旋转，直到与刚才拍的那些草图对齐。为了让它们对上，机器人需要平移和转动多少，正好就是机器人移动了多少——于是它单凭这些扫描就还原出了自己的运动，而无需事先就有一张完成的地图。一路走下来，它把这些对齐好的草图缝合成一张不断扩大的地图，而它追踪到的路径，就是所有这些小位移累加起来的结果。

激光雷达在这里之所以受重视，是因为它能直接、精确地测出距离，而且在黑暗中、或在相机难以找到特征的空荡房间里照样管用。难处在于：又长又没有特征的走廊、镜子和玻璃都可能骗过它，而每一步里的小误差会慢慢累积成漂移——地图会一点点偏离真实。为对付这一点，激光雷达 SLAM 系统会留意自己以前到过的地方，一旦认出来，就把地图重新拉回正确的形状，这种修正叫做回环检测。