憑借激光良好的指向性和高度聚焦性,，激光雷達已經(jīng)成為移動機器人的核心傳感器,，同時它也是目前最可靠,、最穩(wěn)定的定位技術(shù),。

　　目前,，激光雷達的市場份額大多被諸如美國Velodyne,、美國Quanergy,、德國SICK,、日本HOKUYO等國外企業(yè)占據(jù),，售價十分昂貴，多用于地圖,、安保及無人駕駛,。為了降低成本，順著“弱硬件+強算法”的思路,，Quanery用固態(tài)圖像傳感器替代360度旋轉(zhuǎn)的攝像頭和激光測距器,，成本將降到1000美元一套左右。國內(nèi)SLAMTEC結(jié)合激光三角測距技術(shù)與高速視覺采集處理機構(gòu),，推出了售價僅千元的低成本激光雷達,。

　　既然有了激光雷達這種可靠的定位技術(shù)，是不是就意味著移動機器人可以自主移動了呢,？其實不然,，對于移動機器人來說，激光雷達相當(dāng)于它的“眼睛”,，它通過不停掃描來獲取二維空間的點陣數(shù)據(jù),，但這并不能直接被移動機器人使用。想要移動機器人在完全陌生的環(huán)境中（沒有預(yù)先錄入地圖的情況下）實現(xiàn)智能導(dǎo)航,，顯然不是那么簡單,。

　　設(shè)想一下,，當(dāng)我們身處某個地方時，可以通過眼睛看到周圍的環(huán)境,，但如果想要去另一個地方,，需要判斷最佳路徑，同時避開障礙物,，才能順利到達目的地,。其實，移動機器人利用激光雷達“看見”周圍環(huán)境并不難,，難點在于后續(xù)的構(gòu)建地圖與路徑規(guī)劃,。

　　目前，應(yīng)用于自主移動機器人的導(dǎo)航技術(shù)有很多,，但受室內(nèi)環(huán)境,，尤其是家庭環(huán)境的限制，很多導(dǎo)航方法在室內(nèi)移動機器人上很難或根本無法應(yīng)用,，如電磁導(dǎo)航（需在地上布置感應(yīng)線圈）,、GPS導(dǎo)航（室內(nèi)精度太低）等。另外,，一些導(dǎo)航方法由于精度或?qū)崟r性等原因,，也很難應(yīng)用在商業(yè)化的室內(nèi)移動機器人中，比如基于RFID的導(dǎo)航系統(tǒng)精度較低,，而視覺導(dǎo)航雖然具有信號探測范圍廣,，獲取信息完整等優(yōu)點，但需處理的實時圖像數(shù)據(jù)量巨大,，實時性較差,。

　　近年來，SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)技術(shù)從理論研究到實際應(yīng)用,，發(fā)展十分迅速,，這種在確定自身位置的同時構(gòu)造環(huán)境模型的方法，可用來解決機器人定位導(dǎo)航問題,。其中,，激光SLAM技術(shù)利用激光雷達作為傳感器，獲取地圖數(shù)據(jù),，使機器人實現(xiàn)同步定位與地圖構(gòu)建,，這是目前最穩(wěn)定、最可靠,、高性能的SLAM方式。

　　就拿現(xiàn)在賣的最好的掃地機器人來說,，過去,，由于激光雷達價格過于昂貴,，多數(shù)掃地機器人廠家只能放棄激光SLAM技術(shù)，被迫選擇隨機碰撞尋路系統(tǒng),，就是邊撞邊找路,，這也就是為什么用戶普遍反應(yīng)掃地機器人智能程度不夠，過了新鮮勁就只能放在角落吃灰,。

　　現(xiàn)在,，低成本激光雷達面市也有一段時間，但是市面上真的能做到路徑規(guī)劃的掃地機器人卻寥寥無幾,，背后的原因到底是什么呢,？

　　為此，我們咨詢了一些掃地機器人廠家,，得到的答案普遍集中在三點,，一是安裝了激光雷達后，雖然可以得到環(huán)境的輪廓信息,，但需要利用算法進行后期處理,，建模后才能得到真正的地圖數(shù)據(jù)；二是他們普遍擅長研究新的吸塵模式或擦地模式,，對于環(huán)境建模算法的開發(fā)能力不夠,，無法自己完成；三是掃地機器人不同于其他服務(wù)機器人,，需要獨特的貼邊清掃,、折回清掃、多房間自主導(dǎo)航等功能,，目前已有的開源ROS系統(tǒng),，只能實現(xiàn)簡單的建圖且難以集成，無法滿足掃地機器人的實際需要,。廠家們普遍表示急需一款可以快速集成的芯片,，不需要二次開發(fā)，直接安裝在已有掃地機器人上,，就可以完成路徑規(guī)劃,、全面覆蓋清掃等功能。

　　掃地機器人算法模型

　　最近一段時間,，機器人餐廳這樣的概念已經(jīng)不是什么新鮮事了,，開業(yè)的時候吸引眼球，大批人圍觀,，過段時間就會發(fā)現(xiàn)“機器人只能沿著固定線路送餐,，加上餐廳人員走動大，機器人不懂得躲閃,，上菜容易灑落打翻,，甚至造成安全事故”,，機器人服務(wù)員最終被老板“炒了魷魚”。

　　送餐機器人

　　不過這樣的事情發(fā)生的多了,，送餐機器人廠家也進行了更新優(yōu)化,，除了現(xiàn)有的電磁導(dǎo)航外，還在機器人身上安裝了激光雷達,，希望可以改善用戶體驗,。事實上，安裝激光雷達后,，所能實現(xiàn)的功能非常有限,，比如它可以在行走途中感應(yīng)前方障礙物，并自動停止行走,。

　　我們聯(lián)系了某送餐機器人廠家,，技術(shù)人員表示他們目前普遍采用電磁導(dǎo)航，價格較低廉,，在加裝激光雷達后,，可以改善自動避障的問題，但仍無法完全滿足客戶需求,。雖然激光雷達成本相較于過去已經(jīng)大幅降低,，但是SLAM算法需要長時間積累、優(yōu)化,，無法短期開發(fā)完成,，他們期待SLAM算法實現(xiàn)高度集成，可以直接配合激光雷達使用,。

　　激光雷達作為SLAM的核心傳感器,，其重要性不言而喻。但是,，移動機器人要實現(xiàn)完全自主移動,，必然不能單單依靠激光雷達本身，其背后的高精度地圖,、核心算法才是更重要的影響因素,，也是更值得我們關(guān)注的領(lǐng)域。