環(huán)境感知的核心SLAM算法基本結(jié)構(gòu)可分為前端和后端

不同SLAM算法的具體細(xì)節(jié)會有所不同，但是基本結(jié)構(gòu)類似，可分為前端和后端。

以谷歌開發(fā)的二維SLAM算法Cartographer為例：算法在前端完成占據(jù)柵格地圖的構(gòu)建，得出激光雷達(dá)掃描幀的最佳位姿后，將掃描幀插入到子地圖中，得到局部優(yōu)化的子地圖并記錄位姿；后端根據(jù)掃描幀間的位姿關(guān)系進(jìn)行全局的地圖優(yōu)化，得出閉環(huán)掃描幀在全局地圖中的最佳位姿。

SLAM前端

從傳感器中獲取原始數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與已有地圖進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而確定機(jī)器人軌跡的過程。

1 數(shù)據(jù)采集：通過傳感器獲取機(jī)器人周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)，如激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等

2 數(shù)據(jù)時空同步：將從不同傳感器或不同時間戳接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，以便后續(xù)配準(zhǔn)

3 特征提�。簭牟杉�的數(shù)據(jù)中提取用于建圖的特征點(diǎn)，如關(guān)鍵點(diǎn)、特征描述子等

4 數(shù)據(jù)融合：將不同傳感器獲取的數(shù)據(jù)融合起來，提高建圖的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性

5 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)：將當(dāng)前幀的特征與之前的地圖，或者其他幀之間的特征進(jìn)行匹配，以確定機(jī)器人的運(yùn)動軌跡

6 運(yùn)動估計(jì)：通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)得到機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，可以是平移、旋轉(zhuǎn)等運(yùn)動

SLAM后端

根據(jù)前端獲取的運(yùn)動軌跡和地圖信息，對機(jī)器人的 狀態(tài)、地圖和傳感器誤差等進(jìn)行估計(jì)和優(yōu)化的過程。

非線性優(yōu)化：通過非線性最小二乘法等，對機(jī)器 人姿態(tài)和地圖進(jìn)行優(yōu)化，使得機(jī)器人的位置和地 圖更加準(zhǔn)確

回環(huán)檢測：識別機(jī)器人經(jīng)過的相似位置，避免累 積誤差的產(chǎn)生�？梢杂行Ы档蜋C(jī)器人的定位誤差， 提高SLAM算法的精度和魯棒性