SLAM:躲在智能设备背后的定位革命,离大规模落地还有多远

### 摘要 多数普通用户没听过SLAM,但每天都在用到它——从你家扫地图的扫地机器人,到商场里跑的配送机器人,再到手机上的AR试衣,所有能自主移动的智能设备,都绕不开这项技术。本文梳理SLAM的技术路线、产业现状和落地瓶颈,判断未来三五年的行业走向。

撕开术语包装:SLAM本质就是「一边走一边摸路」

很多人看到四个字母就怕了。其实SLAM的全称是同步定位与地图构建,核心问题一句话就能说清:一个没人给你提前画好地图的地方,你一个移动的机器,怎么一边搞清楚自己在哪,一边把周围的环境画出来?

原来的定位靠什么?GPS。但GPS进了楼就没信号,地下停车场、仓库、家里全瞎。SLAM就是为了解决这个问题生的。

现在主流技术路线分成两派:激光SLAM视觉SLAM。激光靠激光雷达测距,精度高,抗干扰能力强,缺点就是贵,一个好的激光雷达抵得上一台中端手机的钱。视觉靠摄像头拍图像匹配,成本低,还能顺便做语义识别,缺点就是光线差的时候容易掉链子,精度不如激光。

视觉SLAM实时定位建图路径示意图
视觉SLAM实时定位建图路径示意图

核心原理说穿了也不复杂:传感器不断采集新的环境信息,和上一帧的信息做匹配,算出自己移动了多少,再把新的信息拼到地图里,循环往复。说白了,和你闭着眼走进一个陌生房间,靠手摸墙一步一步摸索出路,逻辑是一样的。

争了十年的路线之争,现在居然握手言和了

早几年产业界吵得凶,挺激光的说视觉精度不够根本没法商用,挺视觉的说激光降不了成本永远只能走工业路线,谁也说服不了谁。

不过话说回来,这两年风向变了。你去看现在卖的中高端扫地机器人,基本都是激光加视觉融合方案。纯激光的少了,纯视觉的也少了。为啥?激光负责精准测距,视觉负责回传环境信息做语义匹配,刚好互补。

头部的商用服务机器人厂商也都这么玩。说白了,不管黑猫白猫,能稳定定位建图就是好猫。

最近两年最大的进展,其实是深度学习给视觉SLAM开了挂。原来纯靠几何匹配,遇到重复纹理比如白墙、长条走廊就飘,现在深度学习能提前识别物体,匹配精度上来了,成本还能压下去。还有最近大模型和SLAM结合的玩法,出来的语义SLAM,建出来的不是只有障碍物的线稿图,是能分清楚哪是沙发哪是餐桌哪是门的活地图,机器人真能理解环境,而不只是知道「这里有东西不能撞」。

家用扫地机器人SLAM室内建图效果展示
家用扫地机器人SLAM室内建图效果展示

现在全球SLAM赛道,基本分成了几个梯队:第一梯队是做底层算法方案的,给各个硬件厂商卖SDK,国内几家头部创业公司已经做到了全球前列,不少海外机器人厂商都在用他们的方案。第二梯队是自己做整机落地的,主要集中在服务机器人、扫地机器人这些赛道。还有一波是盯着下一代AR眼镜的,都在憋着做低功耗的SLAM芯片。

落地的真瓶颈:不是技术不够,是场景错配

落地的真瓶颈:不是技术不够,是场景错配
落地的真瓶颈:不是技术不够,是场景错配

实话实说,SLAM不是新技术,学术上已经研究了三十年。为啥到现在除了扫地机器人,还没看到大规模落地?

最大的问题就是成本和场景不匹配。工业场景不差钱,早就用上了,比如港口的自动导引车,早就用SLAM了,没问题。但消费级场景不行啊,你卖两千块的扫地机器人,不可能给你塞一个几千块的激光雷达对吧?

然后还有极端场景的bug,到现在都没完全解决。比如全黑的环境,视觉SLAM直接歇菜;全是玻璃的展馆,激光雷达会直接穿透,找不到障碍物,也会飘。你说商场里好多玻璃墙,现在的服务机器人进去还是容易迷路。

还有一个绕不开的问题就是隐私。语义SLAM要建地图,就会把用户家里的整个环境结构、家具布局全收集走。这些数据存在哪,会不会被滥用?现在几乎没有哪个厂商把这个问题说清楚。说实话,想想还挺吓人——你家哪有床哪有保险柜,全在人家的数据库里。

现在赛道还有点虚火,好多创业公司张嘴就是「我们掌握了世界领先的SLAM技术」,PPT做得漂亮,落地的时候连最基本的反光问题都解决不了,说白了就是蹭热点拿融资。

未来三到五年:SLAM会从卖点变成基础设施

未来三到五年:SLAM会从卖点变成基础设施
未来三到五年:SLAM会从卖点变成基础设施

三五年后,你不会再看到扫地厂商拿SLAM当卖点宣传了。就像现在手机厂商不会拿「支持4G上网」当卖点一样,它会变成所有自主移动智能设备的标配。

接下来最大的增量市场在哪?我觉得是两个:一个是商用服务机器人,疫情之后商场、酒店、写字楼对配送机器人的需求起来了,只要能把单台成本压到两万以内,稳定性再提一档,大规模铺点不是问题。另一个就是消费级AR眼镜,AR要实现虚实叠加,核心就是SLAM要实时算出你眼镜的位置和周围的环境,现在最大的问题就是功耗,要把SLAM算法做到眼镜里,续航还能撑一天,还得两年左右的打磨。

还有,大模型加SLAM的组合,会给自主移动机器人开新的想象力。原来机器人只会说「这里有障碍我绕开」,现在有了语义SLAM加大模型,它能知道「我要去客厅给主人递一杯水」,整个任务的理解能力完全上一个台阶。

当然,泡沫肯定会破,接下来一两年估计会有一批蹭热点的SLAM创业公司倒掉,剩下的能解决真问题的玩家,才能吃到接下来的增量。

### 结语 SLAM从来不是什么炫酷的黑科技,它是智能设备能真的走进我们生活的「地基」。没有它,所有说「自主移动」的智能设备都是扯谎。现在地基已经打了一半,还差最后几块砖,铺完了,我们才能真的迎来到处都是自主移动机器人的世界。

作者|大讲堂

排版|大讲堂

审核|白杨

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