服務(wù)機(jī)器人是多技術(shù)融合的產(chǎn)物，涉及機(jī)械、傳感、控制、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域，不僅有眾多關(guān)鍵零部件，需要的核心技術(shù)也多樣且復(fù)雜。其中任何一項(xiàng)技術(shù)的突破，都將有力地推動(dòng)服務(wù)機(jī)器人邁向智能化，而服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的繁榮也會(huì)帶動(dòng)更多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)探索新技術(shù)，加快技術(shù)應(yīng)用和落地。

        工業(yè)機(jī)器人工作時(shí)，通常只需按照編寫好的指令機(jī)械地執(zhí)行，與它相比，服務(wù)機(jī)器人工作時(shí)要面對的環(huán)境要更為復(fù)雜。因此，服務(wù)機(jī)器人需要更智慧的“大腦”——智能系統(tǒng)，自主性地完成更加瑣碎、多變的工作。其中一項(xiàng)被研究者普遍認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人完全自主的關(guān)鍵重要的技術(shù)，就是SLAM（即時(shí)定位與地圖構(gòu)建）技術(shù)。

        1988年，Smith、Self和Cheeseman提出移動(dòng)機(jī)器人SLAM算法，主要用于研究機(jī)器人移動(dòng)的智能化，即在未知環(huán)境特征的情況下，機(jī)器人從任意初始點(diǎn)開始，利用行進(jìn)過程中對自身位置的估計(jì)以及內(nèi)外傳感器觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，同時(shí)利用該數(shù)據(jù)不斷更新環(huán)境地圖，從而逐步創(chuàng)建完整地圖。

        概括性地說，SLAM技術(shù)解決的是機(jī)器人等在未知環(huán)境下運(yùn)動(dòng)時(shí)的定位與地圖構(gòu)建問題。它被認(rèn)為是過去十年間機(jī)器人研究領(lǐng)域的重要成果之一，是目前主流的定位技術(shù)。

        按傳感器的不同，SLAM技術(shù)主要分兩種，基于激光雷達(dá)（內(nèi)置紅外攝像頭）的SLAM技術(shù)，和基于視覺傳感器（內(nèi)置RGB攝像頭）的SLAM技術(shù)。

        目前這兩種方式各有優(yōu)劣。在靜態(tài)且簡單的環(huán)境中，激光SLAM定位總體來講優(yōu)于視覺SLAM，且構(gòu)建的地圖精度一般來說要更高，能直接用于定位導(dǎo)航。目前主要被應(yīng)用在室內(nèi)，用來進(jìn)行地圖構(gòu)建和導(dǎo)航工作。視覺SLAM應(yīng)用場景要豐富很多，在室內(nèi)外環(huán)境下均能開展工作。尤其是在較大尺度且動(dòng)態(tài)的環(huán)境中，視覺SLAM具有的紋理信息能表現(xiàn)出更好的效果。但是視覺SLAM也有缺點(diǎn)，對光的依賴程度高，在暗處或者一些無紋理區(qū)域無法進(jìn)行工作。

        SLAM技術(shù)未出現(xiàn)之前，掃地機(jī)器人只能按照設(shè)定的路線進(jìn)行清掃，碰到墻壁或物體邊緣便轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致清掃線路雜亂無章、效率低下。由于SLAM技術(shù)的優(yōu)越性，iRobot、石頭科技、科沃斯等掃地機(jī)器人品牌基本都配備了該導(dǎo)航系統(tǒng)，可以為室內(nèi)區(qū)域建圖或建模，以此來規(guī)劃清掃路線，既節(jié)能又可以提高效率。

        目前，大部分服務(wù)機(jī)器人及AGV小車已經(jīng)依靠采用基于視覺或激光雷達(dá)的SLAM技術(shù)建立導(dǎo)航系統(tǒng)，利用機(jī)器人本體上的激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器等感知環(huán)境，即使出現(xiàn)臨時(shí)障礙物，也能夠重新規(guī)劃路線，輕松靈活應(yīng)對。

        這項(xiàng)誕生于掃地機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)，已經(jīng)在自動(dòng)駕駛、無人機(jī)、AR/VR等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。大疆工程師曾有一句點(diǎn)評廣為流傳，“所有關(guān)于無人機(jī)的夢想都建立在SLAM之上”。

        隨著高效傳感器、多傳感器融合以及各種智能方法與SLAM相結(jié)合的研究日益深入，SLAM算法還將進(jìn)一步得到改進(jìn)和發(fā)展，其應(yīng)用范圍不再局限于工業(yè)流程、智能農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療以及便捷服務(wù)等行業(yè)，而將擴(kuò)展到城市安全、國防和空間探測等領(lǐng)域。