摘要

2019年8月21日，天河道云联手澳洲翼目神公司，进入昆钢集团大红山矿业有限公司地下采场，使用最新的自主无人机SLAM技术，对安全隐患采空区及巷道进行点云数据采集。翼目神是世界知名自主无人机研发企业，推出的该项“黑科技”虽然常见于国际智能矿山新闻报道，但飞入国内矿山尚属首例。在此衷心期盼我国矿山安全智能技术借此东风上升一个新台阶。

SLAM技术的前世今生

SLAM是 Simultaneous Localization and Mapping的缩写, 中文译名为“同步定位和测图”。SLAM应用场景如下：使用SLAM技术的机器人（它可以是自主行走车，也可以是自主飞行器），在未知环境的任意位置开始移动；在移动过程中，不断根据位置估算和测图信息进行自身定位，同时在自身定位的基础上进行增量式测图，以此实现机器人的自主定位和导航。

人类自从走入文明时代，就一直不断地努力解决定位、定向、测速、授时等问题。在古代，人们通过观察星象，配合司南仪可以进行简单的定位。元代中国人发明了牵星术，配合使用牵星板测量星星，能够实现粗略的纬度估计。

现代意义上的精确定位技术，还要数1964年美国投入使用的GPS。军用的P码可以达到1-2米级精度，开放给大众使用的CA码也能够实现5-10米级的精度。GPS发展到现在，已经能够实现厘米的定位精度，基本上解决了室外的定位和姿态问题。

但是室内没有GPS信号的地方就难办多了。为了实现室内的定位定姿，一大批技术不断涌现，其中，SLAM技术逐渐脱颖而出。自从上世纪80年代SLAM概念的提出到现在，SLAM技术已经走过了30多年的历史。SLAM系统使用的传感器种类在不断拓展，从早期的声呐，到后来的2D/3D激光雷达，再到单目、双目、RGBD、ToF等各种相机，以及与惯性测量单元IMU的结合；SLAM算法也从粒子滤波方法（例如卡尔曼滤波EKF和粒子滤波PF等）向综合优化方法迈进，技术框架也从开始的单线程向多线程演进。

通俗地讲，SLAM回答了“我在哪儿？我周围是什么？”就如同人到了一个陌生环境中一样，SLAM要解决的就是解算出观察者自身和周围环境的相对空间关系；“我在哪儿”对应的就是定位问题，而“我周围是什么”对应的就是建图问题，即给出周围环境的一个描述。回答了这两个问题，也就完成了对自身和周边环境的空间认知。有了这个基础，就可以进行路径规划去达要去的目的地。在此过程中还需要及时检测、躲避障碍物，保证运动安全。