Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) เป็นเทคโนโลยีพื้นฐานในระบบอัตโนมัติ ซึ่งช่วยให้อุปกรณ์สามารถทำแผนที่แบบเรียลไทม์ในขณะที่ระบุตำแหน่งภายในสภาพแวดล้อมได้ เทคนิค SLAM ที่โดดเด่นสองเทคนิคคือ LiDAR SLAM และ Visual SLAM ซึ่งแต่ละเทคนิคใช้เซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันสำหรับการสร้างแผนที่ 3 มิติ เทคโนโลยีทั้งสองมีข้อดีและข้อจำกัดที่แตกต่างกัน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น ยานพาหนะขับเคลื่อนอัตโนมัติ หุ่นยนต์ และการนำทางในอาคาร ในบทความนี้ เราจะสำรวจความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยี SLAM ทั้งสองนี้ ประสิทธิภาพ และการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ

LiDAR SLAM คืออะไร?

LiDAR SLAM (การตรวจจับแสงและช่วง SLAM) ใช้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์เลเซอร์เพื่อสร้างแผนที่ 3 มิติที่แม่นยำสูงของสภาพแวดล้อมโดยรอบ ด้วยการปล่อยพัลส์เลเซอร์และคำนวณเวลาการบิน (ToF) จึงสามารถวัดระยะทางและจัดทำแผนที่พื้นที่ที่ซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ

ข้อดีของ LiDAR SLAM

ความแม่นยำสูง: LiDAR SLAM เป็นเลิศในสภาพแวดล้อมที่การทำแผนที่ที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ เช่น ในยานพาหนะอัตโนมัติและการทำแผนที่กลางแจ้ง

แข็งแกร่งในสภาวะที่ท้าทาย: LiDAR ทำงานได้ดีในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น แสงน้อย หมอก หรือฝุ่น ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับระบบอัตโนมัติที่ทำงานในพื้นที่ที่ปฏิเสธ GPS ได้อย่างมาก

ความสามารถในการทำแผนที่ 3 มิติ: ความสามารถในการสร้างพอยต์คลาวด์ 3 มิติที่มีรายละเอียด ทำให้ LiDAR เป็นตัวเลือกอันดับต้นๆ สำหรับการทำแผนที่ที่มีความละเอียดสูง

ข้อเสียของ LiDAR SLAM

ต้นทุนสูง: ต้นทุนของเซ็นเซอร์ LiDAR สูงกว่าอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับกล้อง ซึ่งจำกัดการใช้งานในการใช้งานที่คำนึงถึงงบประมาณ

มุมมองที่แคบ: LiDAR มีขอบเขตการมองเห็นที่จำกัด ซึ่งลดประสิทธิภาพในการตรวจจับสิ่งกีดขวางบริเวณมุมหรือเหนือวัตถุ

ความต้องการในการประมวลผลสูง: LiDAR สร้างข้อมูลจำนวนมหาศาล โดยต้องใช้ฮาร์ดแวร์ที่ทรงพลังและการประมวลผลข้อมูลขั้นสูงยิ่งขึ้น

วิชวลสแลมคืออะไร?

Visual SLAM ใช้เซ็นเซอร์กล้องและอัลกอริธึมการมองเห็นของคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างแผนที่สภาพแวดล้อมและติดตามการเคลื่อนไหวของอุปกรณ์แบบเรียลไทม์ ด้วยการระบุและติดตามคุณสมบัติภาพที่สำคัญในหลายเฟรม Visual SLAM จะประมาณการเคลื่อนไหวของกล้องและสร้างแผนที่ 3 มิติ

ข้อดีของวิชวลสแลม

คุ้มต้นทุน: Visual SLAM ใช้กล้องราคาไม่แพง ทำให้เป็นโซลูชัน SLAM ที่คุ้มต้นทุนมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ LiDAR

มุมมองที่กว้างขึ้น: กล้องมีขอบเขตการมองเห็นที่ใหญ่ขึ้น ทำให้เหมาะสำหรับการตรวจจับวัตถุในสภาพแวดล้อมแบบไดนามิก เช่น ในแอปพลิเคชันความเป็นจริงเสริม (AR) หรือความเป็นจริงเสมือน (VR)

ความคล่องตัว: Visual SLAM สามารถปรับเปลี่ยนได้สูง ใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ ตั้งแต่โดรนไปจนถึงหุ่นยนต์เคลื่อนที่ โดยมอบโซลูชันที่ยืดหยุ่นสำหรับการนำทางในอาคารและ AR/VR

ข้อเสียของ Visual SLAM

ความไวแสง: Visual SLAM ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่มีแสงสว่างเพียงพอ และอาจประสบปัญหาในสภาพแสงน้อยหรือสะท้อนแสงมากเกินไป

ความแม่นยำต่ำ: เมื่อพูดถึงการวัดระยะทาง LiDAR SLAM จะให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น

สภาพแวดล้อมที่มีคุณลักษณะหลากหลายที่จำเป็น: Visual SLAM ทำงานได้ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีคุณลักษณะมากมาย (เช่น ขอบ มุม) ซึ่งอาจเป็นเรื่องท้าทายในพื้นที่กระจัดกระจายหรือพื้นที่ราบเรียบ

LiDAR SLAM กับ Visual SLAM: การเปรียบเทียบโดยละเอียด

1. ความแม่นยำและความเร็ว

LiDAR SLAM: ด้วยการวัดด้วยเลเซอร์ LiDAR SLAM นำเสนอความแม่นยำที่เหนือกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการทำแผนที่ที่แม่นยำในสภาพแวดล้อมขนาดใหญ่และซับซ้อน

Visual SLAM: แม้ว่า Visual SLAM จะสามารถจับภาพได้เร็วขึ้น แต่โดยทั่วไปความแม่นยำของภาพจะต่ำกว่า ทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการการวัดระยะทางที่แน่นอน

2. ความน่าเชื่อถือและการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อม

LiDAR SLAM: มีความน่าเชื่อถือมากกว่าในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย ไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพแสงหรือการมองเห็นที่เกะกะ ทำงานได้ดีในสภาพแสงน้อยหรือสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น หมอกและฝุ่น

Visual SLAM: แม้ว่า Visual SLAM อาจประสบปัญหาในพื้นที่ที่มีแสงน้อย แต่ก็สามารถทนทานกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีพื้นผิวสะท้อนแสงซึ่ง LiDAR SLAM อาจเผชิญกับความยากลำบาก

3. ความคล่องตัวและการปรับใช้

LiDAR SLAM: ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมที่ต้องการการทำแผนที่ 3 มิติที่มีความละเอียดสูง เช่น ยานพาหนะอัตโนมัติและการทำแผนที่กลางแจ้งขนาดใหญ่

Visual SLAM: ความสามารถในการปรับใช้บนแพลตฟอร์มที่หลากหลาย ตั้งแต่อุปกรณ์ AR/VR ไปจนถึงหุ่นยนต์เคลื่อนที่ ทำให้มีความอเนกประสงค์และปรับให้เข้ากับอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการนำทางในอาคารและแอปพลิเคชัน AR

4. ต้นทุนและความซับซ้อน

LiDAR SLAM: ระบบ LiDAR ที่มีต้นทุนสูงและข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ขั้นสูงทำให้เหมาะสำหรับโครงการที่มีงบประมาณสูงซึ่งต้องการความแม่นยำสูงสุด

Visual SLAM: Visual SLAM มีราคาถูกกว่าและใช้งานง่ายกว่า ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับโปรเจ็กต์ที่ให้ความสำคัญกับความคุ้มค่าและความง่ายในการใช้งานเป็นสำคัญ

5. พื้นที่ใช้งาน

การขับขี่อัตโนมัติ: LiDAR SLAM มีความสำคัญอย่างยิ่งในการตรวจจับสิ่งกีดขวางและสภาพแวดล้อมการทำแผนที่ในยานพาหนะขับเคลื่อนอัตโนมัติ Visual SLAM สามารถเสริม LiDAR ได้โดยเพิ่มความตระหนักรู้ในสถานการณ์

Augmented Reality และ Virtual Reality: Visual SLAM เป็นส่วนสำคัญของแอปพลิเคชัน AR/VR ช่วยให้สามารถติดตามและจัดวางวัตถุได้อย่างแม่นยำแบบเรียลไทม์

วิทยาการหุ่นยนต์: ทั้ง LiDAR SLAM และ Visual SLAM ถูกนำมาใช้ในวิทยาการหุ่นยนต์ LiDAR ได้รับความนิยมในหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ต้องการการนำทางที่แม่นยำ ในขณะที่ Visual SLAM ใช้ในโดรนและระบบหุ่นยนต์ขนาดเล็ก

การนำทางในอาคาร: Visual SLAM มักใช้สำหรับการนำทางในอาคาร เนื่องจากมีราคาไม่แพงและสามารถปรับตัวได้ในสภาพแวดล้อมที่มีภาพสมบูรณ์

บทสรุป

LiDAR SLAM และ Visual SLAM ต่างก็มีจุดแข็งที่แตกต่างกัน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน LiDAR SLAM เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำแผนที่และการนำทาง 3 มิติที่มีความแม่นยำสูงในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อยหรือพื้นที่ที่ GPS ปฏิเสธ ในขณะที่ Visual SLAM เป็นโซลูชันที่คุ้มค่าและยืดหยุ่นสำหรับแพลตฟอร์มที่หลากหลาย โดยเฉพาะใน AR, VR และการนำทางในอาคาร .