一文概览视觉SLAM详细学习路线、思维脑图

2020 年 5 月 5 日 计算机视觉life

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什么是SLAM?


SLAM是 Simultaneous Localization And Mapping的 缩写,一般翻译为:同时定位与建图、同时定位与地图构建。


SLAM的典型过程是这样的:当某种移动设备(如机器人/无人机、手机、汽车等)从一个未知环境里的未知地点出发,在运动过程中通过传感器(如激光雷达、摄像头等)观测定位自身在三维空间中的位置和姿态,再根据自身位置进行增量式的三维地图构建,从而达到同时定位和地图构建的目的

传统的视觉算法主要是对针对二维图像的处理,借助深度学习在分类识别方面取得了超越人眼精度的巨大成就,就像人眼是通过双眼立体视觉来感知三维世界一样,智能移动终端(比如智能手机、无人汽车、无人机、智能机器人)需要能够像人类一样利用SLAM算法来快速精确的感知、理解三维空间。


最近几年,以双目相机、结构光/TOF相机、激光雷达为代表的三维传感器硬件迭代更新迅猛,国内外已经形成了成熟的上下游产业链。三维视觉传感器也逐渐走入普通人的生活,在智能手机、智能眼镜等设备上应用越来越多,以手机为例,苹果、华为、小米、OPPO、VIVO等手机大厂都在积极推动结构光/TOF相机在手机上的普及。

SLAM技术为核心的三维视觉在学术界也是一个热门方向,从最近几年计算机视觉相关的顶级会议CVPR, ICCV,  ECCV,IROS, ICRA 录用论文来看,视觉定位、三维点云识别分割、单目深度估计、无人驾驶高精度导航、语义SLAM等相关论文占比越来越高。


因此SLAM技术在最近几年发展迅猛,广泛应用于增强现实感知、自动驾驶高精度定位、机器人自主导航、无人机智能飞行等前沿热门领域

关于SLAM的入门介绍及应用案例解析,可以看笔者在一次线下分享中,做的一个入门视频介绍,时长约55分钟



学习SLAM如何入门?


SLAM是涵盖图像处理、多视角视觉几何、机器人学等综合性非常强的交叉学科。

学习SLAM涉及线性代数矩阵运算、李群李代数求导、三维空间刚体变换、相机成像模型、特征提取匹配、多视角几何、非线性优化、回环检测、集束调整、三维重建等专业知识。SLAM是强实践学科,需要具有一定的C++编程能力,掌握Linux操作系统、Eigen, Sophus, OpenCV, Dbow, g2o等第三方库,能够快速定位问题,解决bug。


SLAM关联知识(点开查看大图)


这对于初学者来说无疑具有较高的门槛,也需要花费不少的时间来摸索重点,打好基础。这个过程可能比较痛苦,但是熬过了这个过程,你就拥有了自己独有的核心竞争力,不用担心轻易被取代,未来会有非常强的竞争力

但是目前关于SLAM学习的资料不多,而且参差不齐,初学者推荐高翔的《视觉SLAM十四讲》,该书也是本教程的必备参考书籍

计算机视觉life总结了SLAM学习资源树(点击看大图)


但很多小伙伴在学习期间仍然会遇到很多困难:公式看不懂,代码不会写,不知道怎么入手,没有人指导或者一起讨论,很容易不得要领,进度极慢,走弯路等,不仅浪费了时间和精力,甚至因此放弃了该方向的研究,以后可能再也没有机会进入这个领域了,错过了时代的风口


目前SLAM领域优秀企业列表(点开查看大图)


有没有好的教程和学习圈子,可以避免采坑,及时答疑解惑,少走弯路,快速入门?



《从零开始学习SLAM》知识星球

该星球已经创立600天1150+小伙伴加入学习,每天都有思维的碰撞,星球已经累计1500条优质主题,是少有以SLAM学习为主题的高质量知识星球。主要有以下几个亮点:


1、技术介绍全面。学习过程从基础的知识开始循序渐进,内容涵盖图文教程、视频教程、技术交流分享、工作机会


2、专门设计的练习题重视实践。星主根据不同知识点设计一些实用性的练习题(推导、编程等),所有提交作业都会批改。光看不做假把式,适当的练习能够加深读者的理解,把知识消化吸收为自己所用。


3、高质量的交流学习社区。星球成员来自国内外硕博士及相关公司研发人员。练习题,专属内部实名微信群 帮助日常互助答疑解惑。所有成员都可以进行发布问题、分享知识、上传资源、点赞、留言、赞赏、收藏等操作。星球里提问均免费,星主会及时答疑解惑 。



4、精选SLAM常见面试题,定期发布在星球里,引导大家讨论,并提供参考答案,帮助找工作的同学从容面试。目前已经有几十条SLAM常见面试题目和详细解答。

见《干货总结 | SLAM 面试常见问题及参考解答》。星球内也会经常发布SLAM相关的实习生/校园/社会招聘



如何加入知识星球

知识星球需付费加入,价格随人数增加逐渐上涨,因此越早加入越优惠有效期一年(从加入时间开始往后一年有效,到期仍可查看之前所有内容,查看新内容需续费),平时忙也没关系,有空可以反复看。

时间不等人,万事早为先。学习切忌单打独斗,一个良好的学习圈子能够帮助你快速入门,交流讨论才能少走弯路,快速进步!加入SLAM学习星球,把握时代的风口,和国内外优秀的SLAM研究者一起交流进步,甚至找到理想工作。3天内无条件退款。目前星球已经讲解了6次 ORBSLAM2 系列视频教程,等你来哦


现在加入还可以获得:

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如果没有考虑好是否加入星球也没关系。可以关注公众号:计算机视觉life,公众号里有大量SLAM、三维视觉相关的高质量文章哦~

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