Page 35 - 测绘与空间地理信息研究

第二章 地面测绘技术

intelligence，AI）应用于机器人领域最为成功的研究平台。1979 年，斯坦福大学
人工智能实验室研制成功了 Stanford Cart 机器人，它通过立体视觉实现目标定位、
避障和路径规划等功能，能够跟踪地面的白线进行运动。1986 年，卡内基梅隆

大学成功研发了具有里程碑意义的自动驾驶汽车 NavLab-1，其通过激光测距雷
达和可见光相机提供测距信息和图像信息。1996 年，Omead Amidi 等研发了第一
架基于视觉里程计的自主无人直升机。该直升机利用影像信息进行定位、自稳和
导航，并对地面目标进行跟踪。

步入 21 世纪后，针对测量机器人的研究和应用越来越普遍。2011 年，美国
太空总署（NASA）发射的 Curiosity 火星探测器，其导航与控制分系统利用导航
相机拍摄的影像数据重建三维场景并同步计算火星车的位置和姿态信息，从而完
成路径规划任务，代表了星表机器人导航与控制的最高水平。2012 年，Kumar

实验室研究了一种适用于多层建筑室内空间探索建图的飞行机器人。该机器人使
用鹈鹕无人机作为飞行平台，上面搭载了二维激光扫描仪和 RGBD 相机作为传
感器，并将采集到的点云和 RGBD 数据用机载处理器在线计算，从而实现无人
机在室内空间的自主探索任务。该无人机不仅能完成单个房间的探索，还能自主

穿越楼层，进而完成整个多层建筑的探索并获取其点云数据。澳大利亚 DATA61
实验室研制了 Hovermap 无人机平台，可以通过自主飞行和旋转激光雷达获取
GPS 拒止环境中的高质量点云数据。马德里理工大学开发了基于 ARM 的轻型低
成本立体视觉预处理系统，用于无人机在室内空间的导航和测图。俄勒冈州立大

学将携带深度相机和光流相机的无人机用于室内场景建图，并提出一种有限电量
和通信条件下多无人机协同探索算法。瑞士苏黎世联邦理工大学提出了一种通用
的自监督激光雷达测程估计方法，可以有效利用激光雷达数据，同时保持实时性
能，并成功应用于足式、履带式和轮式机器人。2020 年，波士顿动力公司发布

的 spot2．0 具备自主导航的能力，可以根据环境变化自动调整姿态，并能够实
现多机协同。2015 年 10 月，特斯拉推出了半自动驾驶系统 Autopilot，是第一个
投入商用的自动驾驶技术。谷歌 Waymo、通用汽车、Nuro 等公司也在无人车领
域进行了深入研究。

虽然国内对测量机器人技术的研究相较国外起步较晚，但同样也取得了一系
列成果。2013 年，中国首辆月球车玉兔号驶抵月球表面，承担月面自动巡视勘
察和科学探测等任务。玉兔号月球车配置了全景相机、测月雷达、红外成像光谱

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