[SLAM]（2-2）：建图、度量地图、拓扑地图

结合 高翔老师的著作《视觉SLAM十四讲：从理论到实践》，加上小白的工程经验共同完成。建议作为笔记功能反复使用。

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1.建图

   地图是对环境的描述，但这个描述并不是固定的，需要视SLAM的应用而定。地图大体上可以分为：2D栅格地图、拓扑地图、3D点云地图和网格地图。对于家用的扫地机器人，这种主要在低矮平面里运动的机器人，只需要一个二维的地图，标记哪里能通过，哪里存在障碍物，就够它在一定范围内导航了。而对于一个相机，它有六自由度的运动，我们至少需要一个三维的地图。建图并没有一个固定的形式和算法。大体上讲，他们可以分为 度量地图 和 拓扑地图 两种。

2.度量地图（Metric Map）

   度量地图强调精确地表示地图中物体的位置关系，通常我们用 稀疏（Sparse） 和 稠密（Dense） 对它们进行分类。

• 稀疏地图：进行了一定程度的抽象，并不需要表达所有的物体。
• 稠密地图：通常按照某种分辨率，由许多小块组成。二维度量地图是许多小格子（Grid），三维这是许多小方块（Voxel）。一般地含有占据、空闲、未知三种状态，以表达该格内是否有物体。

    缺点：这种地图需要存储每一个小格子的状态，耗费大量的存储空间，而且多数情况下地图的许多细节部分是无用的。另一方面，大规模度量地图有时会出现一致性问题。很小的一点转向误差，可能会导致两间屋子的墙出现重叠，使得地图失效。

3.拓扑地图（Topological Map）

    拓扑地图则更强调地图元素之间的关系。拓扑地图是一个图（Graph），由节点和边组成，只考虑节点间的连通性。它放松了地图对精确位置的需要，去掉地图的细节问题，是一种更为紧凑的表达方式。

    缺点：拓扑地图不擅长表达具有复杂结构的地图。如何对地图进行分割形成结点和边，又如何使用拓扑地图进行导航与路径规划。

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